摘要:為開(kāi)發(fā)利用祁連山茶藨子屬植物資源,文章調(diào)查了茶藨子屬植物的形態(tài)特征和分布范圍、群落自然繁殖和種子萌發(fā)特性,并采集天然植株種子經(jīng)低溫沙藏后進(jìn)行播種試驗(yàn),采集植株插條經(jīng)催根后進(jìn)行扦插試驗(yàn)。結(jié)果表明,祁連山茶藨子屬植物共有4種,分別為長(zhǎng)刺茶藨子、狹果茶藨子、甘青茶藨子、冰川茶藨子;自然條件下,4種茶藨子屬植物均以根蘗苗和種子萌發(fā)幼苗擴(kuò)大群落,種子自然發(fā)芽率為27.67%~42.00%;采集的4種茶藨子屬天然植株種子經(jīng)低溫沙藏后播種,發(fā)芽率提高到50.10%~65.70%;采集的4種茶藨子屬天然植株硬枝,經(jīng)NAA水溶液浸泡后扦插,生根率達(dá)51.33%~77.00%。
關(guān)鍵詞:茶藨子屬;資源;調(diào)查;播種;扦插
中圖分類號(hào):S663
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
茶藨子屬(Ribes L.)植物為虎耳草科茶藨子屬漿果類果樹(shù),全世界約有160多種,我國(guó)約有59種,主要分布在北半球寒帶至溫帶地區(qū)[1]。
茶藨子屬植物果實(shí)小,但富含人體所需的多種蛋白質(zhì)、氨基酸和礦質(zhì)元素,果可鮮食、榨汁、釀酒、制作罐頭[2]。茶藨子屬植物的栽培代表樹(shù)種為黑穗醋栗和醋栗,已在我國(guó)東北地區(qū)黑龍江省和吉林省廣泛種植,效益可觀[3]。茶藨子屬植物為叢狀灌木,耐寒、耐陰,花色和果色較多,夏季開(kāi)花,秋季結(jié)果,花和果實(shí)具有較高的觀賞性,且耐修剪,是優(yōu)良的園林綠化灌木花卉。近年來(lái),隨著中醫(yī)藥科技的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)茶藨子花、芽和嫩葉提取物具有清熱、解毒、潤(rùn)肺、利尿和強(qiáng)心等功效[4]。果實(shí)提取物富含維生素C和黃酮類成分,具有防治壞血病,軟化心腦血管、降血脂和降血壓等功效[5]。茶藨子屬植物已在保健食品加工、藥用、園林綠化、果樹(shù)育種等方面取得顯著成效,但絕大部分仍以野生或半野生狀態(tài)分布于深山老林,有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用[6]。祁連山植物資源豐富,但有關(guān)茶藨子屬植物資源調(diào)查和開(kāi)發(fā)利用的文獻(xiàn)鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究開(kāi)展了針對(duì)茶藨子屬植物資源的調(diào)查和繁殖技術(shù)研究,為茶藨子屬植物的開(kāi)發(fā)利用提供參考。
1 "材料和方法
1.1 " 試驗(yàn)地概況
資源調(diào)查地概況:茶藨子屬植物資源調(diào)查地位于祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi),總面積為4 389.5 km2,該自然保護(hù)區(qū)位于甘肅省和青海省交界處,東西長(zhǎng)約1 000 km,南北寬100~300 km,海拔2 000~5 000 m。調(diào)查地沿海拔梯度自上而下依次為雪山、高山草甸、森林、荒漠草原,自東向西依次為大陸性寒溫半濕潤(rùn)氣候帶和大陸性荒漠草原氣候,多樣的氣候類型和地形地貌孕育了豐富的植物資源。
播種和扦插地概況:茶藨子屬植物人工播種和扦插地位于祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)東端北麓甘肅省天??h祁連鎮(zhèn)祁連村,海拔2 650 m,屬大陸性寒溫半濕潤(rùn)氣候,年均氣溫0.8 ℃,降水量為500 mm。該試驗(yàn)地地勢(shì)平坦、灌溉水源豐富、灌溉設(shè)備齊全,土壤類型為山地栗鈣土,土層深厚,保水保肥能力強(qiáng)。
1.2 " 試驗(yàn)材料
種子:2021年9—10月,待調(diào)查地茶藨子屬天然植株漿果成熟后,采集漿果帶回播種地室內(nèi),在容器中充分腐熟變軟后加水搓洗2~3次,倒掉容器上部的果肉和果皮混濁液,撈出底部的種子陰干備用。
植株插條:2022年3月中旬,從調(diào)查地茶藨子屬天然植株上剪取一年生枝條帶回扦插地室內(nèi),將枝條剪成長(zhǎng)20 cm、底部呈馬蹄形的插條,每20根扎成一捆備用。
1.3 " 試驗(yàn)方法與調(diào)查項(xiàng)目
植物形態(tài)特征和分布范圍調(diào)查:2021年6—12月,結(jié)合祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)林草資源調(diào)查,通過(guò)野外踏查采集茶藨子屬植物標(biāo)本,對(duì)茶藨子屬植物的枝、葉、花、漿果進(jìn)行拍照并與植物彩色圖譜[7]比對(duì),鑒定其種類。記錄茶藨子屬植物分布地的海拔、地形、地貌、周圍植被類型等信息。
植物自然繁殖特性調(diào)查:進(jìn)行野外踏查時(shí),隨機(jī)抽取面積為667 m2的樣方30個(gè),調(diào)查樣方內(nèi)茶藨子屬不同植物連片群落面積(m2)、獨(dú)立幼苗密度(株·667 m-2)。2021年9—10月,采集茶藨子屬植物天然植株成熟漿果,分離出純凈種子,陰干后測(cè)定其千粒質(zhì)量(g)。2022年3月中旬,將陰干備用的種子取出進(jìn)行自然萌發(fā)試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí),將陰干種子均勻放置在墊有濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi),在室溫23 ℃、濕度60%的條件下培養(yǎng)20 d,統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率(%)。培養(yǎng)時(shí),以100粒為1組,重復(fù)3次。
種子沙藏和播種試驗(yàn):在播種地背風(fēng)陰涼處挖深1.0~1.2 m、寬1 m的條狀沙藏坑,坑的長(zhǎng)度視種子數(shù)量而定。試驗(yàn)將茶藨子屬植物陰干備用的種子與粒徑0.5~1.0 cm的濕河沙按體積比1∶6均勻混合后填入坑內(nèi),濕河沙相對(duì)含水量為30%~35%,坑中央豎立一個(gè)草把,以便坑內(nèi)與外界進(jìn)行氣體交換,將茶藨子屬植物種子與濕河沙的混合物填充到離地面20 cm時(shí),再用純河沙填充到與地面齊平,沙子頂部覆蓋塑料薄膜保濕,薄膜頂部覆蓋20 cm厚的草簾保溫。2022年3月中旬,將茶藨子屬植物種子與濕河沙的混合物挖出,晾干后用孔徑為0.5 cm的細(xì)篩分離出茶藨子屬植物種子。隨機(jī)抽取3 000粒茶藨子屬植物種子,分成3等份,每等份隨機(jī)播種于面積為5 m×4 m的小區(qū)內(nèi)。播種前先施肥、澆水、深翻和耙平苗床,沿南北向開(kāi)行距20 cm、深3 cm
的淺溝,將種子按株距10 cm進(jìn)行點(diǎn)播,點(diǎn)播完成后用鐵磙碾壓1次,使種子與土壤充分接觸。播種后20 d統(tǒng)計(jì)每小區(qū)的種子發(fā)芽率(%),胚芽生長(zhǎng)至地面視為種子發(fā)芽。2022年11月底,每小區(qū)隨機(jī)抽取20株植株,測(cè)定苗高(cm)和主根長(zhǎng)(cm)。
插條藥劑處理和扦插試驗(yàn):2022年3月中旬,將剪成的茶藨子屬植物插條基部在100 mg·L-1萘乙酸(含NAA 50%)溶液中浸泡24 h后進(jìn)行扦插。扦插苗床施肥、澆水、深翻和耙平后,起高20 cm、頂寬60 cm的平頂壟,壟溝寬30 cm,壟頂覆蓋黑色地膜,后沿壟頂按株行距20 cm×20 cm進(jìn)行扦插,將插條基部2/3插入土壤。每100株為1小區(qū)(面積2 m×3 m),隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)3次。扦插60 d后統(tǒng)計(jì)植株生根率(%),
插條萌芽并正常生長(zhǎng)視為生根。插條萌發(fā)的嫩梢長(zhǎng)到10 cm時(shí),每株只選留1個(gè)健壯嫩梢生長(zhǎng),將其余抹除。2022年11月底,每小區(qū)隨機(jī)抽取10株植株,測(cè)定選留枝條新梢長(zhǎng)(cm)、生根數(shù)(條·株-1)和單條根長(zhǎng)(cm)。
發(fā)芽率(%)= 胚芽出土種子數(shù) ×100播種數(shù)
生根率(%)= 萌芽插條數(shù) ×100扦插插條數(shù)
1.4 " 數(shù)據(jù)處理與分析
利用Excel 2007、DPS 6.01軟件對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及新復(fù)極差Duncan顯著性分析。
2 "結(jié)果與分析
2.1 " 茶藨子屬植物的形態(tài)特征和分布范圍
如表1所示,在祁連山調(diào)查到的茶藨子屬植物共有4種,分別為長(zhǎng)刺茶藨子、狹果茶藨子、甘青茶藨子和冰川茶藨子。4種茶藨子屬植物均為落葉灌木,葉近卵形,有裂口,邊緣齒狀,花生于葉腋處,漿果近球形,但4種茶藨子屬植物的枝條外觀,葉片裂口數(shù)、附屬物,總狀花序花朵數(shù)、花瓣形狀、花色、花期,果形和果色等具有一定差異。長(zhǎng)刺茶藨子和狹果茶藨子枝條有刺,刺為3分叉,甘青茶藨子和冰川茶藨子枝條無(wú)刺。長(zhǎng)刺茶藨子、甘青茶藨子和冰川茶藨子葉為3~5裂,狹果茶藨子葉子為5裂。長(zhǎng)刺茶藨子和甘青茶藨子花色為白色,狹果茶藨子花色為粉紅色,冰川茶藨子花色為褐紫色。長(zhǎng)刺茶藨子漿果為紅色,狹果茶藨子漿果為黃色,甘青茶藨子漿果為黑色,冰川茶藨子漿果為鮮紅色。
在祁連山調(diào)查到的4種茶藨子屬植物分布于海拔2 000~2 800 m的較陰濕的林緣、灌叢、溝谷地帶,但每種植物分布的海拔下線、上線、落差以及分布地地形地貌和周邊植被類型仍有一定差異,其中冰川茶藨子分布于海拔2 000~2 500 m,落差500 m,分布的海拔下線和上線均為最低,但落差最高;甘青茶藨子分布于海拔2 400~2 600 m,落差200 m,分布的海拔落差最低;長(zhǎng)刺茶藨子和狹果茶藨子分布的海拔相同,均為2 400~2 800 m,落差均為400 m,分布的海拔上線最高,落差居中。分布地地形地貌方面,長(zhǎng)刺茶藨子除分布于溝谷外,還分布于陰坡林緣;狹果茶藨子除分布于溝谷外,還分布于山坡灌叢,包括陰坡和陽(yáng)坡灌叢;冰川茶藨子除分布于溝谷外,還分布于山坡林緣,包括陰坡和陽(yáng)坡林緣。
2.2 " 茶藨子屬植物的自然繁殖特性調(diào)查
如表2所示,本次調(diào)查到的祁連山4種茶藨子屬植物自然群落既有叢狀連片灌木林,也有叢狀連片灌木林外的獨(dú)立幼苗個(gè)體,叢狀連片灌木林均以茶藨子屬植物單種純林分布,未發(fā)現(xiàn)2種或2種以上的片狀混交林。調(diào)查到的4種茶藨子屬植物叢狀單株基部萌生出一定數(shù)量的根蘗苗,以此來(lái)擴(kuò)大片狀群落面積和郁閉度。4種茶藨子屬植物的連片群落面積為5.34~20.10 m2,其中狹果茶藨子的連片群落面積最大,為20.10 m2,
較冰川茶藨子的連片群落面積最低值5.34 m2高出276.40%。調(diào)查到的4種茶藨子屬植物叢狀連片灌木林外的空地上有獨(dú)立幼苗呈單桿生長(zhǎng),也有部分植株生長(zhǎng)多年后基部萌生出少量的根蘗苗,逐漸變成叢狀,為連片灌木林和獨(dú)立單桿單株間的過(guò)渡地帶。4種茶藨子屬植物的獨(dú)立幼苗密度為4~13株·667 m-2,其中狹果茶藨子的獨(dú)立幼苗密度最高,為13株·667 m-2,較冰川茶藨子的獨(dú)立幼苗密度最低值4株·667 m-2高出225%。
本次采集調(diào)查到的祁連山4種茶藨子屬植物成熟漿果經(jīng)腐熟、搓洗、水選、風(fēng)干等流程,獲得純凈種子,觀察到4種茶藨子屬植物種子呈黑色,近球形,細(xì)小。4種茶藨子屬植物種子的千粒質(zhì)量?jī)H為2.23~3.42 g,其中狹果茶藨子種子的千粒質(zhì)量最高,為3.42 g,較冰川茶藨子種子的千粒質(zhì)量最低值2.23 g高出53.36%。采集的4種茶藨子屬植物種子不經(jīng)任何處理,在室溫23 ℃、濕度60%的條件下部分種子均能自然萌發(fā),4種茶藨子屬植物種子的自然發(fā)芽率為27.67%~42.00%,其中狹果茶藨子種子的自然發(fā)芽率最高,為42.00%,較冰川茶藨子種子的自然發(fā)芽率最低值27.67%高出51.79%。
方差分析顯示,4種茶藨子屬植物間連片群落面積、獨(dú)立幼苗密度、千粒質(zhì)量和自然發(fā)芽率差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。
2.3 " 茶藨子屬植物的人工繁殖試驗(yàn)
如表3所示,本次調(diào)查到的祁連山4種茶藨子屬植物種子經(jīng)沙藏處理后,種子的發(fā)芽率較自然發(fā)芽率大幅度提高。4種茶藨子屬植物種子經(jīng)沙藏后播種的發(fā)芽率為50.10%~65.70%,其中狹果茶藨子種子經(jīng)沙藏后播種的發(fā)芽率最高,為65.70%,較冰川茶藨子種子的發(fā)芽率最低值50.10%高出31.14%。4種茶藨子屬植物一年生幼苗苗高為14.63~16.84 cm,其中狹果茶藨子植株一年生幼苗苗高最高,為16.84 cm,較冰川茶藨子植株一年生幼苗苗高最低值14.63 cm高出15.11%。4種茶藨子屬植物一年生幼苗主根長(zhǎng)
為7.26~12.14 cm,其中狹果茶藨子植株一年生幼苗主根長(zhǎng)最長(zhǎng),為12.14 cm,較冰川茶藨子植株一年生幼苗主根長(zhǎng)最低值7.26 cm高出67.22%。方差分析表明,4種茶藨子屬植物沙藏種子播種發(fā)芽率、一年生幼苗主根長(zhǎng)之間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05);4種茶藨子屬植物中,狹果茶藨子與長(zhǎng)刺茶藨子、甘青茶藨子和冰川茶藨子一年生幼苗苗高之間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05),而長(zhǎng)刺茶藨子、甘青茶藨子和冰川茶藨子一年生幼苗苗高之間的差異均不顯著(P>0.05)。
如表4所示,本次調(diào)查到的祁連山4種茶藨子屬植物硬枝經(jīng)NAA水溶液浸泡后扦插,植株生根率為51.33%~77.00%,其中狹果茶藨子硬枝扦插生根率最高,為77.00%,較冰川茶藨子硬枝扦插生根率最低值51.33%高出50.01%;4種茶藨子屬植物一年生扦插苗選留新梢長(zhǎng)為16.57~21.54 cm,其中狹果茶藨子一年生扦插苗選留新梢長(zhǎng)最長(zhǎng),為21.54 cm,較冰川茶藨子一年生扦插苗選留新梢長(zhǎng)最低值16.57 cm高出29.99%;4種茶藨子屬植物一年生扦插苗生根數(shù)為4.17~5.53條·株-1,其中狹果茶藨子一年生扦插苗生根數(shù)最高,為5.53條·株-1,較冰川茶藨子一年生扦插苗生根數(shù)最低值4.17條·株-1高出32.61%;4種茶藨子屬植物一年生扦插苗單條根長(zhǎng)為12.62~14.82 cm,其中狹果茶藨子一年生扦插苗單條根長(zhǎng)最長(zhǎng),為14.82 cm,較冰川茶藨子一年生扦插苗單條根長(zhǎng)最低值12.62 cm高出17.43%。4種茶藨子屬植物硬枝扦插生根率之間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.01);長(zhǎng)刺茶藨子和甘青茶藨子一年生扦插苗選留新梢長(zhǎng)之間的差異未達(dá)到顯著水平(P>0.05),其他2種茶藨子屬植物一年生扦插苗選留新梢長(zhǎng)之間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05);狹果茶藨子和甘青茶藨子一年生扦插苗生根數(shù)之間的差異未達(dá)到顯著水平(P>0.05),其他2種茶藨子屬植物一年生扦插苗生根數(shù)之間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05);冰川茶藨子一年生扦插苗單條根長(zhǎng)與其他3種茶藨子屬植物之間的差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05),而其他3種茶藨子屬植物一年生扦插苗單條根長(zhǎng)之間的差異均未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。
3 "結(jié)論與討論
植物資源調(diào)查是其開(kāi)發(fā)利用的基礎(chǔ),只有認(rèn)清其形態(tài)特征和分布地,才能分門別類地科學(xué)引種和馴化栽培,避免引種和馴化栽培的盲目性。植物資源調(diào)查中取得的天然分布地溫度、濕度、光照、土壤和水分等環(huán)境資料是人工栽培進(jìn)行栽
植地選擇、改造和提升的主要參考依據(jù)。解決植物繁殖問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)植物個(gè)體增殖和獲得農(nóng)產(chǎn)品收獲量的首要問(wèn)題,也是衡量人工栽培是否可行的主要衡量指標(biāo)之一[8]。實(shí)現(xiàn)野生植物資源的人工繁殖和栽培,可減少天然植株采挖量,有效保護(hù)野生植物資源和整個(gè)生態(tài)環(huán)境[9]。林木的繁殖方式較多,但生產(chǎn)中常用的主要為播種繁殖和扦插繁殖[9]。播種繁殖操作簡(jiǎn)單、成本低廉,但繁殖的苗木遺傳性狀變異較大,前提條件是繁殖樹(shù)種產(chǎn)種量大,種子易發(fā)芽。扦插繁殖成苗快、出圃早,遺傳性狀穩(wěn)定,但繁殖材料數(shù)量有限,前提條件是繁殖材料易生根。針對(duì)結(jié)實(shí)產(chǎn)種但發(fā)芽困難或扦插生根困難的樹(shù)種需打破種子休眠或促其生根[10-11]。生產(chǎn)中破除種子休眠和提高發(fā)芽率的常用方法是低溫沙藏,促進(jìn)植株插條生根的常用方法是采用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑萘乙酸(NAA水溶液)浸泡催根[12]。張平芳等[13]研究表明,滇牡丹種子經(jīng)低溫沙藏后發(fā)芽率和活力指數(shù)均呈增長(zhǎng)趨勢(shì),種子發(fā)芽率在沙藏90 d時(shí)上升到85%,活力指數(shù)上升到20.82。朱計(jì)謀等[14]研究表明,用200 mg·L-1萘乙酸(NAA水溶液)浸泡葡萄插條1 h后扦插,葡萄插條生根率提高到96%。
筆者調(diào)查到的祁連山茶藨子屬植物共有4種,分別為長(zhǎng)刺茶藨子、狹果茶藨子、甘青茶藨子和冰川茶藨子,形態(tài)特征均為落葉灌木,葉近卵形,花著生部位、果形,枝條外觀近似,但花色、花期,果形和果色差異較大。天然群落既有片狀灌木純林,也有獨(dú)立幼苗個(gè)體。種子千粒質(zhì)量?jī)H為2.23~3.42 g,種子自然發(fā)芽率為27.67%~42.00%。
種子經(jīng)沙藏處理后發(fā)芽率提高到50.10%~65.70%,插條用NAA水溶液浸泡后生根率為51.33%~77.00%。鑒于4種茶藨子屬植物中狹果茶藨子的沙藏種子發(fā)芽率和催根插條生根率均最高,建議優(yōu)先進(jìn)行人工繁殖馴化栽培。
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