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兰州地区观赏草适应性和应用价值评价

2018-08-30蒋凯宋凤鸣何新杰任国香赵克奇许建新

天津农业科学 2018年6期
关键词:物候适应性应用价值

蒋凯 宋凤鸣 何新杰 任国香 赵克奇 许建新

摘 要:对兰州市引种的27种观赏草的物候期、外部性状、观赏性和适应性进行2年的跟踪观测,评价并分析其在兰州地区的适应性和应用价值,分成A~D共4个等级。结果表明,蓝羊茅、玉带草、重金属柳枝稷、大油芒、斑叶芒、画眉草、紫穗狼尾草、披针叶苔草、细茎针茅、涝峪苔草、卡尔拂子茅、紫芒的气候适应性和观赏性表现较好,属于A等级,可无防护露地越冬,适用于兰州地区;青绿苔草、东方狼尾草、小兔子狼尾草和晨光芒表现较差,属于D等级,较不适应兰州气候。

关键词:观赏草;性状特征;物候;适应性;应用价值

中图分类号:S688.4 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2018.06.019

Study on the Adaptability and Utilization Value of Ornamental Grasses in Lanzhou

JIANG Kai, SONG Fengming, HE Xinjie, REN Guoxiang, ZHAO Keqi, XU Jianxin

(Shenzhen Techand Ecology & Environment Company Limited in Guangdong Province, Shenzhen, Guangdong 518000, China)

Abstract: The experiment was conducted to evaluate the adaptability and utilization value of 27 ornamental grasses in Lanzhou, the phenophase, basic morphological features, ornamental value and adaptability were observed for two years, and the ornamental grasses were divided to 4 grades(from A to D). The results showed that the grasses in A group were suitable to be utilized in Lanzhou, performing satisfactory ornamental value and adaptability, could live through the winter without protection, including Festuca glauca 'Boulder blue', Phalaris arundinacea var. picta Linn., Panicum virgatum, Spodiopogon sibiricus Trin., Miscanthus sinensis'Strictus', Eragrostis pilosa (Linn.) Beauv., Pennisetum alopecuroides 'Purple', Carex lanceolata Boott, Stipa tenuissima, Carex giraldiana, Calamagrostis acutiflora 'Karl Foerster', Miscanthus sinensis Anderss 'purpurascens'. The grasses in D group were not suitable in Lanzhou, including Carex breviculmis R. Br., Pennisetum orientale, Pennisetum alopecuroides cv. 'Little Bunny', Miscanthus sinensis Anderss. 'Morning Light'.

Key words: ornamental grasses; morphological features; phenophase; adaptability; utilization value

蘭州市属于典型的大陆性干旱气候,土壤多为灰钙土,pH值8.3左右,受自然条件限制,适宜兰州地区种植的观赏草种类较少[1]。秦冬梅等[2]通过搜集、查阅资料和实地调查,初步统计出兰州园林绿化常用的观赏草约17种,其中,主要包括禾本科3种、香蒲科3种、百合科4种、鸢尾科2种、莎草科1种、天南星科1种、藜科1种。周学辉等[3]驯化并选育了野生观赏草品种陇中黄花矶松。雷舒涵等[4-6]对甘肃各地采集的10个野生观赏草(芨芨草、狼尾草、书带苔草、发草、云雾苔草、马蔺、画眉草等)种子萌发期抗旱性、苗期对模拟干旱胁迫的生理响应进行了研究,并应用灰色关联分析法对其观赏性进行了综合评价。但目前对兰州地区观赏草园艺种的筛选少有报道。

为筛选出适宜兰州地区种植的观赏草,丰富园林绿化植物资源,本试验对27种观赏草进行引种和长达2年的跟踪观测,对各观赏草在兰州地区的适应性和应用价值进行分析评价,旨在为观赏草在兰州地区园林绿化中的应用提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验区概况

试验区位于兰州市彭家坪中央生态公园,其地理位置: 36°03′19.85″N, 103°43′2.15″E,海拔约1 700 m;属大陆性干旱气候,年均降水量327 mm,年均蒸发量1 486 mm;年均气温10.3 ℃,历史极端高温39.8 ℃,历史极端低温-19.7 ℃;全年日照时数平均2 446 h,无霜期180 d左右。

1.2 供试材料

从北京引种的27种观赏草,详细信息如表1所示。

1.3 观赏草种植和管理

于2014年4月对试验区域进行整地、松土,施基肥以改良土壤,土壤经改良后含有机质1.65%,碱解氮150 mg·kg-1,速效磷24 mg·kg-1,速效钾170 mg·kg-1,pH值6.5~7.2。将试验材料按编号移栽入27个试验小区,每种重复30丛以上,每个小区间距0.5 m,定期除杂草,移栽后酌情浇水,成活后逐渐减少浇水,粗放管理。每年施氮肥1~2次,春季返青前常规修剪一次。引种第1年在秋天设立简易塑料大棚,保护越冬;第2年无防护越冬。

1.4 调查方法

1.4.1 物候期 在参考相关文献资料[7-10]的基础上,从2014年4月至2016年12月连续观察并记录材料的返青期、始花期、盛花期、枯黄期,并根据返青期和枯黄期推算出青绿期。由于引种第1年物候受移栽影响有所变化,且第1年越冬需要适当防护,故以第2年的数据为准。

1.4.2 外部形态及评价标准 调查材料的株高、株型、叶长(宽)、叶色、叶质地、花序长(宽)、花序色,评价标准按参考文献[7-10]进行。

1.4.3 适应性和观赏性评价 在参照相关研究[10-12]的基础上,确定了成活率 、生长状况、整株观赏性、花序美感、叶片颜色5个评价指标和评分标准(表2)。根据兰州地区的气候特点和引种第1年的物候规律,分别于引种第2年(2016年)6月中旬、9月中旬对观赏草各指标按表2进行评价打分(打分人员包括2名设计人员、2名栽培人员、2名普通群众),结果取平均值。

1.5 数据处理

利用Microsoft Excel 2013进行数据统计分析;观赏性评价采用灰色关联分析方法[13],以参试草种作为一个灰色系统,每一性状为系统中的一个元素,对性状的量化值进行标准化及无量纲化处理后,以各性状评价值均为5作为“理想种”,计算不同草种综合性状与理想草种的关联度。

2 结果与分析

2.1 物候期

27种观赏草物候表现如表3所示,由于兰州无霜期约180 d,适合草本植物生长的时间相对较短,部分暖季型种类青绿期相对较短,如荻、重金属柳枝稷、东方狼尾草、小兔子狼尾草、格拉茨芒、垂盆草等6种,青绿期小于或等于170 d;青绿期较长的种类有卡尔拂子茅、斑叶芒、花叶芒、金酒吧芒、细茎针茅、涝峪苔草、披针叶苔草等7种,青绿期在215~271 d之间;花期较长的有玉带草、小兔子狼尾草、紫穗狼尾草、细叶芒、细茎针茅、知母等6种,花期在70~95 d左右。

2.2 形态学指标

从27种观赏草形态学指标(表4)可知,荻、金酒吧芒、披针叶苔草、青绿苔草、红叶景天和垂盆草等6种在引种后2年内均未观测到花期,可能是由于适合植物生长的时间过短、无法完成开花结果;除涝峪苔草外,其余20种观赏草均为可赏花序的种类,花序类型主要有圆锥花序、穗状圆锥花序、总状花序、穗状花序几种类型;从叶片的观赏价值来看,玉带草、蓝羊茅、斑叶芒、花叶芒、金酒吧芒、细茎针茅、红叶景天等7种观赏价值较高,叶片具色彩斑纹或叶形细腻别致;综合而言,玉带草、蓝羊茅、斑叶芒、花叶芒、细茎针茅等5种观赏草花叶俱美,全年观赏时间较长,但芒属叶片夏季易感锈病,影响观赏性,故需提早进行防治。

从观赏草不含花序的株高进行分类,27种观赏草中,荻、斑叶芒、花叶芒、格拉茨芒、紫芒为中高型观赏草(90~180 cm),玉带草、芨芨草、晨光芒、细叶芒、须芒草、紫穗狼尾草为矮型观赏草(60~90 cm),画眉草、野古草、东方狼尾草、小兔子狼尾草、蓝羊茅、重金属柳枝稷、卡尔拂子茅、金酒吧芒、细茎针茅、涝峪苔草、青绿苔草、披针叶苔草、红叶景天、垂盆草、知母为低矮型观赏草(<60 cm)。

2.3 观赏性和适应性评价

2.3.1 5—6月综合评价 根据灰色关联分析原理,关联度大的数列与理想草种数列最为接近,值越大说明与理想草种越接近,其观赏价值越高。由于5—6月多数观赏草都没有进入花期,花色指标值为0,故与理想草种的关联度普遍偏低。从表5可以看出,东方狼尾草、小兔子狼尾草、晨光芒、青绿苔草越冬成活率相对较低,耐寒性相对较差,返青后生长状况欠佳,故其关联度较低,均低于0.60;而其余23个草种与理想草种的关联度均大于0.60,其中关联度由大至小排在前10位的观赏草为:蓝羊茅、玉带草、细茎针茅、披针叶苔草、重金属柳枝稷、斑叶芝、涝峪苔草、大油芒、卡尔拂子茅和画眉草,其越冬后均可返青,且生长适应性良好,故关联度相对较高。

2.3.2 9—10月综合评价 9月是大部分观赏草的盛花期,为全年观赏价值较高的月份,随着观赏草植株抽穗,植株高度显著增加,开花草种与理想草种的关联度有明显提高。在秋季观赏性评价中,草种间花序美感差异较大,如芒类观赏草花序美感评价值均在3以上;而苔草类以及其他没有花序的观赏草,评价值均为0。从表6可以看出,9—10月份综合评价由高至低排在前10位的观赏草为:蓝羊茅、大油芒、重金属柳枝稷、玉带草、须芒草、紫芒、披针叶苔草、画眉草、野古草和紫穗狼尾草,其成活率较高,生长状况较好,叶色、花色和整株观赏性较佳,故其关联度高;评价较低的主要有晨光芒、红叶景天、东方狼尾草、小兔子狼尾草、垂盆草,其关联度均低于0.7。

3 结论与讨论

本研究引入的27种参试观赏草在兰州均没有逸生或入侵扩散的表现,部分种类甚至存在越冬问题,生物安全性稳定。结合2年的引种和观察数据,根据各草种的物候、观赏特性观赏价值评价,以及养护管理中观测到的抗病性和适应性,将27种参试观赏草分为4个等级:等级A,表现优秀,包括蓝羊茅、玉带草、重金屬柳枝稷、大油芒、斑叶芒、画眉草、紫穗狼尾草、披针叶苔草、细茎针茅、涝峪苔草、卡尔拂子茅、紫芒等12种观赏草,具有气候适应性强,冬季可无防护越冬,返青后景观性可持续,耐粗放管理,无严重病虫害等特点;等级B,表现良好,包括野古草、须芒草、芨芨草、荻4种观赏草,较适应当地气候,冬季可安全越冬,返青后景观性较好;等级C,表现一般,包括花叶芒、细叶芒、金酒吧芒、知母、格拉茨芒、垂盆草、红叶景天等7种观赏草,花叶芒和细叶芒本身观赏性较好,但夏季易感锈病,影响观赏性和生长状况,越冬和返青表现一般;知母可适应当地气候,但本身观赏性一般;红叶景天、垂盆草青绿期显著缩短,不开花,影响观赏性;等级D,表现较差,包括青绿苔草、东方狼尾草、小兔子狼尾草、晨光芒等4种观赏草,较不适应当地气候,冬季需保温防护,返青率较低,整体景观效果较差。其中等级A和B保温防护越冬和无防护越冬不影响返青率,只影响返青时间,保温防护下返青时间早7 d左右。

市场上的观赏草多为进口品种,故在引种时会参照美国农业部农业局公布的植物抗寒性区划图[14],该图把中美按多年极端最低气温划分为11个气候区,大部分进口栽培种在国外均已有耐寒区数据,可直接对应到地图;但中美气候有较大差异,有些地区极端最低气温虽符合植物生长条件,但可能积温无法满足条件,春季倒春寒、夏季高温也可能造成植物死亡。因此,在本试验中,若按照品种适宜耐寒区,晨光芒、小兔子狼尾草、东方狼尾草等均可适应兰州所在的6区气候,但实际观测结果则是在兰州返青率很低。故耐寒分区可以作为参考,但观赏草适应性仍需实践检验。

许多研究均以气候相似性理论作为理论依据,选取引种地和引种源地的温度、降水和光照等相关气候因子进行分析,采用欧氏距离模糊相似优先比法进行相似距离计算,以评价引种地的引种适宜程度[15-16]。这种理论方法可以为引种提供严格的科学理论指导,提高引种成功的概率。对气候适应性较广的植物,严格按气候相似性引种可能会限制一些优良种类的推广,如火把莲原产南非,蒲苇原产南美,但均可在华东地区生长并露地越冬[11]。此外,引种除了考虑气候相似性外,还应考虑土壤、海拔、地形等其他生态因子对植物生长和分布的影响,尤其西北地区盐碱化土壤分布较多、降水较少,植物种植难度大。观赏草种类繁多,同属的不同品种差异较大,仅比较区域气候相似性或植物可耐受的极端低温是无法得知品种在具体区域适应性,具体表现应以实际观测为准,因此,区域观赏草引种和品种筛选工作非常必要。

观赏草种类不同,其观赏部位和观赏季节亦不同,应根据需要合理选择种类和配置,采取适当的管护措施[17]。本试验中小兔子狼尾草和晨光芒等园艺品种在精细管养的条件下可呈现较好的季节性景观效果,但越冬需要一定防护,可作为盆花、时花栽培。

观赏草观赏价值评价体系主要有模糊数学、灰色关联理论系统、层次分析法(AHP法)和主观评判法等[18-20],每种方法都各有利弊,如主观评判法、层次分析法主要根据专家经验和主观判断进行权重的赋值,可能与其他方法的评价结果不一致,不一定能做到绝对的科学客观;在本文中,对于不同冷暖季型的观赏草观赏价值的评价,由于花期差异导致关联度数值差异较大,灰色关联分析法也难免会有失公允。但灰色关联分析法评价的结果与实际观测表现基本一致,故可为观赏草的评价和筛选提供参考。观赏草的叶形、叶色、株型、花序以及花期、青绿期长短决定其观赏价值,耐寒、耐热、耐旱、耐涝等习性则决定观赏草应用的区域和具体场地,在适宜环境条件下,观赏草的观赏性才能表现出来。不同品种观赏草在不同区域的气候适应性和景观表现存在很大差异,如蓝羊茅、玉带草等在南京等地表现很差[10],但在兰州干冷的气候条件下表现较好;同属不同品种的观赏草习性差异亦较大,如紫穗狼尾草耐寒性较好,露地越冬返青率高,表现优于同属小兔子狼尾草和东方狼尾草,斑叶芒返青率较同属细叶芒、花叶芒、金酒吧芒、晨光芒等更高;同时,耐寒性好的种类返青后的景观效果也较好。因此,在观赏草花镜配置方面,首先应考虑气候适应性选择种类,其次才是观赏性。

气候适应性是观赏草应用和景观配置的前提和保证,参试观赏草中,画眉草、芨芨草、荻、野古草、大油芒、披针叶苔草、涝峪苔草等7种为乡土种,虽观赏性略逊于引进园艺种,但适应性表现均较好,说明乡土资源有很大的应用潜力,因此,应该在生态保护的基础上加大观赏草乡土物种的驯化选育和开发利用,获得更多适应本地气候、观赏价值高的优良种类,增加观赏草的种质资源和多样性,为园林绿化提供更多的选择,充分发挥观赏草节水抗旱、管养简便、成本低廉的优势,营造资源节约、生态环保的可持续园林景观。

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