董谦,刘冬云,李莹
(1.河北省林业科学研究院,河北 石家庄 050061;2.河北农业大学园林与旅游学院,河北 保定 071000)
10种野生地被植物生物学特性研究
董谦1,刘冬云2,李莹1
(1.河北省林业科学研究院,河北 石家庄 050061;2.河北农业大学园林与旅游学院,河北 保定 071000)
在对斑叶堇菜等10种河北野生地被植物引种成功的基础上,通过形态特征、物候期以及生长动态的观测,研究了其生物学特性。结果表明:10种野生地被植物形态特征各异;斑叶堇菜的绿期最长(264d),歪头菜的花期最长(130d);植株高度最大的是歪头菜(76.82cm),最小的是东方草莓(15.21cm);叶面积最大的是大叶铁线莲(174.88cm2),最小的是求米草(14cm2)。
野生地被植物;生物学特性;形态特征;物候期;生长动态
地被植物是指能够覆盖地面,具有一定观赏价值的多年生草本植物。在园林绿化中,地被植物的应用可以充分合理的利用空间,提高绿地面积,增加景观的层次感。而野生地被植物因其适应能力强,观赏价值高,养护管理简便等优点,逐渐受到人们的青睐。目前我国北方地区园林应用中地被植物的种类相对较少,品种单一,缺乏特色,对野生地被植物进行引种栽培可以有效丰富园林地被植物的种类。本试验在对10种河北野生地被植物引种成功的基础上,通过形态特征、物候期以及生长动态的观测,研究该10种地被植物的生物学特性,从而为其在园林绿化中的应用提供理论依据。
1.1 试验材料
10种野生地被植物分别为:东方草莓(Fragaria orientalis)、斑叶堇菜(Viola variegata)、匍枝委陵菜(Potentilla flagellaris)、鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)、野罂粟(Papaver nudicaule)、蓝花棘豆(Oxytropis coerulea)、求米草(Oplismenus undulatifolius)、大叶铁线莲(Clematis heracleifolia)、歪头菜(Vicia unijuga)、秃疮花(Dicranostigma leptopodum),在河北农业大学试验田内(38°50′N,115°27′E)露天栽植,进行正常的水肥管理。鹅绒委陵菜、匍枝委陵菜为4a生,东方草莓等8种植物为2a生,引种地概况见表1。
1.2 试验方法
1.2.1 形态特征观测
随机选取20株植株作为标准株,定期观测各自的花(花色、花瓣、花径)、果实(纵径、直径、每果结种数)、种子(纵径、直径、千粒重)等;用生物直尺测定植株的株高、花径、果实的横纵径及种子的直径等指标。
1.2.2 物候期观测
表1 引种地概况
物候期包括萌芽期、现蕾期、始花期、盛花期、末花期、果熟期和枯萎期。观测期间,每天早晨9:00定时进行观测。判断标准如下:
萌芽期:10%的植株地下芽萌动后幼叶出土。现蕾期:10%的植株花蕾自基生叶间露出。始花期:10%的植株开花。盛花期:25%的植株开花。
末花期:10%的植株花还在开放。
果熟期:10%的植株果实变黄并有轻微开裂。枯黄期:5%植株叶片开始变黄。
1.2.3 生长动态观测
2015年3月到11月,采用定株观测法,以20株植株作为标准株,每月15日进行植株的株高、叶面积的测定。利用生物直尺测定株高,利用坐标纸法测定叶面积。
2.1 形态特征
植物长期生活在自然环境中逐渐演化出各种不同的形态结构来适应它们的生长环境,不同的形态特征又决定着它们的特殊功能和特性。植物的花、叶、果等表型性状是决定其园林用途的基本要素之一,为此园林应用中首先应了解不同植物的形态特征,依据不同植物的具体形态特征进行园林开发利用。试验中引种的10种野生地被植物属于不同的科属,形态特征各异(表2)。
2.2 物候期
物候期是植物生长发育对外界环境的影响表现出来的形态特征,也是园林花卉栽培育种时的重要参考要素,千差万别的物候特征对植物的生长繁殖与对自然环境的适应有着极为重要的影响。根据表3可得:10种野生地被植物在2015年的物候特征各不相同,返青时间最早的为秃疮花,在2月18日;返青时间最晚的为大叶铁线莲,大约在3月10日。斑叶堇菜、野罂粟及秃疮花均在3月中下旬出现花蕾,开花时间较早,是重要的早春野生地被花卉;匍枝委陵菜、蓝花棘豆、鹅绒委陵菜、东方草莓及歪头菜开花时间在4月中下旬,为春季开花的重要植物;求米草及大叶铁线莲在6月份开始开花,为重要的夏季开花地被植物;花期最长的为歪头菜,花期可以达到130d,花期最短的为匍枝委陵菜,仅有22d。10种野生地被植物的枯黄期大多集中在10月中下旬到11月中旬之间,枯黄时间最晚的为斑叶堇菜,在11月15日左右;枯黄时间最早的是秃疮花,在6月20日。比较10种野生地被植物的绿期可以发现,绿期最长的为斑叶堇菜,能达到264d;绿期最短的为秃疮花,为121d。斑叶堇菜、蓝花棘豆、野罂粟、秃疮花、鹅绒委陵菜、东方草莓和歪头菜果期集中在5、6月份;求米草和大叶铁线莲果实成熟较晚,在9、10月;匍枝委陵菜则没有果实。
2.3 生长动态
10种野生地被植物生长状况虽然有差异,但是株高与叶面积的生长均符合由慢到快再变慢的生长规律,与倒“S”型曲线是一致的。由于植物种类不同,斑叶堇菜等7种植物3~5月生长迅速,鹅绒委陵菜等3种植物从3月份到6月份一直迅速生长。
从图1可以看出:斑叶堇菜、蓝花棘豆、歪头菜、野罂粟、东方草莓、匍枝委陵菜、秃疮花7种植物在3~5月份生长迅速,蓝花棘豆、歪头菜、野罂粟与秃疮花植株高度增长均超过35cm;植株较低矮的东方草莓、秃疮花、斑叶堇菜的增长也超过了10cm;进入6月份以后,植物生长速度逐渐缓慢下来,植株高度逐渐趋于停止变化。而鹅绒委陵菜、大叶铁线莲及求米草3种野生地被植物从3月份到6月份一直保持着较快的生长速度,直到进入7月份,植株高度的生长才逐渐变缓慢。10种野生地被植物的植株高度由高到低依次为:歪头菜>大叶铁线莲>蓝花棘豆>秃疮花>野罂粟>求米草>鹅绒委陵菜>斑叶堇菜>匍枝委陵菜>东方草莓。歪头菜的株高最高,可以达到76.82cm左右;东方草莓的株高最低,仅为15.21cm;2种植物植株高度差距可以达到61.61cm。作为园林绿化的地被植物材料,植株越低矮越利于其开发利用,仅从株高一项因素分析,东方草莓、匍枝委陵菜等低矮植物更具有优势。
表2 10种野生地被植物的形态特征
表3 10种野生地被植物的物候期(月.日)
叶面积的变化与植株株高的变化规律类似,伴随着植株株高的增长叶面积也不断增大。在植株高度迅速增高的月份,植株的叶面积也迅速增大;植株高度生长渐趋缓慢的时期,植株的叶面积增长也逐渐缓慢下来。由图2可以看出,10种野生地被植物的叶面积大小顺序为:大叶铁线莲>鹅绒委陵菜>秃疮花>蓝花棘豆>斑叶堇菜>东方草莓>匍枝委陵菜>野罂粟>歪头菜>求米草。其中大叶铁线莲的叶面积最大(174.88cm2),约是求米草面积(14cm2)的12倍。植物的叶面积越大对裸露地表的覆盖效果越好,也更加有利于植物的光合作用,促进植物的生长。在3~5月份,秃疮花叶面积增长幅度最大,达到了80cm2左右;3~6月,大叶铁线莲与鹅绒委陵菜的叶面积涨幅均可以达到130cm2以上,表现出极强的生长活力。10种野生地被植物中,大叶铁线莲与鹅绒委陵菜等叶面积较大的地被植物有良好的地表覆盖效果,在园林应用中有很好的利用潜力。
图1 10种野生地被植物高生长动态
图2 10种野生地被植物叶面积生长动态
物候期的科学测定对野生地被植物的品种推广及科学研究具有重要意义,了解引种植物在引入地区生长发育各阶段的进展与实际生长状况,可以作为分析引种成败的参考标准。物候期的不同说明植物对自然环境的适应性存在一定差异,这是植物在长期自然环境选择下遗传变异的表现形式。植物根据自然环境的不同,可以通过调整自身的返青期、发芽期、花期等关键的物候期等来适应不同的环境条件。由于10种野生地被植物是由高山引种,所以返青时间均较早,集中于2月中下旬到3月中上旬,随着气温逐渐回升野生地被植物开始返青,对10种植物生长影响最大的气候因子是气温。10种植物的返青时间参差不齐,返青时间最早的秃疮花要比时间最晚的大叶铁线莲早20d;花期最长的歪头菜比花期最短的匍枝委陵菜多达108d;绿期最长的斑叶堇菜比绿期最短的秃疮花多143d。张贝等以青岛地区引进的54个品种宿根花卉为试验材料,对其进行了较为系统的物候期观测,发现多数返青期集中在3月份。与园林应用中的其他常用地被植物相比,试验中引种的10种野生地被植物具有返青早、开花早的物候特征。引种的野生地被植物中野罂粟与秃疮花的绿期很短,这是因为两种植物都是2a生植物,均在2014年9月份播种,植株生长到2015年1月中下旬地上部分枯黄休眠,直到2015年2月较早返青。在园林绿化中,可根据不同植物的物候期特点进行合理地搭配种植以提高整个园林景观的观赏效果。本试验只对10种植物进行了为期一年的物候观测,为了充分了解气候因子对植物物候期的影响,还应该进行更长时间的观测。
植株的株高受到诸如遗传、环境等很多因素的影响,不同的植物表现出不同的株高性状,10种野生地被植物株高各不相同,其中歪头菜的株高最高,比最矮的东方草莓高61.61cm。植物株高的不同对园林花卉具有重要的现实意义,较低矮的斑叶堇菜、东方草莓等可以作为花坛、花镜的前景花;较高大的歪头菜可以作为花丛种植。但是,由于华北地区夏季多风多雨水,大叶铁线莲、歪头菜等植株较高的植物极容易发生倒伏而影响观赏效果,因此应该注意此类花卉的矮化研究。作为植物光合作用最主要的器官,叶片在植物生长过程中可塑性也相当强,植物通过调整叶片的形态来适应外界环境的不同变化。10种野生地被植物中大叶铁线莲的叶面积最大,这可能是由于大叶铁线莲为三出复叶且每一部分叶片面积均较大的原因。较大的叶面积有利于促进植物的光合作用,增加光合产物的积累,加速植株的生长,进而使植株长势更为旺盛。
通过对10种野生地被植物的物候期观测,发现斑叶堇菜的绿期最长(264d),歪头菜的花期最长(130d),野罂粟、秃疮花、斑叶堇菜、匍枝委陵菜开花时间早,可以作为早春花卉;大叶铁线莲花期长、花量大、颜色艳丽,则可以作为夏季观赏花卉。在园林实际应用中通过与其他园林植物的合理配置充分发挥地被植物的观赏价值,提高园林植物的层次性,进而提高园林景观的观赏性与多样性。
我国具有丰富的野生地被植物种质资源,但是专家学者对其研究起步较晚,为了更好地发挥野生地被植物资源的作用还应该进一步加强研究,尤其是较适宜本地环境的野生乡土地被植物,进一步丰富我国园林绿化中的植物种类,又可以达到对其保护开发的目的。
由于时间较短,本试验对各指标仅进行了为期1a的观测,为了进一步提高研究的科学性与严谨性,最终达到指导园林实践的目的,未来还应对10种野生地被植物进行多年连续的物候期观测,从而了解供试植物物候期的变化,并分析不同气候因子对植物物候期的影响,更好地应对因环境因子变化给植物带来的不良影响。
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The Study on the Biological Characteristics of the 10 Spesies of Wild Ground Covers
DONG Qian,LIU Dong-yun,LI Ying
(1.Hebei Acodemy of Forestry Sciences,Shijiazhuang,Hebei 050061;2.The Agricultural University of Hebei,Baoding,Hebei 071000)
On the basis of ten wild ground cover plants introduced successfully,their biological properties were researched through the observation of morphological characteristics,phonological period and growth dynamics.The results showed that the morphological characteristics of the ten wild ground cover plants are diverse;Viola variegate has the longest green stage of 264 days and Vicia unijuga has the longest flower period of 130 days.Vicia unijuga is the highest which is up to 90cm,while Fragaria orientalis is the shortest with height of 15.21cm;Clematis heracleifolia has the biggest leaf area of 174.88cm2and Oplismenus undulatifolius with the smallest of 14 cm2.
Wild ground cover plants;Biological property;Morphological character;Phonological period;Growth dynamics
S688.4
A
1002-3356(2016)06-0011-05
2016-11-09
京津冀地区节约型乡土地被植物资源的搜集与利用(15227534)
董谦(1990-),硕士,助理工程师,现从事园林与财务工作。