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长白山区有斑百合引种驯化

2022-01-14马宏宇崔凯峰于长宝张德文金哲军唐占辉

关键词:种源鳞茎百合

马宏宇,崔凯峰,于长宝,张德文,金哲军,王 超,唐占辉

(1.长白山科学研究院,吉林 二道白河 133613;2.长白山生物群落与生物多样性吉林省联合重点实验室,吉林 二道白河 133613;3.长白山生物多样性保护国家长期科研基地,吉林 二道白河 133613;4.长白山自然保护管理中心,吉林 二道白河 133613;5.东北师范大学环境学院,吉林 长春 130117;6.国家环境保护湿地生态与植被恢复重点实验室,吉林 长春 130117)

全球野生百合(Lilium)约有115种,主要分布于北半球温带和寒带地区,亚洲是百合种类最多的地区.我国原产55种,是野生百合种源最多的国家[1].东北地区有野生百合13种[2],其中,长白山区已经发现野生百合9种、2变种[3].百合多具有药用、食用、观赏价值.随着研究的不断深入,对野生种源,特别是对生长地域独特、品种纤细(如有斑百合、大花百合)、稀少的种类研究更加精细、深入.有斑百合(Liliumconcolorvar.pulchellum(Fisch.)Regel)为百合科(Liliaceae)百合属(Lilium)渥丹(Liliumconcolor)变种.有斑百合研究已取得了多项成果,如种名考证,提出将Liliumconcolorvar.pulchellum(Fisch.)Baker作为有斑百合的接受名[4];野生百合种质资源调查,统一并编制(记录)百合种质资源描述及植株测量方法[5],调查显示,有斑百合在长白山区分布为少见种(R)[6-7];迁地引种试验,认为有斑百合虽然长势较好,但存活率逐年减小[8];安徽省发现有斑百合野生种源,拓宽了有斑百合的国内分布区域[9];《长白山植物药志》记载了包括有斑百合在内的长白山区野生百合可入药[10];通过核型研究,确认有斑百合核型不对称系数较高,遗传多样性丰富[11-12];通过杂交育种试验,获取了有斑百合杂交后代[13-14];开展了有斑百合花粉研究[15];利用组织培养,筛选出最佳诱导培养基、继代培养基、生根培养基[16].

有斑百合野生种质资源稀少,需要通过驯化完成种质资源扩繁,为引种回归、资源开发利用提供成熟的繁育技术及充足的优质种源.本次研究,通过复查长白山区野生有斑百合资源,确定资源分布,在此基础上,开展迁地人工驯化,对有斑百合栽培、物候、病虫害防治等开展研究,旨在通过迁地保护提升有斑百合种群数量,丰富长白山区生物多样性,对长白山区野生百合种群的整体生态修复具有重要意义.

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为有斑百合野生种苗,引入试验地驯化4 a.

1.2 试验地概况

试验地位于长白山自然保护区头道管理站3林班6小班(42°22′49.28″~42°23′01.13″N,128°01′19.14″~128°01′31.53″E),海拔764 m,年平均气温4.8 ℃.最热月为7月,平均气温22.2 ℃,极端最高气温36.7 ℃;最冷月为1月,平均气温-18.5 ℃,极端最低气温为-42.6 ℃.无霜期112~142 d,年降雨量518~857 mm,平均湿度在64%以上,全年日照时间为2 281~2 454 h[17].

2 结果与分析

2.1 引种地伴生植物

种源来自3个地区,分别为长白山自然保护区双目峰保护站(池北区)、安图县三道村周边林地、磐石市烟筒山镇周边林地.每个地区只找到1处有斑百合生长地,且种源均不足10株.其中,磐石市烟筒山镇周边林地(海拔368 m,坡度25°)有斑百合伴生植物主要有问荆(Equisetumarvense)、皱叶酸模(Rumexcrispus)、龙芽草(Agrimoniapilosa)、一叶萩(Flueggeasuffruticosa)、万年蒿(Artemisiasacrorum)、野艾蒿(Artemisialavandulaefolia)、纤毛鹅观草(Roegneriaciliaris)、芒(Miscanthussinensis),蒙古栎(Quercusmongolica)、榆树(Ulmuspumila);10 m之内乔木有蒙古栎、榆树.其他两来源地伴生植物未列出.

2.2 生长物候期

有斑百合生长物候特征见表 1、图 1.由表1、图1可见:长白山区有斑百合5月上、中旬为苗期,生长较缓慢;快速生长期在5月下旬至6月,其中,蕾期亦是快速生长期,有斑百合花蕾生长时间达21 d以上,盛花期逐渐停止生长;群花期25 d;种子7月下旬陆续成熟.

表1 长白山区有斑百合生长物候Tab.1 Phenological characters of Lilium concolor var.pulchellum in Changbai Mountain area

图1 长白山区有斑百合苗高Fig.1 Seedings height of Lilium concolor var.pulchellum in Changbai Mountain area

2.3 繁育技术

2.3.1 有性繁殖

授粉及种子采收.有斑百合自然授粉结籽率低,种胚多不成熟,驯化过程中采用人工辅助授粉,种子成熟率达80%以上.成熟后适时采收,采用风选法(微风)筛选种子,收入牛皮纸袋内,存放于室内干燥处,此时种子千粒重约3.59 g.

整地与播种.有斑百合野生土壤pH为弱酸性,土质松软.生长环境多在缓坡或山崖中、上部,空气湿度大但不积水.本次引种驯化试验土质为针阔叶森林腐殖土壤.考虑到百合属植物病害较多,客土施用“50%多菌灵超微可湿性粉剂”(山东韩农化学有限公司)1 000倍液旋耕土壤消毒.如果无森林腐殖土,试验地需远离农田种植区,前茬未种植百合科植物,同时改良土壤.改良方法:夏季按10 cm/m2覆盖粉碎颗粒状玉米芯,根据说明施入“敌克松可湿性粉剂”进行土壤消毒,用旋耕机旋入土壤,同时做畦,规格为0.2 m×1.2 m,作业道宽0.5 m,土壤湿度70%~80%,覆盖薄膜发酵备用;如果有斑百合试验地为多年栽培(种植)百合科植物,无备用土地,则可以使用“必速灭广谱土壤消毒剂”(棉隆)进行土壤消毒,密封时间见表2.

表2 “必速灭广谱土壤消毒剂”密封时间Tab.2 Sealing time of Dazomet (broad-spectrum soil disinfectant)

有斑百合种子萌发为子叶出土型,种子采自野外,次年使用引种驯化后的自繁种子,春季条播.

2.3.2 无性(扦插)繁殖

生长3 a的有斑百合,秋季环剥2~3层作为种源,鳞心可重复栽培2次.用0.02%高锰酸钾溶液浸泡20 min进行鳞片消毒,之后用清水浸泡20 min捞出沥干备用.

做畦与土壤消毒参照2.3.1.用吲哚丁酸1 000 mg/kg浸鳞片基部5~8 s速蘸,将鳞片按株行距5 cm×20 cm,深3~5 cm凹面向上斜插入基质内,扦插后覆土.秋季扦插后在温度10~20 ℃时20~30 d鳞茎即可形成愈伤组织,亦有部分鳞片分化出1~2个小鳞茎并生根.次年春季全部鳞片萌发幼芽.鳞片扦插苗生长2 a即有部分植株现蕾,需及时摘除花蕾,培养鳞茎.

2.4 田间管理

锄草.第1年锄草3次,分别在5月中旬、6月中旬、7月中旬进行.期间如遇连雨天,杂草长势强,应及时拔除.

施肥.施肥分为叶面施肥及土壤追肥.叶面施肥:苗高10 cm时叶面喷施0.2%尿素+10%苯醚甲环唑可湿性粉剂1∶1 500倍液+40%乐果乳油1∶2 000倍液,10 d喷1次,连续3次;土壤追肥:6月中旬开沟追肥,每667 m2使用10~15 kg复合肥(m(N)∶m(P) ∶m(K)为15∶15∶15,忌含氯).有斑百合秋季移栽,移栽前土壤整地方法同2.3.1.第2~3年,每年追肥2次,分别于5月中旬、6月下旬进行.每667 m2使用10~15 kg复合肥(m(N)∶m(P) ∶m(K)为15∶15∶15,忌含氯),开沟施入.

2.5 病虫害防治

2.5.1 病 害

有斑百合以病毒性病害较多,主要发生在鳞茎.该病毒主要通过鳞茎越冬,生长期蚜虫吸食植株汁液是病毒传播的主要方式.

症状.病害发生后,地下鳞茎外层鳞片腐烂,受害植株生长缓慢;地上全株发病,叶脉褪绿呈现黄色条纹,叶面凹凸不平,花蕾发育不完全,呈丛簇状生长,严重时全株死亡.

防治方法.1)轮作;2)以预防为主,春季用“10%苯醚甲环唑可湿性粉剂”1∶1 500倍液加“40%乐果乳油”1∶2 000倍液喷雾,每10 d喷1次,连续3次,秋季清园;3)选无病斑、伤口鳞茎为种球,用“50%多菌灵超微可湿性粉剂”800倍液浸泡消毒24 h,取出后在散射光下晾晒24 h后栽培;4)出现病害及时挖出处理,遗穴3 a内禁种百合属植物;5)发病初期用“20%毒克星”500~600倍液,或“0.5%抗毒剂1号”水剂300~350倍液,或“3.85%病毒必克”可湿性粉剂700倍液叶面喷施,7~10 d喷施1次,连续3次,同时,将喷头拧下,利用压力向病株根部注药液,每个鳞茎约50 g.

2.5.2 虫 害

虫害主要是蚜虫及东方蝼蛄.发生蚜虫时及时喷施杀虫剂即可防治.东方蝼蛄具有昼伏夜出习性,亦有群集性、趋光性、趋味性、趋湿性特征.

东方蝼蛄全年有两个危害期,分别是5—6月和9月,咬食有斑百合鳞茎、根系,导致植株萎蔫死亡.7—8月转入地下活动,地表可观察到隆起的钻洞索道.10月末气温下降后潜入地下0.4~0.6 m土层越冬.

防治方法:1)虫口较少时人工捕捉;2)黑光灯诱杀,灯下放一水缸,水中加入少量机油或敌百虫,利用趋光性诱杀;3)将麦麸(或豆饼、秕谷)5 kg炒出香味,加90%晶体敌百虫150 g,将毒饵拌潮,667 m2用毒饵1.5~2.5 kg撒在苗床及试验地四边.

此外,林区种植有斑百合时秋季应注意野猪拱食鳞茎,防止造成毁灭性损失,可用声呐驱赶及拴养犬联合看护,封冻后野猪即停止拱食.

3 小 结

野外调查显示,有斑百合野生种源稀少,特别是20世纪长白山科学研究院调查有分布的区域,本次调查90%均已消失,而尚存地点或远离生活区,或生长于较为茂密的灌丛中.引种驯化研究证明,人工辅助授粉可以增加种源数量,栽培环境、技术是影响有斑百合生长的主要因素.

1)人类活动影响大.皆伐地是有斑百合在东北地区的主要分布区域之一.20世纪,全国各森工局在计划采伐区森林皆伐后形成了灌木生长区,增加了有斑百合生长繁殖空间.进入21世纪,皆伐林地几乎全部形成次生林或被开发利用,压缩了有斑百合的生长区域;同时,受人为采挖、开垦、野生动物啃食等因素影响,种质资源减少.

2)自繁能力低.在野外调查期间,对有斑百合花蕾做标识,秋季采收种子时发现果壳种子稀少,且种胚多不成熟.分析认为,可能是有斑百合花期生长环境空气湿度大,周边伴生植物无花或少花,制约了访花昆虫传粉,导致自然授粉率低.可以在花期增加人工辅助授粉,以提高种子数量及质量.

3)提高引种驯化保存率的措施.有斑百合野生种源生长于森林腐殖土,土壤呈弱酸性,富含有机质,不板结.如果栽培地附近有大型工厂、矿山产生粉尘、污水,栽培地区经常性有雾霾、酸雨,则需采取防范措施.另外,引种驯化试验地作业道间距不合理,水质较差,过量施肥或施肥比例不合理,病虫害预防不及时,均可导致有斑百合生长不良或死亡.因此,要做好有效防护,一是病虫害防治,二是防护野生动物啃咬.

在本次引种驯化栽培过程中未发现株形变异或植株死亡.由于3个引种地种源较少,无法获取不同地区种源生长量、存活率、抗性等数据.杂交育种、园林绿化、保健食用开发等是未来有斑百合研究的主要方向.

致谢:本文外业调查承蒙安海城先生鼎力帮助.

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