白鹃梅属植物抗旱性研究与评价_孙宜.pdf

2023 年 4 月第 2 期林业资源管理FOEST ESOUCES MANAGEMENTApril 2023No.2白鹃梅属植物抗旱性研究与评价孙宜1，2，3，刘浡洋1，2，3，石青松1，2，3，陈燕1，2，3，包峥焱1，2，3，王扬1，2，3(1.北京市植物园管理处，北京 100093;2.北京市植物园管理处 北京市花卉园艺工程技术研究中心，北京 100093;3.北京市植物园管理处 城乡生态环境北京实验室，北京 100093)摘要:以红柄白鹃梅和齿叶白鹃梅 2 a 生播种苗为试验材料，在人工控水条件下，采用盆栽试验，设置 100%(对照，CK)、75%(轻度干旱，LD)、50%(中度干旱，MD)、25%(重度干旱，SD)和 0%(极度干旱，ED)等 5 个水分梯度进行干旱胁迫处理，测定 2 种白鹃梅在干旱胁迫下的形态指标、叶片 SPAD 值和叶绿素荧光动力学参数，利用相关性分析和主成分分析法对抗旱指标进行筛选与评价。结果表明:1)干旱胁迫导致 2 种白鹃梅的株高降低，叶片数量减少，叶片含水量降低，叶片 SPAD 值下降，初始荧光(Fo)增长，最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)降低，但 MD 时差异不显著。2)相关性分析表明，各抗旱指标间存在一定的相关性，形态指标与生理指标显著相关。3)主成分分析结果表明，7 个抗旱指标可分为 2 类，累计贡献率达96.17%。筛选出 Fo、Fm、Fv/Fm、叶片数量、SPAD 值等 5 个主要抗旱指标对 2 种白鹃梅的抗旱性进行综合评价，红柄白鹃梅在 SD 下可正常生长，齿叶白鹃梅在 MD 下可正常生长。关键词:红柄白鹃梅;齿叶白鹃梅;干旱胁迫;植株形态;叶绿素荧光中图分类号:Q945;S685.99文献标识码:A文章编号:1002 6622(2023)02 0079 09DOI:10 13466/j cnki lyzygl 2023 02 011收稿日期:2023 03 17;修回日期:2023 04 21基金项目:国家植物园(北园)项目“木本香薷和白鹃梅属资源收集及良种优选”(BZ202303)作者简介:孙宜(1972 )，女，北京人，正高级工程师，主要从事植物引种、繁殖与推广应用等方面的工作。Email:sunyi72163 com通讯作者:王扬(1971 )，男，北京人，高级工程师，主要从事植物栽培和生理研究等方面的工作。Email:791042102 qq comStudy and Evaluation on Drought esistance of Exochorda LindlSUN Yi1，2，3，LIU Boyang1，2，3，SHI Qingsong1，2，3，CHEN Yan1，2，3，BAO Zhengyan1，2，3，WANG Yang1，2，3(1 Beijing Botanical Garden Management Office，Beijing 100093，China;2 Beijing Botanical Garden Management Office/Beijing FloricultureEngineering Technology esearch Center，Beijing 100093，China;3 Beijing Botanical Garden Management Office，Beijing Laboratory of Urbanand ural Ecological Environment，Beijing 100093，China)Abstract:The 2-year-old seedlings of Exochorda racemosa and Exochorda serratifolia were used asexperimental materials Under the condition of artificial water control，pot experiments were conductedwith five water gradients of 100%(CK)，75%(Light drought，LD)，50%(Moderate drought，MD)，25%(Severe drought，SD)and 0%(Extreme drought，ED)for drought stress treatment The morphologicalindexes，SPAD value and chlorophyll fluorescence kinetic parameters of two species of Exochorda underdrought stress were measured The drought resistance indexes were screened and evaluated by correlation林业资源管理第 2 期analysis and principal component analysis The results showed that:1)With the intensification of droughtstress，the plant height，leaf number，leaf water content，SPAD value，Fmand Fv/Fmof two species ofExochorda decreased，while Foincreased，but the time difference of moderate drought treatment(MD)wasnot significant 2)Correlation analysis showed that there was a certain correlation between the droughtresistance indicators，and there was a significant correlation between morphological indicators andphysiological indicators 3)The results of principal component analysis showed that the seven droughtresistance indicators could be divided into two categories，with a cumulative contribution rate of 96 17%Fo，Fm，Fv/Fm，leaf water content and SPAD value were selected as five main drought resistance indicatorsto comprehensively evaluate the drought resistance of the two species of Exochorda Lindl Exochordaracemosa could grow normally under severe drought(SD)，and Exochorda serratifolia could grow normallyunder moderate drought(MD)Key words:Exochorda racemosa，Exochorda serratifolia，drought stress，plant morphology，chlorophyllfluorescence我国干旱缺水的土地面积占国土面积的52%1，尤其是北方地区，可利用水资源严重匮乏。干旱不仅影响当地经济发展，还会导致土地荒漠化，使得生态环境更加恶化2。造林、绿化是治理水土流失、改善生态环境的根本3，但绿化在改善环境的同时，也增加了对水分的需求，进一步加剧了水资源的亏缺，因此，筛选抗旱类型植物进行绿化是当下重要任务，亦是建设节约型园林的必要条件。乡土植物适应当地气候、抗逆性强，是非常优秀的造林和绿化用材。加强乡土植物开发利用是当前绿化行业的发展方向，选择抗旱性强的乡土植物用于人工造林、山体绿化及园林应用，对改善生态环境、降低养护成本具有重要意义。近年来，我国加强了乡土植物抗旱性的研究3 6，为植被建设、生态修复及节水园林推荐了一批优秀的植物材料。白鹃梅属(Exochorda Lindl.)隶属于蔷薇科(o-saceae)，产于亚洲中部到东部，共有 4 种，我国产 3种，分 别 为 白 鹃 梅Exochorda racemosa(Lindl.)ehd.、红柄白鹃梅(Exochorda giraldii Hesse)和齿叶白鹃梅(Exochorda serratifolia S.Moore)，生于山坡或灌木丛中。该属植物为落叶灌木，总状花序，花大，白色，观赏价值高。嫩叶、花蕾营养成分丰富，为优秀的木本蔬菜。该属植物药用价值极高，含有丰富的黄酮类化合物，具有抗病毒、抗氧化的作用7 8。白鹃梅属植物集观赏、食用和药用价值于一身，是非常优秀的野生植物资源，可用于荒山绿化、园林美化及经济创收等，开发前景广阔。但目前仅有白鹃梅在园林中得以初步应用9，红柄白鹃梅和齿叶白鹃梅仍基本处于野生状态。现阶段对红柄白鹃梅和齿叶白鹃梅的研究多集中于营养成分和药用价值的分析10 13，关于其水分生理方面的研究未见报道。本研究采用梯度干旱法对红柄白鹃梅和齿叶白鹃梅在干旱胁迫下的株高、叶片数量、叶片含水量、叶片 SPAD 值及叶绿素荧光参数进行综合评价，以探讨这 2 种白鹃梅对土壤水分条件的适应能力，了解抗旱生理，以期丰富白鹃梅属植物生理生态方面的研究，亦为其野生资源的开发利用提供理论依据。1材料与方法1.1试验材料采用红柄白鹃梅和齿叶白鹃梅2 a生播种苗。播种苗统一栽植于 2 加仑花盆内，花盆尺寸为上口径 22 cm，下口径18 cm，高21.8 cm。栽培基质为黄土 草炭土 珍珠岩 松树皮 有机肥=3 3 1 1 1(体积比)。有机肥的养分含量为全氮 2.91%，全磷 2.98%，全 钾 2.41%，有 机 质 34.4%，氯1.02%。2021 年 6 月于室外统一养护，2 个月后进行干旱试验。1.2试验方法1.2.1梯度干旱试验2021 年 8 月，在国家植物园(北园)干旱棚内进08第 2 期孙宜等:白鹃梅属植物抗旱性研究与评价行梯度干旱胁迫试验。共设置 5 个灌溉梯度 对照(CK):100%浇水量;轻度干旱(LD):75%浇水量;中度干旱(MD):50%浇水量;重度干旱(SD):25%浇水量;极度干旱(ED):0%(不浇水)，5 个重复。对试验盆苗充分灌溉，沥水后称重，保持每盆饱和盆重一致。持续干旱，每日称量对照组的盆重，当对照组中有 3 盆达到灌溉节点盆重时，对所有试验盆苗按照灌溉梯度进行浇水。持续干旱到灌溉为一个周期，共持续 3 个周期，当第 3 周期达到灌溉节点时，试验结束，进行数据测量。1.2.2灌溉节点盆重的计算梯度干旱胁迫试验前 15 d，选择植株规格相近的齿叶白鹃梅 5 盆和 1 个仅装基质的盆(对照盆)进行实验。均置于水深 15 cm 的池中吸水15 h后取出，于干旱棚内静置 24 h，充分沥水后称重，即为饱和盆重，本实验的饱和盆重为 5 000 g。持续 10 d 控水，每天早上 8:30 称量盆重，两日盆重差值即为当日的水分蒸发量。对照盆每日的水分蒸发量可视为基质当日水分蒸发量，则含植株盆重与对照盆重的差值即可近似认定为植株日蒸腾量。计算每日植株的日蒸腾量，当其日蒸腾量突然降低时即为灌溉节点，此时含植株的盆重即为灌溉节点盆重，本实验中灌溉节点盆重约为3 200 g。1.2.3梯度浇水量的计算盆苗饱和盆重与灌溉节点盆重差值 1 800 g 即为 100%浇水量;75%，50%，25%的浇水量以 100%浇