彩色馬蹄蓮新品種引種及資源利用研究

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(1.貴州省生物研究所，貴陽(yáng) 550009； 2.貴州省植物園，貴陽(yáng) 550001)

馬蹄蓮(Zantedeschiaaethiopica(L.) Spreng.)，天南星目，天南星科，馬蹄蓮屬,多年生粗壯草本，具塊莖。在世界范圍內(nèi)，彩色馬蹄蓮銷售量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。國(guó)外的彩色馬蹄蓮研究活躍，在育種、種球貯藏、新品種利用方面做了大量工作，國(guó)內(nèi)這方面的研究主要集中在引種、繁殖等方面[1]，貴州彩色馬蹄蓮尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)范化利用，主要是缺乏彩色馬蹄蓮新品種資源。本試驗(yàn)對(duì)引種彩色馬蹄蓮的光照、溫度、水分等環(huán)境因子進(jìn)行研究，以期為彩色馬蹄蓮在貴州的規(guī)范化種植及資源利用提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)場(chǎng)地

試驗(yàn)地選在貴州省植物園內(nèi)，地理位置為北緯26°34′，東經(jīng)106°42′，海拔1 210～1 411 m，常年平均氣溫14 ℃，極端最高溫為31 ℃，極端最低溫為-6.4 ℃，無(wú)霜期289 d，年平均濕度80%左右，降水量為1 417.1 mm，全年日照時(shí)數(shù)為1 174 h，日照百分率為27%[2]。

2 試驗(yàn)品種

試驗(yàn)品種采用引進(jìn)國(guó)外觀賞性高，生長(zhǎng)適應(yīng)性強(qiáng)的6個(gè)優(yōu)良品種，分別為紫色花品種：紫丁香(Lilac Mist)；金黃色花品種：金葉(Florex Gold)、皇后(Yelllow Queen)；粉紅色花品種：寶石(Gameo)；橙黃色花品種：財(cái)富(Treasure)、時(shí)光(Hot Shot)。種球周徑10～13 cm，健康無(wú)傷痕。

3 結(jié)果與分析

3.1 控光試驗(yàn)

3.1.1 不同光照處理對(duì)彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)狀況測(cè)定的影響

光照是生物生長(zhǎng)和發(fā)育的必要條件之一。許多植物在強(qiáng)太陽(yáng)光下才能茁壯成長(zhǎng)，強(qiáng)太陽(yáng)光可為植物的生長(zhǎng)、開花和結(jié)果提供充足的能量。

表1 不同光照處理彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)指標(biāo)變化

從表1可看出，光照對(duì)彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)影響的程度，以遮光度為25%的弱光彩色馬蹄蓮的株高最高。但是遮光若多于25%，則會(huì)影響彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)，使其由于光照不足而倒苗。25%光照比全光照株高提高10.37%，比50%光照株高提高12.03%。全光照的地莖比25%光照的地莖增加32.73%，葉片數(shù)增加11.11%。

3.1.2 不同光照處理對(duì)彩色馬蹄蓮生理生化指標(biāo)的影響

1) 脯氨酸。從圖1可看出,隨著彩色馬蹄蓮從遮蔭到全光照的變化，光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，即蒸發(fā)量不斷增強(qiáng)，因此彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)受到的干旱及溫度脅迫程度也在日趨加劇[3]。隨著從遮蔭到全光照的變化，脯氨酸含量增加。全光照比25%光照脯氨酸含量提高111.22%。彩色馬蹄蓮光照少時(shí)，會(huì)造成其植株體內(nèi)脯氨酸含量的下降。

2) 可溶性蛋白。植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)含量是一個(gè)重要的生理生化指標(biāo)。植物組織通過可溶性物質(zhì)的主動(dòng)積累來(lái)降低滲透勢(shì)，進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)?？扇苄缘鞍踪|(zhì)具有較強(qiáng)的親水膠體性質(zhì)，可影響細(xì)胞的保水力。變化的環(huán)境因子會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)[4]。

圖1 不同光照處理對(duì)脯氨酸含量的影響

從圖2可知,50%光照處理的彩色馬蹄蓮葉片中可溶性蛋白濃度最高,為3.72 mg/g，其次為25%光照處理,其可溶性蛋白濃度為2.81 mg/g，全光照處理的彩色馬蹄蓮葉片中可溶性蛋白濃度最低,為1.95 mg/g。50%光照處理的可溶性蛋白濃度比全光照處理提高90.77%。表明適當(dāng)弱光可促進(jìn)彩色馬蹄蓮葉片可溶性蛋白的積累。

圖2 不同光照對(duì)蛋白質(zhì)濃度的影響

3) 葉綠素含量。葉片中光合色素含量是反映植物光合能力的一個(gè)重要指標(biāo)。一定范圍內(nèi)葉綠素含量的高低直接影響葉片的光合作用能力。許多研究證實(shí)，環(huán)境因子的改變可以引起葉綠體色素含量的變化，進(jìn)而引起光合功能的改變[5]。

表2 不同光照處理對(duì)葉綠素含量影響變化

不同遮光處理的結(jié)果(表2)表明：葉綠素a和葉綠素b隨遮蔭強(qiáng)度增強(qiáng)而遞增。隨著遮蔭強(qiáng)度的加強(qiáng)，葉綠素總含量呈增加趨勢(shì)。50%光照處理的葉綠素含量最高，葉綠素a為10.4 mg/L，葉綠素b為3.08 mg/L，葉綠素總含量為1.69 mg/L。其次為25%光照處理，全光照處理的彩色馬蹄蓮葉片中葉綠素含量最低。50%光照比全光照處理葉綠素a增加8.67%，葉綠素b增加8.83%，葉綠素總含量增加9.03%。遮光處理后，葉綠素含量增加，有利于彩色馬蹄蓮在弱光環(huán)境下提高捕光能力，更有效吸收光能，從而提高光合作用。

3.2 控溫試驗(yàn)結(jié)果與分析

溫室外，陽(yáng)光直射，氣候干燥，灌水易蒸發(fā)。溫室內(nèi)，有適度遮蔭，陽(yáng)光不直射植株，環(huán)境溫暖濕潤(rùn)[5]。溫室內(nèi)外不同栽培環(huán)境對(duì)彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)和開花的影響。

從表3可看出：彩色馬蹄蓮喜溫暖濕潤(rùn)陰蔽的環(huán)境。栽培環(huán)境應(yīng)保持通風(fēng)良好，并適度遮蔭，經(jīng)比較彩色馬蹄蓮在溫室內(nèi)生長(zhǎng)最好。

表3 溫室內(nèi)外不同環(huán)境對(duì)彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)和開花的影響

從表3可看出，溫室內(nèi)彩色馬蹄蓮株高比溫室外株高提高13.24%，地莖增加22.73%，開花數(shù)較多。

3.3 控水處理效果分析

3.3.1 控水處理對(duì)生長(zhǎng)及開花的影響

彩色馬蹄蓮屬旱生型花卉，基質(zhì)要求排水良好，不含病原體。不同水分處理的栽培實(shí)驗(yàn)(表3)表明100%田間持水量，使土壤一直保持相當(dāng)?shù)臐穸?。彩色馬蹄蓮不適宜在這樣的土壤中生長(zhǎng)，因此植株生長(zhǎng)狀況不好，有的甚至不發(fā)芽。80%田間持水量，使土壤保持濕潤(rùn)，但又不干。彩色馬蹄蓮適宜在這樣的土壤條件下生長(zhǎng)。

表4 不同水分處理彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)指標(biāo)變化

80%田間持水量比100%田間持水量株高提高36.21%，比40%田間持水量株高提高21.49%。80%田間持水量比100%田間持水量地徑提高213.33%，比40%田間持水量地徑提高34.29%。

3.3.2 控水處理對(duì)生理生化的影響

1) 脯氨酸。脯氨酸的積累是植物響應(yīng)環(huán)境脅迫，特別是水分脅迫的重要機(jī)制之一。脯氨酸的積累與水分(滲透)脅迫之間呈正相關(guān)，正是由于這種關(guān)系使得植物能在土壤水分不斷減少、逆境脅迫不斷增強(qiáng)的情況下，通過累積脯氨酸的滲透調(diào)節(jié)作用來(lái)緩解旱情[3]。隨著水分減少，脯氨酸含量有明顯增強(qiáng)的趨勢(shì)。表明脯氨酸在其干旱生理調(diào)節(jié)中具有重要的作用。

從圖3可以看出：80%田間持水量，土壤含水量充足而不干旱，脯氨酸含量最少,為2.25μg/g。100%田間持水量條件下，土壤含水量過多，使植株脯氨酸含量稍微增加,為4.4μg/g。40%持水量較干旱條件下植物體內(nèi)迅速積累脯氨酸，其含量達(dá)到20.25μg/g，比80%增加9倍。說明水分脅迫下彩色馬蹄蓮?fù)ㄟ^增加脯氨酸含量進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，從而增強(qiáng)植株保水能力。

圖3 不同水分處理對(duì)脯氨酸含量的影響

2) 可溶性蛋白。植物組織通過可溶性物質(zhì)的主動(dòng)積累來(lái)降低滲透勢(shì)，進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)?？扇苄缘鞍踪|(zhì)具有較強(qiáng)的親水膠體性質(zhì)，可影響細(xì)胞的保水力。變化的環(huán)境因子包括水分等都會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)[4]。在干旱脅迫下可溶性蛋白是隨著干旱脅迫的加強(qiáng)而增加的，其含量的升高是植物對(duì)干旱脅迫的一種響應(yīng)[5]。

圖4 不同水分處理對(duì)蛋白質(zhì)濃度的影響

從圖4可看出，100%田間持水量處理彩色馬蹄蓮可溶性蛋白含量最高，為2.09 mg/g，40%處理次之，80%田間持水量最低。說明水分過多和過少條件下都會(huì)導(dǎo)致彩色馬蹄蓮可溶性蛋白含量增加。已有研究認(rèn)為，水分減少情況下可溶性蛋白含量升高表明一些與適應(yīng)水分脅迫有關(guān)的基因啟動(dòng)表達(dá)，從而引起蛋白質(zhì)合成的變化并產(chǎn)生水分脅迫蛋白[3]。而水量過多條件下可溶性蛋白含量的增加，這也是植株適應(yīng)淹水脅迫的一種反應(yīng)。

3) 葉綠素。一定范圍內(nèi)葉綠素含量的高低直接影響葉片的光合作用能力。許多研究證實(shí)，環(huán)境因子的改變可以引起葉綠體色素含量的變化，進(jìn)而引起光合功能的改變[5]。

表5 不同土壤含水量對(duì)葉綠素含量影響變化

從表5可以看出，隨著土壤含水量的降低，葉綠素含量在逐漸增加。40%田間持水量葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量是100%田間持水量的2.36倍、2.32倍和2.34倍。葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量隨著水分減少逐漸增加。說明隨著水分的減少，葉綠素含量增加。

4 引進(jìn)品種的開發(fā)利用

引進(jìn)品種喜溫暖濕潤(rùn)環(huán)境，不耐寒，生長(zhǎng)最適溫度為18～24 ℃，適合貴州氣候條件及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。本試驗(yàn)根據(jù)彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)的不同時(shí)間、季節(jié)和對(duì)環(huán)境條件的要求，改變粗放模式，制定日常管理記錄，變間斷管理為連續(xù)管理。針對(duì)彩色馬蹄蓮的生長(zhǎng)特性，適應(yīng)性開展了生長(zhǎng)條件選擇工作，部分品種在抗寒、抗逆性上表現(xiàn)出了很好的潛力，初步優(yōu)選出適宜貴州生長(zhǎng)的優(yōu)良彩色馬蹄蓮品種3個(gè)，保存品種2個(gè)。引進(jìn)的優(yōu)良品種主要利用在盆栽觀賞、鮮切花生產(chǎn)、提供高品質(zhì)種源等方面，為下一步推薦高品質(zhì)種苗提供了豐富的開發(fā)利用基礎(chǔ)。

5 結(jié)論與分析

試驗(yàn)結(jié)果表明，彩色馬蹄蓮喜溫暖濕潤(rùn)陰蔽的環(huán)境，全光和過弱的光照都不利于彩色馬蹄蓮生長(zhǎng)，栽培環(huán)境保持全光照的50%比較適宜。彩色馬蹄蓮喜溫暖，溫室內(nèi)彩色馬蹄蓮株高比溫室外株高提高13.24%，地莖增加22.73%，能正常開花。彩色馬蹄蓮

栽培基質(zhì)的含水量以80%田間持水量比較好，其株高100%田間持水量提高36.21%，比40%田間持水量處理提高21.49%。其開花數(shù)和質(zhì)量明顯優(yōu)于其他水分處理。

本次實(shí)驗(yàn)引進(jìn)了多個(gè)高品質(zhì)彩色馬蹄蓮品種在貴州栽培，通過模擬環(huán)境，控制理化指標(biāo)，保證了引進(jìn)品種的成活率，并根據(jù)彩色馬蹄蓮的生物學(xué)特點(diǎn)，有針對(duì)性的開展了品種選擇，取得了相應(yīng)效果，選擇和保存的優(yōu)良品種可為貴州發(fā)展馬蹄蓮產(chǎn)業(yè)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

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