全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2012, 48 (10): 979~985 979
收稿 2012-07-30　　修定 2012-10-10
资助 广东省科技计划项目(2010B060200012)。
* 通讯作者(E-mail: shaoling@zqu.edu.cn; Tel: 0758-2716359)。
鼎湖山濒危植物紫背天葵的人工栽培
邵玲*, 梁广坚, 梁廉, 梁红坚
肇庆学院生命科学学院, 广东肇庆526061
摘要: 为研究鼎湖山紫背天葵人工栽培适宜的生长基质和气候条件, 以组培球茎为材料, 比较了自然气候条件下几种混合
基质处理对植株生长情况的影响。结果表明: 不同配比混合基质的pH值、有机质和铵态氮含量对球茎萌芽和植株的生长
均有显著的影响, 适合的pH缓冲范围在3.5~4.5之间, 表明紫背天葵为喜酸植物。添加黄泥的基质并不适合紫背天葵的生
长; 泥炭土+珍珠岩(3:1)混合基质较适宜于紫背天葵的生长, 球茎萌芽率达到88%, 植株的须根、球茎、叶和株高等指标表
现良好。结合栽培物候期分析, 球茎的萌芽期在当年11月~次年1月, 生长适温在16~25 ℃之间, 相对湿度为90%~95%。
关键词: 鼎湖山; 紫背天葵; 人工栽培; 适生条件; 濒危植物
Artificial Cultivation of Endangered Plant Begonia fimbristipula Hance on Din-
ghu Mountain
SHAO Ling*, LiAng guang-Jian, LiAng Lian, LiAng Hong-Jian
College of Life Science, Zhaoqing University, Zhaoqing, Guangdong 526061, China
Abstract: To find appropriate growth matrixes and climate condition in the artificial cultivation, this experiment
compared the effects of several mixed matrixes on the growth of Begonia fimbristipula of Dinghu mountain
which were derived from the corms in tissue culture. The results showed that pH and organic substances and
ammonium nitrogen content in the mixed matrixes had significant influence on bud germination of corm and
plant growth. The buffer range of pH for optimal growth was 3.5 to 4.5, indicating that B. fimbristipula is
acidophilous plant. The matrix with yellow mud was not suitable for plants growth. And the matrix of peat
soil+pearlite (3:1) was suitable to the growth, the germination rate of corms was 88%, the indexes of fibrous
root, corms, leaf and plant height were good. Combined with phenophase analysis, the germination period of
corms is November to January of the following year, the optimal temperature for growth is 16–25 ℃, and
relative humidity is 90%–95%.
Key words: Dinghu mountain; Begonia fimbristipula Hance; artificial cultivation; optimal growth conditions;
endangered plants
秋海棠科紫背天葵为多年生矮小草本植物,
又名小叶红、散血子 (中国科学院植物研究所
2002), 是广东省鼎湖山国家级自然保护区特色植
物(陆定如1984), 多产于云溪(老鼎)景区, 因生于瀑
布四周悬崖石壁上, 数量稀少而十分珍贵, 现已被
《中国的珍稀植物》评估为濒危物种的低危等级
(lower risk, LR) (邢福武2005)。紫背天葵属药食同
源植物, 其味酸、涩, 性凉, 具清热解毒、活血散
瘀、消肿止痛、化痰止咳等功效, 常用于治疗支
气管炎、肺炎、咳嗽、咽喉肿痛、跌打损伤等疾
病(国家医药管理局《中华本草》编委会2000)。
该植物性喜冷凉、潮湿、透气及向阳的环境, 常
见于山地疏林下石上、沟谷两侧悬崖石缝隙或徒
壁长有苔藓的潮湿岩面等地, 适生环境狭小险峻,
自然繁殖系数较低。同时, 由于紫背天葵明显的
经济价值, 过度性人为采摘较为严重, 近十年来其
野生数量急剧减少, 自然资源日益缺乏。
至今, 有关紫背天葵人工栽培的报道仅集中
于其异物同名植物菊科三七属紫背天葵[Gynura
bicolor (Roxb.) DC.]别名“观音菜”的栽培技术上,
国内外对秋海棠属紫背天葵的引种驯化或人工栽
培的研究尚未见有报道(李美琴2009; 王跃兵和董
春锋2008)。鉴于目前采用组织培养的方法建立鼎
湖山紫背天葵快速繁殖体系已日渐完善, 为其规
植物生理学报980
模化人工栽培奠定了种苗保证(张兰英等1988; 邵
玲等2012)。在此基础上, 本文对紫背天葵适生气
候条件的确立及其栽培基质的筛选进行了详细的
研究, 以期建立完善的紫背天葵人工繁殖与栽培
技术体系, 为实现鼎湖山特色植物种质资源的保
护和规模化栽培提供技术依据。
材料与方法
1 试验地概况
试验于2010年9月~2012年6月在肇庆学院北
岭山麓试验地的黑网大棚进行。样地位于东经
112°29′29″, 北纬23°06′39″, 海拔81 m, 属南亚热带季
风气候, 紧邻鼎湖山, 日均自然光照时间为10~12 h·d-1,
平均温度约21.7 ℃, 相对湿度控制为80%~90%。
2 试验材料
鼎湖山野生紫背天葵(Begonia fimbristipula Hance)
经快速繁殖培养后, 取获得的组培球茎为材料。
3 试验设计
依据野生紫背天葵的自然生长环境情况, 以
本地泥炭、珍珠岩、细河沙和山地黄泥为试材,
设计5种混合基质。分别为基质i (泥炭土)、基质ii
[泥炭土:珍珠岩=3:1 (V/V)]、基质iii [泥炭土:沙子=
3:1 (V/V)]、基质iV [泥炭土:黄泥=3:1 (V/V)]和基
质V (黄泥)。采用50 cm×30 cm×5 cm的育苗盆, 分
别于9月初将组培球茎按统一栽种标准播种于各
混合基质中, 采用常规管理方式, 定期对各项指标
进行测定。实验2年重复。
4 测定指标与方法
基质化学特性测定参照《土壤农业化学分析
方法》(鲁如坤1999), 用河南农业大学生产的迅捷
牌Yn-4000智能型土壤肥料养分速测仪测定基质
中有机质、速效磷、速效钾和氨态氮的含量。基
质pH值的测定参照李海玲(2011)的方法。用冀州
市耀华器械仪表厂生产的智能温湿计, 对试验地
的温度和相对湿度进行实地监测记录。从当年10
月始, 每30 d统计1次球茎的萌芽率。同时从各混
合基质中选取30株生长状况基本一致的植株, 每10
d用直尺测量其株高变化。当紫背天葵植株到达
营养生长最大期时(当年的4月上旬), 从各基质中
随机取样20株, 分别测量其叶长、叶宽、叶面积
(侯福林2004)、叶厚度、地上部和地下部的鲜重
与干重质量。
试验所得数据用Excel 2003软件进行处理, 用
Duncan新复极差法检验不同数据间的差异显著性。
实验结果
1 栽种前不同混合基质理化性质的分析
结果(表1)可知, 不同混合基质的理化性质存
在一定的差异。各基质均呈酸性, 其pH值的范围
在4.02~5.73之间, 其中泥炭土基质的酸性较强, 黄
泥基质的最弱, 两者pH值差异达极显著水平(P<
0.01)。
从各基质主要有效矿质营养成分来看, 黄泥
基质的速效磷、速效钾和铵态氮的含量均低于其
他混合基质。泥炭土基质中速效钾和铵态氮的含
量最高, 添加珍珠岩、沙子或黄泥后, 两者的含量
均有不同程度的下降。但速效磷含量的变化则随
着各基质组合而异, 添加珍珠岩(基质ii)明显提高
泥炭土中速效磷的含量。各基质中, 泥炭土基质
的有机质含量为32.56 mg·kg-1, 是黄泥基质的7.1
倍。可见, 黄泥基质的综合肥力最低。
2 不同基质对紫背天葵生长情况的影响
2.1 不同基质对紫背天葵球茎萌芽率的影响
图1可见, 基质组成对紫背天葵球茎的萌芽有
表1 5种混合基质的理化性质
Table 1 Physical and chemical properties of the five mixed matrixes
编号 基质 pH值 有机质含量/mg·kg-1 速效磷含量/mg·kg-1 速效钾含量/mg·kg-1 铵态氮含量/mg·kg-1
i 泥炭土 4.02±0.08Cd 32.56±0.38Bb 16.92±0.53Bc 99.23±3.49Aa 297.33±0.98Aa
ii 泥炭土+珍珠岩 4.35±0.04Bc 37.74±0.60Aa 30.67±0.20Aa 66.95±5.00Bc 245.50±4.15Ab
iii 泥炭土+沙子 4.58±0.21Bb 28.03±0.61Cd 10.66±0.12Ce 88.90±2.98Ab 270.32±1.97Aa
iV 泥炭土+黄泥 4.87±0.07Bb 32.07±0.46Bb 26.93±0.08Ab 58.26±2.92Bd 172.0±1.44Bc
V 黄泥 5.73±0.02Aa 4.57±0.55De 14.94±0.15Cd 59.86±2.45Bd 65.67±1.0Cd
　　同列数据不同大写字母为P<0.01差异极显著, 不同小写字母为P<0.05差异显著。下表同此。
邵玲等: 鼎湖山濒危植物紫背天葵的人工栽培 981
较大影响。播种30 d后, 球茎开始萌芽, 它在泥炭
土、泥炭土+珍珠岩、泥炭土+沙子和泥炭土+黄
泥等基质中萌芽率分别是25%、20%、18%和
13%, 黄泥基质的球茎则未现萌芽迹象。播种60 d
后, 各混合基质中球茎的萌芽率呈现梯度性的显
著性差异, 泥炭土+珍珠岩基质中球茎的萌芽率最
高 , 达到45%, 此时黄泥基质的球茎萌芽率为
10%。90 d时, 各基质中球茎的萌芽率达到稳定期,
泥炭土+珍珠岩为88%, 泥炭土为78%, 泥炭土+沙
子为44%, 泥炭土+黄泥为32%, 黄泥仅为12%, 表
明5种基质中, 以泥炭土+珍珠岩的组合最有利于
紫背天葵球茎的萌芽。同时, 从生长物候期分析,
紫背天葵球茎的萌芽期是从当年的11月至次年1
月, 持续约90 d。
2.2 不同基质对紫背天葵株高的影响
本实验中, 纯黄泥基质并不利于紫背天葵的
生长。栽培90 d后, 该基质上的植株叶色发黄或黄
褐色, 地上茎褐变, 地上部呈萎缩现象, 植株几乎
全部死亡 , 推测与黄泥基质中极低的有机质含
量、pH值过高及其透气性差相关。因此, 本实验
只统计其余4种基质中植株的生长指标。
植株的高矮是体现其生长势强弱的一个重要
指标, 它的生长动态反映了植株整体营养水平(齐
慧霞2002)。图2可见, 基质泥炭土+珍珠岩中紫背
天葵的株高最高, 达到2.37 cm; 其次是泥炭土的;
而泥炭土+黄泥株高最矮, 仅为0.9 cm。
2.3 不同基质对紫背天葵叶片生长的影响
叶片能合成植物体生长发育所需要的营养物
质 , 并且具有蒸腾和吸收贮藏功能 (陈白冰等
2011)。本试验采用叶面积、叶厚度、叶片数、叶
长和叶宽作为紫背天葵营养生长评价的指标。从
图3中看出, 不同基质对紫背天葵上述生长指标影
响的优越性均表现为: 泥炭土+珍珠岩>泥炭土>泥
炭土+沙子>泥炭土+黄泥。
紫背天葵的低出叶和营养叶的叶面积与叶厚
度均以泥炭土+珍珠岩基质中生长的最好, 泥炭土
+黄泥基质的最低。但从出叶率的情况分析, 发现
泥炭土基质上紫背天葵单株叶数达到3.1, 泥炭土+
珍珠岩基质次之, 泥炭土+黄泥基质上单株叶数为
2.0, 可见植株的出叶率同样与基质组合相关。
2.4 不同基质对紫背天葵球茎生长的影响
紫背天葵为球根类植物, 并以根状茎度夏, 其
根状茎俗称“球茎”。从结果(图4)来看, 各基质的
球茎直径在0.5~0.7 cm, 以泥炭土+珍珠岩基质中
的球茎直径最大, 约0.7 cm, 是各基质中最好的, 其
球茎的干重和鲜重也最重。可见, 泥碳土+珍珠岩
基质同样显著促进了球茎的生长(P<0.01)。
2.5 不同基质对紫背天葵各部位生物量分配的影响
结果(表2)显示, 生长于泥炭土+珍珠岩基质上
的紫背天葵植株, 其球茎、须根、叶柄和叶片的
鲜重或干重均优于其他3种基质, 表现出明显的生
长优势。泥炭土+黄泥基质中紫背天葵的各生物
量指标值最低, 植株长势较弱。可见, 各混合基质
促进紫背天葵植株整体生长的作用表明: 泥炭土+
珍珠岩>泥炭土>泥炭土+沙子>泥炭土+黄泥。
图2 不同基质对紫背天葵株高的影响
Fig.2 Effects of different matrixes on the plant height
of B. fimbristipula
图1 不同基质对紫背天葵球茎萌芽率的影响
Fig.1 Effects of different matrixes on the germination rate of B.
fimbristipula corms
植物生理学报982
3 栽种后各混合基质理化性质的变化
3.1 pH值的变化情况
耕作改变基质的酸度。图5显示, 经栽种紫背天
葵后, 各混合基质的pH值呈现两种变化趋势。泥炭
土和泥炭土+珍珠岩的2种基质栽种后的pH值明显
下降, 分别是3.88和4.08, 基质的酸度加强; 但其余3
种基质的pH值则显著升高(P<0.05), 酸度减弱, 其中
黄泥基质的pH值甚至达到6.27, 接近于中性基质。
表2 不同栽培基质对紫背天葵各部位生物量分配的情况
Table 2 Allocation of different matrixes on biomass of each part of B. fimbristipula plants

基质
地上部鲜重/mg 地下部鲜重/mg 地上部干重/mg 地下部干重/mg
叶柄 叶片 须根 球茎 叶柄 叶片 须根 球茎
泥炭土 107.3±10.8Bb 350.2±35.2Bb 148.1±15.2Bb 140.3±15.4Bb 5.0±1.2Bb 32.9±4.5Bb 13.5±1.0Ab 23.5±2.3Bb
泥炭土+珍珠岩 139.0±15.6Aa 478.7±50.1Aa 196.4±11.0Aa 256.9±28.8Aa 8.5±1.5Aa 55.0±7.2Aa 18.5±0.8Aa 41.5±6.0Aa
泥炭土+沙子 85.5±15.2Cc 244.6±36.9Cc 102.9±13.2Cc 86.6±11.3Cc 4.8±0.6Bb 17.3±1.8Cc 12.0±0.2Ab 13.0±1.6Cc
泥炭土+黄泥 26.1±4.5Dd 116.0±13.5Dd 85.0±11.5Dd 74.1±11.6Cc 3.0±0.2Bc 9.0±1.1 Cd 3.6±0.4Cc 14.6±1.3Cc
图3 不同栽培基质下紫背天葵叶片的性状比较
Fig.3 Comparison of the characters of B. fimbristipula leaves under different cultivation matrixes
图4 不同基质对紫背天葵球茎直径和重量的影响
Fig.4 Effects of the different matrixes on diameter and weight of B. fimbristipula corms
邵玲等: 鼎湖山濒危植物紫背天葵的人工栽培 983
3.2 有机质和铵态氮含量的变化
在较短的种植期内, 栽种前后各混合基质中
有机质的含量变化并不明显(图6-A), 整体呈现稍
微下降的状态, 其中泥炭土基质中有机质含量的
变幅为最大(5.6 mg·kg-1), 呈显著水平, 但黄泥基质
中有机质的含量基本没有变化。
铵态氮的变化情况则与pH值相反(图6-B)。栽
种紫背天葵后, 泥炭土和泥炭土+珍珠岩基质的铵态
氮含量均高于栽种前, 其他3种混合基质的铵态氮含
量则低于栽种前。黄泥基质中的铵态氮含量最低,
仅有58.68 mg·kg-1, 稍低于栽种前的65.67 mg·kg-1。
4 气候变化对紫背天葵植株生长的影响
综合分析图1和图7可知, 自2011年9月中旬~
11月中旬的平均温度为28.4~32.2 ℃, 相对湿度为
60%~73%, 紫背天葵球茎的萌芽率并不高。从12
月至次年1月初时, 气温持续下降, 球茎萌发率明
显提高, 估计温度是影响球茎萌芽的重要因子。
从紫背天葵生长大周期曲线(图8)可见, 2012年2月
图6 栽种前后各混合基质有机质和铵态氮含量的变化
Fig.6 Changes in contents of organic substances and ammonium
nitrogen in the mixing matrixes before and after planted
图7 2011年11月~2012年5月试验地的平均温度和相对湿度的变化
Fig.7 Changes in average temperature and relative humidity in the experimental field from november 2011 to May 2012
图5 栽种前后各混合基质pH的变化
Fig.5 Changes in pH of the mixed matrixes before and after planted
植物生理学报984
份的平均温度低于20 ℃, 相对湿度为90%~95%, 紫
背天葵株高的生长趋势平稳增长。3月~4月中旬
温度逐渐升高, 维持在16~25 ℃之间, 相对湿度为
90%~95%, 此时各混合基质中紫背天葵植株进入
生长的快速增长期, 随后植株达到营养生长最大
期。泥炭土+珍珠岩基质中, 植株的株高为2.52
cm, 是5种基质中最高的; 但是黄泥基质的紫背天
葵生长至4月初时, 植株基部褐化死亡。
讨　　论
鼎湖山紫背天葵自然居群一般呈簇生或丛生
状态, 通常被限制在特殊的生境中, 根系为浅根
性。野外考察发现, 其生长基质以腐殖质土、湿
润的沙壤土或石砾质混合的水化薄层壤土为
主。植株的大小则随生长环境而异, 生于湿润多
腐殖质土的株型较大, 生于土层薄瘠岩石表面上
的株型纤细。因此, 我们模拟其自然生长的环境
构建苗圃, 结合各野生居群自然生存基质的成分,
设计了5种混合基质, 对其人工栽培的适生条件进
行了综合研究。
栽培基质能为植物根系生长提供稳定、良好
根际环境的生长介质, 基质组成不同, 其透气性、
保水性和主要矿质养分皆不同, 从而影响植物的
生长(李斗争和张志国2005)。本实验中, 在泥炭土
中添加珍珠岩、沙子和黄泥的作用主要是改变基
质的保水性能及其密度。结果表明, 含有黄泥的
基质(基质iV和基质V)其理化性质与泥炭土的差别
显著, pH值偏高, 有机质含量极低, 基质粘重透气
性较差, 紫背天葵植株长势极差, 甚至于栽培90 d
后萎枯死亡。最有利于紫背天葵球茎萌芽和植株
生长为基质ii (泥炭土+珍珠岩)的组合, 球茎的萌
芽率为88%, 株高达2.37 cm, 地上部与地下部分干
鲜重的质量分配与其他植株相比达到极显著水平
(P<0.01)。同时, 从整个生长周期各基质的理化性
质变化情况分析, 栽种前后基质ii的根际pH值、有
机质和铵态氮含量没有明显的变化, 但基质i (泥炭
土)、基质iii (泥炭土+沙子)和基质iV (泥炭土+黄
泥) 的根际pH值和铵态氮含量则分别呈现显著的
升高或下降的趋势。可见, 添加珍珠岩改善了基
质的pH缓冲性能和养分保持能力, 基质疏松透气,
又可适度保湿, 对紫背天葵植株的生长极为有利。
秋海棠科紫背天葵为典型的夏眠植物, 以根
状茎“球茎”度夏(邵玲和梁霞2012)。结合自然气
候下苗圃的温、湿度变化曲线(图7), 从各混合基
质中球茎持续90 d的萌芽情况(图1)可知, 温度是影
响紫背天葵球茎萌芽的重要因子, 高温(>30 ℃)抑
制球茎的萌芽, 其适宜的萌芽温度在22 ℃左右。
但是, 温度和相对湿度则共同影响紫背天葵的生
长, 气温高于29 ℃或低于5 ℃时会导致紫背天葵
生长缓慢 , 温度在16~25 ℃之间 , 相对湿度在
90%~95%左右是紫背天葵生长的适宜气候。因此,
从生长物候期分析, 鼎湖山紫背天葵人工栽培的
萌芽期是当年11月至次年1月, 3月至4月是植株营
养生长的对数期。同时, 紫背天葵适生的pH值缓
冲范围在3.5~4.5之间, 属于典型的喜酸植物, 腐殖
质泥炭是其主栽基质, 人工栽培时适度添加珍珠
岩, 可改良泥炭的保水性能及生长期间的综合肥
力状况, 更适合于紫背天葵的生长需求。因此, 泥
炭土:珍珠岩[3:1 (V/V)]是人工栽培紫背天葵较为
理想的组合基质。但实验中也发现, 该基质中紫
背天葵平均单株的出叶数少于基质i (泥炭土), 其
原因有待进一步探究。
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图8 各基质中紫背天葵株高的生长曲线
Fig.8 The growth curve of plant height of B. fimbristipula
in each matrix
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