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        28種優(yōu)良木本花卉耐熱性

        2016-10-20 15:09:30郭亞男李仕裕王發(fā)國(guó)
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年7期
        關(guān)鍵詞:高溫脅迫生理生化耐熱性

        郭亞男+李仕裕+王發(fā)國(guó)

        摘要:為評(píng)價(jià)和篩選適合于廣東省廣州市園林應(yīng)用的節(jié)約型木本花卉,以廣東省28種優(yōu)良木本花卉的幼苗葉片為試驗(yàn)材料,通過(guò)相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性等生理生化指標(biāo)測(cè)定及SPSS統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)其耐熱性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:高溫脅迫下,可將這28種植物按耐熱性強(qiáng)弱歸為4類,即:耐熱型、中等耐熱型、熱中等敏感型、熱敏感型。其中,桃金娘耐熱性最差;耐熱性最強(qiáng)的有香蒲桃、黃楊葉蒲桃、紅皮糙果茶等。

        關(guān)鍵詞:木本花卉;生理生化;高溫脅迫;耐熱性

        中圖分類號(hào): S685.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào):1002-1302(2016)07-0242-03

        隨著人們對(duì)居住環(huán)境要求的提高,城市園林植物多樣性日益匱乏,如何因地制宜、適地適樹(shù)、以低成本的投入而獲得高效率的景觀效益成為今后生態(tài)園林的建設(shè)目標(biāo),在這樣的背景下,節(jié)約型園林建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生[1-2]。鄉(xiāng)土木本花卉具有適應(yīng)性強(qiáng)、特性各異、凸顯文化,以及管理簡(jiǎn)單、易栽易繁等特點(diǎn),在節(jié)約型園林和生態(tài)宜居環(huán)境建設(shè)中深受人們喜愛(ài)[3]。但由于城市綠地立地條件與樹(shù)種的原生生境有較大的區(qū)別,而適地適樹(shù)是生態(tài)園林種植設(shè)計(jì)的基本原則,因此對(duì)新優(yōu)木本花卉進(jìn)行適應(yīng)性研究應(yīng)先行于推廣應(yīng)用。近年來(lái),極端高溫天氣給園林綠化樹(shù)種帶來(lái)極大的生理傷害甚至死亡[4]。應(yīng)用相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量等指標(biāo)評(píng)價(jià)植物耐熱性已得到較廣泛應(yīng)用[5-6]。目前,廣東省廣州市在節(jié)約型園林建設(shè)中,已篩選出適合天臺(tái)綠化、垂直綠化、高架橋橋墩綠化的優(yōu)良草種[7-8],但針對(duì)節(jié)約型木本花卉植物的選育尚未有系統(tǒng)研究。華南地區(qū)是我國(guó)野生植物種質(zhì)資源的分布中心,是篩選廣州市節(jié)約型鄉(xiāng)土木本花卉植物良好的種質(zhì)資源庫(kù)。為此,筆者參考黃柳菁等對(duì)廣東省野生花卉資源評(píng)價(jià)篩選的結(jié)果[9],同時(shí)對(duì)廣東地區(qū)木本園林植物進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查[10],選擇了28種具有節(jié)約型評(píng)價(jià)意義并具代表性及較強(qiáng)地域特色的木本花卉,參考前人對(duì)農(nóng)作物、草坪草、山茶科植物的耐熱性研究[11-14],對(duì)這28種植物進(jìn)行生理生化測(cè)定和SPSS統(tǒng)計(jì)分析,評(píng)價(jià)其耐熱性,旨在為廣州市景觀植物的樹(shù)種選擇及引種栽培提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        試驗(yàn)材料取自中國(guó)科學(xué)院華南植物園苗圃和從化苗圃共28種盆栽木本植物幼苗。相關(guān)名稱及種屬關(guān)系詳見(jiàn)表1。

        1.2 方法

        在夏季7月連續(xù)1周36~38 ℃的高溫天氣后取材,對(duì)不同植物的葉片進(jìn)行生理生化指標(biāo)測(cè)定。選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致且無(wú)病蟲(chóng)害的植株隨機(jī)取樣。取材時(shí),選擇成熟葉片,取材部位和方向相對(duì)一致。試驗(yàn)重復(fù)3次,取平均值。用電導(dǎo)儀測(cè)定法[15] 測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率(REC)。用硫代巴比妥酸法[15] 測(cè)定丙二醛(MDA)含量。用酸性茚三酮法[16] 測(cè)定脯氨酸(Pro)含量。用NBT還原法[16] 測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性。

        1.3 數(shù)據(jù)分析

        采用SPSS18.0軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析和主成分分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 高溫脅迫對(duì)28種優(yōu)良木本花卉耐熱性生理指標(biāo)的影響

        高溫脅迫下,28種優(yōu)良木本花卉的相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛、脯氨酸、超氧化物歧化酶含量見(jiàn)表2。持續(xù)高溫天氣后,不同植物葉片的相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛、脯氨酸、超氧化物歧化酶活性均呈現(xiàn)出較大差異。高溫脅迫下,22號(hào)植物相對(duì)電導(dǎo)率最高(76.12%),20號(hào)植物次之(75.52%),25號(hào)植物最低(1635%);16號(hào)植物丙二醛含量為最高(0.050 7 μmol/g),21號(hào)植物最低(0.004 5 μmol/g);12號(hào)植物脯氨酸含量最高(237.51 μg/g),8號(hào)植物含量最低(35.94 μg/g);3號(hào)植物超氧化物歧化酶活性最高(70.44 U/g),1號(hào)植物活性最低(1844 U/g)。

        2.2 高溫脅迫下各指標(biāo)間的相關(guān)性分析

        對(duì)28種植物葉片的4項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(表3),結(jié)果表明,丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性間呈顯著的正相關(guān)。

        2.3 各項(xiàng)指標(biāo)的主成分分析

        相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性等4個(gè)指標(biāo)因子(主成分)分析結(jié)果見(jiàn)表4、表5。特征值是衡量因子的主要指標(biāo),特征值越大,它所對(duì)應(yīng)的主成分變量所包含的信息越多。從表4可以看出,前2個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率已超過(guò)65.50%,因此抽取前2個(gè)主成分對(duì)測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行分?jǐn)?shù)排名。從表5可以看出,對(duì)于第一主成分而言,MDA的特征向量值最大,為0.831,是耐熱性指標(biāo)中最為關(guān)鍵的;對(duì)第二主成分而言,脯氨酸的特征向量值最大,為0.896,是耐熱性指標(biāo)中較為關(guān)鍵的。因此最終篩選MDA、脯氨酸2個(gè)指標(biāo)用于測(cè)定這28種植物的耐熱性,評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性較大。利用有關(guān)因子得分系數(shù)獲得主成分表達(dá)式,進(jìn)而得到這28種植物2個(gè)因子(主成分)得分的新變量(表6、表7)。2.4 28種植物的耐熱性聚類分析

        利用最小方差法,對(duì)28種植物高溫脅迫下測(cè)得的相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性進(jìn)行聚類分析(圖1),結(jié)合利用主成分表達(dá)式得到的28種植物2個(gè)因子(主成分)的新變量(表7),將這28種植物分為4類:即耐熱型、中等耐熱型、熱中等敏感型、熱敏感型。熱敏感型包括:桃金娘;熱中等敏感型包括:水同木、白桂木和雞血藤;中等耐熱型包括:短序潤(rùn)楠、桃葉石楠、東方紫金牛、尖葉杜英;耐熱型包括:黃楊葉蒲桃、香蒲桃、紅皮糙果茶、金花茶、石斑木、越南山龍眼、肖蒲桃、翻白葉樹(shù)、坡壘、臀果木、香花糙果茶、廣寧紅花油茶、珊瑚樹(shù)、山血丹、大頭茶、矮紫金牛、浙江紅山茶、伯樂(lè)樹(shù)、小果石筆木、嶺南紫荊。

        3 結(jié)論與討論

        高溫脅迫下,植物體內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列的生理生化變化,如細(xì)胞膜脂過(guò)氧化加劇、脯氨酸含量增加、保護(hù)酶活性增強(qiáng)等[17]。植物的耐熱性是一段時(shí)間的高溫天氣下,植物體內(nèi)形態(tài)結(jié)構(gòu)和一系列生理生化過(guò)程綜合作用的結(jié)果[18]。不同種、不同品種植物對(duì)高溫耐受性不同,因此,應(yīng)選用普遍認(rèn)可的生理生化指標(biāo)對(duì)植物耐熱性進(jìn)行評(píng)價(jià)[5-6]。本研究采用主成分分析法,將原來(lái)4個(gè)彼此相關(guān)的指標(biāo)轉(zhuǎn)換成2個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo),通過(guò)SPSS統(tǒng)計(jì)分析,將不同生理生化指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類,綜合考慮各種因素,有效減少了單一指標(biāo)的試驗(yàn)誤差。由于外界條件的復(fù)雜性和試驗(yàn)材料的差異性以及研究范圍的局限性,其他優(yōu)良木本植物的耐熱性及生理指標(biāo)之間的關(guān)系等尚有待進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)選擇28種不同科屬的植物進(jìn)行耐熱型比較,通過(guò)測(cè)定其離體葉片的相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性等4個(gè)指標(biāo)并進(jìn)行SPSS統(tǒng)計(jì)分析,將不同的生理生化指標(biāo)進(jìn)行主成分分析和系統(tǒng)聚類,結(jié)果表明:可將這28種植物按耐熱性強(qiáng)弱歸為4類,即:耐熱型、中等耐熱型、熱中等敏感型、熱敏感型。其中,桃金娘耐熱性最差,其次是水同木、白桂木、雞血藤,不建議這4種植物在全日照條件下大面積栽植或在大鋪裝廣場(chǎng)周圍、道路綠化等城市熱島效應(yīng)較為明顯的區(qū)域進(jìn)行種植。其余的木本花卉能較好地適應(yīng)廣州市的高溫天氣,可以進(jìn)行綠化種植。

        雖然鄉(xiāng)土樹(shù)種具有適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、不易感染病蟲(chóng)害、易管理、能自然繁衍成林的優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到?jīng)Q策者和設(shè)計(jì)師們的喜愛(ài),但目前在城市綠化中仍應(yīng)用較少,外來(lái)物種仍然占據(jù)城市園林綠化建設(shè)的主角地位,主要原因是苗源不足、應(yīng)用者知識(shí)缺乏以及研發(fā)力度不夠。針對(duì)這一現(xiàn)象,筆者建議:首先,加強(qiáng)對(duì)鄉(xiāng)土樹(shù)種的宣傳力度并提供優(yōu)惠政策,制定適應(yīng)本地的鄉(xiāng)土樹(shù)種綠化計(jì)劃,大力推廣新優(yōu)樹(shù)種;其次,加大優(yōu)良鄉(xiāng)土樹(shù)種種苗(如耐旱、耐熱型樹(shù)種)的開(kāi)發(fā)和培育規(guī)模,建立苗圃基地,為園林綠化提供充足的樹(shù)種來(lái)源,同時(shí)加強(qiáng)樹(shù)種新品種的研發(fā)和新技術(shù)(如節(jié)水、節(jié)能設(shè)備)的應(yīng)用,以降低養(yǎng)護(hù)成本;再次,增加綠化工作者的綜合知識(shí),做到對(duì)鄉(xiāng)土植物配置模式的靈活運(yùn)用,注重群落空間的合理搭配,避免單一配置,構(gòu)建以鄉(xiāng)土木本植物為主體、喬木樹(shù)種為骨架的喬、灌、草多層次混交群落。

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