潘 奧, 王玉祥,李陳建,張 博
(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草地資源與生態(tài)重點實驗室,新疆 烏魯木齊 830052)
白三葉(Trifoliumrepens)又名白車軸草,為豆科多年生草本植物,適應(yīng)性強,分布范圍廣,較耐蔭,莖葡匐生長,長30~60 cm,主根短,側(cè)根發(fā)達,有根瘤固氮,其觀賞價值高、開花早、花期長、葉形美觀,葉叢低矮,開花多,綠期長,常用于綴花草坪[1-3]。白三葉可與早熟禾(Poapratensis)、紫羊茅(Festucarubra)等混播,也可單播用作開花地被,常用于斜坡綠化,具有保持水土的作用,成坪后可獲得良好的景觀效果,且對土壤要求不嚴,在世界范圍內(nèi)分布很廣。它不僅是優(yōu)質(zhì)的飼用牧草,還是綠化美化城市的景觀地被植物,其具有根系發(fā)達、適應(yīng)性強、建植迅速等特性,被世界各地廣泛地用作草坪地被和水土保持植物,在綠化美化城市、保護道路護坡、水土保持工程中顯示出獨有的作用[2-3]。我國野生白三葉分布廣泛,如長白山脈西南坡中坡地帶,黑龍江省東部有積雪覆蓋地區(qū),以及云南、貴州、四川、江西、湖南、湖北、廣西、江蘇等省區(qū)也均有野生分布[2-5]。
20世紀(jì)90年代白三葉被引進作為景觀草坪種植,形成了具有特色的草坪而受到人們的好評。其后幾年在全國各地發(fā)展很快,短短幾年間,其建坪面積一度占到了我國北方景觀草坪面積的15%左右,市場潛力較大[6-8]。國外對白三葉開展了大量研究,并培育出適合各種用途的品種,而我國雖然資源豐富,但培育的新品種較少。新疆野生白三葉物種資源豐富,分布于天山河灘草地、草甸草原和阿爾泰山地林緣、泉水溢出帶等,具有較強的抗旱、抗寒、耐鹽堿等特點,是十分優(yōu)良的野生牧草資源,但是有關(guān)其坪用性的研究較少。因此,本試驗以新疆野生白三葉為供試材料,從形態(tài)特征、坪用性指標(biāo)等方面進行研究,篩選出適宜作為草坪草的材料,為綠化、生態(tài)保護和坪用觀賞等方面提供參考依據(jù),同時也為白三葉育種提供豐富的材料資源。
1.1試驗地概況 試驗區(qū)設(shè)在烏魯木齊以西80 km的新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)呼圖壁草地生態(tài)試驗站。試驗地地處準(zhǔn)葛爾盆地南緣[9],在天山北坡中段山前洪積沖積扇與沖積平原的過渡帶,86°71′E,44°81′N,海拔446 m,氣候?qū)儆谥衼喰透珊祷哪畾夂颍搮^(qū)年降水量161.3 mm,年蒸發(fā)量2 312.7 mm,生長季平均相對濕度54%;1月均溫-16.9 ℃,7月均溫25.6 ℃,年均溫16.7 ℃,極端最高溫43.1 ℃,無霜期173 d,日照時數(shù)2 900 h,生理輻射246 965 J·cm-2。土壤主要是鹽化草甸土,鹽分含量較高,大多數(shù)土壤的表層(0-20 cm)總含鹽量大于1.5%,主要為硫酸鹽-氯化物類型,有些地段有輕度的蘇打化,pH>8.5。
1.2試驗材料 13份試驗材料由新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草地資源與生態(tài)實驗室提供(表1)。
1.3試驗方法 2011年4月15日采取小區(qū)方式種植,小區(qū)面積9 m2(3 m×3 m),每個白三葉材料種植4小區(qū),建植方式為營養(yǎng)體移栽,行距30 cm,株距10 cm,深度3 cm,試驗期間采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進行施肥以及其它管理。2012年白三葉盛花期,每個小區(qū)隨機選取10個單株,觀測草層自然高度、單花序小花數(shù)、單株分枝數(shù)、莖長、莖粗、莖節(jié)間長、葉片大小(葉片取花部倒數(shù)第4至第6個葉片的中間葉)等,每個指標(biāo)隨機選取15個,取平均值;同時使用900 cm2(30 cm×30 cm)的樣方,每個小區(qū)重復(fù)3次,統(tǒng)計樣方內(nèi)葉片數(shù)、花序數(shù)和分枝數(shù),同時記錄生育期、花期、綠期等,各個生育期以50%植株達到該時期為記錄標(biāo)準(zhǔn)。其中,綠期和花期均采用天數(shù)表示,綠期是群落中80%的植株返青之日到80%的植株枯黃之日的持續(xù)天數(shù),花期是群落從初花期(30%的植株開花)之日到末花期(30%植株有花)之日的持續(xù)天數(shù)[10]。
1.4評價方法 草坪草的外觀品質(zhì)評價參照NTEP評分法進行[11],采用“9分制”評分法,分別對各供試草種密度、質(zhì)地、色澤、均一性和抗性等進行記分評定等級(表2)。
表1 白三葉材料信息Table 1 Information of Trifolium repens
表2 草坪草品質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standard of turfgrass quality classification
品質(zhì)綜合評價結(jié)合孫吉雄[12]的綜合評價體系,采用“9分制”,9分為最優(yōu),1分為最差。根據(jù)材料的坪用性狀(密度、顏色、均一性和葉寬等)和適應(yīng)性(抗逆性、抗病蟲性等)觀感的綜合表現(xiàn)進行評分(表3)。
表3 草坪草綜合品質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Standard of turfgrass comprehensive quality classification
1.5數(shù)據(jù)分析 利用SPSS V17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。
2.1生育期觀測 新疆具有特殊的地理環(huán)境,冬季寒冷(最低溫度超過-40 ℃)而漫長(6個月左右),與南方相比返青較晚。觀測數(shù)據(jù)顯示(表4),雖然材料的原始生境各不相同,但在同一環(huán)境下均能正常生長發(fā)育,且長勢較好,這說明白三葉具有較強的適應(yīng)性。各個材料的生育期有一定差異,如返青較早的是呼圖壁的材料J、M,較晚的是烏魯木齊南山的D和天池的E材料,相差7 d;開花相對較早的是昌吉的F、特克斯的H、呼圖壁的J和M材料,開花持續(xù)到10月份,花期依次為148、147、154和154 d;各個材料的綠期均大于200 d,其中綠期較長的是呼圖壁的M(225 d),其次是呼圖壁的J和K材料,均是224 d。由于材料的來源不同,使得它們的生育期之間有差異,這也說明植物的一些變異是穩(wěn)定遺傳的,造就了植物資源的遺傳多樣性。在這些材料中,呼圖壁材料具有返青早、花期和綠期長的特點,是較好的草坪草育種資源。
2.2形態(tài)特征 觀測記錄新疆白三葉的形態(tài)特征(表5)可知,呼圖壁的M生長較快,表現(xiàn)在單株分枝數(shù)(12.50個·株-1)最多和莖長(25.91 cm)最長;單位面積葉片數(shù)較多的是烏魯木齊南山的材料D(0.391個·cm-2),其次是呼圖壁的M(0.38個·cm-2)和烏魯木齊南山的B(0.376個·cm-2);葉面積較大的是呼圖壁的K(14.13 cm2),其次是那拉提的I(13.90 cm2)和M(12.00 cm2);單位面積花序數(shù)較多的是特克斯的材料H(0.216個·cm-2),其次是呼圖壁的J(0.185個·cm-2)。方差分析結(jié)果顯示(表5),新疆13個野生白三葉群體的形態(tài)特征之間有差異,部分指標(biāo)達到顯著差異(P<0.05),這也進一步說明新疆野生白三葉的形態(tài)特征具有豐富的遺傳多樣性。
表5 白三葉形態(tài)特征參數(shù)Table 5 The characteristic parameters of Trifolium repens
13份材料的表現(xiàn)特征觀測表明(圖1),白三葉的葉片顏色在淺綠色和深綠色之間;葉片形狀多為扇形、橢圓形,個別為卵圓形;葉表面光滑,多數(shù)無斑點,少數(shù)有倒“V”斑點且不明顯;花序多、緊湊,小花數(shù)量較多,在白色和粉色之間,花色鮮艷,均適宜作為觀賞性草坪草。
2.3坪用性狀比較 對13個群體的坪用性狀觀測表明(表6),由于地域的特殊性,新疆野生白三葉均具有較強的抗寒、抗旱性和抗病蟲性,同時較耐貧瘠、耐鹽堿;葉片的顏色從淺綠色至深綠色,葉色均一性好;草層高度17.10~26.10 cm,密度和蓋度較大。其中,密度較大的是呼圖壁的M,分枝數(shù)為0.546個·cm-2,其次是那拉提的I;草層較矮的是呼圖壁的M,其次是特克斯的H、呼圖壁的L和K,最高的是昌吉的F;草坪草品質(zhì)綜合評價得分較高的是呼圖壁的M,其次是呼圖壁的L。方差分析顯示,13個群體的部分坪用性指標(biāo)有差異,個別達到顯著水平(P<0.05)。通過對新疆野生白三葉的坪用性狀(密度、顏色、均一性和葉寬等)和適應(yīng)性(抗逆性、抗病蟲性等)進行品質(zhì)綜合評價,認為呼圖壁材料所表現(xiàn)出的草坪的密度、顏色、質(zhì)地以及整體性差異較小,葉片深綠色,具有返青早、花色鮮艷、抗逆性強、綠期和花期長等特點,作為草坪草的總體視覺效果明顯優(yōu)其他材料。
圖1 13份白三葉材料的外觀特征Fig.1 Appearance of 13 Trifolium repens germplasms
續(xù)圖1 13份白三葉材料的外觀特征Continued Fig.1 Appearance of 13 Trifolium repens germplasms
一個好的草坪草要求適應(yīng)能力強,分布范圍廣,抗逆性好,對不良環(huán)境具有很強的適應(yīng)能力。其中,綠期是草坪草最重要的特征之一,優(yōu)良的草坪草葉綠色均一且綠期長,一般優(yōu)良冷季型草坪草綠期在200 d以上,優(yōu)良的暖季型草坪綠期在250 d以上[12-14]。
表6 白三葉坪用性狀指標(biāo)Table 6 The lawn-using characters of Trifolium repens
本試驗通過對新疆野生白三葉的形態(tài)特征及坪用性指標(biāo)進行綜合對比得到,呼圖壁的材料均具有返青早、密度大、草層低矮、花色鮮艷、花期和綠期較長等特點,可作為觀賞性草坪草的首選;天池的E和昌吉的F材料草層較高,適宜作為栽培草地的牧草進行種植;特克斯的H材料單株分枝數(shù)較多,葉量大且花多,適宜作為蜜源植物。在供試材料中,呼圖壁白三葉表現(xiàn)出草姿優(yōu)美、色澤鮮綠、葉小、分枝均勻、葉叢低矮密集和草層平整等特點,具有較高的坪用價值,又因選自當(dāng)?shù)?,在返青期、觀賞期、越冬率、適應(yīng)性和耐粗放管理程度等方面強于引進品種。
隨著人們環(huán)保意識的不斷提高,鄉(xiāng)土植物已成為城鄉(xiāng)園林綠化中的重要素材。鄉(xiāng)土植物具有很強的生態(tài)適應(yīng)性和觀賞性,而且管理粗放、養(yǎng)護費用低。利用耐寒、抗旱的鄉(xiāng)土植物資源創(chuàng)造多季相新的綠色環(huán)保園林景觀,緩解人草爭水難題,對于實現(xiàn)可持續(xù)綠化和人與自然的和諧發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義[15-17]。草坪性狀的優(yōu)劣在很大程度上取決于組成該草坪的品種形態(tài)特征和生物學(xué)特性,尤其葉片性狀是評價草坪品質(zhì)的主要指標(biāo)。新疆屬溫帶大陸性氣候,冬季長、嚴寒,夏季短、炎熱,春季秋季季節(jié)變化劇烈,植物長期生長在這種惡劣的環(huán)境中,其形態(tài)特征發(fā)生了變異以適應(yīng)環(huán)境,具備了豐富的遺傳多樣性。在這種生境下生長的植物具有較強的抗逆性,如較抗旱、抗寒和耐鹽堿等,這是其它區(qū)域植物所不具備的天然優(yōu)勢[17-19]。新疆野生白三葉除了具備較強的抗性外,還具有適應(yīng)性強、返青早、生長快、花期和綠期長等特點,在我國北方草原地區(qū)廣泛生長,是干旱、半干旱地區(qū)改良草地以及建立栽培草地和生態(tài)建設(shè)的重要草種,既可作為牧草推廣種植,也可作為草坪草點綴、綠化城市,具有推廣前景和繼續(xù)選育的價值。
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