邰志娟,郭艳双,张 睿,邴贵平
(长白山科学研究院长白山生物群落与生物多样性吉林省联合重点实验室,吉林 延边 133613)
剪秋罗属于石竹科,是多年生草本植物,一般不分枝或上部分枝,曾被选为2008 年北京奥运会展示花卉。目前,在全球范围内可查的剪秋罗大约有50 种,生长在我国境内的有10 种,主要分布于东北3 省。剪秋罗以野生为主,种群分布较少,对其进行开发利用研究可提高人工栽培成活率,进而发挥最大的药用和观赏价值[1]。
剪秋罗是长白山地区最值得观赏的野生花卉之一,株高约70 cm,花冠较大,直径约3.5 cm,梗长约8 mm,有长柔毛或缘毛。花瓣似剪刀,爪不露出花萼,瓣片呈卵形,裂片呈椭圆形,顶端的细齿不明显。剪秋罗的副花冠呈椭圆形,为流苏状,花丝无毛,雄蕊外露。开花后花朵数量为3~24 朵,大多聚集在植株顶部,花房呈伞状,花色偏深红或浅红。
长白山地区剪秋罗茎直立,不分枝或上部分枝,叶对生,呈卵形,长度约7 cm,宽度约3 cm。叶基部呈圆形,顶端渐尖,两端均有粗毛。长白山地区的剪秋罗花期集中在6—8 月,果期集中在7—9 月,人工栽植后成为园艺、公园绿化的热门花卉植物,极具生态效益、经济效益和社会效益。
长白山地区的地理及气候条件适合剪秋罗生长。学者以长白山地区的剪秋罗为载体,研究剪秋罗的组织培养与保存技术,发现剪秋罗的恢复率为87.31%,且长势好,叶片圆润。剪秋罗种子易发芽,一般在25 ℃的环境下,发芽率可达100%;在15~25 ℃的环境下,发芽率可达99%。剪秋罗耐旱性强,在遮阳30%的条件下生长最好[2]。
通过查阅文献发现,剪秋罗的根部富含三萜皂苷,茎部富含香豆素。国外常利用剪秋罗茎部治疗常规头痛或婴儿出生时因颅骨外伤引起的抽搐。民间流传将剪秋罗全部植株煎水洗头可治疗头疮,将剪秋罗全部植株入药可治疗头痛[3]。
长白山地区试验地海拔高度约为776 m,年平均温度为4.7 ℃,无霜期约为130 d,年降水量约为620 mm,平均湿度在65%以上。
学者以长白山地区剪秋罗的茎节为外植体进行组织培养,并通过技术研究得出,组培种苗生长良好,叶片大小均匀,恢复率能达到87%。以剪秋罗的种子为外植体进行不定芽诱导试验,建立剪秋罗繁殖体系,将剪秋罗的茎节、种子等不同部位作为外植体进行培养研究,筛选出不同的培植方案,例如最佳来菌培植方案、最适生根培植方案、最适保存培植方案等。以长白山地区剪秋罗为载体进行栽培研究,建立剪秋罗再生体系。
以长白山地区剪秋罗的种子为研究对象进行发芽试验,研究得出,20 ℃时发芽率为97.2%。在不同浓度赤霉素下,剪秋罗的种子发芽态势和发芽率不同,以150 mg/L 的GA3 预处理,存放1 年剪秋罗种子发芽态势最好,发芽率可达76%。
选择长势相似的浅裂温室盆栽剪秋罗植株,并进行研究,3 d 左右采集6 枚花芽,之后对花芽进行切片观察,了解花芽的分化进程。
解剖和观察采集到的300 个样本,得到幼芽主要分化标准。第一,花芽未分化期,花芽芽体较小,茎端呈圆环状,生长锥的边缘出现原基,植株高约6.1 cm;第二,苞叶原基分化期,以苞叶原基的不断伸长为主,最后将花原基包住,植株高约13.1 cm;第三,花萼原基分化期,以萼片原基为主要标志,植株高约15.1 cm;第四,花瓣原基分化期,以第一轮花瓣原基为主要标志,植株高约17.1 cm;第五,雄蕊原基分化期,以花丝原基和花药原基为主要标志,植株高约22.1 cm[4]。
从剪秋罗的花芽进化进程来看,观赏性植物按一定的阶段进行花芽进化。通常在7 月温度最适宜时进行花芽分化,且随着温度升高,花芽的分化速度不断加快。剪秋罗的花朵数量与光照密切相关,种植时要科学控制温度,并通过肥水管理达到良好的花期效果[5]。
同一种植物在不同地区栽培时会呈现不同的生长状态,进而为植物生长提供适应环境的保护机制。长白山地区处于陆地和水生生态系统的过渡区域,兼具两种生态系统的综合生态因素。研究长白山地区剪秋罗对温度及土壤的适应性,对剪秋罗的人工栽培具有重要意义,能为剪秋罗的人工栽培提供数据支撑,进而为园林绿化提供优质的剪秋罗[6]。
选用从种子公司购买的丝瓣剪秋罗种子,选取大小一致的种子放入基质为泥炭的花盆中,在阳光照射下进行种子萌发试验。当幼苗长到5 cm 时,挑选长势好的幼苗统一移栽到基质为蛭石的花盆中。待移栽的幼苗完全恢复生长后,淘汰掉一部分长势不佳的幼苗,之后进行试验。
试验时将剪秋罗盆栽分别放入不同温度和土壤的装置中。温度处理分为高温、中温和低温,分别为30 ℃、20 ℃和10 ℃;土壤处理分为高营养、中营养和低营养,分别为100%强度营养液、50%强度营养液和10%强度营养液。温度处理通过调节温度进行控制,土壤营养处理通过添加营养液进行控制。在试验时,每隔10 d 取1 次样进行测量,并记录测量指标数据[7]。
4.2.1 不同温度条件下剪秋罗幼苗适应性分析
首先,植株高度。在试验后的第十天,盆栽剪秋罗高温条件下的幼苗比低温条件下的幼苗明显高出一截;第二十天,高温条件下的幼苗比中温条件下的幼苗高0.9 cm。根据试验第十天和第二十天的幼苗高度可以判断出高温条件下剪秋罗植株生长速度较快,低温条件下剪秋罗植株生长速度较慢,温度越高,植株高度越高。其次,根冠和生物量积累能力。通过试验数据发现,剪秋罗在试验的第十天和第二十天的根冠生长情况不同,高温条件下剪秋罗根冠生长情况及生物量积累优于低温条件[8]。
4.2.2 不同土壤条件下剪秋罗幼苗适应性分析
首先,植株高度。测量不同土壤条件下盆栽剪秋罗在试验后第十天和第二十天的植株高度,发现土壤营养液浓度越高,植株高度越高。其次,根冠和生物量积累能力。通过对比测量数据发现,剪秋罗在高浓度营养液的土壤中根冠生长速度较快,且比在中营养液浓度和低营养浓度土壤中的剪秋罗生物积累能力强。
长白山地区适合种植的剪秋罗品种有丝瓣剪秋罗、浅裂剪秋罗和大花剪秋罗,这3 个品种耐寒喜阴,能在低山疏林、灌木丛、水沟等环境中生长。长白山地区冬季寒冷且漫长,积雪覆盖期较长,平均温度低,夏季日照时间长,利于剪秋罗生长。在采种时,要先确定好剪秋罗的生长区域,并在种子成熟期采种。剪秋罗的种子为肾形,表面呈尖突状,一般在果壳微微张开时采种。采种时要将植株一起采集,之后晾晒,确保种子完全生理成熟后从果壳中脱离。种子脱离后要去除杂质和不饱满的种子,之后再放置于牛皮纸中在室外自然过冬[9]。
在选择地块时,要选择适合剪秋罗生长、排水性能良好的沙质地块。为了防止剪秋罗倒伏,要选择背风区域。选择地块后,要对地块进行深翻处理,并施腐熟农家肥作为底肥,为剪秋罗生长提供充足的营养。整地时要做好苗床,苗床宽约1.2 m,根据地块和种植需要确定长度。同时,要拍碎苗床上的土块,去除杂物,增加土壤的透气性。
剪秋罗的繁育可分为根繁育和种子繁育两种,种子繁育适合幼苗上市,根繁育适合二次繁育。可先用种子繁育出小苗,在幼苗生长两年后对根进行扩种处理,拉大株行距,进而实现多根生长。
剪秋罗播种可分为春播和秋播。春季播种一般在5 月上旬开始,播种量约为7.5 kg/hm2。应先将种子与细河沙搅拌均匀,之后铺在苗床上,盖上厚度约0.9 cm 的土,再盖上草帘,之后对苗床洒水,保证苗床的湿润度。播种后7 d 即可出苗,出苗后要及时去掉草帘。秋季播种通常在9 月初,属于自然性播种,可提升种子的适应能力。
剪秋罗种子根据气候条件和土壤条件等自行调节发芽时间,对病虫害的抵抗能力较强。秋季播种后要做好防冻工作,避免种子被冻坏而无法发芽出苗。在长白山地区种植剪秋罗选择春季播种最为适合。播种前一年秋季要进行整地,并施入22 500 kg/hm2的底肥。在第二年春季,要先对土壤进行消毒处理,之后播种、浇水,以保证剪秋罗的出苗率[10]。
剪秋罗出苗后要及时进行田间管理,当幼苗生长到5 cm 时要间苗和移栽。间苗时保证苗间距离约15 cm。间苗和移栽完成后要对幼苗进行遮阳处理,直至剪秋罗开花,避免剪秋罗花褪色。种植剪秋罗时要确保土壤肥力中等,定期追肥,追肥以少量多次为主。6月下旬,当剪秋罗的植株长到15 cm 左右时,要追加氮、磷、钾复合肥,用量约为225 kg/hm2,氮、磷、钾肥的比例是1∶1∶1,施肥方法是开沟施入。当剪秋罗植株初现花蕾时,可进行第二次施肥,方法、用量与第一次相同。第二次施肥可配合叶面喷肥,但不能喷到花蕾。霜降后进行第三次追肥,此次以有机肥料为主,正常情况下,有机肥施量为22 500 kg/hm2。剪秋罗种子采集完成后即可开沟施肥,目的是提高土壤肥力,为第二年的剪秋罗种植奠定基础[11-12]。
剪秋罗在生长期间容易受蚜虫和叶枯病为害,既影响美观,又影响药效。防治病虫害是剪秋罗栽培管理的关键环节。蚜虫迁徙性强,繁殖能力强,在晴朗的天气繁殖速度最快。蚜虫会以群体形式聚集在剪秋罗的顶端吸食茎汁,在叶片背面蚕食叶片及叶片嫩梢。防治蚜虫时主要采取生物防治措施,即利用其天敌进行防治,如草蛉、捕食性瓢虫、食蚜蝇、寄生蜂等。在剪秋罗种植前后要清理田间的杂草,为剪秋罗的生长提供优良的环境。蚜虫发生严重时,可用40%乐果乳油喷洒防治[13-14]。
叶枯病寄生在剪秋罗菌核中过冬,主要发生于湿度较大的环境,风和雨都能加速其传播。土壤中施加的有机肥未充分发酵或氮肥使用过量均易引发叶枯病。叶枯病会为害剪秋罗的花蕾、茎叶等,导致茎叶变软,叶片呈现黄色病斑,严重时茎叶会腐烂。当田间空气温度较高时,叶片的病斑呈现灰色并随着病情的加重不断增大,甚至导致叶片枯死。当田间空气较干燥时,叶枯病的病菌停止传播,此时剪秋罗的花蕾容易腐烂。在雨天或湿度较大的天气,叶枯病病菌会侵入土壤,造成二次传染。防治叶枯病要保证田间的通风性,使用有机肥时要保证有机肥充分发酵,不能过量施用氮肥。在秋季收获时,要及时对田间进行清理,以从根源上清除病菌。在剪秋罗生长过程中,要定期巡查,发现叶枯病后,可在雨后喷洒36%甲基硫菌灵悬浮剂。同时,要合理使用矮化剂,避免植株倒伏,降低叶枯病的发生概率[15]。
长白山地区的剪秋罗属于耐寒品种,其药用价值和观赏价值较大。了解剪秋罗幼芽分化、发育及幼苗对土壤、温度的适应性,对其进行利用和开发,掌握栽培管理技术,依托种子采集、地块整理、播种、田间管理、病虫害防治等,为其提供优良的生长环境,可提高剪秋罗植株抵抗病虫害的能力,进而提升其质量,为后续的园林绿化奠定良好的基础。