大慶市5種萱草新品種抗旱性分析

趙淑芹 祁長清

（大慶油田生態環境管護公司 果午湖生態區管護公司，黑龍江 大慶 163400）

0 引言

萱草具有株形俏麗、花姿優美、色彩明艷、芳香怡人等特點，是現代城市園林工程中較為常用的一種綠化植物。黑龍江省大慶市引種萱草時，應當挑選抗逆性強、性狀優良、花期長的品種，以降低引種成本，并提高觀賞價值。經過初步分析，能夠適應大慶市氣候與土壤條件的萱草品種有紅色妖姬、金光大道、草原野火、紅色海島等十余種。考慮到大慶市年均降水量偏少，春秋干旱情況較為嚴重，因此，引種萱草時必須將抗旱性作為關鍵指標。同時，在保證萱草品種性狀優良、環境適應能力較強的前提下，還要從地塊整理、引種栽培、澆水施肥等方面加強管理，才能在提高萱草引種成活率的基礎上，營造多彩的城市園林綠化景觀。

1 試驗目的

試驗通過探究5種萱草品種在葉表面氣孔特征、脅迫土壤含水量、葉片相對含水量、光合色素含量和細胞膜透性5項指標上的差異，選出抗旱性較強的品種，為大慶市引種栽培萱草新品種提供依據。

2 試驗區概況

此次萱草新品種抗旱性試驗選擇在大慶市高新區東風農場進行。農場所在地區屬于溫帶大陸性季風氣候，光照充足，雨水偏少，年均降水量427.5 mm，年蒸發量1 635.0 mm，其中7—8月降水量占全年總降水量的80%，其他月份均面臨著不同程度的干旱。

3 試驗材料與方法

3.1 試驗材料

此次試驗選擇5個萱草新品種，分別是紅色妖姬（A）、金光大道（A）、草原野火（A）、藍眼（A）和皇后（A）。取培育好的健壯的分株苗各12株，將不同品種的萱草分株苗栽種于規格為300 mm× 240 mm×220 mm的花盆中，培養土按照草炭∶沙∶園土∶有機肥=2∶1∶1∶1的質量比配制而成。

3.2 試驗內容

此次試驗在采光和通風效果良好的花房中進行。于試驗前3 d澆一次水，保持土壤濕潤。試驗開始后停止澆水，同時用透明塑料搭建一個棚子，防止雨水落入盆中影響試驗結果。花盆的下方用2塊磚墊起，離地約5 cm，避免與土壤中的水分接觸。這樣就能營造一個相對封閉的環境，保證棚內的萱草植株在干旱脅迫期間不會從外界獲得水分。取樣時間為脅迫第7、14、21、28、35天的08:00—09:00。

3.3 觀察指標

3.3.1 葉表面氣孔特征。在預定時間采集成熟、完整的葉片，使用清水洗干凈后自然晾干或用濾紙吸收表面水分，再將透明膠帶貼在葉片表面，撕下透明膠帶后，剪取5 mm×5 mm的正方形，放置于顯微鏡下觀察葉片上的氣孔，分別測量并記錄氣孔長度、寬度和密度等數據。

3.3.2 土壤含水量。使用打孔器獲取每個花盆10 cm深的土壤，稱量鮮質量；將土樣置于烘干箱中烘干，烘干溫度設定為80 ℃，烘干時間設定為12 h，烘干后稱量烘干質量。同時，按照下式計算土壤含水量：土壤含水量=（鮮質量-烘干質量）/（鮮質量-瓶質量）×100%。

3.3.3 葉片相對含水量。將采集的新鮮葉片剪成面積大體相等的正方形，每個品種稱取0.2 g葉片，將其投入盛有清水的燒杯中靜置24 h，使葉片細胞充分吸水至飽和，將葉片撈出用濾紙吸取表面水分，稱量飽和質量。再將葉片放入烘干箱中烘干，烘干溫度設定為50 ℃，烘干時間設定為6 h，烘干后稱量干質量。之后按照下式計算葉片相對含水量：葉片相對含水量=（鮮質量-干質量）/（飽和質量-干質量）×100%。

3.3.4 光合色素含量。取清洗并擦干后的萱草葉片，稱量0.1 g，用96%酒精研磨提取。將提取液置于Tu-1901雙光束紫外可見分光光度計中處理，將儀器的波長分別設定為470、649、665 nm，記錄不同波長下的值。將值代入Arnon公式中計算得出葉綠素含量。

3.3.5 細胞膜透性。取清洗并擦干的萱草葉片，將其剪成4 mm×4 mm的方塊，每個品種均稱取0.1 g。將其放入試管中，并向試管中倒入15 mL蒸餾水。真空抽取30 min后靜置約6 h，再使用電導儀分別測量細胞膜在常溫及高溫時的電導。之后按照下式計算膜相對電導率：膜相對電導率=樣品電導/沸水液電導×100%。

4 結果與分析

4.1 葉表面氣孔特征

葉片氣孔的作用是保證細胞內外氣體交換順暢，通過影響植物的呼吸作用和光合作用，對植物水分的動態變化產生重要影響。葉片上氣孔密度越大，氣孔直徑越小，則植物的抗旱性越強。在此次試驗中，分別統計干旱脅迫第7、14、21、28、35天的葉片氣孔個數，并計算5次記錄的平均值，同時記錄氣孔分布位置和最大氣孔的尺寸，結果如表1所示。

結合表1數據可知，A氣孔密度最小，僅為197個/mm，A氣孔密度最大，達到了385個/mm；最大氣孔寬度和長度方面，A在5個品種中居于中間。因此，從葉表面氣孔特征來看，A（金光大道）抗旱性最強。

表1 5種萱草品種的氣孔特征

4.2 植物形態和土壤含水量

5種萱草新品種在不同脅迫天數下土壤水分含量變化如表2所示。由表2可知，干旱脅迫開始后，5種萱草的土壤含水量均呈現出下降趨勢，并且在第14天和第21天下降最為明顯。以A為例，干旱脅迫第14天，土壤含水量從上一次測定的36.4%下降至11.5%；干旱脅迫第21天，土壤含水量從上一次測定的11.5%下降至5.1%；之后由于土壤含水量較低，隨著水分脅迫天數的繼續增加，土壤含水量的下降趨勢不明顯。通過觀察拍攝的植物照片可發現，隨著干旱脅迫時間的延長，5個萱草品種的萎蔫情況明顯加重。在干旱脅迫開始的前2周，5個品種沒有表現出萎蔫現象；從第3周開始，A先出現葉片卷曲、葉色變黃的情況，之后A和A出現葉片卷曲、植株倒伏現象；第5周時，A、A、A葉片變黃、變脆，整株枯死量超過70%，而A和A品雖然出現了萎蔫現象，但整株枯死量在50%左右。對比可知，當干旱脅迫天數超過28 d，A和A表現出較好的抗旱性。

表2 不同干旱脅迫天數下5種萱草的土壤含水量

4.3 葉片相對含水量

從圖1可以看出，在干旱脅迫前（0 d），5個萱草品種的葉片含水量均保持在90%左右，且相互間的差異不明顯；在干旱脅迫初期（14 d以前），5個萱草品種的葉片相對含水量均呈現出緩慢下降趨勢；在干旱脅迫中期（14～21 d），葉片含水量開始明顯下降，植株迅速失水枯萎；在干旱脅迫后期（21 d以后），由于葉片含水量已經很少，因而隨著脅迫時間的增加，含水量下降趨勢也趨于緩和。

圖1 葉片含水量隨脅迫天數增加的變化曲線

另外，由圖1可知，經過35 d的干旱脅迫后，A和A的葉片含水量仍在50%以上；而A、A、A的葉片含水量均降低至50%以下。從葉片相對含水量指標來看，A和A的抗干旱性較強。

4.4 光合色素含量

由表3可知，當出現干旱脅迫時，不同品種萱草葉片的葉綠素含量均表現出下降趨勢。以A為例，干旱脅迫21 d時葉片光合色素含量為1.23 mg/g，相比脅迫 14 d（1.52 mg/g）下降了0.29 mg/g，降幅達19.1%；脅迫 28 d時光合色素含量進一步降低至1.00 mg/g。干旱脅迫 35 d后，A和A的葉綠素含量最低，均為0.97 mg/g；A的葉綠素含量最高，為1.20 mg/g，其次是A（1.17 mg/g）。因此，從干旱脅迫對葉片光合色素含量的影響來看，A抗旱性更強。

表3 干旱脅迫對萱草葉片光合色素含量的影響

4.5 干旱脅迫對細胞膜透性的影響

細胞膜的透性能在一定程度上反映出缺水情況對植物組織造成的損傷程度，如細胞膜透性相比正常情況明顯增加，則說明干旱脅迫對細胞組織的損傷嚴重。在此次試驗中，不同脅迫天數下5種萱草的細胞膜透性變化如表4所示。

表4 不同脅迫天數下5種萱草的細胞膜透性

由表4可知，干旱脅迫（0 d）之前，5種萱草的細胞膜透性基本相同；干旱脅迫開始后，5種萱草的細胞膜透性均呈現出增加趨勢；脅迫35 d時，A、A、A、A、A5種萱草的細胞膜透性依次為26.1%、24.4%、23.6%、25.2%、24.9%。脅迫35 d時，A的細胞膜透性最低，為23.6%；其次是A，為24.4%；A的細胞膜透性最高，達到了26.1%，表明其細胞因缺水受到了較為嚴重的損傷。

5 結論與討論

近年來，許多城市在園林綠化工程中大量引種外來植物，雖然提高了觀賞價值，但由于忽視植物本身的環境適應性，導致引種栽培的植物大量死亡。大慶市年均降水量少，氣候較為干旱，為保證引種效果，在引種萱草新品種時要了解萱草品種的生物習性，尤其要關注萱草品種的抗旱性，結合當地的氣候環境合理選擇萱草品種。此次試驗表明，金光大道的抗旱性優于其他4個品種，因此，今后大慶市引進并大規模培育萱草時應優先考慮該品種。