不同牡丹品种生物学特性比较研究
不同牡丹品种生物学特性比较研究
Comparative Studies on Biological Characteristic of Different Peony Cultivars
1. 引言
牡丹(Paeonia suffruticosa Andr)为芍药科芍药属木本花卉植物，为我国传统名贵花卉，有“花中之王”的美誉，其根皮(俗称丹皮)为常用中药材。因此，牡丹具有重要的观赏价值和药用价值 [1] [2] 。目前对牡丹的研究主要集中在牡丹花的器官形态和发育规律 [3] 、生产现状调查、药用成分研究 [4] 等方面。随着全球温室效应和环境问题的日趋严重，生态问题越来越受到人们关注 [5] 。植物的光合作用不仅提供了新鲜空气还一定程度地减轻了温室效应 [6] 。植物光合作用对CO2的同化，可以客观、准确地反映植物对不良环境的适应及其生长状态。光合特性是一种可以快速选择植物种类的有效的工具。本试验以6个不同品种牡丹为试材，研究了其生长特性及光合特性，以期为筛选最优种植牡丹品种提供一定的理论依据。
2. 材料与方法
2.1. 供试牡丹
本试验采用的6个牡丹品种分别为太平红、玉楼紫、肉芙蓉、金腰楼、彭州紫、凤丹白，均种植于重庆文理学院星湖校区后山牡丹种植园。
2.2. 试验方法
2.2.1. 生长特性
牡丹的生长特性研究主要是通过观察、测量等方式记录不同品种在不同时期的生长状况，包括植株形态、物候期观察。具体操作是在花期测量植株株高，记录植株叶形叶色、开花情况。
根据徐晓新等 [7] 对植物候期的判定标准，本试验记录的候期有：1) 展叶期：树冠上10%叶片展开，呈平面状；2) 现蕾期：树冠上出现10%的花蕾或花序；3) 始花期：树冠上10%的花朵完全开放；4) 盛花期：树冠上50%的花朵开放；5) 落花期：90%的花开放。
2.2.2. 光合特性
牡丹的光合特性研究采用Li-6400XT便携式光合测定系统(美国LI-COR公司生产)进行，设定CO2浓度为400 μmol∙mol–1，光照强度为800 μmol∙m–2s–1 [8] ，于2014年3月天气晴朗无风时，选择每个品种生长良好的3株植株进行测定，每株选取完全展开的第2复叶的顶小叶测定3次。分别测定气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Fr)等指标 [9] 。
2.3. 数据分析
数据采用SPSS和Excel软件进行处理。
3. 结果与分析
3.1. 不同牡丹品种生长特性比较
3.1.1. 不同牡丹品种植株形态观测
试验对开花的所有植株进行数量性状指标观测，叶的数量性状统计以枝条基生第三叶为对象，测量叶宽、叶柄长，统计开花植株的花瓣数量、颜色、苞片数量，结果见表1。在株型上，牡丹主要有直立型、开展型、半开展型三类，由表1可知，6个品种的牡丹高低不一，玉楼紫相对较高而彭州紫则相对其他品种明显较低。牡丹叶为互生，叶片通常为二回三出复叶，枝上部常为单叶，小叶片有披针、卵圆、椭圆等形状，顶生小叶常为2~3裂，叶上面深绿色，下为灰绿色。在6个牡丹品种中，太平红叶片相对较大，其他品种的叶片相差不大。牡丹的叶柄凹处多为暗紫、紫红、灰褐、黄绿等不同颜色，叶柄的长短特别是叶柄和枝条夹角的大小因品种不同差异较大，同时对花的观赏价值影响也较大，叶柄与枝夹角大，叶面平展或下垂，叶也较稀，花朵均着生于叶丛之上，形成花美叶秀、相得益彰；相反，叶柄较短，叶柄与枝条夹角较小，因枝叶紧密而花朵常藏在叶丛中，造成“叶里藏花”现象，大大降低了观赏价值。6个牡丹品种叶柄都较长，且与枝夹角都大于45˚，观赏价值均较高。牡丹花是牡丹观赏价值的重要因素，花色与花瓣数量都因品种不同而不同，6个品种牡丹开花位置均在植株顶端，太平红、玉楼紫和彭州紫均为重瓣花，金腰楼、玉楼紫和丹凤白花色均为纯白色，各品种的苞片数量相差不大。
3.1.2. 不同牡丹品种物候期观察
牡丹在其整个生长发育过程中，始终沿着“春发枝、夏打盹、秋长根、冬休眠”这个生长习性和规律周而复始的。根是最早萌动的，1月中下旬当地温达到5℃时，根即萌动，开始生长。重庆的2~3月份，温度已经逐渐转暖，进入早春，芽开始萌动，6℃以上时开始放叶，芽的萌发标志地上部营养生长的开始 [10] 。2月中下旬花蕾显现，当气温达14℃时，花即开放 [11] ，三月中下旬达到盛花期。牡丹花期较短，一般5到10天左右。花凋谢后(3月下旬)，随着气温的升高和降水增多，牡丹生长减缓，根的生长活动亦减弱。4月中旬以后，叶片基本停止生长，大小基本定形，进入“夏打盹”阶段，生长缓慢 [12] 。由表2可以看出，6个品种牡丹中展叶较早的是彭州紫，同时也是花期最晚的，太平红和凤丹白展叶期较晚，但是始花期较早。6个品种的花期都较短，为一周左右。
3.2. 不同牡丹品种光合特性比较
不同牡丹品种光合特性测定结果见表3。由表3可知，金腰楼和玉楼紫的净光合速率最高，分别是8.04 μmol/(m2∙s)和8.06 μmol/(m2∙s)，凤丹白最低，为4.87 μmol/(m2∙s)，表明金腰楼和玉楼紫对光具有良好的利用率，即光合作用较强，凤丹白的光合作用较弱。气孔导度和胞间CO2浓度的变化一致 [13] ，6个品种牡丹的变化顺序为玉楼紫 > 金腰楼 > 彭州紫 > 肉芙蓉 > 太平红 > 丹凤白，是气孔导度和胞间CO2浓度限制了光合速率。水分是影响植物光合作用最重要的因子之一，从表3可知，玉楼紫、金腰楼和彭州紫的蒸腾速率均较高，说明在相同环境条件下，其消耗了更多的土壤水分，因此需加强水分管理 [14] 。
品种
平均株高
(cm)
平均叶宽度(cm)
平均叶柄长(cm)
花瓣数
花瓣颜色
平均苞片
数量
太平红
42.7
15.5
15.8
重瓣
粉红色
6
金腰楼
38.0
10.3
22.4
13~16
白色
5
肉芙蓉
43.9
12.0
19.2
14~16
粉红色
5
玉楼紫
51.4
12.8
16.9
重瓣
白色
5
彭州紫
33.5
10.6
7.5
重瓣
紫红色
6
凤丹白
43.1
11.3
10.3
7~10
白色
4
Table 1. The plant morphology of different Peony cultivars
表1. 不同牡丹品种植株形态观测表
品种
展叶期
始花期
盛花期
落花期
太平红
02-28
03-13
03-17
03-21
金腰楼
03-07
03-17
03-20
03-24
肉芙蓉
02-25
03-15
03-18
03-24
玉楼紫
03-04
03-14
03-16
03-21
彭州紫
02-23
03-28
04-01
04-05
凤丹白
02-28
03-08
03-13
03-18
Table 2. The phenology phase of different Peony cultivars (Month-Day)
表2. 不同品种牡丹物候期观察表(月-日)
牡丹品种
净光合Pn
/(μmol/m2∙s)
气孔导度Gs
/(mol/m2∙s)
胞间CO2浓度Ci
/(μl/l)
蒸腾速Tr
/(mmol/m2∙s)
太平红
5.61 ± 0.44
0.09 ± 0.01
236.3 ± 3.12
0.87 ± 0.23
金腰楼
8.04 ± 0.53
0.17 ± 0.03
283.6 ± 2.18
1.42 ± 0.19
肉芙蓉
5.81 ± 1.01
0.10 ± 0.05
243.8 ± 2.48
0.92 ± 0.21
玉楼紫
8.06 ± 0.34
0.24 ± 0.07
284.2 ± 1.74
1.48 ± 0.26
彭州紫
7.82 ± 1.37
0.15 ± 0.24
250.5 ± 2.24
1.39 ± 0.25
凤丹白
4.87 ± 0.93
0.08 ± 0.12
202.2 ± 1.53
0.69 ± 0.17
Table 3. The photosynthetic characteristics of different peony cultivars
表3. 不同牡丹品种光合特性比较
4. 讨论与结论
4.1. 不同牡丹品种生长特性比较
6个品种牡丹均是二回三出复叶，花朵均着生在顶端，叶柄与枝的夹角大，叶面平展或下垂。金腰楼、玉楼紫、丹凤白为白色花，太平红和肉芙蓉为粉红色花，彭州紫为紫红色花。牡丹各指标的绝对生长量有所差异，但各品种的茎叶生长规律基本一致，1月中下旬根开始生长，2月上旬芽开始萌动，2月中下旬花蕾显现，2月底进入展叶期，3月中旬进入花期，彭州紫花期相对较晚。花期均较短，一般5~10天。入夏气温升高，牡丹生长减弱，进入半休眠状态；秋季气温转低，根系开始生长，此时为采收和栽种牡丹的最佳时间。10月下旬~11月上旬进入倒苗期，枝、叶尽枯，进入休眠。
4.2. 不同牡丹品种光合特性比较
植物的净光合速率可用来表示植物的光合作用强度，光照强度是影响光合速率的主要因素，其次是温度（包括叶温和大气温度），影响叶片水分蒸发速率 [15] ，叶面温度高于大气温度，使叶外的蒸汽压差增大，蒸腾速率变快。此外，光照促进气孔开放，减少内部阻力，从而增强蒸腾速率 [16] 。气孔导度对光合作用、呼吸作用及蒸腾作用都有影响，气孔导度越大说明吸收CO2和水分蒸发速率越快，CO2浓度会影响植物光合作用的固碳能力，在一定程度上限制着光合速率 [17] 。6个不同品种牡丹中，金腰楼和彭州紫的光合速率最强，达到8 μmol/(m2∙s)，而丹凤白光合速率最低，为4 μmol/(m2∙s)；气孔导度和胞间CO2浓度变化顺序为玉楼紫 > 金腰楼 > 彭州紫 > 肉芙蓉 > 太平红 > 丹凤白；玉楼紫、金腰楼以及彭州紫蒸腾速率都较高，玉楼紫的气孔导度相对其他几个品种是最好的，同时蒸腾速率也是最快的。因此，牡丹品种金腰楼和彭州紫的光合作用较强，对CO2的同化作用也较强。
基金项目
重庆市科技攻关项目(CSTC, 2011AC1192)资助。
NOTES
*通讯作者。
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按生物学特性分类,牡丹属于()花卉。
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