八种园林植物耐寒性比较_张雨.pdf

北方园艺 （）：园林花卉第一作者简介：张雨（），女，硕士，助理工程师，现主要从 事 观 赏 园 艺 等 研 究 工 作。：责任作者：曹冬梅（），女，博士，研究员，现主要从事花卉生理与分子生物学等研究工作。：基金项目：山西农 业 大 学 农 业 科 技 创 新 工 程 资 助 项 目（）；山西省科技成果转化引导专项资助项目（）。收稿日期：八种园林植物耐寒性比较张雨，贾 民 隆，王 云 山，邢 国 明，曹 冬 梅（山西农业大学 园艺学院，山西 太原 ；太原市公园服务中心，山西 太原 ）摘要：以种园林植物 大同 黄花菜、金娃娃 萱草、古铜红 鸢尾、崂峪 苔草、青绿 苔草、金银花、顶花板凳果和山麦冬为试材，在自然降温条件下，采用测定冷害指数及光合作用相关参数的方法，研究了低温对种园林植物的耐寒性，以期为园林绿化提供优良耐寒品种。结果表明：顶花板凳果为种植物中耐寒性较强的植物。通过冷害指数的测定，大同 黄花菜冷害指数上升最快，而山麦冬和顶花板凳果变化较缓，表明 大同 黄花菜耐寒性最弱，山麦冬和顶花板凳果的耐寒性较强；对种园林植物所测指标进行隶属函数分析，得出种植物的耐寒性从大到小依次为顶花板凳果山麦冬金银花 崂峪 苔草 青绿 苔草 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜。关键词：园林植物；耐寒性；冷害指数；隶属函数中图分类号：文献标识码：文章编号：（）低温是影响植物生长和分布的主要非生物因子，不同程度的低温会对植物细胞结构、生长发育造成不同程度的破坏，导致物质代谢紊乱，甚至是死亡，给农林生产带来严重危害。在低温逆境胁迫下，植物往往会产生积极主动的应激反应，通过激活胁迫信号相关基因的表达，从而对基因表达产物活性水平进行调控，最终改变植物自身的生理生化代谢过程，从而增强自身的抵抗能力。在植物体内，光合作用是最基本、最重要的一项生命活动，同时也最受外界环境条件尤其是低温胁迫的干扰。当遭受低温时，叶绿体结构破坏，叶绿素的合成受阻，导致植物光合速率降低，光合作用减弱，光合作用的强弱通过光合参数反映，因此，可以通过植物叶片叶绿素含量的多少及光合参数的变化判断植物所受到的损伤程度。我国北方地区冬季寒冷干燥，能在冬春季节保持常绿的观赏植物较少，园林绿化植物较为单一，这样不仅限制了生物多样性和城市景观效果，还影响着园林植物的生态效益和观赏效果。因此，解决北方城市冬季缺绿的状况，挑选耐寒性较强的观赏植物，挖掘植物的遗传潜力，提高植物的耐寒性，对城市园林建设具有极为重要的意义。该试验以黄花菜（）、萱 草（）、鸢 尾（）、苔 草（）、金银花（）、顶花板凳果（）、山 麦 冬（）.）等 种 园 林植物为材料，在自然降温条件下，通过冷害指数的调查以及测定叶片叶绿素含量和光合速率等参数，筛选耐寒性较强的观赏植物，以期为园林绿化提供优良耐寒品种。材料与方法 试验材料试验于 年在山西农业大学园艺研究所花卉中心进行，试验地位于北纬 ，东经 ，暖温带大陆性气候，试验期间气温变化见表。供试材料为 大同 黄花菜、金娃娃 萱草、古铜红 鸢尾、崂峪 苔草、青绿 苔草、金银花、顶花板凳果和山麦冬，苗龄均为年，自然越冬，植株常规栽培管理，从当年的月 日开始于不同时间点对植株冷害症状进行分级，同时选取生长健壮的植株进行光合等生理指标的测定。表试验地温度变化 温度 日期 （月日）最低气温 最高气温 试验方法 田间冷害测定分级比较于晴朗天气测定植株成熟叶片，次重复。对种园林植物进行田间观测，并对每一植株冷害症状进行如下分级，级：无症状，叶色正常；级：叶片只有叶尖叶缘发黄；级：叶尖干枯、叶片整 叶 发 黄；级：整 片 叶 子 干 枯 变 黄 ；级：植株整体萎蔫；级：地上部干枯死亡。对试验地种植物所有植株逐株进行观察，并按上述分级方法判定冷害级数，再按以下公式计算冷害指数。冷害指数（）（总株数）。式中：为每一冷害级的苗数。隶属函数法植物受到低温影响后，会引起许多生理代谢的变化。植物抗寒性的变化是多个因子共同作用的结果，仅从一个指标很难反映植物的抗寒机理。为综合评价种观赏植物的耐寒性强弱，对上述各项指标测定值应用 隶属函数法进行综合评判，其计算公式如下：与耐寒性呈正相关的参数采用 升 型 分 布 函 数 公 式：（）（）（）；与耐寒性呈负相关的参数采用降型分布函数公式：（）（）（）。为第个品种第个时间下第个指标隶属函数值；表示第个品种第个温度阶段第个指标测定值；、为所有参试种中第项指标的最大值和最小值，将各观赏植物每个测定时间下的各指标的抗寒性隶属函数值累加起来，求其平均值，隶属函数均值越大，该植物的耐寒性就越强。项目测定 叶绿素含量测定叶绿 素 含 量 的 测 定 采 用 丙 酮 和 乙 醇 浸 提法。每个指标进行次重复。光合参数测定光合参数的测定采用 便携式光合作用系统。每个指标进行次重复。数据分析使用 软件进行数据整理，利用 软件进行数据统计分析，采用单因素方差分析法和 氏新复极差法进行多重比较、差异显著性分析（），相关性分析和隶属函数分析。结果与分析 种园林植物冷害指数的比较由表可知，随着气温的降低，大同 黄花菜冷害指数上升最快，月 日高达 ，而山麦冬和顶花板凳果变化较缓，月 日气温最低时分别为 、，比 大同 黄花菜低 、。冷害指数越大表明受冷害程度越严重，即植物的耐寒性越小，综合各时期冷害指数，种植 物 的 耐 寒 性 从 大 到 小 依 次 为：山 麦北方园艺月月（上上）表不同植物不同时间冷害指数比较 日期 （月日）种类 金银花 大同 黄花菜 青绿 苔草 崂峪 苔草 金娃娃 萱草 古铜红 鸢尾山麦冬顶花板凳果 冬顶花板凳果金银花 崂峪 苔草 青绿苔草 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜。自然冷害下种园林植物光合参数的比较 自然冷害下种园林植物净光合速率的变化比较由表可知，崂峪 苔草、青绿 苔草和 金娃娃 萱草在 月 日时净光合速率值比对照有 所 升 高，分 别 升 高 了 、和 ，之后开始下降；随着气温的降低，顶花板凳果、山麦冬、金银花、古铜红 鸢尾和 大同 黄花菜的净光合速率均呈下降趋势，在气温降到最低时达到最低值，说明在受到低温胁迫时，光合机构遭到了破坏，导致净光合速率值的下降。表种园林植物净光合速率变化 种类 日期 （月日）顶花板凳果 山麦冬 （）金银花 崂峪 苔草 青绿 苔草 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜 注：不同小写字母代表差异显著（）。下同。：（）自然冷害下种园林植物气孔导度的变化比较由表可知，崂峪 苔草、青绿 苔草、金娃娃 萱草和 古铜红 鸢尾在 月 日时，气孔导度较对照有所升高，分别比对照升高了 、和，之后开始下降，呈现升降的变化趋势；顶花板凳果、山麦冬、金银花和 大同黄花菜随着气温的下降，气孔导度呈现下降趋势，山麦冬、顶花板凳果和 大同 黄花菜的气孔导度下降幅度较小，说明温度对其影响较小。自然冷害下种园林植物胞间二氧化碳浓度的变化比较由表可知，随着气温的降低，种植物的胞间二氧化碳浓度均呈升降的趋势，说明在降温后期，各植物的光合同化能力增强，通过提高自身光合能力来增强其耐寒性。顶花板凳果在 月 日达到最大值，分别显著低于 金娃娃 萱草、山麦冬和 青绿 苔草 、和 ，与 崂峪 苔草、古铜红 鸢尾、金银花和 大同 黄花菜差异不显著；山麦冬、金银花、崂峪 苔草、第第期期 北方园艺表种园林植物气孔导度变化 种类 日期 （月日）顶花板凳果 山麦冬 （）金银花 崂峪 苔草 青绿 苔草 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜 表种园林植物胞间二氧化碳浓度变化 种类 日期 （月日）顶花板凳果 山麦冬 （）.金银花 崂峪 苔草 青绿 苔草 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜 青绿 苔草、古铜红 鸢尾、金娃娃 和 大同 黄花菜均在 月 日时达到最大，青绿 苔草和 崂峪 苔草显著高于 大同 黄花菜和顶花板凳果，与 古铜红 鸢尾、金娃娃 萱草、山麦冬和金银花之间差异不显著，顶花板凳果的胞间二氧化碳浓度在 月 日时显著低于其它种植物。不同植物胞间二氧化碳浓度达到最大值的时间不同，说明不同植物对低温的响应能力不同。自然冷害下种园林植物胞间叶片蒸腾速率的变化比较由表可知，随着气温的降低，种植物的叶片蒸腾速率均呈下降趋势，其中顶花板凳果、金娃娃 萱草、崂峪 苔草和 青绿 苔草的下降趋势较缓慢，表明其在降温过程中对温度变化敏感性表种园林植物叶片蒸腾速率变化 种类 日期 （月日）顶花板凳果 山麦冬 （）金银花 崂峪 苔草 青绿 苔草 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜 北方园艺月月（上上）较低，通过不断降低蒸腾作用来适应低温环境。在 月日气温降至最低时，顶花板凳果的蒸腾速率最低，显著低于 古铜红 鸢尾和 崂峪 苔草，分别降低了 和 ，此时 古铜红 鸢尾的蒸腾速率最大，显著高于山麦冬、金银花、青绿 苔草和顶花板凳果。自然冷害下种园林植物叶绿素含量的比较 自然冷害下种园林植物类胡萝卜素含量变化比较从表可以看出，随着气温的降低，不同植物的类胡萝卜素含量变化趋势不同。崂峪 苔草、金银花和 大同 黄花菜呈不断下降趋势；顶花板凳果、山麦冬、青绿 苔草、古铜红 鸢尾和 金娃娃 萱草随着气温的降低呈现降升的变化趋势；在 月 日气温最低时，山麦冬的类胡萝卜素含量最高，为 ，显著高于其它植物，其次是顶花板凳果的类胡萝卜素含量，显著高于 青绿 苔草、古铜红 鸢尾、金银花和 崂峪 苔草，分 别 升 高 了 、和 。表种园林植物类胡萝卜素含量变化 种类 日期 （月日）顶花板凳果 山麦冬 （）.青绿 苔草 崂峪 苔草 金银花 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜 自然冷害下种园林植物叶绿素总量变化比较由表可知，月 日测定值中，顶花板凳果、山麦冬和 崂峪 苔草的叶绿素总量显著高于其它植物；月 日，山麦冬和 崂峪 苔草的叶绿素总量显著高于其它植物，其次是顶花板凳果和 青绿 苔草，古铜红 鸢尾、金娃娃 萱草和 大同黄花菜的叶绿素总量较低，叶片已经开始枯黄。月 日至 月日，山麦冬的叶绿素总量始终高于其它植物，古铜红 鸢尾、金娃娃 萱草和 大同 黄花菜这种植物大部分叶片已经枯黄，叶绿素含量显著低于其它植物；月 日以后表种园林植物叶绿素总量变化 种类 日期 （月日）顶花板凳果 山麦冬 （）.青绿 苔草 崂峪 苔草 金银花 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜 第第期期 北方园艺 大同 黄花菜地上部干枯死亡，月日以后 金娃娃 萱草地上部干枯死亡。月 日以后，山麦冬和顶花板凳果仍能保持大部分绿色，其叶绿素总量分别为 、，始终显著高于其它植物。各指标间的相关分析从表可以看出，与、呈极显著正相关，与 呈显著正相关，与冷害指数呈极显著负相关；与、呈极显著正相关，与冷害指数呈极显著负相关；与 、呈极显著正相关，与冷害指数呈极显著负相关；与 呈极显著正相关，与冷害指数呈极显著负相关；与 呈极显著正相关，与冷害指数呈极显著负相关。表明冷害指数与各个指标均呈显著负相关，各指标均能反映植物的耐寒性，与耐寒性有密切的关系。种园林植物品种隶属函数分析从表 可以看出，顶花板凳果、山麦冬、金银花、崂峪 苔草、青绿 苔草、古铜红 鸢尾、金娃娃 萱草、大同 黄花菜的平均隶属函数值分别为 、，隶属函数值越大，耐寒性越强，因此种植物耐寒性顺序为：顶花板凳果山麦冬金银花 崂峪 苔草 青绿 苔草 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜。表各指标间的相关性分析 指标 净光合速率 气孔导度 胞间 浓度 蒸腾速率 类胡萝卜素 叶绿素 冷害指数 净光合速率 气孔导度 胞间 浓度 蒸腾速率 胡萝卜素 叶绿素 冷害指数 注：在 级别（双尾），相关性显著；在 级别（双尾），相关性极显著。：（），；（），表 种园林植物品种隶属函数值分析 日期 （月日）种类 顶花板凳果山麦冬 青绿 苔草 崂峪 苔草金银花 古铜红 鸢尾 金娃娃 萱草 大同 黄花菜 平均 排名 讨论与结论 田间冷害分级测定结果植物受到低温伤害后，植物形态会发生一些变化，通过形态判断植物耐寒性是最简单最直观的方法。通过对不同时期、不同温度下种植物观察、分级记录，计算冷害指数，冷害