免费文献传递   相关文献

抱茎苦荬菜的生长发育、种子生产的初步研究



全 文 :北京园林 / 第 32卷,总第 115期 / 2016(1)
荩摘 要:通过容器栽植、观察圃种植,采用定株测
量的方法,对抱茎苦荬菜的物候期进行了观测,弄清
了其种子习性和生长发育规律。种子生产试验结果表
明,抱茎苦荬菜单株开花量和种子产量与植株的分枝
数量关系密切,刈割收获法应在第一花果高峰期进行。
荩关键词:抱茎苦荬菜;生长发育;花果期;种子生产
抱茎苦荬菜 Ixerisson chifolia Hance.属菊科苦
荬菜属多年生草本,分布广泛于我国东北、华北,
华东和华南等省区的平原、山坡、河边,为广布性
植物,常见于荒野、路边、田间地头。 北京植物志记
载,抱茎苦荬菜又称苦荬菜,多年生草本,株高 30-
80cm,植株无毛,茎直立,上部有分枝。 基生叶多
数,先端急尖或圆钝,花期通常不萎落。 茎生叶基
部抱茎。 头状花序密集成伞房状,舌状花黄色,瘦
果,黑色,纺锤形,冠毛白色。 花果期 4-7月。 见于
城区各个公园,海淀西山、香山、金山,房山县上方
山,门头沟区百花山及其他区、县,极为普遍[1]。
天坛公园现有绿地面积 182万平米,其中保存
有 120多万平米的野生草地,是北京城区最大的野
草地[2]。 调查显示:野生草地群落春季的上层优势
种主要有二月蓝、夏至草、斑种草、抱茎苦卖菜、臭
草、鹅观草。 其中,二月蓝(花色蓝紫色,株高 10-
80cm)和抱茎苦荬菜(花色金黄色,株高 30-60cm),
花量多、花冠大、花色艳,具有较好的景观效果。 在
我国北方地区的早春(通常 3-5 月)时节,大部分
人工栽培植物都还未复苏,植物色彩严重缺乏,早
春的植物配置成为一个难题。 这些野生花卉的花
期较早、色彩变化也较丰富,正好弥补了城市早春
植物色彩缺乏的空白[3]。 同时,二月蓝、抱茎苦卖菜
属轴根型植物,通过适当的人工干预,在群落中相
互间以及与其他植物间具有很好的生长融合性,
在群落中聚集成片(图 1-2),具有较好的景观效
果,堪称北京地区早春园林野生草地的当家草种,
是营造近自然群落的理想草种 [4]。 多年来,天坛公
园不断探索野生草地园林化管理技术 [5],根据野生
地被的群落演替规律,对二月蓝进行人工辅助培
植,适时调整修剪时间并及时补播种子,使二月蓝
在群落里的优势种地位得以保持,经过几年培育,
已渐成气候,每到春季,天坛公园近 40 万平米的
二月蓝次第绽放,紫色的花海绵延不绝,花香沁人
心脾,获得“香雪海”的美誉,已成为春季天坛赏花
的一大特色(图 3-4)。 继二月蓝花开之后,抱茎苦
荬菜以特有的黄色花海受到了广泛关注,且两种
植物花期前后接替或同期相嵌(二月蓝花果期 4-6
月、抱茎苦荬菜 4-7 月),应进一步探索以抱茎苦
荬菜为优势种的近自然植物群落维护模式,使得
野生草地中继二月蓝“香雪海”花海景观之后,抱
茎苦荬菜的景观能够得以延续保持,从而建植天
坛公园野草地的可持续利用示范区。 这种以乡土
野生花卉为优势种的野生草地,在长期的演化中
适应了当地的环境,易栽培、易管护、景观效果好、
生物多样性高,具有良好的景观效果和生态效益,
在节水型园林建设中具有广泛的应用前景,是城
市可持续发展的必然要求,更是今后城市园林绿
化的必然趋势。
近年来,对抱茎苦荬菜的研究主要集中其药
用价值方面,多研究它的化学成分、药理作用及临
床应用 [6-7]。 抱茎苦荬菜作为园林植物应用方面的
研究甚少。 在药学研究方面,李建栋进行了抱茎苦
作者简介:李红云/女/1973 年生/北京林业大学本科毕业/北
京市天坛公园管理处,高级工程师。
抱茎苦荬菜的生长发育、
种子生产的初步研究
李红云 牛建忠 郭燕军 金 衡
北京市天坛公园管理处 北京 100061
42
北京园林 / 第 32卷,总第 115期 / 2016(1)
荬菜野生驯化生物学基础研究 [8],对抱茎苦荬菜的
引种栽培、生物学特性、光合生理、栽培技术、药材
最佳采收期等方面进行了研究;程海涛、孙伟、李
敬对苦荬菜的生长习性、播种、田间管理、采收加
工等方面进行研究概述 [9],总结了抱茎苦荬菜作为
中药材的规范化种植关键技术,以期获得较好的
中药产量。 中药材用的是植株茎叶营养体而非种
子繁殖体,有关种子生产研究还未见报道。 由于抱
茎苦荬菜种子成熟期不一致、种子有冠毛,落粒性
强,不易收到大量种子用于扩繁。 国内有学者对与
抱茎苦荬菜相近的菊苣进行了种子产量等相关研
究。 伏兵哲对菊苣(Cichorium intybus L.)种子产量
构成因子与产量的关联性分析 [10],结果表明:菊苣
的花序数、生殖枝数和种子产量主要受水肥条件
控制;每株生殖枝数、每株花序数和千粒重是影响
菊苣种子产量的主要因素。 白玲对菊苣种子丰产
栽培模型分析[11],以行距、施氮量、施磷量和施钾量
为控制变量进行田间试验,研究其对菊苣种子千
粒重和种子产量的影响,分别建立了其与试验因
子的回归模型。 对模型解析可得:各因素对千粒重
影响大小为氮肥、钾肥、磷肥、行距,对种子产量影
响大小为行距、氮肥、磷肥、钾肥。 据此,课题对抱
茎苦荬菜的生长发育规律和种子生产技术进行了
初步研究,以期能够提高种子实际产量,收获到大
量的种子,解决抱茎苦荬菜的种源问题。
1 试验地概况
试验在北京天坛公园进行,天坛公园位于北
京市市区东南,年平均气温 9~12℃,年极端最高温
度 39~42℃,年极端最低温度-15~-20℃。10 月中旬
至 3 月底为霜期,年降水量约 600mm,集中在 6、7、
8 三个月。
2 研究方法
2.1 试验地和观察圃的设立
2014 年 8 月,在天坛公园西北外坛进行种子
图 1
图 2
图 3
图 4
43
北京园林 / 第 32卷,总第 115期 / 2016(1)
田生产试验并设立观察圃。 种子田进行行距和采
收期的双因素试验。固定株距 1cm,播种行距 2个:
20cm、30cm,采收期处理 7个。
播种采用穴播法,混土比例为 1∶5,自然撒播
于土表。
出苗期利用微喷带进行浇水。 出苗后做好田
间管理,间苗、除草、施肥、浇水、病虫害防治,保证
植株健康生长。 在观察圃内随机选取 20株进行物
候期的定株观测:包括出苗、齐苗、越冬,返青、分
枝、开花、种子成熟、枝条死亡等指标。 并定期挖掘
植株进行根系的观察和测量。
2.2 盆栽试验
2015 年 3 月 15 日,待观察圃内抱茎苦荬菜小
苗返青后,选取 20 株叶形相同,生长发育相近的
植株,移植于直径 22cm 的花盆中。 选取 5 株进行
定株观测。 在花果期,每 3天 1次统计高度、冠幅,
开花数量、花朵闭合花数量、果托丁数量。
2.3 种子采收
收获采用刈割法,将抱茎苦荬菜距地面 10cm
处整株割下,装入纱布袋中,放置于阴凉处晾干。
晾干后将种子抖落、收获、过筛,称重。
2.4 种子检测
2.4.1 千粒重
将收获的种子,除去杂质,随机数出 1000 粒
种子为一组,共 5 组,分别用万分位电子天平称
重,取其平均值即为抱茎苦卖菜的千粒重。
2.4.2 发芽率
将收获的种子,除去杂质,每 100 粒为一组,
共取 5组为一个处理。 采用 25℃恒温,滤纸芽床,3
次重复,测定芽率与发芽势[12]。
发芽势:从放入种子即日起至第 5 天,统计正
常发芽种子数占供试种子总数的百分比,发芽势=
n/N×100%(n为前 5d发芽种子粒数,N为供试种子
数);
发芽率: 从放入种子即日起至第 14 天终止,
统计发芽种子粒数占供试种子总数的百分比,发
芽率=n/N×100%(n 为前 14d 发芽种子粒数,N 为
供试种子数)。
3 结论与分析
3.1 抱茎苦卖菜的生长发育
3.1.1 物候期及生长发育规律
地栽抱茎苦荬菜的物候期见表 1,从表中我们
可以看出:抱茎苦荬菜种子秋播后,3-7 天陆续萌
发,10-15 天长出两片叶子,16-30 天长出 4 片叶
子,随之慢慢展叶,成莲座叶丛状。 11 月初植株进
入枯黄期,以莲座叶丛状越冬(表 1)。
翌年春季 3 月上旬,日均温在 5 度以上时,抱
茎苦卖菜开始萌发。 返青后,植株进入快速生长,
株高和冠幅迅速增加。 4 月初,在莲座型叶片上方
出现顶花序,伴随花序的伸长,高生长迅速增加。
植株各花枝也陆续发出,4月下旬植株进入花果期。
抱茎苦卖菜是头状花序组成伞房状圆锥花
序。 开花期出现两个高峰期:分别在 5 月下旬和 6
月下旬。 植株 3 月底初花,5 月下旬到达花果高峰
(图 5),6 月初末花,花期约 45-60 天,高峰期单株
表 1 地栽抱茎苦荬菜物候期调查表
年度 生育期 初期 中期 盛期 末期
2014 年
播种 2014 年 8 月 19 日
萌芽期 8 月 22 日-8 月 23 日 8 月 24 日-8 月 29 日
幼苗期 9 月 5 日-11 月 6 日
枯萎期 11 月 7 日-11 月 18 日
2015 年
萌发 2015 年 3 月 8 日-3 月 11 日
返青 3 月 12 日-3 月 18 日
抽葶 3 月 23 日-3 月 28 日 4 月 2 日-4 月 10 日 4 月 11 日-4 月 17 日
开花期 4 月 18 日-4 月 22 日 4 月 23 日-4 月 26 日 4 月 27 日-5 月 1 日
花果期 5 月 2 日-5 月 7 日 5 月 8 日-5 月 13 日 5 月 14 日-5 月 28 日 5 月 29 日-6 月 8 日
枯萎 6 月 9 日-6 月 18 日 6 月 19 日-6 月 28 日 6 月 29 日-7 月 3 日
44
北京园林 / 第 32卷,总第 115期 / 2016(1)
图 5
花朵数 23-96 朵。 第一个高峰期过后整个植株的
开花数逐渐减少,到 6 月末时达到第二个高峰期,
但是第二个高峰期开花时,植株已进入枯黄期,开
花数明显比第一个高峰期时开花数少很多, 并且
开花部位处于枝条下部,开花景观不如第一高峰
期好。
单朵花的生长发育可分为现蕾期→单花期→
花闭合→绿萼→白色绒球→单果期→果托丁(图
6-7)。 观测显示:顶生花序从现蕾到第一朵花开放
约为 15-20 天;通常单花开放时间为 1-2 天,稀 3-
4 天;后期天气炎热,花朵多上午开放,午后即闭
合。 花闭合后,通常 1 天顶端黄色花蕊脱落变成绿
萼状。从绿萼到白色绒球约为 10-15 天。单果期通
常约 1-3 天, 稀 5-7 天。 单朵花花朵直径约 1.0-
1.3cm,舌状花多数,黄色,雄蕊 5,花药黄色;瘦果
黑色,具细纵棱,顶生 1 层白色冠毛,长约 3mm,刚
毛状。 单朵花种子数通常为 13-22 个,部分仅 3-7
个,同时花朵在发育过程中常因干旱、病虫害等各
种原因造成败育(图 8)。
进入 7 月,抱茎苦荬菜大部分植株枯死,少量
植株存活。 此时,当年成熟自播的种子已开始萌
发,随后生长、枯黄、越冬,植株进入新一期的生长
循环。
3.1.2 不同发育期抱茎苦荬菜的高度与冠幅
播种后植株萌发,不断长出新叶,但叶片呈莲
座状越冬,植株在入冬前冠幅通常在 16-25cm,高
度约 3-5cm。返青后,随着气温的上升,植株的莲座
型叶片上抽发花莛,高生长开始快速升高,冠高比
急速下降;当植株顶花序开放后,高生长趋于稳
定,随着分枝数量增加,侧枝的伸长加大促进了冠
幅的增长,冠高比又略有增长(图 9)。
图 6
图 7
图 8
45
北京园林 / 第 32卷,总第 115期 / 2016(1)
3.1.3 抱茎苦荬菜植物根系调查
根据对抱茎苦荬菜整个植株根系的分布范围
调查得到,抱茎苦荬菜主根黄白色,粗度在0.5-
2.4cm,长度在 13-26cm之间。
3.2 种子产量
3.2.1 盆栽单株花果量统计分析
3.2.1.1 物候期
春季移植有明显的缓苗期,约 3-5天。 盆栽植
株的物候期较种子田地栽晚 5-7天。
3.2.1.2 盆栽植株的花果枝与开花量
盆栽植株通常均有 5-12 个分枝,开花第一高
峰期在 5 月下旬-6 月上旬(图 10),单株花量在
20-70 朵。 抱茎苦卖菜是伞房状圆锥花序,对盆栽
植株的各花枝开花量进行统计,按照枝条从上到
下着生位置依次为第一主枝(也称顶枝)、第二主
枝、第三主枝等等。 植株开花遵循先顶花后侧花、
先顶枝后侧枝的顺序,从上至下依次开花。 抱茎苦
荬菜的第一主枝开花最早,是植株开花的指示标
志,但第一主枝花量较少。 开花量较多的枝条集中
在中部 2-5 枝。 植株分枝的多少跟花果量关系密
切(图 11),通常花枝多的植株开花结实量较多。
3.2.2 抱茎苦荬菜的种子产量
3.2.2.1 种子产量实验结果分析
试验共进行采收期 7 个处理、行距 2 个处理,
设重复 3次。结果显示,不同的采收期处理中,5月
15日-5月 28日收获的小区种子产量较高(图 12);
不同的行距处理中,30cm 行距处理的单株产量优
于 20cm行距。在所有处理中行距 30cm、5月 22日
处理收获的小区种子产量和单株产量最高(图 13)。
图 9 地载抱茎苦买菜的高度与冠幅对比
图 10 盆栽开花数量统计
图 11 盆栽植株各分支花量构成
图 12 不同处理的小区产量
图 13 不同处理的单株产量
46
北京园林 / 第 32卷,总第 115期 / 2016(1)
3.2.2.2 抱茎苦荬菜采收期的确定
据物候期观测和种子产量初测结果,可以大致
将 2015 年抱茎苦荬菜的第一花果期分为以下四
个期:花果初期 5 月 5 日-5 月 8 日,花果中期 5 月
9日-5月 13日,花果高峰期 5月 14日-5月 28日,
花果末期 6 月 1 日-6 月 8日。其中,刈割收获法应
在第一花果高峰期采收,实践中以距第一朵花开
放约 35-45 天进行,同时应观察中部枝条的顶枝
花果状态作为辅助条件。
3.2.3 种子检测
3.2.3.1 抱茎苦卖菜的千粒重
实验显示抱茎苦荬菜的千粒重介于 0.1029~
0.0946g之间,均值为 0.9838g。
3.2.3.2 种子的发芽率
抱茎苦荬菜的实验室发芽率为 83%,发芽势
为 47%,可直接田间播种,获得较好的出苗率。
4 讨论
4.1 提高种子产量的方法和途径
从盆栽开花数量、构成统计以及种子田产量
实际收获的初步数据来看,抱茎苦荬菜单株开花
量、种子产量与植株的分枝数量关系密切,应进一
步研究植株的分枝成因以及植株密度、水肥供应
对种子产量的影响,找出提高种子产量的关键因
子和方法。
由于抱茎苦荬菜的花期较长、果实成熟度不
一致、同时花朵在发育过程中常因干旱、病虫害等
各种原因造成败育,研究的另外一个方向是进一
步探索野生品种的驯化以及使用化学调控措施促
进花果期一致,提高花朵的座果率,便于刈割收
获,从而实现规模化采收。 韩永芬等对黔引普那菊
苣(Cichorium Intybus L.cv.Puna qianying)在莲座期
喷施多效唑 [13],发现可延长黔引普那菊苣营养生长
期,其花期相对一致,这对抱茎苦荬菜提供了很好
的借鉴。
4.2 刈割对种子成熟的影响及收获方式的
改进
抱茎苦荬菜花果期不一致性强,刈割时植株
中花的发育期包括花蕾期、花期、闭合花、绿萼、白
色绒球和单果期、果托丁。 刈割后及时将根茎插入
水中,闭合花、绿萼、白色绒球基本都可成熟。 采取
自然晾干处理时,只有绿萼和白色绒球的花可以
成熟,花蕾和花、闭合花不能绽放出种子(图 14)。
故采取刈割自然晾干收获法时,花朵发育至花蕾
顶端露出白色冠毛起,基本可以确定为成熟,此时
刈割,种子可以发育为成熟的黑色种子。
由于抱茎苦荬菜落粒性较强,种子随时脱落,
刈割只能收获到少量的种子,即便在高峰期收获,
收到的种子也仅占种子总量的 30%~40%。 在野外
的收获中,我们尝试了扫网收获法,可以实现多次
收获。 但收获时部分花朵、花枝、种子也会在外力
作用下脱落,收获的间隔期和扫网频率还需进一
步研究。
参考文献
[1] 贺士元,邢其华,尹祖堂 .北京植物志(下)[M].
1992,1130-1131.
[2] 北京市天坛公园管理处 . 天坛花卉 [M].2012,
164-176.
[3] 莫训强,陈小奎,李洪远.北方城市早春野生花
卉的色彩分析与应用 [J].中国园林,2010,26(3):
64-66.
[4] 李玉杰,郭素娟.北京市建成区公园植物多样性
及近自然群落的应用 [J].林业科技开发,2009,23
(2):33-36.
[5] 牛建忠,刘玉俭,李红云.天坛公园野生草地持
续利用和管理[J].2013 北京城市园林绿化与生态文
明建设[C].2013:267-274.
[6] 封锡志. 抱茎苦荬菜的化学成分和生物活性研
究[D].沈阳:沈阳药科大学博士学位论文,2001.
[7] 王敏杰,王金兰,张树军.抱茎苦荬菜根部化学
成分研究[J].齐齐哈尔大学学报,2005,21(4):4-5.
[8] 李建栋. 抱茎苦荬菜野生驯化生物学基础研究
[D].吉林:吉林农业大学硕士学位论文,2008.
[9] 程海涛,孙伟,李敬.抱茎苦荬菜规范化种植关
键技术[J].人参研究,2013,3:57-58.
[10] 伏兵哲,米富贵.菊苣种子产量构成因子与产
量的关联性分析[J].草地学报,2010,3(18):405-408.
[11] 白玲,马啸,白史且.菊苣种子丰产栽培模型分
析[J].草地学报,2010,22(4):897-902.
[12] 杨伟光,李红,毛小涛.早熟苦荬菜与晚熟苦荬
菜性状比较[J].草业科学,2011,12(28):2221-2224.
[13] 韩永芬,刘正书.黔引普那菊苣不同生育期的
营养动态与产草量的关系[J].贵州农业科学,2004,
32(5):30-32.
47