CN111492829B - 一种上海地区矾根露地越夏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上海地区矾根露地越夏方法，其为每年5月上中旬至9月底对露地栽种的矾根进行遮光处理，遮光率为60％～90％。遮光处理能够有效促进矾根的良好生长并减轻胁迫，有助于其顺利越夏。矾根的热害指数随遮光率的增大而明显降低；叶片颜色随着遮光率的增大而明显变深；植株的株高、冠幅、叶长、叶宽与遮光率呈正比；当植株在夏季受到胁迫时，遮光率与叶片叶绿素荧光参数F_v/F_m值呈正比，说明遮光处理能够通过缓解矾根叶绿体的损伤从而减轻植株受胁迫的程度。综合分析认为，不同矾根品种在上海地区露地生长的最适遮光率范围为60％～90％，每年5月上中旬至9月底为适宜进行遮光处理的时间。

Description

一种上海地区矾根露地越夏方法

技术领域

本发明属于植物栽培领域，具体涉及一种上海地区矾根露地越夏方法。

背景技术

矾根(Heuchera spp.)又名珊瑚铃，是原产于北美洲的虎耳草科矾根属植物。作为一种少有的多年生彩叶阴生地被植物，矾根拥有“花园调色板”的美誉，被广泛应用于欧美地区的园林和园艺中。根据美国农业部植被抗寒性区域划分，矾根的耐寒分区为4～9，具有在我国大部分地区进行引种栽培的巨大潜力。近年来，引入我国的矾根在许多大型城市中被用于的花坛、花境布置、立体绿化建设和盆栽彩叶观赏，应用规模和应用形式均大幅增加，产业发展迅速，市场前景广阔。但由于大部分矾根品种在我国均存在越夏困难的突出问题，会发生叶片枯萎甚至死亡，在实际运用中常被迫作为一年生花卉使用，不仅不利于观赏价值的充分发挥，也影响了使用成本，制约了它在我国更好地推广和应用。

光照是影响植物光合作用、生长发育的重要因素。对于喜阴植物而言，在不超过光饱和点的范围内，高光照强度通过促进光合作用更有利于植物生长，而过高的光照强度会使植物遭受逆境伤害。遮阴是促进喜阴植物良好生长的重要方法之一，最适遮光率的筛选能够为喜阴园林植物配植提供科学依据。已有研究表明，遮阴处理对滇海水仙花、金叶风箱果、炮仗花等观赏植物生长及生理生化的均具有显著影响。近几年，矾根的研究主要集中在种苗繁育技术方面，如组培快繁和扦插繁育技术等；在适生性方面也开展了一些研究，如光合特性、耐旱性、幼苗的耐阴性等。然而目前尚无遮阴对矾根生长情况影响的研究报道。

发明内容

本发明通过在4月～9月期间对热害指数、株高、冠幅以及叶绿素荧光参数等指标的测定和分析，研究不同的遮光处理对矾根生长的影响。该研究结果不仅能够为矾根在华东地区的应用和推广提供科学依据，也能够为矾根在我国其他地区的露地栽培以及适生性矾根品种的选育工作提供重要参考。

本发明提供一种上海地区矾根露地越夏方法，每年5月上中旬至9月底对露地栽种的矾根进行遮光处理，遮光率为60％～90％。

结合气象资料数据分析认为，为保证矾根的良好生长，推荐的温度和光照强度分别为22～29℃和1000～1600μmol·s^-1·m^-2，该结果能够为矾根在我国的栽培养护和园林应用提供重要参考。

本发明研究结果表明，遮光处理能够有效促进矾根的良好生长并减轻胁迫，有助于其顺利越夏。矾根的热害指数随遮光率的增大而明显降低；叶片颜色随着遮光率的增大而明显变深；植株的株高、冠幅、叶长、叶宽与遮光率呈正比；当植株在夏季受到胁迫时，遮光率与叶片叶绿素荧光参数F_v/F_m值呈正比，说明遮光处理能够通过缓解矾根叶绿体的损伤从而减轻植株受胁迫的程度。以热害指数和叶绿素荧光特性中的F_v/F_m为依据判断，均证明了供试的3个矾根品种的越夏困难程度从大到小依次为‘栀子黄’、‘上海’、‘黑曜石’。总体而言，在上海地区‘栀子黄’的最适遮光率为90％左右，‘黑曜石’和‘上海’的最适遮光率为60％～90％。综合分析认为，不同矾根品种在上海地区露地生长的最适遮光率范围为60％～90％；每年5月上中旬至9月底为适宜进行遮光处理的时间。本研究能够为矾根在华东地区的应用和推广以及适生性品种的选育工作提供科学依据。

附图说明

图1所示为试验地平均日最高气温和日最大光照强度随时间的变化情况。

图2所示为不同遮光处理的后矾根品种的越夏情况。从上至下分别为‘黑曜石’、‘栀子黄’和‘上海’；从左至右遮光率分别为0％、30％、60％和90％。

图3所示为不同遮光率条件下矾根品种热害指数变化情况。A中H表示品种‘黑曜石’；B中Z表示品种‘栀子黄’；C中S表示品种‘上海’；0％、30％、60％和90％分别表示遮光率，下同。

图4所示为不同遮光率条件下矾根品种株高和冠幅变化情况。A-C分别为矾根品种的株高变化情况；D-F分别为矾根品种的冠幅变化情况。

图5所示为不同遮光率条件下矾根品种叶片数、叶长和叶宽变化情况。A-C分别为矾根品种的叶片数变化情况；D-F分别为矾根品种的叶长变化情况；G-I分别为矾根品种的叶宽变化情况。

图6所示为不同遮光率条件下矾根品种F_v/F_m值变化情况。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

1.1材料与方法

以矾根‘黑曜石’、‘栀子黄’和‘上海’作为研究对象，选取冠幅15cm左右的盆栽植株于2019年4月起在上海市农业科学院白鹤基地进行露地栽培，栽培条件为：株行距为25cm×25cm，基质为珍珠岩:草炭＝1:4。每个品种种植15个单株，设置3次生物学重复。

于2019年4月～9月观察矾根植株在不同遮光率条件下(遮光率分别为0％、30％、60％和90％)的生长情况。农田智能监测站(ZC200型，北京天航华创科技股份有限公司)测定记录每天的最高气温和最大光照强度。每个月2次(每隔15d左右)观察记录各个品种的生长情况，测定并记录各项指标。参考易金鑫和侯喜林(2002)的方法，根据叶片灼伤、卷曲等情况计算比例，统计其耐热级别，具体划分的5个耐热级别为：0级，植株生长正常；1级，少于1/4的叶片表现卷曲，叶缘有轻微灼伤；2级，1/4～1/2的叶片表现卷曲，叶缘有灼伤；3级，1/2～3/4的叶片表现卷曲，叶片灼伤；4级，3/4以上的叶片表现卷曲或萎蔫，叶片严重灼伤或整片干枯；5级：植株枯死。通过公式计算热害指数。热害指数(％)＝Σ(级别株数×级别数)/最高级数×处理总株数×10)。叶色表型使用RHS比色卡测量。株高、冠幅、叶长、叶宽用直尺测量，选取株中部的成熟叶片进行叶长和叶宽的测量，叶片数为统计单一叶片萎蔫面积低于50％的叶片数量，每个处理测定5个重复。利用连续激发式荧光仪(Pocket PlantEfficiency Analyzer，英国Hansatech公司)测定矾根叶片叶绿素相荧光动力学参数。测定前进行20min暗适应处理，每个处理测定5个重复。

1.2结果与分析

1.2.1试验地气象资料及不同遮光率条件下矾根的越夏情况观察

为观察矾根的在上海地区的露地越夏情况，种植并观察3个代表性矾根品种‘黑曜石’、‘栀子黄’和‘上海’自2019年4月起至9月止的生长和变化，同时每隔半个月记录并计算试验地的平均日最高气温和日最大光照强度。由图1可知，7月下至8月下为平均日最高气温和日最大光照强度的最高的时间段，均超过34℃和1600μmol·s^-1·m^-2。其中7月下的均为最高，分别高达37.2℃和1934.9μmol·s^-1·m^-2。尽管为夏季，由于受到梅雨的影响，在6月上和7月下的平均日最高气温和日最大光照强度均不高，分别约为29℃和1350μmol·s^-1·m^-2，低于5月下。9月份的平均日最高气温和光照强度已经降至约30℃和1350μmol·s^-1·m^-2。说明7月下至8月下这段时期是试验地温度和光照资源最充足的时期，被认为是矾根越夏最为困难的时期。

由图2和表1可知，经过不同遮光处理后，3个矾根品种越夏后在不同处理间生长情况和叶色表型方面均表现出明显的差异。总体表现为随着遮光率的增加，矾根的生长状况和观赏性均变好的趋势。当遮光率由0％变为90％时，矾根品种的叶色表型由200A、150B和N77A分别变为N77A、144A和N187A，均明显变深。说明矾根的叶片颜色会随着遮光率的增大而明显变深。在遮光率0％条件下，3个矾根品种均发生了不同程度的叶片枯萎甚至植株死亡现象。其中‘栀子黄’的生长情况最差。在遮光率90％条件下，3个矾根品种的生长状况和观赏性均表现为最佳。而在遮光率60％条件下，矾根‘黑曜石’和‘上海’生长状况均较为良好，且前者的叶色表型已经表现出与遮光率90％条件下基本相同，为N77A。据此认为，3个矾根品种的越夏困难程度从大到小依次为‘栀子黄’、‘上海’、‘黑曜石’；‘栀子黄’的最适遮光率为90％，‘黑曜石’的最适遮光率为60％。

表1不同遮光率条件下矾根品种叶色表型的RHSCC值

综合分析试验结果认为，7月下至8月下这段时期被认为是上海地区矾根露地越夏最为困难的时期，温度和光照资源均最为充足。适宜的遮光处理能够有助于矾根品种顺利越夏，在最适遮光率条件下，矾根可以在露地良好生长且保持较高的观赏价值。不同矾根品种在上海地区露地生长的最适遮光率范围为60％～90％。

1.2.2不同遮光率对矾根热害指数的影响

在2019年4月～9月期间，矾根品种的热害指数随时间以及遮光率的变化而异(图3)。总体而言，遮光处理能够明显降低矾根的热害指数；‘黑曜石’相较于‘上海’和‘栀子黄’而言，其越夏表现更好。在遮光率0％条件下，矾根‘黑曜石’、‘上海’和‘栀子黄’在9月底的热害指数分别为72.44％、78.67％和87.56％；在遮光率90％条件下，则分别为8.89％，16.44％和27.11％，遮光处理降低的热害指数比例分别可达87.73％，79.10％和69.04％。遮光率90％条件下‘黑曜石’的热害指数总体最低，平均值仅为4.07％。4月上时期，不同遮光率处理间的热害指数无明显区别。5月下至6月上以及7月下至9月下期间，遮光处理能够明显影响矾根的热害指数，在3个品种中均表现为热害指数随遮光率的增大而明显降低的趋势。对遮光处理的敏感性在3个矾根品种间具有差异性。遮光处理对‘栀子黄’热害指数的影响最大，自5月下至9月下期间均表现为遮光率越大，热害指数越低。认为其是一个对于遮光处理最为敏感的品种。‘黑曜石’对遮光处理最不敏感的品种，表现为在4月上至7月上期间，除遮光率0％之外，不同遮光处理间的热害指数差异不大，而在7月下至9月下期间，才表现为遮光率越大，热害指数越低。‘上海’对遮光处理的敏感性介于前2个品种之间，表现为在4月上至7月下期间，遮光率60％和90％条件下的热害指数较低且两者之间区别不大，而在8月上至9月下期间，表现为遮光率越大，热害指数越低。在6月下和7月上期间(即当年的梅雨季节)，遮光处理对‘黑曜石’和‘上海’热害指数的影响不大。

试验结果表明，不同的遮光处理能够明显影响矾根的热害指数，热害指数随遮光率的增大而降低。以热害指数为依据判断，3个矾根品种的越夏困难程度从大到小依次为‘栀子黄’、‘上海’、‘黑曜石’。90％遮光率条件下，不同矾根品种热害指数均为最低。

1.2.3不同遮光率对矾根生长指标的影响

矾根品种的生长指标随时间以及遮光率的变化也呈现一定的差异性(图4)。在2019年4月～9月期间，遮光处理能够促进矾根株高和冠幅的增长，总体呈现遮光率越高，株高、冠幅的数值越大；遮光处理对冠幅增长的促进作用更为明显。在3个品种中，遮光处理对矾根‘栀子黄’的促进作用更明显，在9月下时期，其遮光率90％条件下比遮光率0％条件下，株高和冠幅分别增长了70.04％和118.12％。而同样情况下，‘黑曜石’株高和冠幅的增长不大，仅为3.94％和14.48％；此外，0％遮光率条件下的株高和冠幅甚至低于4月上刚刚种植时期的，说明遮光处理对矾根‘栀子黄’株高、冠幅的促进作用较强，而对‘黑曜石’则较弱。在遮光率90％条件下，矾根‘黑曜石’、‘栀子黄’和‘上海’在9月底与起始时期(4月上)的株高变化率分别为148.19％、161.06％和159.34％；冠幅为177.99％、170.49％和161.23％。与此同时，在遮光率0％条件下，这3个品种的株高变化率依次为142.00％，99.59％和120.85％，而冠幅为146.70％、81.69％和111.66％。因此，遮光率0％和90％之间，株高的变化率的差值分别为6.19％(＝148.19％-142.00％)、61.47％和38.49％；冠幅则为31.29％、88.80％和49.57％，后者均分别大于前者，说明冠幅比株高更能体现矾根的生长变化情况，高遮光率对矾根冠幅增长的促进作用更为明显。

不同遮光处理对矾根品种越夏后的叶片数、叶长和叶宽会产生一定影响(图5)。总体而言，矾根的叶片数随时间变化均呈现较明显的增高趋势，但不同遮光处理间对叶片数的影响程度在不同矾根品种中表现不同。在2019年4月～9月期间，不同遮光率条件下，矾根的平均叶片数增长率分别为372.69％、416.20％、293.83％和366.67％，说明在遮光率30％条件下，矾根的叶片数增长最快。同一时期，矾根‘黑曜石’、‘栀子黄’和‘上海’的平均叶片数增长率依次为327.59％、410.87％和348.59％，说明矾根的叶片数随时间变化均呈现较明显的增高趋势，其中矾根‘栀子黄’的叶片数增长最快。在不同品种之间，‘黑曜石’和‘上海’叶片数在不同遮光率条件下的区别不大，平均叶片数的最大差值分别为17.4和12.2(均为9月下)，而‘栀子黄’为44.4(8月上)。说明不同遮光率对矾根‘栀子黄’叶片数的影响明显大于‘上海’和‘黑曜石’。

试验结果同样显示，矾根的叶长和叶宽也在一定程度上受到遮光率的影响，表现出与遮光率呈正相关趋势。除遮光率0％呈现下降趋势之外，其他遮光率处理下矾根的叶长和叶宽随时间变化呈现基本持平或略有增长的趋势。在遮光率0％条件下，矾根‘黑曜石’、‘栀子黄’和‘上海’在9月底与起始时期(4月上)的叶长变化率分别为99.04％、52.87％和86.60％；叶宽为97.97％、51.38％和77.63％。与此同时，在遮光率90％条件下，这3个品种的叶长变化率依次为121.81％，119.12％和122.68％，叶宽为116.77％、115.12％和105.23％。由此可见，可见在遮光率90％条件下，矾根越夏后的叶长和叶宽均有所增加，而在遮光率0％条件下，矾根的叶长和叶宽不增反降，说明植株受到了逆境伤害。因此认为，适当的遮阴处理有利于促进矾根叶长和叶宽的增长。

通过不同遮光率对矾根生长指标影响的研究结果认为，冠幅比株高更能体现矾根的生长变化情况，遮光率主要通过促进冠幅变化从而影响矾根的生长，遮光率越高，冠幅越大。在越夏表现较好的品种‘黑曜石’和‘上海’中，不同的遮阴处理对其叶片数增长以及叶长和叶宽的大小影响均较小，而对越夏较困难的品种‘栀子黄’的叶片数增长以及叶长和叶宽的大小影响较明显，较高的遮光率(60％和90％)能够促进其叶片数增长以及叶长和叶宽的增大。

1.2.4不同遮光率对矾根叶绿素荧光特性的影响

叶绿素荧光参数能够较直接的反应植物的光化学活性，具有测定速度快且无损伤的优点，因而被广泛的应用于研究植物光合作用响应环境胁迫的研究。叶绿素荧光参数中的F_v/F_m属于胁迫敏感指标，在非胁迫条件下该参数变化极小，而在胁迫条件下该参数明显下降，常用其作为分析植物受环境胁迫影响的重要指标。经过不同遮光处理后，3个矾根品种在越夏过程中，叶绿素荧光特性中的F_v/F_m值变化明显，且在不同遮光率之间该参数也明显不同(图6)。由图6可知，在2019年4月～9月期间，F_v/F_m值的变化主要分为4个阶段。第1个阶段是4月上至5月上时期，在该阶段3个矾根品种的F_v/F_m值总体呈现低遮光率(0％和30％)条件下高于高遮光率(60％和90％)的情况。说明在4月份进行遮光处理并不利于矾根的生长。第2个阶段是5月上至7月上时期，在该阶段矾根‘黑曜石’和‘上海’的F_v/F_m值在不同遮光率条件下基本保持在较高的水平；而‘栀子黄’的F_v/F_m值与遮光率呈负相关，且在6月上时，不同遮光率条件下的F_v/F_m值区别最大。说明在5月上至7月上时期，遮光处理对‘黑曜石’和‘上海’受胁迫程度的影响并不明显，而对‘栀子黄’而言，遮光处理能够明显缓解环境对其的胁迫程度。第3个阶段是7月上至8月上时期，供试的3个矾根品种的F_v/F_m值在该阶段与遮光率均呈负相关关系，且均在7月下时，不同遮光率条件下的F_v/F_m值区别最大。说明在该阶段进行遮光处理能够明显减轻矾根受到环境胁迫影响。60％及其以上的遮光率就能够有效缓解‘黑曜石’和‘上海’受到的环境胁迫，而‘栀子黄’则需要90％左右的遮光率才能够起到缓解环境胁迫的作用。第4个阶段是8月上至9月下时期，遮光处理对‘黑曜石’的受胁迫程度的影响相对比较小，对‘上海’的影响居中，而对‘栀子黄’和则比较大；总体而言，F_v/F_m值与遮光率呈现负相关关系，不同遮光率条件下的F_v/F_m值在9月上时区别最大。说明在该阶段，30％及其以上的遮光率能够有效减轻‘黑曜石’和‘上海’受环境胁迫的影响，而‘栀子黄’则需要60％及其遮光率才能够起到较好的作用。

试验结果表明，适宜的遮光处理能够通过缓解矾根叶绿体的损伤从而有效减轻矾根露地越夏过程中的受到的环境胁迫。以叶绿素荧光特性中的F_v/F_m为依据判断，供试的3个矾根品种的越夏困难程度从大到小依次为‘栀子黄’、‘上海’、‘黑曜石’；总体而言，‘栀子黄’的最适遮光率为90％左右，‘黑曜石’和‘上海’的最适遮光率为60％～90％；每年5月上中旬至9月底为适宜进行遮光处理的时间。

实施例2

2.1材料与方法

以矾根‘栀子黄’作为代表品种，选取冠幅15cm左右的盆栽植株于2019年4月起在上海市农业科学院白鹤基地进行露地栽培，栽培条件为：株行距为25cm×25cm，基质为珍珠岩:草炭＝1:4。种植15个单株，设置3次生物学重复。

在遮光率60％条件下，分别以2019年4月1日、5月1日，6月1日和7月1日作为遮阴处理的不同起始时间，进行遮阴处理后矾根‘栀子黄’越夏生长情况的观察。于2019年9月底测定并记录矾根的各项指标，包括：热害指数、株高、冠幅、叶长、叶宽和叶片数，具体方法同实施例1。

2.2结果与分析

以夏季适生性较弱的矾根品种‘栀子黄’为代表，在相同的60％遮光率条件下，通过对不同遮阴起始时间对矾根越夏生长指标影响的进行研究。结果显示，冠幅、株高、叶长和叶宽均能体现矾根的生长情况，呈正相关关系。遮光处理起始时间的不同，会带来热害指数的明显变化。其中，5月1日开始遮阴的处理，其热害处理和大部分生长指标在不同处理之间均表现为最佳，而6月1日和7月1日的处理之间，差异不大。据此认为，5月1日是进行矾根遮阴处理的最佳起始时间，每年5月上中旬至9月底为适宜进行遮光处理的时间段。

表2不同遮阴起始时间对于矾根‘栀子黄’露地越夏的影响

注：矾根‘栀子黄’在遮光率60％条件下，遮阴结束时间均为9月30日。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种上海地区矾根露地越夏方法，其特征在于，每年5月上中旬至9月底对露地栽种的矾根进行遮光处理，其中，‘栀子黄’的遮光率为90%，‘黑曜石’和‘上海’的遮光率为60%～90%，控制温度和光照强度分别为22～29℃和1000～1600µmol·s^-1·m^-2。

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