几个紫叶稻品种观赏性分析及应用建议

2020-10-09 08:13戴红燕华劲松蔡光泽
种子 2020年7期
关键词:叶鞘叶色紫色

戴红燕,华劲松,蔡光泽

(西昌学院,四川 西昌 615013)

紫叶稻因其叶片、叶鞘、茎秆中含有较多的花色苷类色素使其植株呈现紫色[1]而显得与众不同,且紫色的深浅不同,其色泽又有差异,因而紫叶稻具有较高的观赏价值,是观赏稻中的一支主力军。因其既有一定的稻谷产量,又具有观赏价值和美化作用,因此,紫叶稻是兼具粮食和花卉的一类特殊作物。有关紫叶稻的研究主要是紫叶稻遗传的特异性及其在诱导孤雌生殖中的价值[2],紫、绿叶稻与F1光合色素的差异及其产量的关系和杂种F1产量优势分析[3,4],紫色叶片的抗光氧化作用和功能叶光合特征研究[5,6],紫稻、紫茎遗传及其在育种中应用[7-10]以及栽培生理[11]等方面。近年来,随着观赏稻的兴起,人们才将紫叶稻作为观赏植物使用,但对紫叶稻的观赏性状的具体研究和应用还鲜见报道。本研究将从国内外收集到的几个紫叶稻进行种植,分析其观赏特性,发掘其观赏价值,为观赏稻的研究和推进乡村旅游业发展以及在美化环境等方面奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从国内外收集的紫叶稻种资源9份,详见表1。

表1 收集的紫叶稻资源名称及来源

1.2 研究方法

1.2.1种植地点

西昌学院高原及亚热带作物重点实验室试验基地。

1.2.2种植方法

种植时间为2015—2018年,保证每个资源至少种植2年。种植采用拱膜秧盘育秧,秧龄40 d时移栽,移栽规格20 cm×25 cm,每穴2苗,每行10穴,每份资源不少于100苗,资源间设50 cm宽走道,周围设保护行,不设重复。播种、插秧、收获、脱粒和干燥等操作及田间管理方法,采用当地相应的常规方法。在稻株的整个生长过程中,治虫草不治病。

1.2.3测定性状

每品种固定20株进行性状观察,用图片和文字记载,性状包括:生育期、苗情动态、抗病性、抗倒伏性、茎粗、叶色、叶形、颖壳色、颖尖色、护颖色、芒色、芒长芒形、株高、株型、穗长、粒形和糙米色等。试验数据为2年的平均值(或综合值)。

2 结果与分析

2.1 农艺性状分析

生育期:各品种生育期在159~186 d之间,均能正常成熟。其中矮紫、奥羽368、朝紫和水紫为早熟,马来红为中熟,热紫1号、深紫、PLW和紫稻为迟熟。

苗情动态:紫稻和PLW的分蘖力强,最高苗超过每穴22苗,有效穗也高于每穴20穗,深紫最弱,马来红和矮紫分蘖力较弱,其他资源分蘖力中等。

茎秆性状:株高50~108 cm,矮紫株高仅50 cm,马来红株高73 cm属中矮型,其他株高中等;水紫和PLW茎秆较细,灌浆后期植株发生倾斜。

株形:均为紧凑或半紧凑。

抗病性:除矮紫轻感纹枯病外,其他品种无明显病症(表2)。

表2 紫叶稻的基本性状

叶片性状:深紫叶长而宽,叶片半披,水紫叶片较窄,矮紫和马来红叶短直,热紫1号叶片较宽长且正卷,剑叶夹角除深紫为58°外,其他均≤31°(表3)。

表3 紫叶稻的叶片性状

穗部性状:矮紫穗直立,深紫穗下垂,其他品种弯或半弯;深紫和热紫1号穗较长(24 cm左右),穗实粒数>125粒,其他穗较短且实粒较少,均<90粒,矮紫实粒少而小,千粒重仅11.9 g;理论产量矮紫最低(1 787.17 kg·hm-2),热紫1号最高(8 811.2 kg·hm-2),其他在4 990.19~6 358.73 kg·hm-2之间;马来红、深紫和热紫1号为籼型,其他为粳型;奥羽368、朝紫、PLW和深紫为黑米,朝紫为糯型(表4)。

表4 紫叶稻的穗部性状

2.2 观赏性状分析

2.2.1色 泽

1) 叶色。主要包括叶片色、叶鞘色和叶舌色,一般三者同色,但有颜色深浅的区别。紫叶稻叶色是最引人注目的,这几个品种虽然都呈紫色,但又不尽相同,各有特点。

奥羽368:出苗后的第1和第2片真叶主要为绿色,从第3片真叶开始叶色以绿色为底,叶片上有紫色斑,且叶片中上部颜色较深(图1),叶鞘为绿底紫晕,叶缘和叶脉也为紫色;随着植株生长,叶片上的紫色斑面积会逐渐变大,紫色逐渐变淡,到分蘖后期至抽穗期,紫色主要在叶片上部,叶片背面紫斑比正面多,紫色淡,但叶缘和叶脉仍有较深的紫色(图2),期间叶舌、叶枕和叶耳紫色突出(图3)。灌浆后叶片色近似深绿色,仅叶缘和叶脉仍见紫色。

朝紫:从出苗至抽穗叶色变化与奥羽368接近,灌浆期至成熟,叶绿色比奥羽368略浅(图4~图6)。

水紫:幼苗期刚长出的心叶呈绿色,叶片展开后即转变为紫褐色(图7),叶鞘、叶舌、叶枕同为紫褐色,此后长出的新叶由绿逐渐转为紫褐色(图8、图9),直至稻谷成熟,叶片衰亡。

矮紫:与水紫相似,幼苗期刚长出的心叶呈绿色,然后转变为紫褐色(图10),叶鞘、叶舌和叶枕也呈紫褐(图11),此后长出的新叶由绿逐渐转为紫褐色,直至叶片衰亡,在灌浆期叶色也不转绿(图12)。但与水紫相比,褐色略浅,紫色比较明显。

紫稻:与水紫一样,幼苗期刚长出的心叶呈绿色,叶片展开后即转变为紫褐色(图13),叶鞘、叶枕和叶舌也呈紫褐,此后长出的新叶由绿逐渐转为紫褐色(图14),灌浆中后期,叶片黑紫褐略带绿色直至稻谷成熟(图15)。

PLW:在出苗后叶片由绿转为紫色,着色比较均匀(图16),新长出的叶片颜色也是由绿转紫,分蘖中后期随着生长叶片紫色渐渐变淡并逐渐变为着色不均,显现绿色并呈绿底紫斑,叶沿、叶脉和叶鞘紫色清晰,至抽穗时叶片基本呈绿色,仅叶脉、叶沿和叶背还见紫色(图17),在灌浆期叶片几乎变为绿色(图18),叶片背面、叶脉和叶沿仍然可以看到少许紫色,叶鞘一直为紫色。

马来红:出苗后叶片由绿转紫,其后刚长出的嫩叶为绿色,然后快速变为紫色,逆光呈紫红(图19),叶鞘也为紫色、叶舌紫褐色。在稻株的整个生长过程中,叶色均为紫色并略带红。孕穗至灌浆中期叶紫色浓郁,着色均匀(图20),在灌浆期至成熟下部老叶变为紫红色,色彩较鲜艳(图21)。

热紫1号:出苗以后叶色由绿转为粉紫褐(图22),一直保持到抽穗灌浆,期间,紫褐色与其他品种相比较淡,而且偏紫粉(图23)。到灌浆中后期叶片包括剑叶呈现明显的紫红色(图24)。

深紫1号:出苗后叶色迅速变为紫褐(图25),并持续到孕穗(图26),抽穗后叶色逐渐褪紫转绿,至成熟时叶片变为绿色(图27)。

2) 穗色。包括了稻穗的颖壳色、颖尖色(或芒色)和护颖色,有的三者颜色相近,有的颖壳、颖尖(芒)和护颖色泽有较大差异,能很快吸引观者的注意力。

9个紫叶稻的穗色各不相同,奥羽368和朝紫颖色初时为绿色,颖尖紫黑并有少量紫黑短芒,因这2个品种糙米为深黑色,在灌浆中期随着黑色素的生成,透过颖壳使颖色成灰黑至黑褐(图28、图29),灌浆结束后颖色近似灰黄色;水紫和矮紫抽穗时颖壳绿色,颖尖褐红,并有少量的褐红短顶芒,护颖褐色至深褐(图30、图31),灌浆后期颖色转为谷黄,灌浆中后期颖壳上有褐斑;马来红颖壳浅绿色,颖尖紫红,有少量红色短顶芒,护颖红褐色(图32);紫稻颖壳上有紫黑斑点(图33);PLW颖壳绿色,颖尖和颖壳棱线紫黑(图34);深紫1号抽穗时颖色由绿迅速转为紫红褐,色彩比较鲜艳,无芒(图35),随着灌浆颖色转为深紫红至紫褐;热紫1号颖色为浅绿,成熟时为谷黄色(图36)。

在这9个紫叶稻中,奥羽368、朝紫、PLW和深紫1号的叶片色泽随着生育进程由紫逐渐变绿,可能与生长过程中对养分的需求增多和为繁衍后代贮存更多的养分,因此需合成更多的叶绿素用于制造光合产物。奥羽368、朝紫和深紫1号的颖色变化也较大。这种叶色和穗色的变化也增加了稻株的观赏性和延长了观赏时间。

2.2.2抽穗开花

紫叶稻在抽穗开花过程中,稻穗从叶鞘中抽出的过程和颖色变化是动态的,期间的稻穗姿态和颜色变化也具较好的观赏性,深紫破口时颖壳绿色,颖尖红褐(图37),在抽出的过程中,颖色迅速变为红褐色(图38)。稻穗开花,颖壳张开,花药和花丝伸出,稻叶、颖壳、颖尖(芒)、花药和花丝颜色各不相同(图39~图45),丰富了视觉色彩。

2.2.3形态分析

形态包括株高、株形、叶形、穗形等方面。矮紫株高仅为50 cm,植株矮小,叶片短而直立,株形紧凑,籽粒形状似高粱,粒小而短圆,摆籽密集(图12、图41);马来红株高73 cm,叶片短而挺直,虽有一定的夹角,但叶片斜而不弯(图21、图22);PLW株高中等,但叶片夹角很小,叶片直立,株形紧凑(图17、图18);热紫1号叶片长而直立,正卷,叶片夹角很小,叶远高于穗层(图24);深紫1号茎秆粗壮,叶片宽而长(图26、图27),奥羽368和朝紫叶片以深绿作底色,且植株紧凑(图2、图6),紫稻Y 46也为紧凑株形,且叶片比较挺直(图14),这几个品种的株形均展现出健壮和挺拔的态势。

3 应用途径分析

3.1 用作绘制稻田画的颜料

紫叶稻最大的特色是叶片色泽,从群体栽培来看,一片不同于绿色的稻田给人新奇感,若将叶片紫色作为彩色画笔,还可与其他色泽的水稻配合绘制出色彩斑斓的图画,即在稻田绘制图画,将传统农业与稻田画融合,艺术的展示美丽乡村风采,这也是紫叶稻的主要应用途径之一。这几个紫叶稻的紫色不尽相同:马来红的深紫色(图21),热紫1号的粉紫褐(图23),水紫和紫稻的深紫褐(图8、图14),PLW的紫绿(图17),奥羽368和Y 4的绿底紫斑(图2、图5)等,差异较大,可作为多个色彩应用;生育期为163~186 d(表2),可与不同生育期的其他色泽的水稻品种搭配组合;株高在86~108 cm之间属中高,与现推广的水稻品种相近,组成的图画没有凹凸感,也不会因株高差异导致图画变形;抗病力和抗倒伏性较强,也便于田间管理。

3.2 用于景观制作材料

稻株高矮一致,利用色泽差异构成平面图画,而高矮差异较大的稻株组合,则可制作立体的景观。这几个紫叶稻中株高从矮紫50 cm、马来红的73 cm、奥羽368和Y 4的86 cm到其他几个品种90~108 cm,不同的株高差异选择性宽,与其他色泽水稻或其他景观植物搭配组合,能构造出多种景观,应用于城市街道广场的水景绿化、园林景观搭配、公园和单位环境美化、湿地美化造型、休闲农庄装扮以及农业生态观光园建设等。特别是水稻作为水生植物栽培,能对富营养化水体起净化作用,是水体天然的净化器,并且不会象水葫芦那样无节制漫延,适宜于湿地和水源保护地种植,其中不同色泽的水稻包括紫叶稻等又能提升景观的观赏性。

3.3 作盆栽花卉

在人们的意识中,水稻属于大田粮食作物,与庭院(阳台)花卉没有关联。现在庭院(阳台)花卉的种类已很多,将蔬菜作为观赏植物进入庭院(阳台)的也不少,而作为大田粮食作物还从未进入。作为水稻家族的矮秆水稻则具有优势,而紫叶稻马来红和矮紫就兼具了株矮和色紫两大优点;朱丽娟等[11]研究证实紫叶稻可作为家庭盆栽植物(图46、图47),不仅增加了庭院(阳台)植物种类,也丰富了庭院(阳台)色彩。

3.4 其他应用途径

虽然多数紫叶稻的产量低于大田生产推广的良种,但部分紫叶稻兼具观赏和营养,如奥羽368、朝紫和深紫1号都属黑米,籽粒色泽黑亮且着色均匀, 且朝紫属黑粳糯;PLW籽粒着色不匀,褐至黑褐色(图48);深紫1号具有较高的产量。赵则胜等研究认为,带色糙米不仅含有天然水溶性色素,而且含有精白米所缺少的独特营养成份,如人体必需氨基酸、不饱和脂肪酸,铁锌磷钙硒及黄酮类生理活性物质[12],所以,这几个紫叶稻在作为观赏材料的同时,因其具有较高的营养品质和经济价值,不但能促进乡村旅游发展,还不浪费土地资源,为人们提供优质稻米,也在一定程度上保障了粮食安全。

4 不足及建议

通过对9个紫叶稻的观赏性分析,还存在不足:一是这9个紫叶稻都是无芒或短芒,若有长芒,其稻穗形态会更婀娜多姿;二是颖色不够鲜艳,稻穗不能快速抓住观者目光;三是产量不够高,矮紫只有1 787.17 kg·hm-2,热紫1号最高为8 811.20 kg·hm-2,其他品种在4 990~6 358 kg·hm-2之间(表4),但在以观赏为目的的植物中有此产量也可谓一举两得。

对于茎秆较细的水紫和PLW在栽培上应注意控N增K,分蘖后期及时撤水晒田,可有效防止植株倾斜。

为了获得综合观赏性状更好的资源,建议在观赏紫叶稻资源创新和育种中将芒长>4 cm,抗倒伏,颖色和芒色鲜艳或明亮,糙米有色或具香味以及具一定的稻谷产量等列入创新育种目标中。

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