白葦1號(hào)的選育及其抗性研究

陰曉波， 楊慧慧， 杜 鵑， 劉 岐， 王雪松， 喬國立

(1.白城市林業(yè)科學(xué)研究院， 吉林 白城 137000； 2. 白城市洮北區(qū)林業(yè)和草原局， 吉林 白城 137000)

蘆葦(Phragmitesaustralis)屬禾本科蘆葦屬多年生植物，是濕地生態(tài)環(huán)境中最重要的生態(tài)草之一。大面積蘆葦像森林一樣可以涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、防風(fēng)固沙、延緩和阻止荒漠化及土壤鹽漬化的過程，對(duì)促進(jìn)生態(tài)平衡具有重要作用[1]。以蘆葦為主體組成的自然生態(tài)保護(hù)區(qū)，是眾多物種的豐富基因庫，特別是多種珍稀水禽棲息繁衍之地，對(duì)維護(hù)濕地生物多樣性有不可替代的作用。蘆葦纖維含量高，是主要草漿造紙?jiān)?，其干物質(zhì)可用于生物發(fā)電，也可加工成培養(yǎng)基生產(chǎn)蘑菇、木耳等食用菌；在旅游、醫(yī)藥、化工、編織、民用建筑等很多領(lǐng)域都有重要用途。

近年來降水量的異常不均勻和蘆葦生長地區(qū)土壤沙化、堿化日益嚴(yán)重，生境的改變，致使蘆葦品質(zhì)嚴(yán)重退化，面積減少，產(chǎn)量下降，蘆葦濕地生態(tài)功能弱化[2]。面對(duì)上述危機(jī)，筆者開展了蘆葦育種技術(shù)研究，選育出適合在吉林省西部地區(qū)種植的蘆葦新品種。

1 材料和方法

1.1 材料

經(jīng)查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)鳳凰葦(Phragmitesaustralisvar. fenghuang)、紫穗葦(Phragmitesaustralisvar. zisui)、爬葦(Phragmitesjaponicusvar.prostrata)、白穗葦(Phragmitesaustralisvar. baisui)、日本葦(Phragmitesjaponicus)、卡開蘆(Phragmiteskarka)等多個(gè)品種進(jìn)行了農(nóng)藝性狀和適應(yīng)性的研究，最后選定以鳳凰葦為母本、紫穗葦為父本，經(jīng)過人工雜交，選育出純合的高抗品種。鳳凰葦采自遼寧省盤錦市東郭葦場(chǎng)，紫穗葦采自吉林省白城市通榆縣雙崗試驗(yàn)基地，試驗(yàn)對(duì)比所用的白穗葦、爬葦采自大安市牛心套保國家濕地公園。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 雜交育種

2016年7—8月，在通榆縣雙崗蘆葦試驗(yàn)基地分別建設(shè)2個(gè)葦池，標(biāo)注上母本池和父本池，選鳳凰葦為母本，紫穗葦為父本，帶土取葦根移植，適時(shí)上水、排水、施肥。父本葦苗長到翌年6月中旬剪去上部讓其重新長出苗，8月下旬截取葦花，將葦花晾曬后，埋入土壤中7～10 d取出曬干，再用水浸泡后取出，懸掛于母本池中與母本蘆葦同時(shí)揚(yáng)花，經(jīng)人工授粉后20 d左右，截取被授粉的母本葦花，平鋪在其根部，得到第一代雜交種子[3]。經(jīng)雜交后的蘆葦進(jìn)行自交，經(jīng)過4年的不斷選育，選育出適宜在吉林省西部種植的蘆葦新品種——白葦1號(hào)(Phragmitesaustralis‘Baiwei 1’)。

1.2.2 苗期生長調(diào)查

2020年初春，采用白葦1號(hào)種子進(jìn)行溫室點(diǎn)播育苗，育苗過程中保證種子萌發(fā)所需的溫度、濕度、水肥條件。4月末，將葦苗移栽到大安市牛心套保國家濕地公園，栽植密度10～12株·m-2，當(dāng)年10月，對(duì)葦苗高度、葦稈直徑進(jìn)行調(diào)查，3～4次重復(fù)。

1.2.3 抗旱性試驗(yàn)

在大安市牛心套保國家濕地公園設(shè)4塊樣地進(jìn)行抗旱性試驗(yàn)，在冬季無雪的地塊，春季不進(jìn)行灌溉，每塊樣地面積10 m × 10 m，進(jìn)行白葦1號(hào)、鳳凰葦、白穗葦和爬葦4個(gè)品種培育試驗(yàn)，每個(gè)地塊選取10個(gè)點(diǎn)位，測(cè)量每平方米內(nèi)其平均株高、葦稈平均直徑(以下簡稱：平均直徑)、成活苗數(shù)，檢驗(yàn)其成活率和生長情況，3次重復(fù)，取平均值。

1.2.4 耐鹽堿性試驗(yàn)

利用人工配制鹽堿池鑒定法，池面積1 m2，四周圍上混凝土框架，池內(nèi)填入一定含堿量的土，用土壤酸堿度檢測(cè)儀檢測(cè)不同土壤的pH[4]，每個(gè)池中分別種植相同數(shù)量的白葦1號(hào)、鳳凰葦、爬葦，比較其成活率、平均株高、平均直徑，3次重復(fù)，取平均值。

1.2.5 抗蟲害調(diào)查

5—6月，對(duì)白葦1號(hào)、爬葦?shù)南x害情況和被害株數(shù)進(jìn)行調(diào)查。選取蘆葦葉片發(fā)黃并有代表性的地段，劃定1 m2的地塊，取20個(gè)點(diǎn)位，每隔5 d或10 d對(duì)蘆葦水葉甲(Donaciaclacipes)的幼蟲數(shù)量(蛀孔的數(shù)量代表幼蟲數(shù)量)和被害株數(shù)進(jìn)行調(diào)查。

1.2.6 抗寒性調(diào)查

在定點(diǎn)觀察基礎(chǔ)上，結(jié)合引種栽培和定量分析，對(duì)白葦1號(hào)、紫穗葦和爬葦3個(gè)蘆葦品種的抗寒性進(jìn)行研究。主要用露地栽培鑒評(píng)法，在面積100 m2的3個(gè)葦池中分別種植，栽植密度10～12株·m-2，每個(gè)葦池中選取100株，于10月末進(jìn)行平茬，做好標(biāo)記，觀察翌年葦根的成活率。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期生長調(diào)查

白葦1號(hào)的外形與鳳凰葦相似，葦稈直立堅(jiān)硬，上下粗細(xì)均勻，密度高，植株平均高度2.2 m，稈直徑4～6 mm，稈壁平均厚度0.7 mm。

2.2 抗旱性

抗旱性試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 蘆葦品種在干旱土壤中生長與成活率情況比較

經(jīng)抗旱試驗(yàn)，白葦1號(hào)生長良好，鳳凰葦、白穗葦也能正常生長，爬葦葉片大部分干枯且生存率極低。從表1中可以看出，在干旱土壤中生長的白葦1號(hào)成活率達(dá)到80 %，是鳳凰葦?shù)?.1倍、白穗葦?shù)?.6倍、爬葦?shù)?.5倍；白葦1號(hào)平均株高為1.1 m，是鳳凰葦?shù)?.6倍、白穗葦?shù)?.7倍、爬葦?shù)?.6倍；白葦1號(hào)平均直徑為2.5 mm，是鳳凰葦?shù)?.25倍、白穗葦?shù)?.25倍、爬葦?shù)?.5倍。白葦1號(hào)的成活率、平均株高和平均直徑都高于其他品種，根狀莖能很好延伸，長勢(shì)較好。

2.3 耐鹽堿性

耐鹽堿性試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 蘆葦品種在不同pH情況下生長和成活率情況比較

從表2中可以看出，在地溫25 ℃，水深30 cm，pH為7.0～9.0時(shí)白葦1號(hào)成活率、平均株高、平均直徑都高于鳳凰葦和爬葦。pH達(dá)到9.0時(shí)，白葦1號(hào)成活率是鳳凰葦?shù)?.5倍、爬葦?shù)?.45倍，平均株高是鳳凰葦和爬葦?shù)?.85倍，平均直徑是鳳凰葦和爬葦?shù)?倍。不同的蘆葦品種對(duì)堿性環(huán)境脅迫反應(yīng)不同，在pH 7.0時(shí)，植株高大、粗壯，3個(gè)蘆葦品種的株高均達(dá)到最大值；pH 7.0～8.0時(shí)，蘆葦植株普遍生長良好；pH達(dá)到8.5時(shí)，長勢(shì)開始衰弱，但白葦1號(hào)成活率明顯高于鳳凰葦和爬葦；pH上升到9.0時(shí)，鳳凰葦和爬葦長勢(shì)明顯下降，絕大部分的植株葉片出現(xiàn)褐斑或卷曲，死亡率在50 %左右，但白葦1號(hào)生長基本正常，30 %以下的植株下部葉片出現(xiàn)褐斑或輕度卷曲，死亡率在20 %以下。由此可以表明，白葦1號(hào)對(duì)堿性環(huán)境具有更好的適應(yīng)性，生長相對(duì)良好。

2.4 抗蟲害

蟲害調(diào)查結(jié)果見表3。

表3 蘆葦水葉甲幼蟲數(shù)量和被害株數(shù)調(diào)查結(jié)果

從表3中可以看出，白葦1號(hào)害蟲數(shù)量和被害株數(shù)低于爬葦，抗蟲性較強(qiáng)。經(jīng)目測(cè)，白葦1號(hào)對(duì)蘆葦多發(fā)的蚜蟲蟲害、蘆葦銹病、蘆葦黑粉病等病蟲害也有較強(qiáng)的抗性。

2.5 抗寒性

12月末白城市最低氣溫可達(dá)-30 ℃以下，經(jīng)過越冬調(diào)查，3個(gè)蘆葦品種翌年的成活率調(diào)查結(jié)果為：白葦1號(hào)(85 %以上)>紫穗葦(75 %)>爬葦(67 %)。

3 結(jié)論

在干旱條件下，白葦1號(hào)的成活率、平均株高和平均直徑都高于鳳凰葦、白穗葦、爬葦，根狀莖能很好延伸，長勢(shì)較好，適合在吉林省西部地區(qū)的氣候和土壤條件下生存。各品種耐鹽堿性表現(xiàn)趨勢(shì)為：白葦1號(hào)>鳳凰葦>爬葦，白葦1號(hào)良好的耐鹽堿性，適合改良吉林省西部地區(qū)堿性土壤，改善濕地生態(tài)環(huán)境。通過蟲情調(diào)查，白葦1號(hào)害蟲數(shù)量和被害株數(shù)都低于爬葦。在吉林省西部地區(qū)經(jīng)越冬調(diào)查，白葦1號(hào)翌年成活率達(dá)85 %以上，證明其在耐寒方面也表現(xiàn)出良好的特性。

白葦1號(hào)與其他品種抗性的對(duì)比分析表明，其抗旱性、耐鹽堿性、抗蟲害、抗寒性等方面，均表現(xiàn)出良好的特性，更適宜在吉林省西部地區(qū)栽培。