不同栽培模式下岷江百合生长差异性研究

杨马进, 刘玉珊, 李臻, 尚迪, 卓明, 许震寰

四川省植物工程研究院，四川 成都 611730

岷江百合（Lilium regaleWilson）属百合科（Liliaceae）百合属（Lilium）多年生草本植物，别名王百合、千叶百合，其花喇叭形呈白色，叶片狭条形散生，成熟鳞茎宽卵圆形呈紫红色，植株形态纤细优美，喜阳、较耐旱、忌水淹，野生资源多分布于岷江流域内汶川、茂县、黑水等地干旱河谷地区，生境多为河道两旁陡峭山坡地带，与杂灌、草丛伴生[1]，生长适应性强。岷江百合除具观赏价值外，还具有生产、药用等价值，是百合杂交育种的优良亲本，其鳞茎具药用功效，羌医有用炮制过的岷江百合鳞片入药治疗阴虚久咳的历史，且野生资源分布地的居民亦有采摘岷江百合鲜花晾干煮汤食用的习惯。

目前，国内外专家对岷江百合的研究多集中在基 因 克 隆[2～5]、活 性 物 质 分 析[6～8]、病 毒 抗 性 研究[9～11]、生理生长形态研究[12～21]等领域，对岷江百合野生资源引种栽培的研究较少。为开展岷江百合引种研究，探讨成都平原地区岷江百合生长适应性，四川省植物工程研究院科研人员于2012 年开始不间断到汶川、茂县等地收集野生岷江百合鳞茎资源，在成都基地内进行栽培，目前已人工培育出1～6 年生多个年龄段的岷江百合，本文以基地内6 年生岷江百合实生苗为试验材料，探讨成都平原气候条件下不同栽培模式岷江百合生长表现差异，综合相关性分析、主成分分析对不同栽培模式进行评价，以期为岷江百合的引种栽培提供理论依据。

1 材料及方法

1.1 试验地概况

试验地位于四川省成都市郫都区友爱镇清溪村（海拔559 m，东经103°49'27 "，北纬30°48'48"），地处成都平原腹地，属亚热带湿润季风气候区，全年平均气温16.0 ℃，极端最高温35.3 ℃，极端最低气温-4.0 ℃，年均降水量979.4 mm，年均日照约1 014.0 h，整体环境呈温和多雨、无霜期长、四季分明等特点，土壤表层为岷江新冲积灰色水稻土细沙粒泥层，年平均水温为14～18.5 ℃，pH 值6.8～7.4，呈中性，适宜作物生长。

1.2 试验材料及处理

试验材料为岷江百合6 年生实生苗。该批试验材料于2012 年自阿坝藏族自治州汶川县绵虒镇境内采集野生岷江百合鳞茎种植于郫都区友爱镇四川省植物工程研究院成都基地内，2013 年9 月收种播种，1 年后移栽至不同栽培环境培育而来。

栽培模式为4 种：PD（日光温室大棚地面苗床栽培）、PB（日光温室大棚营养钵栽培，营养钵规格：14×13 cm）、LD（室外田间栽培）、LB（室外营养钵栽培，营养钵规格：14×13 cm），其中日光温室大棚无加温或其他辅助培养措施，日光温室大棚营养钵及室外营养钵放置于高约60 cm 的网格钢架培养床上，各培养环境土壤基质均为腐殖土、泥沙和当地田间土壤混合而成，采取相同田间管理办法。

1.3 调查方法

6 年生岷江百合已进入生长旺期，具备生长、开花、结实完整物候过程。于2019 年2 月萌动前，各栽培模式随机选择30 株挂牌标记，后续统计数据。

1.3.1 物候调查

分别统计各栽培模式岷江百合植株物候期：萌动期、展叶期、现蕾期、始花期、盛花期、谢花期、果熟期、枯萎期，详细记录，物候划分见表1。

1.3.2 生长指标调查

岷江百合植株于5 月进入花期，此时植株逐渐停止营养生长，进入生殖生长过程。本次试验生长性状指标统计时间：PD 为5 月24 日，PB 为5 月26 日、LD 及LB 为5 月27 日。

采用卷尺及游标卡尺统计各项指标：每种栽培模式统计30 株，每株统计指标详见表2。

每株花径、外轮花瓣长、外轮花瓣宽、花柱长、花梗长统计标准：当每株花朵数量≥3 时，统计3 朵花均值；当每株花朵数量＜3 时，统计全部均值。

每株叶长、叶宽、叶面积统计标准：每株上、中、下部位分别采集3 片成熟叶片，共计9 片。

1.4 数据处理

采用Image-J 图形软件测定其叶片长度、叶片宽度及叶面积，利用Excel 软件进行数据整理，并用DPS 软件进行数据统计分析、方差分析和相关性分析，最后根据处理结果筛选指标，进行主成分分析，利用主成分的得分，以每个主成分所对应的贡献率占所提取主成分总贡献率之和的比例作为权重，建立综合评价函数，对各栽培模式岷江百合生长指标进行综合评价。

2 结果与分析

2.1 不同栽培模式岷江百合物候分析

为更加直观对比各栽培模式岷江百合物候的差异，本文将记录的物候观测日期型数据转化为数值型数据，转化方法是（以1 月1 日为一年中第1 天，1 月2 日为第2 天……依次往后推，直到12月31 日为第365 天）[22]。

2.1.1 营养生长期

由图1 可示，PB、PD 先后在第67 天（即3 月5 日）、70 天（3 月8 日）进入萌芽期，早于LD、LB 3～6 天，各栽培模式下岷江百合均进入萌芽期约1 周后即进入展叶期；PD 于第105 天（即4 月15 日）最早进入现蕾期，开始出现花蕾，LB 最晚；PD 于第133 天（即5 月13 日）最早进入始花期，LD 最晚（5 月19 日）；盛花期时，4 种栽培模式物候间隔进一步缩短，盛花期后约1 周左右，各栽培模式下岷江百合相继进入谢花期，PD 最早（5 月30 日），LB 最晚（6 月5 日）。

图 1 不同栽培模式岷江百合物候图Fig. 1 Phenological map of Lilium regale by use of different cultivation models

2.1.2 生殖生长期

岷江百合植株花谢时即现果荚，果荚成熟时，外表皮变黄，种子发育成熟。由图1 所示，PB 于第237 天（8 月26 日）最早进入果荚成熟期，PD 最晚（9 月25 日），日光温室大棚内与室外相差时间最长可达40 天；LD 果荚成熟后于第263 天（9 月21 日）最早进入植株枯萎期，LB（9 月30 日）次之，而PB、PD 则在第297 天（10 月25 日）、第300 天（10 月28 日）才相继进入枯萎期。

2.2 不同栽培模式岷江百合生长差异

不同栽培模式下岷江百合植株生长指标测定见表2，方差分析见表3。由表2 可知，各栽培模式间11 个生长指标存在极显著差异，其中单株花数量、叶面积相差最大，分别达到427.00%、353.74%，而花径相差最小，幅度为9.67%；PD 模式除在花径、外轮花瓣宽指标弱于LD 模式外，其余9 个生长指标表现最佳，均显著高于其他3 个栽培模式，而PB 模式表现最差，除株高指标外，均弱于其他3 个模式。方差分析结果表明：不同栽培模式下岷江百合实生植株在地径、株高、单株花数量等11 个生长指标上差异均达到极显著水平（P＜0.01）。

2.3 各生长指标相关性分析

对4 种栽培模式下统计的11 个岷江百合生长指标作相关性分析，结果见表4，由表可知，各指标互存在正相关性，表明各指标间的生长存在促进关系。其中，地径与单株花数、花瓣长、花柱长、花梗长呈极显著正相关（P＜0.01）；株高与花梗长、叶长、叶宽、叶面积呈极显著正相关（P＜0.01）；单株花数与花瓣长、花柱长、花梗长、叶长、叶宽、叶面积呈极显著正相关（P＜0.01）；花瓣长与花梗长、叶长、叶宽、叶面积呈极显著正相关（P＜0.01）；花梗长、叶长、叶宽互呈极显著正相关（P＜0.01）。

2.4 不同栽培模式综合评价

为进一步探讨4 种栽培模式条件下岷江百合生长表现的优劣差异，特对统计的生长指标进行主成分分析。根据主成分分析筛选指标的要求，若两性状指标间的相关性完全相关（r=1）或完全不相关（r=0），则剔除其中一个性状指标，结合表4 分析结果，共筛选出8 个指标：地径、株高、单株花数量、花径、外轮花瓣宽、花柱长、花梗长、叶面积，对筛选的指标进行主成分分析。

特征值及贡献率结果见表5，由表可知，主成分1 及主成分2 特征值均＞1，且累计贡献率达到了98.1508%，表明前2 个主成分代表了原始变量的绝大部分信息，故提取前2 个主成分，由表6 可知，主成分1 中以地径、株高、单株花数量、花柱长、花梗长系数较高，其中以地径最大，表明该主成分可以作为评价岷江百合的生长势及繁殖能力的一个体现；主成分2 中花径系数最大，外轮花瓣宽次之，表明该主成分主要体现岷江百合花的品质。

以各主成分贡献率为权重，构建综合评价不同栽培模式下岷江百合生长表现评价函数，公式具体如下：

注：F1 为主成分1 因子得分，F2 为主成分2 因子得分。

表 4 不同栽培模式岷江百合生长指标方差分析表Tab. 4 Variance analysis of growth characteristics of Lilium regale Wilson by use of different cultivation models

不同栽培模式下岷江百合生长指标综合评价见表7，综合排名可知，6 年生岷江百合实生植株在PD 模式栽培条件下表现最为优异，LD 模式次之，PB 及LB 模式表现较差，又以LB 模式表现最差。

3 结论与讨论

3.1 不同栽培模式下岷江百合物候差异

4 种栽培模式下6 年生岷江百合实生植株的物候期记录显示，从萌芽期到枯萎期，PD、PB 模式物候持续时间最长均为234 d，LD 模式最短为194 d。日光温室大棚内2 种栽培模式至谢花期的物候均早于室外2 种模式，表明大棚内的温度提升有助于岷江百合鳞茎更快打破休眠，进入营养生长期直到进入生殖生长期。4 种栽培模式岷江百合均在5 月下旬进入盛花期，并在6 月初进入谢花期，时间相差较小，表明随着外界环境温度进一步升高，日光温室大棚对岷江百合的生长促进作用变缓。在果熟期，4 种栽培模式时间差异明显，最长相差达30 d，推测原因可能是大棚内温度高于外界温度条件下，岷江百合植株生理活动更加旺盛，PB 模式植株在生长土壤空间有限的情况下促使果荚加快成熟，LD 和LB 模式则因为受到外界连续长时间降雨的影响，根系遭受水淹胁迫，鳞茎受损，出于自身保护机理使果荚更快成熟，从而更早进入枯萎期，进入休眠状态，而未遭受水淹胁迫的PD 和PB 模式生长持续到10 月底才进入枯萎期。

表 5 主成分特征值及累计方差贡献率Tab. 5 Principal component eigenvalue and cumulative variance contribution rate

表 6 不同栽培模式岷江百合生长指标相关矩阵特征向量Tab. 6 Eigenvectors of the main components of Lilium regale by use of different cultivation models

表 7 不同栽培模式岷江百合生长指标综合评价得分Tab. 7 Evaluation score of growth characteristics of Lilium regale by use of different cultivation models

3.2 不同栽培模式下岷江百合生长差异

不同栽培模式下岷江百合实生植株11 个生长指标存在极显著差异，表明不同的栽培模式对岷江百合植株生长影响较为明显。各模式之间单株花数量差异最大，达427.00%，花径差异最小，仅为9.67%，总体表现以植株形态指标差异大于花形态指标差异，总体生长指标上以PD 模式表现较好，PB 模式相对最差。此外，LD 模式11 个生长指标均高于LB 模式，表明日光温室大棚环境可能对岷江百合植株生长具较大促进作用，但受限于鳞茎生长空间大小，PB 模式下岷江百合生长反而受到抑制，表现甚至差于LB 模式，表明生长空间显著影响岷江百合根系生长，从而影响整个植株的生长发育。

不同模式下岷江百合生长指标相关分析显示，11 个生长指标间互呈正相关性，其中多个指标间相关性达到极显著水平（P＜0.01），仅花径于其他指标间显著性水平较弱，整体表明不同栽培模式下岷江百合植株越健壮，叶表面积越大，开花数越多，花朵越大。

3.3 不同栽培模式综合评价

通过对筛选出的8 个生长指标进行主成分分析，前2 个主成分累计贡献率达98.1508%，有效保持了绝大部分性状的相关信息。根据岷江百合不同栽培模式综合评价得分，各栽培模式以PD 模式优于LD 模式，优于LB 模式，PB 模式最次，表明日光温室大棚环境较室外更有利于岷江百合植株生长，地面土壤栽培较营养钵更有利于岷江百合植株生长。

通过野外资源收集过程中对野生岷江百合物候及生长表现的初步观测显示，除枯萎期外，试验的4 种栽培模式的物候均早于野外，其中花期及果荚成熟时间早约半个月至一个月，LD 及LB 模式较野外更早进入枯萎期，而PD 及PB 模式植株枯萎时间较野外晚约一周至两周，表明不同地域的气候条件对岷江百合的物候影响较为明显。在生长指标方面，除LB 及PB 模式的地径、株高、叶形指数指标较弱于野外同龄植株，4 中栽培模式其他指标均高于野外，其中以单株花数量最为明显。总体而言，现有结果表明，成都平原气候条件下，人工栽培岷江百合整体生长表现优于自然条件下的植株，岷江百合人工栽培具可行性。