张兰春 马媛媛 史新欣 杨威 李剑雄
摘要:为丰富北京地区的观赏植物资源,课题组从山东临沂选择观赏性较强的5个观赏木瓜品种进行了引种,对其进行生物学观测及抗寒性试验,最终筛选出适宜北京地区栽植的木瓜属海棠品种为‘红宝石、‘绿宝石、‘多彩、‘大富贵。
关键词:观赏木瓜;引种;抗寒性
观赏木瓜是指蔷薇科木瓜属(Chaenomeles)内以观花、观果或二者俱佳的品种和类型的统称。该花花期长,花色繁多,枝姿优美,地栽或做盆景观赏均可,观赏性好,是优良的早春观赏植物资源。
1.材料与方法
1.1材料来源与引种方式
供试材料为2013年11月从山东省临沂市引入,分别为‘红宝石、‘多彩、‘大富贵、‘绿宝石、‘长寿乐3年生沂州海棠嫁接苗,每个品种引种数量为30株,裸根苗,共计150株。分别按0.5m×0.5m的株行距定植,植苗后的3年中,生长季及时除草、追肥、浇水等正常养护。各年生长季观察物候期、植株生长发育表现、抗逆性。
1.2试验地概况
试验地设在陶然亭公园胜春山房景区,公园位于北京市西城区,现状面积56.56hm2。地形地貌比较自然,北部、东南、西南部的山体环绕中间开阔的湖面。试验地面积500m2。所在地属于温暖半湿润半干旱季风气候。年平均气温11~13℃;年降水量为400~500mm;夏季降水量占年降水量的74%;年无霜冻期190~200d;积温在4200°C左右。
1.3日常观测方法
自2014年3月1日~2016年10月1日,课题组对引种的海棠品种随机选取10株进行每周1次的物候观测,待发现芽膨大后开始记录其展叶、始花等一系列发育期特征,并适时拍照留存资料,观测期间准确记录植株的物候表现、生长状况及越冬情况。待海棠进人生长旺季4月时,观测频率也相应增加到每天1次。
1.4抗寒试验
1.4.1试验材料。选取引种的5个品种海棠以及在陶然亭公园生长良好的木瓜属贴梗海棠为试验材料。每个品种选取生长健壮、长势均一的苗木,以树干为中心选取树冠外围发育正常、长势良好、木质化程度一致的当年生休眠枝条15条,除去叶片,剪成30cm左右的小段,用湿纱布包好,带回实验室。将枝条分成3份,用自来水冲洗干净,然后用去离子水冲洗2遍,用吸水纸吸干水分,备用。
1.4.2低温胁迫处理。将处理好的枝条放入保鲜袋中,置于高低温湿热试验箱内,进行梯度降温冷冻处理。降温梯度分别设在-5℃、-10°C、-15℃、-20°C共4个处理,0℃对照温度。降温速度为4°C/h,降到所需温度后维持处理24h。然后取出1份枝条恢复到0℃,其余枝条仍继续进行降温处理,将处理好的枝条剪切成0.1~0.2cm的小段,称取0.5g用于各项生理指标的测定。试验设3次重复。每次重复平行测定3次。
1.4.3指标测定。分别测定试验材料的相对电导率、脯氨酸、丙二醛的含量。相对电导率(REC)的测定采用电导率仪。脯氨酸(Proline)的测定采用磺基水杨酸提取,茚三酮比色法。丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴比妥酸法。
2.结果与分析
2.1观赏生物学性状表现
通过3年引种观测,5个海棠品种均能够安全越冬,春季栽植的品种除个别植株生长势较弱外,成活率均为100%,生长表现正常,观赏性状优良,能够适应试验地的环境条件。北京引种最适宜时间为春季,秋季引种成活率低。5个品种因花蕾数量多,颜色各异,均于蕾期便有较高观赏价值。‘红宝石花蕾红色,‘绿宝石花蕾绿色,直径均在0.4~0.6cm,是5个品种中蕾期表现最优的。最具观赏价值的器官是花,先叶开放,花冠直径均在3cm以上,除‘多彩外均为复瓣。‘红宝石、‘绿宝石分别为红色,绿色,‘多彩为粉红、白双色,‘大富贵,‘长寿乐为橙红色。结果品种只有‘多彩,结果数量极少。
2.2物候表现
通过物候期观测,3月初各品种芽陆续膨大,3月底~4月中旬始花,花期最早的为‘红宝石,花期约25天,最佳观赏期约2周。‘多彩和‘绿宝石始花期为4月上旬,花期约20天。‘大富贵和‘长寿乐于4月中旬始花,花期较长约35天(见表2)。
2.3抗寒性检测
2.3.1不同低温处理对海棠细胞膜透性的变化。植物细胞质膜是细胞与外界环境的一道分界面,对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要作用。用电导仪率法测定植物质膜透性的变化,可作为植物抗逆性的生理指标之一。
如表3所示,在0℃处理时,‘长寿乐的细胞膜透性显著高于其它品种,而其它品种间无显著性差异。在-5℃-20℃处理时,所有品种总体表现为:随着处理温度的降低,细胞膜透性增强。在-5℃处理时,‘红宝石的细胞膜透性显著低于其它品种(‘多彩除外);在-10°C处理时,‘红宝石的细胞膜透性显著低于大富贵、‘绿宝石和‘长寿乐。在15℃处理时,‘绿宝石的细胞膜透性显著低于其它品种,而‘多彩、贴梗海棠的细胞膜透性最高。在-20°C处理时,‘绿宝石的细胞膜透性显著低于‘长寿乐和贴梗海棠,而贴梗海棠的细胞膜透性是最高的。综合所有温度处理,从枝条内细胞膜透性指标来看,‘红宝石耐寒性最强,其次为‘大富贵和‘绿宝石,再次为‘多彩、贴梗海棠,‘长寿乐的耐寒性最差。
2.3.2不同低温处理对海棠枝条脯氨酸的变化。逆境条件下,植物体内脯氨酸(proline,Pro)的含量显著增加。植物体内脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性。抗寒性强的品种往往积累较多的脯氨酸。如表4所示,在整个试验中,‘红宝石枝条内的脯氨酸含量随温度降低变化幅度增大,而其余品种枝条内脯氨酸含量的变化比较平缓(长寿乐的-10°C处理除外)。在-15℃处理除外的所有温度处理中,均是‘红宝石枝条内的脯氨酸含量最高,显著高于其它品种;而在-15℃处理时,‘绿宝石枝条内的脯氨酸含量最高,顯著高于其它品种,其次是‘红宝石枝条内的脯氨酸含量较高,显著高于‘多彩,但与其它品种间无显著性差异。从枝条内脯氨酸含量可以看出,‘红宝石耐寒性最强,‘绿宝石的耐寒性较强,其次为‘大富贵和‘长寿乐,耐寒性最差的为‘多彩和贴梗海棠。
2.3.3不同低温处理对海棠枝条丙二醛的变化。丙二醛(MDA)是由于植物器官衰老或在逆境条件下受伤害,其组织或器官膜脂质发生过氧化反应而产生的。它的含量与植物衰老及逆境伤害有密切关系。MDA的积累可能对膜和细胞造成一定的伤害。如表5所示,在-10%处理时,‘大富贵枝条内丙二醛含量最高,显著高于其它品种;而在-15℃和-20°C处理时,‘长寿乐和‘绿宝石枝条内的丙二醛含量高,显著高于其它品种。从枝条内丙二醛含量可以看出,-20°C时贴梗海棠、‘大富贵的耐寒性最强;‘红宝石和‘多彩耐寒性次之;‘绿宝石和‘长寿乐的耐寒性较差。温度高于-10°C时,‘绿宝石和‘长寿乐的耐寒性高于‘大富贵。
3.结论
综合以上3项指标:‘红宝石耐寒性最强,其次为‘绿宝石,再次为‘多彩和贴梗海棠,‘大富贵和‘长寿乐的耐寒性最差。
同时结合主要观赏特性花色、花量、花期等指标,筛选出此次引种适宜北京地区栽植的木瓜属海棠品种为‘红宝石、‘绿宝石、‘多彩、‘大富贵。
在实际园林应用中,根据3年连续观测的结果,观赏木瓜各品种生长量小,枝条柔软,容易造型,适宜做盆景应用。株型较小的地栽苗可片植、丛植,形成花篱景观。株型较大的品种可结合其他小乔木、宿根等营造节点景观。