1、引言
唐菖蒲作为世界上的重要观赏花卉,其生长发育规律研究是围绕花器官、叶片的质量及株高、茎粗等几个方面进行的,而其中花器官又是直接观赏和利用的部分,所以唐菖蒲花器官的研究和开发显得更具有重要理论意义和经济价值,但是国内外较少发现有关于唐菖蒲的花的产量与地上部分各构件如主径、株高、叶重、杆重、地上部分总重的相关性的分析报道,较难去了解唐菖蒲的经济价值花的产量的最重要影响因素,鉴于此有必要对唐菖蒲的生长规律和其地上部分各构件的相关性进行较为深入的研究。唐菖蒲地上部分的生物量结构直接影响着其商品价值,也是其经济学的核心问题,同时生物量结构动态一直是种群生态学研究中受到普遍关注的问题。本研究通过掌握其变化规律,以期为生产中调控唐菖蒲花期提供一些理论参考;通过对唐菖蒲各分株地上部分各构件生物量结构的探索,作为评价唐菖蒲种植种群生产力的理论基础。
2、材料与方法
2.1试验材料、试验时间、试验地点
唐菖蒲品种:品种为早春(EarlySpring),大花型,花色鲜粉,叶片稍细,花茎直立,可以密植,适合于促成栽培。平均周径约15.8cm,平均球重约29.8g。试验时间:4~8月。试验地点:在广西大学东校园花卉基地温室内进行,栽培和管理水平与一般田间生产相同。
2.2唐菖蒲的培养
唐菖蒲喜深厚肥而排水良好的沙质壤土,不宜在粘重土壤和低洼积水处生长,土壤pH值以5.6~6.5为佳。栽培地要求阳光充足,半荫处虽可栽植,但生长不良,开花也少。唐菖蒲忌连作,最好选择2年以上没种过唐菖蒲的土地,土壤整理深耕,并施入基肥,以腐熟有机肥为主,还应杀灭土壤中地下害虫及病菌,将土地平整好。起40cm小垄,然后将种球球芽向上摆入沟中,株距15~20cm左右。栽植深度大球15~20cm,中球12~15cm,粘壤土浅些。唐菖蒲喜土壤湿润,栽植后应立即浇水,若土壤太干,则栽前还应浇一次水,促其出苗整齐。一般情况下浇水不宜太多,第一次种植时浇透水后,每隔2~3d浇一次即可。浇水只需保持土壤潮润,但生长旺季和天气干旱时须适当勤浇,并常在土壤周围洒水,以提高空气湿度。土壤不宜过湿,否则鳞茎易腐烂。花后植株生长减慢时,应控制浇灌,以利更新球茎充分成熟。每次浇灌后,应中耕除草以保持土壤疏松,苗高25~30cm时,应结合中耕进行培土,并追施磷钾肥,使植株茎叶壮实,不易倒伏,以后中耕松土宜浅,以免损伤更新球茎。此外,生长期还要视情况搭架,防止植株倒伏和影响美观。平时每隔一周进行一次手工除草、松土等。在唐菖蒲的栽培管理中,病虫害经常发生,延误诊治或措施不当,都会造成切花品质下降,甚至降低切花产量。
2.3测定的指标及方法
2.3.1数据收集
在试验地内选取100株作为样方,于唐菖蒲始花盛期对样地各分株生长日期、主径、株高等进行测定记录,并收割唐菖蒲的地上部分,摘取叶片,分别称取花、杆和叶的鲜重,再将其分别放入信封中带回实验室置于80℃的恒温烘箱中烘干至恒重,分别称取重量。
2.3.2数据处理
根据相对生长法,利用唐菖蒲的地上部分各构件(花蕾、杆、叶子)生物量(鲜重、干重)的实际测量值,将样本的各构件单位生物量与各分株的株高和主径建立数学模型,采用对数回归、指数回归和直线回归进行拟合。
2.3.3结果分析
在建立的回归模型中,经过相关系数的检验,测验各模型中变量间是否具有显著相关。对回归模型进行优化选择,选取精度最高的4个数学模型作为唐菖蒲种群各构件地上部分单位生物产量的计算公式。对优化模型进行可靠性检验,表明实际测量值和预测值之间具有显著的相关性,且所选的优化模式可以用于预测唐菖蒲的各构件地上部分的单位生物产量。
具体方法步骤如下:每隔10d对所选的唐菖蒲的出苗时间、植株株高、叶片数、现蕾时间、初花期(10%开放)进行记录,并做生长曲线的研究。最后于始花盛期将植株的地上部分收割,对地上部分、叶子、杆、花蕾重量分别进行称量,利用唐菖蒲的地上部分各构件质量的实际测量值(各分株的主径、株高)建立数学模型。建立的回归模型中,经过相关系数的检验,测验各模型中变量间是否具有显著相关。并对回归模型进行优化选择,选取精度最高的数学模型作为唐菖蒲种群各构件地上部分单位生物产量的计算公式。对优化模型进行可靠性检验,表明实际测量值和预测值之间是否具有显著的相关性,且所选的优化模式可以用于预测唐菖蒲的各构件地上部分的单位产量。采用对数回归、指数回归和直线回归进行拟合研究。
3、试验结果与分析
3.1唐菖蒲主要性状生长发育的动态变化
3.1.1植株株高生长量的变化
从图1可以看出,唐菖蒲植株4月30日高约19.81cm,到6月20日已高约108.32cm,一直呈快速增长趋势,日均增高约1cm。其中5月中下旬增长迅速,之后增长速度趋缓;到6月上旬增长速度又有所增加,6月上旬达到增长量的最高点,之后又趋于缓慢。出现这种趋势的原因是5月上旬之前植株主要依靠鳞茎供给的营养物质迅速增长,之后鳞茎提供的营养物质越来越少,而叶片提供的营养物质迅速增加,5月下旬植株主要靠叶片提供营养,到6月上旬叶片的光合产物达到最大值,提供的营养物质也最多,株高增长迅速,之后由于生殖生长和鳞茎的迅速膨大,营养生长趋于缓慢,株高的增长也趋向缓慢。
3.1.2植株叶片数生长量的变化
从图2可以看出,唐菖蒲植株的叶片一直在增加,4月下旬只有1~2张,到6月中下旬平均有5~7张。同株高一样,4月下旬叶片迅速增加,之后增加速度变慢;6月初又开始加快,之后增长又变慢;7月上旬又恢复快速增长,7月下旬叶片增长量再次趋向缓慢。叶片的增长趋势与株高的增长趋势大体相同,只是在5月中旬到6月上旬这段时间增长突缓,原因可能是鳞茎提供的营养物质已经很少,而叶片光合作用产生的营养物质还不是很多。
3.1.3植株叶片数和株高的相关分析
通过SPSS软件分析可知,唐菖蒲植株株高与叶片数在0.01水平(双侧)上显著相关。从表1的数据统计结论可以看出,株高与叶片数的相关性达到了0.958,这说明它们呈现良好的正相关性,植株叶片数与株高具有极显著的相关性,同时,植株株高除了决定于叶片数外,还决定于节间长度。
3.1.4唐菖蒲植株花蕾数的分析
从表2中可以看出,唐菖蒲种球在初花期时,8个花蕾的植株所占比例高达30.2%;9个和7个花蕾的次之,分别占26.3%和14.2%;14个花蕾以上的植株较少。花蕾数以7~9个为主。唐菖蒲为穗状花序,自花序的顶部到基部,有一定的发育和衰老顺序,外观形态上,当花序顶部为蕾期时,花序基部的花已开始衰败,花的颜色由粉红色到红色,盛开时花朵略带粉红色,衰老时粉红色加深。
3.2始花盛期,唐菖蒲地上部分各构件间的相关性研究
于始花盛期将唐菖蒲植株的地上部分收割,对花蕾、叶子、杆、地上部分总重量分别进行称量,研究其相互间的相关性。由表3可知,在唐菖蒲植株地上部分各构件(鲜物质)的相关分析中,通过SPSS软件分析可知,在0.01水平,唐菖蒲植株鲜花蕾重与主径相关性显著,同样地,主径与株高、鲜叶重与株高、鲜叶重与主径、鲜叶重与鲜杆重、鲜杆重与株高、鲜杆重与主径、鲜总重与株高、鲜总重与主径、鲜总重与鲜叶重、鲜总重与鲜杆重都有着显著的相关性。
由表4可知,在唐菖蒲植株地上部分各构件(干物质)的相关分析中,通过SPSS软件分析可知,在0.05水平,干花蕾重与主径相关性显著,同样地,干叶重与株高、干叶重与主径、干杆重与主径、干总重与株高、干总重与主径都在0.05水平上显著相关。在0.01水平,干花蕾与干叶重、干杆重、干总重有着极显著相关,同样地,主径与株高、干杆重与株高、干杆重与干叶重、干叶重与干总重、干杆重与干总重都有着极显著相关性。
3.3始花盛期,唐菖蒲地上部分各构件与株高、主径的回归分析
于始花盛期将植株的地上部分收割,对地上部分、叶子、杆、花蕾重量分别进行称量,根据相对生长法,利用唐菖蒲的地上部分各构件质量的实际测量值,与各分株的主径、株高建立数学模型。
3.3.1唐菖蒲植株花蕾重与株高、主径的回归分析
对始花盛期摘下后的花蕾进行称重,花蕾重(Y1)与株高(X1)、主径(X2)的变化进行了回归分析,解析出的回归方程为Y1=1.539-0.096X1+28.065X2,简单相关系数R=0.589。经F测验,F值为9.050,显著水平P=0.001<0.05。偏相关分析(表5)结果表明花蕾重可以通过株高和主径来进行预测。
3.3.2唐菖蒲植株叶片重与株高、主径的回归分析
对始花盛期摘下后的叶片进行称重,叶片重(Y2)与株高(X1)、主径(X2)的变化进行了回归分析,解析出的回归方程为Y2=-41.690-0.194X1+98.512X2,简单相关系数R=0.595。经F测验,F值为9.321,显著水平P=0.001<0.05。偏相关分析(表6)结果表明叶片重可以通过株高和主径来进行预测。
3.3.3唐菖蒲植株杆重与株高、主径的回归分析
对始花盛期摘下后的茎杆进行称重,杆重(Y3)与株高(X1)、主径(X2)的变化进行了回归分析,解析出的回归方程为Y3=-43.912-0.311X1+64.539X2,简单相关系数R=0.682。经F测验,F值为14.823,显著水平P=0.0001<0.05。偏相关分析(表7)结果表明杆重可以通过株高和主径来进行预测。
3.3.4唐菖蒲植株地上部分总重与株高、主径的回归分析
对始花盛期摘下后的地上部分进行称重,地上部分总重(Y4)与株高(X1)、主径(X2)的变化进行了回归分析,解析出的回归方程为Y4=-86.054-0.394X1+196.448X2,简单相关系数R=0.681。经F测验,F值为14.666,显著水平P=0.0001<0.05。偏相关分析(表8)结果表明地上部分总重可以通过株高和主径来进行预测。
4、讨论
4.1唐菖蒲主要性状生长发育的动态变化情况及生长规律
本试验结果表明,所引入的唐菖蒲品种,在当地气候条件下能正常生长,品种的花茎、花穗、着花数都较好,均达到了国家切花的要求标准,可以作为鲜切花品种。植株生长高度是植物的重要性状指标之一,在一定程度上反映了植物对环境的适应程度。与国内引种唐菖蒲的其他地区相比,本地引种的唐菖蒲的株高均达到较高水准,可见唐菖蒲在广西地区表现出了较强的生长适应性。同时,经数据分析发现,唐菖蒲植株的叶片数量与植株高度具有极显著的相关性,即大多数唐菖蒲的叶片数随着株高的增加而增加或株高随着叶片数的增加不断地增加。再者,花径大小及花朵鲜重的测定结果表明,随着花朵的发育,花朵的直径及鲜重逐渐增加,至盛开期达到最大,以后又减小,经历了生长和衰老两个阶段,其生长阶段主要包括从蕾期到盛开期,这一阶段是细胞扩张和生长的阶段,衰老阶段则指花瓣逐渐失水,鲜重逐渐下降,花瓣发生萎蔫凋谢的过程。
4.2唐菖蒲地上部分各构件的相关性分析
通过数据分析发现,唐菖蒲植株花重与主径有显著相关性;鲜叶重与株高、主径、鲜杆重、鲜总重有极显著相关性;鲜杆重与株高、主径、鲜叶重、鲜总重相关性极显著。干叶重、干杆重、干总重与各构件间相关性均显著。
4.3影响唐菖蒲花重的关键因子分析
经分析可知,影响唐菖蒲鲜花重的关键因子是唐菖蒲植株的主径大小,它们之间呈现良好的正相关性,即随着主径的不断增大,唐菖蒲鲜花重也在不断增加。影响唐菖蒲干花重的关键因子有叶子、茎杆、地上部分总生物量产量,其次为主径,即随着叶重、杆重、地上部分总重,生物产量及主径的不断增加,唐菖蒲鲜花重也在不断增加。可能是受植株的含水量的影响,在数据分析与计算时,唐菖蒲鲜花重与干花重的关键因子有所差异。
4.4预测唐菖蒲地上部分各构件单位生物产量方法分析
本试验经过相关系数的检验、优化选择和可靠性检验选取精度最高的数学模型作为预测唐菖蒲植株地上部分各构件单位生物产量的计算公式。得出的回归方程是:花蕾重Y1=1.539-0.096X1+28.065X2、叶片重Y2=-41.690-0.194X1+98.512X2、杆重Y3=-43.912-0.311X1+64.539X2、地上部分总重Y4=-86.054-0.394X1+196.448X2(其中X1表示株高、X2表示主径)。这4条回归方程可作为用于预测唐菖蒲的各构件地上部分的单位产量的计算公式。
5、结语
在有关唐菖蒲的研究上,仅有关于其栽培和一些相关的生产应用研究,对其应用的基础研究非常少,但唐菖蒲优良品种的选育及进一步的商业推广必须有一定的理论研究基础,这已成为当前我国唐菖蒲商品化生产的一个限制因子。针对这一问题,本研究对唐菖蒲地上部分的生长发育习性进行了基础性研究,系统准确地记载了唐菖蒲的生长发育动态变化情况及其生长发育规律,并且提供了预测唐菖蒲地上部分各构件单位生物产量的方法,同时观察了唐菖蒲形态特征的变化趋势,这为其园林绿化应用提供了一定的参考资料,也为唐菖蒲自身经济价值的进一步提高提供了参考。
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