肖 明,鄧艷芳,劉文卓,楊文君
(1.青海大學(xué) 農(nóng)林科學(xué)院,青海 西寧 810016; 2.祁連山國(guó)家公園 青海服務(wù)保障中心,青海 西寧 810000)
苦水玫瑰(Rosasertata×Roserugosa)屬于薔薇科薔薇屬落葉灌木,是傳統(tǒng)紅玫瑰和鈍葉薔薇的天然雜交種,是分布于黃河流域的特色食用花卉物種[1],也是一種高效水土保持植物[2],以其生長(zhǎng)在甘肅永登縣苦水鎮(zhèn)而得名。苦水玫瑰具有抗寒,抗旱,病蟲(chóng)害少,產(chǎn)花量高、清香純正,對(duì)土壤要求不嚴(yán),酸性、堿性地均能生長(zhǎng),根系發(fā)達(dá),抗逆性和根蘗性極強(qiáng)等特點(diǎn),其在海拔1 500~2 100 m、年均降水量280 mm、年均氣溫6.2 ℃、年日照時(shí)數(shù)1 744~2 659 h、無(wú)霜期120~140 d的黃土丘陵溝壑區(qū)都能正常生長(zhǎng),是干旱地區(qū)荒山綠化和園林綠化的優(yōu)良品種,也是集保護(hù)生態(tài)和增加收入于一體的觀光旅游農(nóng)業(yè)物種資源[3]。2017年開(kāi)始,苦水玫瑰被引入黃河上游丘陵地作為構(gòu)建農(nóng)業(yè)面源污染攔截植物帶的主要灌木樹(shù)種。引入地海拔2 550~2 800 m,試驗(yàn)觀察了苦水玫瑰在這一海拔區(qū)域的生物學(xué)表現(xiàn),分析了苦水玫瑰栽培性狀的穩(wěn)定性和一致性,并在此基礎(chǔ)上對(duì)苦水玫瑰進(jìn)行特異性分析,探討環(huán)境因子對(duì)苦水玫瑰觀賞性、經(jīng)濟(jì)性的影響。
1.1.1 引種材料
經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種苦水玫瑰,引入時(shí)為3年生大苗,引入后種植1~3年。
1.1.2 引入地自然環(huán)境條件
引入地海東市樂(lè)都區(qū)達(dá)拉鄉(xiāng)杜家洼村、海東市互助縣塘川鎮(zhèn)黃家灣村、西寧市湟中區(qū)甘河灘鎮(zhèn)上中溝村均屬于湟水流域丘陵地,海拔2 550~2 800 m,土壤質(zhì)地為壤土、栗鈣土,坡度0°~35°,具體情況見(jiàn)表1。
表1 引入地立地條件及引種面積
三個(gè)引入地的地形地貌和氣候條件基本類(lèi)似,以杜家洼村為代表進(jìn)行描述。
地形地貌:杜家洼村地處祁連山地,夾于達(dá)坂山與拉脊山之間,屬祁連山地槽褶皺系之中的隆起帶。地形為黃土丘陵淺山地,切割深度大,溝谷呈“V”形,溝間呈狹窄梁狀,溝壑縱橫,植被稀疏。土層深厚,熟化程度好,多為壤土。村莊地形西北高、東南低,海拔2 550~2 800 m,坡向以西面和西南面為主,坡度大部分在0°~20°,少部分達(dá)到35°。
氣候條件:杜家洼村屬典型的大陸性高原氣候區(qū),年均降水量為380 mm,降水時(shí)空分布不均勻,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有效降水嚴(yán)重不足,氣象災(zāi)害主要為干旱、冰雹。據(jù)80多年資料統(tǒng)計(jì),干旱年份占65%,即所謂“三年兩頭旱”,平均13年(1928、1947、1966、1985、2001年等)一次大旱。冰雹危害嚴(yán)重,達(dá)拉鄉(xiāng)是區(qū)域內(nèi)三條冰雹通道的起始位置,每年平均出現(xiàn)65次冰雹,7—8月最頻繁。
依據(jù)《植物新品種特異性、一致性、穩(wěn)定性測(cè)試指南 薔薇屬》(LY/T 1868—2010)、《林木引種》(GB/T 14175—93),以杜家洼村、黃家灣村、上中溝村三地為研究區(qū)開(kāi)展引進(jìn)苦水玫瑰生物學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)采集、分析,以杜家洼村為研究區(qū)進(jìn)行苦水玫瑰特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試。通常情況下,測(cè)試品種符合一致性要求,可以認(rèn)定為該品種具備穩(wěn)定性。
1.2.1 性狀劃分
質(zhì)量性狀:是指同一種性狀的不同表現(xiàn)型之間不存在連續(xù)性的數(shù)量變化,而呈現(xiàn)質(zhì)的中斷性變化的那些性狀。質(zhì)量性狀的區(qū)別可以用文字描述。質(zhì)量性狀細(xì)分為定性二元性狀和定性多態(tài)性狀。
數(shù)量性狀:是另一類(lèi)性狀差異,這些性狀的差異呈連續(xù)狀態(tài),界限不清楚,不易分類(lèi)。數(shù)量性狀的差異要用數(shù)值表示。
觀測(cè)性狀參考崔興林《苦水玫瑰栽培與加工技術(shù)》[4]、齊文濤《苦水玫瑰》[5]和DUS測(cè)試性狀要求[6],選擇田間觀測(cè)性狀20個(gè)。由于玫瑰花是苦水玫瑰的主要經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)品,因此把花蕾作為主要性狀內(nèi)容。將所觀測(cè)性狀分為質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀,再將質(zhì)量性狀細(xì)分為定性二元性狀(“有”或“無(wú)”)和定性多態(tài)性狀[7]。20個(gè)性狀分為:6個(gè)定性二元性狀,包括一年生枝條軟硬、枝條刺、小葉缺刻、花類(lèi)、凍害干梢程度、越冬存活;5個(gè)定性多態(tài)性狀,包括株型、生長(zhǎng)勢(shì)、葉正面顏色、葉型、花色;8個(gè)數(shù)量性狀(均為外觀性狀),包括引種3年株高、冠幅、花蕾縱徑、花蕾橫徑、花蕾縱徑橫徑比、花蕾質(zhì)量、花瓣數(shù)、花瓣質(zhì)量。
1.2.2 性狀觀測(cè)方法
在杜家洼村苦水玫瑰引種3年株進(jìn)入生長(zhǎng)期時(shí),進(jìn)行植株觀測(cè),觀測(cè)3組,每組10株;每組觀測(cè)20朵鮮花,測(cè)定生物學(xué)指標(biāo),最終獲得55份有效觀測(cè)值。質(zhì)量性狀觀測(cè)采用直接觀測(cè)法,數(shù)量性狀采用游標(biāo)卡尺、直尺、0.01 g感量電子天平測(cè)定。
1.2.3 基本營(yíng)養(yǎng)成分比較分析
以杜家洼村引種3年株苦水玫瑰干花產(chǎn)品為測(cè)試樣品,以甘肅永登縣苦水鎮(zhèn)大路村苦水玫瑰干花為對(duì)照樣品。
(1)測(cè)定內(nèi)容:測(cè)定總糖、脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉、水分、膳食纖維、灰分7種物質(zhì)的含量。
(2)測(cè)定方法:總糖含量采用蒽酮-硫酸法測(cè)定;脂肪含量采用索氏抽提法測(cè)定;蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測(cè)定;淀粉含量采用試劑盒法測(cè)定;水分含量參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的干燥法測(cè)定;膳食纖維含量采用全自動(dòng)快速纖維檢測(cè)儀器測(cè)定;灰分含量參考《糧油檢驗(yàn)灰分測(cè)定法》(GB/T 5505—2008)測(cè)定。
1.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析
在對(duì)苦水玫瑰各性狀的一致性、穩(wěn)定性進(jìn)行分析基礎(chǔ)上,對(duì)引入地和引種地干花產(chǎn)品特異性進(jìn)行比較。質(zhì)量性狀采用性狀表現(xiàn)特征的眾數(shù)頻數(shù)的算術(shù)平均值表示,數(shù)量性狀則為算術(shù)平均值。一致性分析中,對(duì)無(wú)差異率或變異系數(shù)做新復(fù)極差檢驗(yàn),判斷性狀的一致性表現(xiàn)。穩(wěn)定性采用t檢驗(yàn),比較同一性狀表現(xiàn)的差異顯著性。篩選一致性和穩(wěn)定性好的性狀后,采用SPSS軟件的系統(tǒng)聚類(lèi)分析法分析特異性。
苦水玫瑰在引入地表現(xiàn)為抗旱,耐寒,較耐瘠薄和病蟲(chóng)害侵襲,適應(yīng)性強(qiáng),在海拔2 550~2 800 m區(qū)域能夠正常生長(zhǎng)。引種期三地觀察到的最低溫度為-31.4 ℃,第2年開(kāi)春苦水玫瑰苗木能夠正常發(fā)芽。引種第1年,平均成活率78%,越冬存活率96.4%,當(dāng)年株高生長(zhǎng)量29.4 cm,冠幅22~69 cm;第2年越冬成活率100%,當(dāng)年株高生長(zhǎng)量51.3 cm,冠幅63~182 cm;第3年越冬成活率100%,當(dāng)年株高生長(zhǎng)量54.8 cm,冠幅77~210 cm。2019年在西寧市湟中區(qū)甘河灘鎮(zhèn)上中溝村山旱地開(kāi)展灌木林種植示范,種植苦水玫瑰5.47 hm2,成活率71.7%。該示范區(qū)海拔2 600~2 700 m,物候條件、降水水平、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)與杜家洼村相當(dāng)。植株鮮花生物學(xué)特征觀測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 苦水玫瑰引入地鮮花生物學(xué)特征
2.2.1 定性二元性狀
苦水玫瑰定性二元性狀觀測(cè)依靠直觀判斷即可。每個(gè)測(cè)試小區(qū)選取樣本3組,每組10株,平均每10株允許變異株數(shù)為1株,即定性二元性狀90%植株表現(xiàn)性狀無(wú)差異時(shí),說(shuō)明該品種在該性狀上表現(xiàn)一致性[6]。參試的樣株中,定性二元性狀的無(wú)差異率均大于90%(見(jiàn)表3),不同單株間定性二元性狀差異不顯著,說(shuō)明高寒旱地栽培條件下苦水玫瑰定性二元性狀表現(xiàn)出一致性、穩(wěn)定性。
表3 苦水玫瑰質(zhì)量性狀差異性調(diào)查
2.2.2 定性多態(tài)性狀
苦水玫瑰定性多態(tài)性狀主要依主觀判斷,或以模式圖、比色卡等作參照物判斷。由表3可知,參試樣株各性狀表現(xiàn)特征的無(wú)差異率均大于90%,顯示苦水玫瑰定性多態(tài)性狀具有較高的一致性、穩(wěn)定性。
2.2.3 數(shù)量性狀
由表4可知,苦水玫瑰參試樣株數(shù)量性狀變異系數(shù)(CV)介于14.02%~28.04%。8個(gè)數(shù)量性狀中,引種3年株高CV為14.93%,花蕾縱徑橫徑比CV為14.02%,變異小;冠幅、花蕾縱徑、花蕾橫徑、花蕾質(zhì)量、花瓣數(shù)、花瓣質(zhì)量CV介于19.28%~28.04%,變異大。
表4 苦水玫瑰引種3年數(shù)量性狀
通過(guò)生物學(xué)觀測(cè),對(duì)篩選出的苦水玫瑰20個(gè)特征性狀進(jìn)行一致性和穩(wěn)定性分析,結(jié)果見(jiàn)表5。以變異系數(shù)CV≤15%為變異小,一致性、穩(wěn)定性好;15%
表5 苦水玫瑰性狀一致性、穩(wěn)定性
由于玫瑰花是苦水玫瑰的主要經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)品,因此把玫瑰花的主要營(yíng)養(yǎng)成分作為差異性比較內(nèi)容。比較杜家洼村苦水玫瑰與原產(chǎn)地甘肅永登縣苦水鎮(zhèn)大路村苦水玫瑰的基本營(yíng)養(yǎng)成分,結(jié)果表明,相比于原產(chǎn)地,杜家洼村山旱地生態(tài)種植的苦水玫瑰總糖、蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪含量較高,灰分與膳食纖維含量較低。
采用t檢驗(yàn)對(duì)樣品進(jìn)行顯著性分析,引入地高海拔地區(qū)苦水玫瑰與引種地大路村苦水玫瑰的總糖、脂肪、蛋白質(zhì)含量差異不顯著(P>0.05),灰分、膳食纖維、水分與淀粉含量差異顯著(P<0.05),具體結(jié)果見(jiàn)表6。
表6 苦水玫瑰營(yíng)養(yǎng)成分含量比較
(1)苦水玫瑰在湟水流域高海拔引入地具有適應(yīng)性。黃待富等[8]研究表明,海拔3 500 m為玫瑰適生區(qū)的上限??嗨倒逯鳟a(chǎn)區(qū)苦水鎮(zhèn)海拔在1 200~2 000 m,原生分布海拔上限2 000 m,引入地湟水流域海拔2 550~2 800 m,屬于玫瑰物種適生海拔范圍。本引種試驗(yàn)表明,苦水玫瑰在引入地能夠成活,第2年能夠正常發(fā)芽,越冬成活率接近100%,生育期植株正常生長(zhǎng)、開(kāi)花,整體表現(xiàn)為抗旱、耐寒、較耐瘠薄和病蟲(chóng)害侵襲、適應(yīng)性強(qiáng),越冬能夠忍受最低溫度-31.4 ℃。
(2)苦水玫瑰在湟水流域高海拔引入地質(zhì)量性狀表現(xiàn)出一致性、穩(wěn)定性,數(shù)量性狀一致性、穩(wěn)定性差??嗨倒逡荒晟l軟硬、枝條刺、小葉缺刻、花類(lèi)、凍害干梢程度、越冬存活6個(gè)定性二元性狀的無(wú)差異率均大于90%,不同單株間定性二元性狀差異不顯著,說(shuō)明引入地苦水玫瑰定性二元性狀表現(xiàn)出一致性、穩(wěn)定性。株型、生長(zhǎng)勢(shì)、葉正面顏色、葉型、花色5個(gè)定性多態(tài)性狀無(wú)差異率均大于90%,說(shuō)明高寒旱地條件下苦水玫瑰定性多態(tài)性狀具有較高的一致性、穩(wěn)定性。8個(gè)數(shù)量性狀中,引種3年冠幅、花蕾縱徑、花蕾橫徑、花蕾質(zhì)量、花瓣數(shù)、花瓣質(zhì)量變異系數(shù)在19.28%~28.04%之間,變異大,一致性、穩(wěn)定性差;引種3年株高變異系數(shù)為14.93%,花蕾縱徑橫徑比變異系數(shù)為14.02%,變異小,一致性、穩(wěn)定性好。
(3)苦水玫瑰在湟水流域高海拔引入地有較好的產(chǎn)品表現(xiàn),其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。對(duì)苦水玫瑰經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品玫瑰花的主要營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行差異性比較可知,與引種地比,引入地高海拔產(chǎn)區(qū)玫瑰花總糖、蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪含量較高,水分、灰分與膳食纖維含量較低,其主要內(nèi)在品質(zhì)表現(xiàn)良好??嗨倒逑銡忸?lèi)型豐富,其差異性與品種變異及產(chǎn)地環(huán)境有關(guān)[9],引種到高海拔區(qū)后能夠?yàn)槠湎銡忸?lèi)型進(jìn)一步豐富創(chuàng)造條件。在我國(guó)西部貧困地區(qū),一種適生的植物往往可以成為帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)保護(hù)的優(yōu)質(zhì)資源[10-11]。在這些資源的選擇中,其適應(yīng)性、生態(tài)保護(hù)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益三者需要統(tǒng)一考慮??疾炱瘘c(diǎn)在適應(yīng)性,長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)在于生態(tài)價(jià)值,而發(fā)展驅(qū)動(dòng)力則要落實(shí)在經(jīng)濟(jì)效益方面,只有能夠取得良好經(jīng)濟(jì)效益的物種資源才能成就造血型生態(tài)保護(hù)產(chǎn)業(yè)??嗨倒逡N到黃河上游湟水流域,可以作為該區(qū)域的一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)灌木樹(shù)種加以利用。