黄河上游丘陵地引种苦水玫瑰适应性评价
2022-02-01邓艳芳刘文卓杨文君
肖 明，邓艳芳，刘文卓，杨文君
(1.青海大学 农林科学院，青海 西宁 810016； 2.祁连山国家公园 青海服务保障中心，青海 西宁 810000)
苦水玫瑰(Rosasertata×Roserugosa)属于蔷薇科蔷薇属落叶灌木，是传统红玫瑰和钝叶蔷薇的天然杂交种，是分布于黄河流域的特色食用花卉物种[1]，也是一种高效水土保持植物[2]，以其生长在甘肃永登县苦水镇而得名。苦水玫瑰具有抗寒，抗旱，病虫害少，产花量高、清香纯正，对土壤要求不严，酸性、碱性地均能生长，根系发达，抗逆性和根蘖性极强等特点，其在海拔1 500～2 100 m、年均降水量280 mm、年均气温6.2 ℃、年日照时数1 744～2 659 h、无霜期120～140 d的黄土丘陵沟壑区都能正常生长，是干旱地区荒山绿化和园林绿化的优良品种，也是集保护生态和增加收入于一体的观光旅游农业物种资源[3]。2017年开始，苦水玫瑰被引入黄河上游丘陵地作为构建农业面源污染拦截植物带的主要灌木树种。引入地海拔2 550～2 800 m，试验观察了苦水玫瑰在这一海拔区域的生物学表现，分析了苦水玫瑰栽培性状的稳定性和一致性，并在此基础上对苦水玫瑰进行特异性分析，探讨环境因子对苦水玫瑰观赏性、经济性的影响。
1 材料与方法
1.1 引种材料及引入地自然环境条件
1.1.1 引种材料
经济林树种苦水玫瑰，引入时为3年生大苗，引入后种植1～3年。
1.1.2 引入地自然环境条件
引入地海东市乐都区达拉乡杜家洼村、海东市互助县塘川镇黄家湾村、西宁市湟中区甘河滩镇上中沟村均属于湟水流域丘陵地，海拔2 550～2 800 m，土壤质地为壤土、栗钙土，坡度0°～35°，具体情况见表1。
表1 引入地立地条件及引种面积
三个引入地的地形地貌和气候条件基本类似，以杜家洼村为代表进行描述。
地形地貌：杜家洼村地处祁连山地，夹于达坂山与拉脊山之间，属祁连山地槽褶皱系之中的隆起带。地形为黄土丘陵浅山地，切割深度大，沟谷呈“V”形，沟间呈狭窄梁状，沟壑纵横，植被稀疏。土层深厚，熟化程度好，多为壤土。村庄地形西北高、东南低，海拔2 550～2 800 m，坡向以西面和西南面为主，坡度大部分在0°～20°，少部分达到35°。
气候条件：杜家洼村属典型的大陆性高原气候区，年均降水量为380 mm，降水时空分布不均匀，农业生产有效降水严重不足，气象灾害主要为干旱、冰雹。据80多年资料统计，干旱年份占65%，即所谓“三年两头旱”，平均13年(1928、1947、1966、1985、2001年等)一次大旱。冰雹危害严重，达拉乡是区域内三条冰雹通道的起始位置，每年平均出现65次冰雹，7—8月最频繁。
1.2 研究方法
依据《植物新品种特异性、一致性、稳定性测试指南 蔷薇属》(LY/T 1868—2010)、《林木引种》(GB/T 14175—93)，以杜家洼村、黄家湾村、上中沟村三地为研究区开展引进苦水玫瑰生物学指标数据采集、分析，以杜家洼村为研究区进行苦水玫瑰特异性、一致性和稳定性测试。通常情况下，测试品种符合一致性要求，可以认定为该品种具备稳定性。
1.2.1 性状划分
质量性状：是指同一种性状的不同表现型之间不存在连续性的数量变化，而呈现质的中断性变化的那些性状。质量性状的区别可以用文字描述。质量性状细分为定性二元性状和定性多态性状。
数量性状：是另一类性状差异，这些性状的差异呈连续状态，界限不清楚，不易分类。数量性状的差异要用数值表示。
观测性状参考崔兴林《苦水玫瑰栽培与加工技术》[4]、齐文涛《苦水玫瑰》[5]和DUS测试性状要求[6]，选择田间观测性状20个。由于玫瑰花是苦水玫瑰的主要经济价值产品，因此把花蕾作为主要性状内容。将所观测性状分为质量性状和数量性状，再将质量性状细分为定性二元性状(“有”或“无”)和定性多态性状[7]。20个性状分为：6个定性二元性状，包括一年生枝条软硬、枝条刺、小叶缺刻、花类、冻害干梢程度、越冬存活；5个定性多态性状，包括株型、生长势、叶正面颜色、叶型、花色；8个数量性状(均为外观性状)，包括引种3年株高、冠幅、花蕾纵径、花蕾横径、花蕾纵径横径比、花蕾质量、花瓣数、花瓣质量。
1.2.2 性状观测方法
在杜家洼村苦水玫瑰引种3年株进入生长期时，进行植株观测，观测3组，每组10株；每组观测20朵鲜花，测定生物学指标，最终获得55份有效观测值。质量性状观测采用直接观测法，数量性状采用游标卡尺、直尺、0.01 g感量电子天平测定。
1.2.3 基本营养成分比较分析
以杜家洼村引种3年株苦水玫瑰干花产品为测试样品，以甘肃永登县苦水镇大路村苦水玫瑰干花为对照样品。
(1)测定内容：测定总糖、脂肪、蛋白质、淀粉、水分、膳食纤维、灰分7种物质的含量。
(2)测定方法：总糖含量采用蒽酮-硫酸法测定；脂肪含量采用索氏抽提法测定；蛋白质含量采用凯氏定氮法测定；淀粉含量采用试剂盒法测定；水分含量参考国家标准中的干燥法测定；膳食纤维含量采用全自动快速纤维检测仪器测定；灰分含量参考《粮油检验灰分测定法》(GB/T 5505—2008)测定。
1.2.4 数据处理与分析
在对苦水玫瑰各性状的一致性、稳定性进行分析基础上，对引入地和引种地干花产品特异性进行比较。质量性状采用性状表现特征的众数频数的算术平均值表示，数量性状则为算术平均值。一致性分析中，对无差异率或变异系数做新复极差检验，判断性状的一致性表现。稳定性采用t检验，比较同一性状表现的差异显著性。筛选一致性和稳定性好的性状后，采用SPSS软件的系统聚类分析法分析特异性。
2 结果与分析
2.1 苦水玫瑰引入地生物学观测结果
苦水玫瑰在引入地表现为抗旱，耐寒，较耐瘠薄和病虫害侵袭，适应性强，在海拔2 550～2 800 m区域能够正常生长。引种期三地观察到的最低温度为-31.4 ℃，第2年开春苦水玫瑰苗木能够正常发芽。引种第1年，平均成活率78%，越冬存活率96.4%，当年株高生长量29.4 cm，冠幅22～69 cm；第2年越冬成活率100%，当年株高生长量51.3 cm，冠幅63～182 cm；第3年越冬成活率100%，当年株高生长量54.8 cm，冠幅77～210 cm。2019年在西宁市湟中区甘河滩镇上中沟村山旱地开展灌木林种植示范，种植苦水玫瑰5.47 hm2，成活率71.7%。该示范区海拔2 600～2 700 m，物候条件、降水水平、农业种植结构与杜家洼村相当。植株鲜花生物学特征观测结果见表2。
表2 苦水玫瑰引入地鲜花生物学特征
2.2 苦水玫瑰在高寒旱地的质量性状、数量性状分析
2.2.1 定性二元性状
苦水玫瑰定性二元性状观测依靠直观判断即可。每个测试小区选取样本3组，每组10株，平均每10株允许变异株数为1株，即定性二元性状90%植株表现性状无差异时，说明该品种在该性状上表现一致性[6]。参试的样株中，定性二元性状的无差异率均大于90%(见表3)，不同单株间定性二元性状差异不显著，说明高寒旱地栽培条件下苦水玫瑰定性二元性状表现出一致性、稳定性。
表3 苦水玫瑰质量性状差异性调查
2.2.2 定性多态性状
苦水玫瑰定性多态性状主要依主观判断，或以模式图、比色卡等作参照物判断。由表3可知，参试样株各性状表现特征的无差异率均大于90%，显示苦水玫瑰定性多态性状具有较高的一致性、稳定性。
2.2.3 数量性状
由表4可知，苦水玫瑰参试样株数量性状变异系数(CV)介于14.02%～28.04%。8个数量性状中，引种3年株高CV为14.93%，花蕾纵径横径比CV为14.02%，变异小；冠幅、花蕾纵径、花蕾横径、花蕾质量、花瓣数、花瓣质量CV介于19.28%～28.04%，变异大。
表4 苦水玫瑰引种3年数量性状
2.3 苦水玫瑰在高寒旱地的一致性、稳定性分析
通过生物学观测，对筛选出的苦水玫瑰20个特征性状进行一致性和稳定性分析，结果见表5。以变异系数CV≤15%为变异小，一致性、稳定性好；15%
表5 苦水玫瑰性状一致性、稳定性
2.4 苦水玫瑰在引入地的特异性分析
由于玫瑰花是苦水玫瑰的主要经济价值产品，因此把玫瑰花的主要营养成分作为差异性比较内容。比较杜家洼村苦水玫瑰与原产地甘肃永登县苦水镇大路村苦水玫瑰的基本营养成分，结果表明，相比于原产地，杜家洼村山旱地生态种植的苦水玫瑰总糖、蛋白质、淀粉和脂肪含量较高，灰分与膳食纤维含量较低。
采用t检验对样品进行显著性分析，引入地高海拔地区苦水玫瑰与引种地大路村苦水玫瑰的总糖、脂肪、蛋白质含量差异不显著(P>0.05)，灰分、膳食纤维、水分与淀粉含量差异显著(P<0.05)，具体结果见表6。
表6 苦水玫瑰营养成分含量比较
3 讨论与结论
(1)苦水玫瑰在湟水流域高海拔引入地具有适应性。黄待富等[8]研究表明，海拔3 500 m为玫瑰适生区的上限。苦水玫瑰主产区苦水镇海拔在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，属于玫瑰物种适生海拔范围。本引种试验表明，苦水玫瑰在引入地能够成活，第2年能够正常发芽，越冬成活率接近100%，生育期植株正常生长、开花，整体表现为抗旱、耐寒、较耐瘠薄和病虫害侵袭、适应性强，越冬能够忍受最低温度-31.4 ℃。
(2)苦水玫瑰在湟水流域高海拔引入地质量性状表现出一致性、稳定性，数量性状一致性、稳定性差。苦水玫瑰一年生枝条软硬、枝条刺、小叶缺刻、花类、冻害干梢程度、越冬存活6个定性二元性状的无差异率均大于90%，不同单株间定性二元性状差异不显著，说明引入地苦水玫瑰定性二元性状表现出一致性、稳定性。株型、生长势、叶正面颜色、叶型、花色5个定性多态性状无差异率均大于90%，说明高寒旱地条件下苦水玫瑰定性多态性状具有较高的一致性、稳定性。8个数量性状中，引种3年冠幅、花蕾纵径、花蕾横径、花蕾质量、花瓣数、花瓣质量变异系数在19.28%～28.04%之间，变异大，一致性、稳定性差；引种3年株高变异系数为14.93%，花蕾纵径横径比变异系数为14.02%，变异小，一致性、稳定性好。
(3)苦水玫瑰在湟水流域高海拔引入地有较好的产品表现，其生态经济价值有待进一步开发利用。对苦水玫瑰经济产品玫瑰花的主要营养成分进行差异性比较可知，与引种地比，引入地高海拔产区玫瑰花总糖、蛋白质、淀粉和脂肪含量较高，水分、灰分与膳食纤维含量较低，其主要内在品质表现良好。苦水玫瑰香气类型丰富，其差异性与品种变异及产地环境有关[9]，引种到高海拔区后能够为其香气类型进一步丰富创造条件。在我国西部贫困地区，一种适生的植物往往可以成为带动当地经济发展、生态保护的优质资源[10-11]。在这些资源的选择中，其适应性、生态保护价值和经济效益三者需要统一考虑。考察起点在适应性，长远战略目标在于生态价值，而发展驱动力则要落实在经济效益方面，只有能够取得良好经济效益的物种资源才能成就造血型生态保护产业。苦水玫瑰引种到黄河上游湟水流域，可以作为该区域的一种生态经济灌木树种加以利用。
