56 个绣球品种耐热性评价

苗艳华 ,祝燕 ,李吉春 ,许芳颖 ,谈建中∗

(1.苏州大学 建筑学院,江苏 苏州 215031;2.苏州园林发展股份有限公司,江苏 苏州 215008)

绣球花 (Hydrangeaspp.) 又名紫阳花、八仙花、草绣球,属虎耳草科绣球属落叶灌木,其株形美观,花大色艳,花朵丛集如球,单花期长,具有极高的观赏价值[1]。绣球品种繁多,目前已有1 000 余个[2]。近年来我国从国外引入大量的绣球新品种在园林绿化中应用,但是由于大部分绣球品种的原产地属温带气候,被引入夏季高温地区后,生长发育受到严重影响,导致其观赏性降低,高温成为制约其园林应用的主要影响因子[3]。绣球花期一般为5—8 月,正处于炎热的夏季,在苏州地区梅雨季节后常会出现持续高温天气,在这种环境下,绣球易发生叶片和花瓣的萎蔫和干枯等现象,导致植株观赏性下降甚至死亡[4]。因此,在夏秋季高温地区引种、栽培绣球新品种时,耐热性是最为重要的选择指标。

通过人工模拟高温环境观察植株的受害程度,可以直接判断植株的抗逆性,快速有效地筛选耐热性不同的植物品种,这在大规模植物品种资源抗逆性鉴定中应用最为广泛[5-6]。目前国内对绣球耐热性的研究鲜见报道,研究大多集中于抗性生理方面[7-8],在新品种引进及大规模抗性筛选方面尚未见研究报道。为此,本文选择3 种类型56 个绣球品种,利用温室大棚设置高温胁迫的环境条件,调查与分析供试品种的形态变化及热害症状,比较和评价其耐热性差异,筛选出耐热性较强的绣球品种,旨在为苏州地区绣球引种及其在城乡园林绿化中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

56 个绣球品种均取自苏州市上林园艺有限公司,根据园艺学分类,将其划分为大花绣球(Hydyangeamacrophylla)、圆锥绣球 (Hydyangea paniculata) 和乔木绣球 (Hydyangeaarborescens) 3种类型。2020 年5 月中旬采用穴盘基质绿枝扦插,扦插生根后移栽至内径约9 cm 的花盆,当年11 月移入内径17 cm 的花盆,栽培基质为泥炭土和珍珠岩 (体积比3∶1),温室栽培中的肥水管理均相同。

1.2 方法

2021 年7 月19 日至8 月2 日,选取56 种生长状况相近、无病虫害的一年生绣球植株,利用自然条件下温室大棚内的高温条件进行高温胁迫处理。具体方法如下:温室大棚顶部及两侧覆盖薄膜封闭,两端出入口打开以便适度通风,同时在距地面2 m 左右高度处覆盖一层遮阳网 (遮光率70%),进行正常肥水管理。在高温胁迫处理期间 (共计15 d),观察和调查绣球的枝叶生长状况,记录高温伤害程度。每个绣球品种有9 株供试材料,重复3 次。使用RC-4HA 温湿度记录仪记录高温胁迫期间的温湿度。

1.3 热害指数

热害分级参照赵大球等[9]关于芍药的研究方法。结合绣球自身在夏季高温条件下的热伤害症状,共分为5 级:0 级,植株正常生长,叶片形态正常;1 级,少于或接近1/4 的叶片失水、萎蔫下垂;2 级,1/4～1/2 的叶片轻度失绿,叶尖、叶缘变黄;3 级,1/2～3/4 的叶片变黄,叶缘焦枯;4级,3/4 以上的叶片焦枯,落叶;5 级,茎、叶干枯变黄,植株枯萎死亡。

热害指数=∑各株级数/ (最高级数×总株数) ×100%。

1.4 数据处理

使用Excel 2016 软件进行数据整理与图表绘制,并进行相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同绣球品种的热害症状与形态特征

在高温胁迫期间,大棚内日平均温度为26～35 ℃,最高极限温度达50.4 ℃ (图1)。随着高温胁迫时间的延长,不同绣球品种的形态特征及热害症状表现出明显不同 (图2)。在高温胁迫第1～5 天,编号 (表1) 为2、7、8、10、13、25、28、30、35、37 等10 个品种开始出现轻度热害症状,表现为部分叶片失绿变黄、萎蔫下垂或蜷缩,叶面出现轻度枯斑或叶缘干枯;第6～9 天,大棚内温度因台风降雨的影响而下降,各品种的热害症状变化不明显;第10～15 天,棚内温度大幅上升,不同绣球品种的热害症状出现明显不同,有的品种呈中度热害症状,大多数表现为叶片干枯或叶面有枯斑,少部分出现叶片脱落,观赏价值大大降低;部分品种则呈重度热害症状,绝大部分叶片干枯脱落,或整株枯死。

图1 高温胁迫期间温室内温度变化情况

图2 胁迫期间部分绣球品种的形态变化

2.2 不同绣球品种的耐热性

热害指数是反映植物耐热性强弱最直接的指标,其数值越小则耐热性越强,反之亦然。表1中,高温胁迫结束后56 个绣球品种的热害指数具有较大的差异 (表1)。品种编号为5、19、50、14、23、36、56、41 的热害指数均<10%,在高温胁迫期间受到的影响最小,表现出极强的耐热性;品种编号为8、10、13、25、28、30、35、37、54的热害指数均大于90%,在胁迫期间受到高温的影响极大,说明其耐热性较弱。其中,编号为10、25、30、37、54 的5 个品种的热害指数高达100%,说明其耐热性最弱。

2.3 不同绣球品种的耐热性分级

根据不同品种的热害指数,可将绣球品种划分为耐热型、中等耐热型、不耐热型3 个等级。其中,耐热型绣球品种共有30 个,其热害指数<30%;中等耐热型绣球品种共有11 个,其热害指数在30%～60%;不耐热型绣球品种共有15 个,其热害指数>60% (表1、2)。

表1 不同绣球品种热害指数比较

表2 不同品种绣球耐热级别划分

进一步分析发现,供试的3 个乔木绣球品种和8 个圆锥绣球品种的热害指数都<30%,表明两者都具有较强的耐热性。相比之下,在供试的45 个大花绣球品种中,只有19 个品种的热害指数<30%,也显示了较强的耐热性,其观赏价值在高温胁迫期间基本不受影响;11 个品种的热害指数在30%～60%,耐热性中等,叶片在高温胁迫期间出现不同程度的斑枯或干枯等情况,观赏价值有所降低;15 个品种的耐热性弱,其中5 个品种 (编号为54、37、30、25、10) 的热害指数达到100%,热害程度严重,失去了观赏价值,并且在高温胁迫结束后,植株也未能恢复生长,最终全部死亡,表明这些品种的耐热性极差。

2.4 高温胁迫后恢复生长状况的分析

高温胁迫后1 个月,观察植株的生长恢复情况,发现耐热型和中等耐热型的品种都能继续生长。在不耐热型的15 个品种中,编号为7、13、25、28、30、37、53 的7 个绣球品种恢复能力差,叶片完全脱落后不能够恢复正常生长,除7 号外的其余品种均整株枯死;编号为8 和54 的恢复能力中等,存活率在60%左右;编号为2、6、10、24、35、45 的6个品种恢复良好,存活率均达75%以上,其中编号2 和24 的恢复率达到100%,说明这些品种虽受高温胁迫严重,但仍具有较强的恢复生长能力。

3 讨论

在高温胁迫过程中,如果胁迫程度超过一定的耐受范围时,植物的外观形态会出现多种热害症状,能最直观地反映植物在高温下的生长状况[10]。本试验结果显示,56 个绣球品种经过高温胁迫后均显现出不同程度的热害症状,其中轻度热害症状表现为叶片失绿变黄、萎蔫或叶面出现轻度枯斑;中度热害时叶片出现大面积干枯或枯斑,并伴有少部分叶片脱落;重度热害情况下绝大部分叶片干枯脱落或整个植株枯死。

热害指数能较好地反映植物的耐热能力,热害指数越小说明品种的耐热性越强。由热害指数结果可知,供试的45 个大花绣球品种的耐热性差异较大。其中,19 个品种具有较强的耐热性,可在南方夏季高温地区栽培应用;11 个品种表现为中等耐热性,受到高温胁迫后其观赏价值降低;15 个品种耐热性差,更适宜在温度不高的温带地区栽种。与大花绣球品种不同的是,圆锥绣球与乔木绣球都表现出了较强的耐热性,其观赏价值受高温胁迫的影响最小,且两者在叶片的大小、厚度及光泽度等方面存在较大差异,推测绣球品种的耐热性强弱可能与叶片结构差异有关。

目前对植物耐热性评价与筛选的研究主要集中在多项生理指标方面,虽然其鉴定结果较为可靠,但操作要求相对较高,且工作量大,在实际生产应用上不易实施。本研究利用夏季自然高温的气候条件,通过温室大棚控制单一温度变量,配合正常的水分管理和遮阴处理,从而排除了强光、干旱等干扰因素的影响,使对56 个绣球品种的耐热性评价结果更加客观、可靠,在生产上也更易推广应用。但这种人工高温胁迫与夏季实际高温气候在胁迫强度上仍存在一定差异,这对耐热性评价结果可能产生一定的影响。因此,还需进一步探讨绣球耐热性相关的少数关键生理指标,同时与形态指标相结合,更快速、精准地鉴定不同绣球品种的耐热性。