大庆市5种萱草新品种抗旱性分析

赵淑芹 祁长清

（大庆油田生态环境管护公司 果午湖生态区管护公司，黑龙江 大庆 163400）

0 引言

萱草具有株形俏丽、花姿优美、色彩明艳、芳香怡人等特点，是现代城市园林工程中较为常用的一种绿化植物。黑龙江省大庆市引种萱草时，应当挑选抗逆性强、性状优良、花期长的品种，以降低引种成本，并提高观赏价值。经过初步分析，能够适应大庆市气候与土壤条件的萱草品种有红色妖姬、金光大道、草原野火、红色海岛等十余种。考虑到大庆市年均降水量偏少，春秋干旱情况较为严重，因此，引种萱草时必须将抗旱性作为关键指标。同时，在保证萱草品种性状优良、环境适应能力较强的前提下，还要从地块整理、引种栽培、浇水施肥等方面加强管理，才能在提高萱草引种成活率的基础上，营造多彩的城市园林绿化景观。

1 试验目的

试验通过探究5种萱草品种在叶表面气孔特征、胁迫土壤含水量、叶片相对含水量、光合色素含量和细胞膜透性5项指标上的差异，选出抗旱性较强的品种，为大庆市引种栽培萱草新品种提供依据。

2 试验区概况

此次萱草新品种抗旱性试验选择在大庆市高新区东风农场进行。农场所在地区属于温带大陆性季风气候，光照充足，雨水偏少，年均降水量427.5 mm，年蒸发量1 635.0 mm，其中7—8月降水量占全年总降水量的80%，其他月份均面临着不同程度的干旱。

3 试验材料与方法

3.1 试验材料

此次试验选择5个萱草新品种，分别是红色妖姬（A）、金光大道（A）、草原野火（A）、蓝眼（A）和皇后（A）。取培育好的健壮的分株苗各12株，将不同品种的萱草分株苗栽种于规格为300 mm× 240 mm×220 mm的花盆中，培养土按照草炭∶沙∶园土∶有机肥=2∶1∶1∶1的质量比配制而成。

3.2 试验内容

此次试验在采光和通风效果良好的花房中进行。于试验前3 d浇一次水，保持土壤湿润。试验开始后停止浇水，同时用透明塑料搭建一个棚子，防止雨水落入盆中影响试验结果。花盆的下方用2块砖垫起，离地约5 cm，避免与土壤中的水分接触。这样就能营造一个相对封闭的环境，保证棚内的萱草植株在干旱胁迫期间不会从外界获得水分。取样时间为胁迫第7、14、21、28、35天的08:00—09:00。

3.3 观察指标

3.3.1 叶表面气孔特征。在预定时间采集成熟、完整的叶片，使用清水洗干净后自然晾干或用滤纸吸收表面水分，再将透明胶带贴在叶片表面，撕下透明胶带后，剪取5 mm×5 mm的正方形，放置于显微镜下观察叶片上的气孔，分别测量并记录气孔长度、宽度和密度等数据。

3.3.2 土壤含水量。使用打孔器获取每个花盆10 cm深的土壤，称量鲜质量；将土样置于烘干箱中烘干，烘干温度设定为80 ℃，烘干时间设定为12 h，烘干后称量烘干质量。同时，按照下式计算土壤含水量：土壤含水量=（鲜质量-烘干质量）/（鲜质量-瓶质量）×100%。

3.3.3 叶片相对含水量。将采集的新鲜叶片剪成面积大体相等的正方形，每个品种称取0.2 g叶片，将其投入盛有清水的烧杯中静置24 h，使叶片细胞充分吸水至饱和，将叶片捞出用滤纸吸取表面水分，称量饱和质量。再将叶片放入烘干箱中烘干，烘干温度设定为50 ℃，烘干时间设定为6 h，烘干后称量干质量。之后按照下式计算叶片相对含水量：叶片相对含水量=（鲜质量-干质量）/（饱和质量-干质量）×100%。

3.3.4 光合色素含量。取清洗并擦干后的萱草叶片，称量0.1 g，用96%酒精研磨提取。将提取液置于Tu-1901双光束紫外可见分光光度计中处理，将仪器的波长分别设定为470、649、665 nm，记录不同波长下的值。将值代入Arnon公式中计算得出叶绿素含量。

3.3.5 细胞膜透性。取清洗并擦干的萱草叶片，将其剪成4 mm×4 mm的方块，每个品种均称取0.1 g。将其放入试管中，并向试管中倒入15 mL蒸馏水。真空抽取30 min后静置约6 h，再使用电导仪分别测量细胞膜在常温及高温时的电导。之后按照下式计算膜相对电导率：膜相对电导率=样品电导/沸水液电导×100%。

4 结果与分析

4.1 叶表面气孔特征

叶片气孔的作用是保证细胞内外气体交换顺畅，通过影响植物的呼吸作用和光合作用，对植物水分的动态变化产生重要影响。叶片上气孔密度越大，气孔直径越小，则植物的抗旱性越强。在此次试验中，分别统计干旱胁迫第7、14、21、28、35天的叶片气孔个数，并计算5次记录的平均值，同时记录气孔分布位置和最大气孔的尺寸，结果如表1所示。

结合表1数据可知，A气孔密度最小，仅为197个/mm，A气孔密度最大，达到了385个/mm；最大气孔宽度和长度方面，A在5个品种中居于中间。因此，从叶表面气孔特征来看，A（金光大道）抗旱性最强。

表1 5种萱草品种的气孔特征

4.2 植物形态和土壤含水量

5种萱草新品种在不同胁迫天数下土壤水分含量变化如表2所示。由表2可知，干旱胁迫开始后，5种萱草的土壤含水量均呈现出下降趋势，并且在第14天和第21天下降最为明显。以A为例，干旱胁迫第14天，土壤含水量从上一次测定的36.4%下降至11.5%；干旱胁迫第21天，土壤含水量从上一次测定的11.5%下降至5.1%；之后由于土壤含水量较低，随着水分胁迫天数的继续增加，土壤含水量的下降趋势不明显。通过观察拍摄的植物照片可发现，随着干旱胁迫时间的延长，5个萱草品种的萎蔫情况明显加重。在干旱胁迫开始的前2周，5个品种没有表现出萎蔫现象；从第3周开始，A先出现叶片卷曲、叶色变黄的情况，之后A和A出现叶片卷曲、植株倒伏现象；第5周时，A、A、A叶片变黄、变脆，整株枯死量超过70%，而A和A品虽然出现了萎蔫现象，但整株枯死量在50%左右。对比可知，当干旱胁迫天数超过28 d，A和A表现出较好的抗旱性。

表2 不同干旱胁迫天数下5种萱草的土壤含水量

4.3 叶片相对含水量

从图1可以看出，在干旱胁迫前（0 d），5个萱草品种的叶片含水量均保持在90%左右，且相互间的差异不明显；在干旱胁迫初期（14 d以前），5个萱草品种的叶片相对含水量均呈现出缓慢下降趋势；在干旱胁迫中期（14～21 d），叶片含水量开始明显下降，植株迅速失水枯萎；在干旱胁迫后期（21 d以后），由于叶片含水量已经很少，因而随着胁迫时间的增加，含水量下降趋势也趋于缓和。

图1 叶片含水量随胁迫天数增加的变化曲线

另外，由图1可知，经过35 d的干旱胁迫后，A和A的叶片含水量仍在50%以上；而A、A、A的叶片含水量均降低至50%以下。从叶片相对含水量指标来看，A和A的抗干旱性较强。

4.4 光合色素含量

由表3可知，当出现干旱胁迫时，不同品种萱草叶片的叶绿素含量均表现出下降趋势。以A为例，干旱胁迫21 d时叶片光合色素含量为1.23 mg/g，相比胁迫 14 d（1.52 mg/g）下降了0.29 mg/g，降幅达19.1%；胁迫 28 d时光合色素含量进一步降低至1.00 mg/g。干旱胁迫 35 d后，A和A的叶绿素含量最低，均为0.97 mg/g；A的叶绿素含量最高，为1.20 mg/g，其次是A（1.17 mg/g）。因此，从干旱胁迫对叶片光合色素含量的影响来看，A抗旱性更强。

表3 干旱胁迫对萱草叶片光合色素含量的影响

4.5 干旱胁迫对细胞膜透性的影响

细胞膜的透性能在一定程度上反映出缺水情况对植物组织造成的损伤程度，如细胞膜透性相比正常情况明显增加，则说明干旱胁迫对细胞组织的损伤严重。在此次试验中，不同胁迫天数下5种萱草的细胞膜透性变化如表4所示。

表4 不同胁迫天数下5种萱草的细胞膜透性

由表4可知，干旱胁迫（0 d）之前，5种萱草的细胞膜透性基本相同；干旱胁迫开始后，5种萱草的细胞膜透性均呈现出增加趋势；胁迫35 d时，A、A、A、A、A5种萱草的细胞膜透性依次为26.1%、24.4%、23.6%、25.2%、24.9%。胁迫35 d时，A的细胞膜透性最低，为23.6%；其次是A，为24.4%；A的细胞膜透性最高，达到了26.1%，表明其细胞因缺水受到了较为严重的损伤。

5 结论与讨论

近年来，许多城市在园林绿化工程中大量引种外来植物，虽然提高了观赏价值，但由于忽视植物本身的环境适应性，导致引种栽培的植物大量死亡。大庆市年均降水量少，气候较为干旱，为保证引种效果，在引种萱草新品种时要了解萱草品种的生物习性，尤其要关注萱草品种的抗旱性，结合当地的气候环境合理选择萱草品种。此次试验表明，金光大道的抗旱性优于其他4个品种，因此，今后大庆市引进并大规模培育萱草时应优先考虑该品种。