长白山区朝鲜百合引种驯化试验

崔凯峰

(长白山科学研究院,吉林 二道白河 133613;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 二道白河 133613;长白山生物多样性保护国家长期科研基地,吉林 二道白河 133613)

长白山区分布有野生百合种质资源 11 种(含 4 变种)[1].朝鲜百合(秀丽百合)(LiliumamabilePalib)为百合科百合属植物,国内分布于辽宁省的丹东、凤城,吉林省的安图、和龙等地[2];国外分布于朝鲜[3].朝鲜百合喜光,喜湿润、肥沃、排水良好的森林腐殖土壤,野生于山坡、灌丛及柞林间.不同地区朝鲜百合野生资源生长性状差异明显[4].朝鲜百合为少见种(R)[5],IUCN列为濒危种(EN)[6].20世纪的文献[2]记录朝鲜百合在吉林省有分布,进入21世纪,长白山科学研究院2次调查仅发现数株[5,7].2021年国家林业和草原局、农业农村部联合发布的《国家重点野生植物名录》中,将朝鲜百合列为二级保护野生植物.同年,吉林省林业和草原局、吉林省农业农村厅联合发布《吉林省国家重点野生植物名录》,朝鲜百合未列入该名录(无分布).朝鲜百合为多年生草本植物,高40～100 cm.鳞茎卵形,鳞片复瓦状排列,总状花序,花梗长2.5～5 cm;花冠红色,具黑色斑点,下垂;花被片6,两轮排列,蜜腺两边具黑紫色乳头状突起,雄蕊6,花丝钻状,花药长圆形,黑色;子房长圆形,具棱,花柱比子房长2倍以上,柱头稍分裂,淡红色.蒴果倒卵形或椭圆形.花期6—7月,果期8—9月[8].朝鲜百合组织培养已筛选出最佳培养基、最佳继代培养基、最佳增殖培养基,可以繁殖种苗[9];种子在20～25 ℃恒温箱中发芽率可达97%以上[10],土壤pH为6.0～7.0可正常生长[11].本文开展朝鲜百合迁地保护研究,旨在探索朝鲜百合繁育关键技术,恢复和重建天然野生种群,丰富长白山区生物多样性,对长白山区野生百合种群的整体生态修复具有积极意义.

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

朝鲜百合野生种苗引自辽宁省丹东市草莓沟村附近山区,引入试验地驯化4 a.其中,有性繁殖种子采收于试验地引种1 a后的种源;无性繁殖(鳞片)使用引种2 a后的种源.

1.2 试验地概况

试验地位于长白山自然保护区头道管理站3林班6小班(42°22′49.28″～42°23′01.13″N,128°01′19.14″～128°01′31.53″E),海拔764 m,年平均气温4.8 ℃.最热月为7月,平均气温22.2 ℃,极端最高气温36.7 ℃;最冷月为1月,平均气温-18.5 ℃,极端最低气温-42.6 ℃.无霜期112～142 d,年降雨量518～857 mm,平均湿度在64%以上,全年日照时间为2 281～2 454 h[12].

1.3 试验方法

对朝鲜百合开展综合性试验,主要包括:物候生长期监测,据此获得完整的朝鲜百合物候期;采用3种不同消毒方法处理土壤,筛选出最佳处理方法;进行种子发芽试验、鳞片扦插试验;开展病虫害综合防治试验.

2 结果与分析

2.1 物候特征

朝鲜百合生长物候特征见表1、图1.由表 1、图 1 可见:在生长周期内,朝鲜百合长势较均匀,5 月上旬至6月上旬为苗期,约32 d;展叶期约22 d,生长约49 d后现蕾,总现蕾期约15 d.由此可知,朝鲜百合现蕾时间较为集中,总群花期约22 d.朝鲜百合单花直径约8.8 cm,单花期约8 d.7月下旬种子陆续形成至成熟,9月26日采收完成,此时种子千粒重为6.89 g.

图1 朝鲜百合生长期苗高

表1 朝鲜百合生长物候特征

表2 “必速灭广谱土壤消毒剂”密封时间

2.2 繁育技术

2.2.1 种子繁殖

1)种子采收.野生朝鲜百合花后均能产生蒴果,种子数量稀少,多败育.统计显示,调查地野生种子成熟率仅为9.8%,蒴果内成熟种子数量以个位数居多.迁地驯化后,采用人工辅助授粉,种子成熟后陆续采收,百粒种胚平均长5.95 mm、宽4.86 mm,种胚成熟率达到38.6%,是长白山区种子较大的百合类型.风选种子,晾晒后收入牛皮纸袋干燥,自然贮存.

2)土壤处理.野生朝鲜百合多与灌木混生,土壤内植物根系较多,土层厚平均约为15 cm.多生长于缓坡中、上部.试验地土质为针阔叶森林腐殖土.试验采用3种土壤处理方法:①整地时施用“50%多菌灵超微可湿性粉剂”1 000倍旋耕土壤消毒,覆膜发酵备用;②10 cm/m2覆盖粉碎颗粒状玉米芯,根据说明施入“90%对二甲基氨基苯重氮磺酸钠可湿性粉剂(敌克松)”3～5 g/m2旋耕土壤消毒,覆膜发酵备用;③使用“必速灭广谱土壤消毒剂”(棉隆) 旋耕后覆膜密封土壤消毒,消毒时间见表 2[13].土壤处理后做畦,畦面长5.0 m、宽1.2 m.由于引进种源较少,每个处理试验用地面积为5.8 m2,株行距10 cm×20 cm,共50株,土壤湿度70%～80%.第3年秋季(第1年不生长,实际生长2 a)生长状况见图2.由图2可知:栽培朝鲜百合前进行土壤处理可以确保生长;棉隆处理无发病,对照组发病较多;土壤加入颗粒状玉米芯有利于生长.

图2 不同土壤消毒处理2 a生朝鲜百合生长状况

3)播种试验.朝鲜百合种子萌发为子叶出土型,初次种植的种子采自野外,试验使用次年引种驯化自繁种子,春季点播.6月22日播种,播种前将种子用清水浸泡24 h,出苗进程及结果见图3.由图3可知:朝鲜百合播种后第4天出苗,总出苗时间26 d,3 d内出苗率为61%,总出苗率为81%.

图3 朝鲜百合有性繁殖出苗进程

4)田间管理.朝鲜百合种植前架设50%遮阴网,苗高10 cm时阴天撤掉.秋季移栽鳞茎,株行距10 cm×20 cm.次年秋季每行隔1株挖1株移栽,移栽苗及原苗床株行距均为20 cm×20 cm.第3年秋季收获.

2.2.2 扦插繁殖

1)鳞片制备.鳞片扦插采用生长3 a以上、直径大于5 cm的鳞茎,从鳞茎外围开始逐层剥取鳞片,去掉外层萎缩的鳞片.每个鳞茎环剥2～4层鳞片作为种源,可获取约10枚鳞片.鳞片用0.02%高锰酸钾溶液浸泡 20 min,然后用清水浸泡 20 min,沥干备用.

2)鳞片扦插.株行距8 cm×20 cm,深5 cm.畦面喷水保湿,架设50%遮阴网,约20 d形成愈伤组织,约30 d幼苗出土,苗高10 cm时阴天撤掉遮阴网.完整的鳞片可以全部繁殖成幼苗.环剥后的朝鲜百合鳞心按播种苗1 a生鳞茎种球方法进行栽培管理(株行距10 cm×20 cm),第2年秋季每行隔1株挖1株移栽,移栽苗及原苗床株行距均为20 cm×20 cm.次年秋季收获.朝鲜百合鳞心繁殖的种球繁殖2代后不作种球使用.

3)田间管理.施肥.种植当年(1 a生苗),出苗后15～20 d,叶面喷施1次m(尿素)∶V(水)为1 g∶1 L的水溶液.此后每15～20 d喷施1次,直至生长期结束前20 d;第2年及第3年出苗后15～20 d喷施1次m(尿素)∶V(水)为1 g∶1 L的叶面肥,此后每15～20 d喷施1次叶面肥,配方为m(尿素)∶m(磷酸二氢钾) ∶V(水)=10 g∶15 g∶15 L,至花蕾初现色时停止.种植后第2、第3年从5月中旬开始追3次复合肥,间隔25 d施1次,配方为m(N)∶m(P)∶m(K)=1∶1∶1,施用量为每667 m2施15 kg.

锄草.每年田间锄草3次,连雨天后及时松土锄草.种植后第2年发现花蕾及时摘除,避免与鳞茎争夺养分,影响鳞茎产量及质量.第3年秋季采收种子后及时清园.

3 病虫害防治

朝鲜百合病害重于虫害,从整地开始,病害可以贯穿整个试验周期.春季萌芽前,预防病害用“10%苯醚甲环唑可湿性粉剂”1 500倍液+“40%乐果乳油”2 000倍液全园喷雾.第2次在百合萌芽至苗高5 cm时喷雾,第3次在第2次喷雾的20～30 d后全园喷雾.

朝鲜百合易发生鳞茎青霉病.病原有2种,分别是圆弧青霉(PenicilliumcyclopiumWestl.)和簇状青霉(P.corymbiferumWest).主要发生于鳞茎,发病后病斑暗褐色、凹陷,产生青绿色霉层或边缘呈明显黄色腐烂,鳞片逐层由外向内腐烂,严重时鳞茎完全腐烂.土壤中有病菌、种植地湿度大、通风不良、地下害虫多时均易发病,发病不明显时用该鳞茎作为种球种植时会导致植株生长缓慢,鳞茎带病毒生长,失去种植价值,亦会侵染土地.防治方法:①种植前处理土壤;②用鳞茎作为种球时要严格检查,不使用破损鳞茎,鳞片扦插前用0.02%高锰酸钾溶液浸泡20 min,之后用清水浸泡20 min,晾干水分后栽培,或用 0.3%～0.4%硫酸铜溶液浸泡1 h,或用50%多菌灵可湿性粉剂800倍液浸泡30 min,晾干水分后栽培;③发病后及时清除病株,遗穴用生石灰覆盖土壤表层,3 a内不栽培百合科植物;④秋季割刈枯株清园.

虫害主要是东方蝼蛄(GryllotalpaorientalisBurmeister).生活习性:昼伏夜出,具有趋光、群集、趋湿、趋味等活动特点.试验地6—7月是第 1 次危害高峰期,21—23时为活跃时段,主要咬食鳞茎、根系,造成植株萎蔫死亡.8 月转入地下活动,9—10月气温降低后再次上升到地表.10 月下旬气温下降后潜入0.5 m以下的土层越冬.防治方法:①栽培前做畦,畦面覆盖地膜,追施有机肥须充分发酵;②发现少量虫口时进行人工捕捉;③黑光灯下放一个水缸,缸内放水,加入少量机油或敌百虫,利用趋光性使虫跌落缸内溺亡;④将豆饼或麦麸5 kg炒出香味后加入90%晶体敌百虫150 g,稍兑水拌成潮湿毒饵,于苗床、作业道每667 m2投放1.5～2.5 kg,为害严重时每 667 m2用5%辛硫磷颗粒剂1～1.5 kg拌入15～30 kg细土,混匀后撒于地面并耙耕.

此外,由秋季转入冬季时,林区种植朝鲜百合有野猪拱食鳞茎,会造成毁灭性损失.可用声呐驱赶及拴养犬联合看护,声呐驱赶时每周更换一次声音及音量,封冻后野猪即停止破坏.

4 结论与讨论

1)种群分布.依据历史资料结合现状可知,国内朝鲜百合野生资源仅分布于辽宁省境内,吉林省境内原分布区域已消失,新种源或未发现.

2)衰退机制.朝鲜百合种群为持续衰退种[6].衰退的主要原因是20世纪分布区的森林采伐破坏了朝鲜百合的生存环境,进入21世纪,虽然我国全面禁止森林商业采伐,但种源的自然环境需要漫长的恢复时间.其次是自繁能力低,有性繁殖种子多败育,野生条件下杂草及灌木根系盘错,少有的成熟种子落入地表后无法进入土壤;无性繁殖时鳞茎受土壤内其他植物根系挤压及土质坚硬等影响,鳞片的自繁能力降低,偶尔出土的种源生长质量较差.引种试验地生长3 a后鳞茎平均宽为6.3 cm,而野生种源平均仅为2～3 cm[8].试验结果显示,与野生种源相比,朝鲜百合引种驯化种苗无论是鳞茎数量、鳞片质量均有质的提高.

3)种源扩繁途径.增加种源是朝鲜百合实现扩繁需要解决的关键问题.迁地保护可以促进有性繁殖,通过人工辅助授粉及增加访花昆虫,种子的成熟率有了较大提高;无性繁殖时鳞茎生长好于野生种球,扦插鳞片种源较多、较大,能够有效扩大种群规模,提高种源质量.

迁地保护是解决朝鲜百合种群保护、恢复与重建的重要措施之一.本次引种驯化试验结果可为朝鲜百合引种回归,园林杂交育种,药、食用功能开发提供优质种源及技术支撑,建议设立长期固定样地,开展朝鲜百合野生资源观测及种群持续衰退机制研究.

致谢：承蒙安海城先生提供朝鲜百合野生种源.