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Research on the growth and development rhythm,germination and reproduction characteristics of Convallaria keiskei

  • Fang Xiaojun ,
  • Wang Xinruo
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  • Qingdao Technicians College, Qingdao 266001, China

Received date: 2025-08-23

  Online published: 2026-07-02

Abstract

This study used Convallaria keiskei collected from Kunyu Mountain in Yantai City, Shandong Province as the material, to determine its phenological period, annual growth volume and seed weight per thousand grains. It also explored the effects of soaking seed temperature (30, 40, 50, 60, and 70 ℃), environmental temperature (10, 15, 20, 25, and 30 ℃) and exogenous gibberellin (50, 100, 150, 200, and 250 mg/L) treatments on seed germination, as well as the influence of substrates [sand, peat, peat: perlite (1∶1), sand∶peat∶perlite (1∶1∶1), garden soil] and seasons (spring, autumn) on the divisional propagation of Convallaria keiskei. The results showed that the Convallaria keiskei emerged from the ground in a conical shape in early April, entered the leaf expansion period in mid-late April, and entered the flowering period in early May. The flowering period of a single flower lasts for 3 to 4 days, and the flowering period of a single plant lasts for approximately 10 days, while the flowering period of the entire group of plants lasts for 20 days. The growth of the Convallaria keiskei showed a “slow-fast-slow” pattern. The growth was faster in April, and the seed weight per thousand grains was 24.372 g. The germination rate, germination potential and germination index of seeds treated at a soaking temperature of 40 ℃ were the highest, at 44.01%, 28.63%, and 2.32 respectively; the germination rate, germination potential and germination index were the highest under the cultivation temperature of 25 ℃ treatment, which were 35.21%, 23.96%, and 2.13 respectively; the germination rate, germination potential and germination index were the highest under the gibberellin concentration of 100 mg/L treatment, which were 49.01%, 30.10%, and 2.82 respectively. Under the sand∶peat∶perlite (1∶1∶1) treatment, the root initiation rate of the Convallaria keiskei was the highest (89%), and the root length was the longest (8.20 cm); the survival rate of Convallaria keiskei division propagation in autumn was the highest (92%). This article provides a reference for the wide-scale introduction and cultivation of Convallaria keiskei, as well as its application and promotion in urban green spaces and courtyard landscapes.

Cite this article

Fang Xiaojun , Wang Xinruo . Research on the growth and development rhythm,germination and reproduction characteristics of Convallaria keiskei[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2026 , 32(12) : 105 -108 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2026.12.027

铃兰(Convallaria keiskei)为百合科多年生草本植物,花白色,垂若串铃,清香四溢;叶挺实而柔滑,叶色翠绿[1]。近年来,关于该植物的研究主要集中在园林绿化、组织培养、观赏价值、药用价值和加工利用等方面。李东林等[2]研究表明,水肥耦合对铃兰观赏品质和光合特性影响显著。王小涵等[3]采用铃兰的不同器官作为外植体,构建了铃兰高效繁育体系。程志国[4]研究认为,野生宿根花卉铃兰生态适应性较强。城市高层建筑遮挡及园林乔灌复层配植,易形成大面积弱光生长环境。铃兰多生于半阴坡林下,常呈片状群落分布,耐寒能力突出,生态适应性较强,具备较高的引种栽培与园林应用价值。研究野生铃兰生长发育节律和繁殖方式,对创造良好的栽培环境、扩大其繁殖系数及提高植株的抗逆性、丰富园林景观具有重要的实践意义。本研究以采集于山东省烟台市昆嵛山的野生铃兰为材料,对其物候期、年生长量和种子千粒重进行了连续观测,并探究了浸种温度、环境温度和外源赤霉素浓度对种子萌发的影响,以及基质与季节对铃兰分株繁殖的影响,为其推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为2023年9月采集于昆嵛山的野生铃兰,共100株,栽植于青岛市技师学院试验田,进行生长发育节律的观测。

1.2 试验设计

1.2.1 生长发育节律观测

(1)物候期。对引种至试验田的野生铃兰植株进行物候期观测,系统记录其关键生育阶段,包括出苗期、展叶期、始花期、盛花期、末花期、叶变色期、果红熟期及休眠期等[5]。每隔3 d观察1次,进入展叶期与开花期后,每隔1 d观察1次。各指标均进行3次重复测定,取平均值。生长时期各性状的描述如下:出苗期,试验田内25%~75%的小苗从地面露出;展叶期,试验田内植株地上部分萌发的叶片完全展开;始花期,试验田内约10%的植株出现第一朵开放的花朵;盛花期,试验田内50%~70%的植株花序完全开放;末花期,试验田内80%~90%的植株花序已开放;叶变色期,试验田内生长状态良好的植株,叶片颜色开始转变为黄色;果实红熟期,试验田内约90%的植株果实变为红色;休眠期,落叶后至地上部枯死前。(2)植株年生长量。在试验田内随机选取15株植株进行定株观测,每隔3 d测量基部至顶端的垂直距离(cm)1次,计算生长量,取平均值,分析引种的野生铃兰在不同时期的生长速度,并划分其生长时期。(3)种子千粒重。参照《国际种子检验规程(2019版)》开展种子检验,采用百粒重复法测定,筛选籽粒饱满的供试种子,从试验样品内随机抽取8组平行试样,每组100粒种子,分别称量后计算平均值并换算为千粒重。

1.2.2 种子萌发试验

(1)浸种温度对种子萌发的影响。将采集到的种子沙藏60 d后,进行萌发试验。将种子分别置于恒温水浴中(30、40、50、60和70 ℃)处理10 min,放入25 ℃光照培养箱内进行萌发试验,同时设置室温(25±1)℃浸种处理作为对照组,分析不同温度水浴对种子萌发的影响。(2)环境温度对种子萌发的影响。将采集到的种子沙藏60 d后,进行萌发试验。将种子置于清水中浸泡18 h,完成浸种处理后,将其转移至光照培养箱内(10、15、20、25和30 ℃)开展萌发试验。(3)赤霉素处理对种子萌发的影响。选取质量浓度分别为50、100、150、200和250 mg/L的赤霉素溶液,分别对试验种子进行16 h浸种处理,以纯水浸种处理作为对照组,将所有处理组种子均放入25 ℃光照培养箱中开展后续培养试验。涉及计算公式如式(1)~(3)。
发芽率=60 d内发芽总数/供试种子数×100%
发芽势=25 d内发芽总数/供试种子数×100%
发芽指数=ΣGt /Dt
式(3)中,Gt 为浸种t d后的发芽数,Dt 为相应的发芽天数。

1.2.3 分株繁殖试验

(1)基质对分株繁殖的影响。采用沙、草炭、草炭∶珍珠岩(1∶1)、沙∶草炭∶珍珠岩(1∶1∶1)和园土5种基质,每个处理20个根段,重复3次。扦插两个月后,统计生根率、根长、生根数量、芽长和芽宽,每个重复选取30株扦插苗,生根率以新根≥0.5 cm且无腐烂的有效生根株数占总测定株数的百分比计算(总样本量90株,结果取平均值);根长与生根数量从每个重复的有效生根株中选10株(共30株),洗净擦干后,用精度0.01 cm的游标卡尺测量每株3条最长新根的根基部至根尖距离,取平均值,同时计数≥0.5 cm的有效新根总数,取平均值;芽长与芽宽选取30株扦插苗(含未生根但有新芽的植株),用游标卡尺测量新芽基部至顶端(或最顶端叶尖)的直线距离为芽长,测量新芽中部最大横向直径(或最宽处距离)为芽宽,取平均值。(2)季节对分株繁殖的影响。分别于3月植株萌动前,11月植株完全休眠后,选取具潜伏芽的地下根状茎,切成约5 cm的长段,断面处涂抹草木灰,于春秋两季定植于育苗畦,控制栽植株距为10 cm、栽植深度为5 cm,覆土厚度保持在3~5 cm,栽植后维持土壤湿润状态即可,2个月后统计生根情况。

1.3 数据分析

试验数据采用Excel软件进行整理,采用SPSS 26.0软件开展统计,利用单因素方差分析结合Duncan新复极差法进行组间显著性多重比较。

2 结果与分析

2.1 铃兰生长发育节律

2.1.1 物候期

试验观察表明,引种地栽植铃兰生长良好,均能够正常开花结实。如表1所示,铃兰4月上旬以圆锥状形态露出地面,约9 d后陆续展叶,4月中下旬进入展叶期,植株生长速度较快,日生长量在1~2 cm。5月上旬进入花期,单朵花期在3~4 d,单株植株的花期约10 d,群体植株的花期约20 d。7—8月,根茎上产生新的顶芽,9—10月,根茎上生出大量的新生根。
表1 物候期观测记录(平均)
物候期 日期
出苗期 4月10—13日
展叶始期 4月19—22日
展叶盛期 4月23—26日
开花始期 4月26—28日
开花盛期 5月1—9日
开花末期 5月12—15日
叶变色期 9月15—21日
果实红熟期 10月1—9日
休眠期 11月9日

2.1.2 生长量

图1可知,铃兰生长呈现“慢—快—慢”的变化规律,引种的铃兰在4月生长较快,5月上旬进入花期,生长放缓,5月中下旬生长基本停止。
图1 铃兰的株高生长量

2.1.3 千粒重

经试验测定,铃兰种子的千粒重为24.372 g。

2.2 不同因素对铃兰种子萌发的影响

2.2.1 浸种温度

表2可知,随着浸种温度的升高,铃兰种子的发芽率、发芽势和发芽指数均呈先升高后降低的趋势,其中40 ℃处理组的发芽率、发芽势与发芽指数最高,分别为44.01%、28.63%和2.32,与其他温度处理组差异具有统计学意义(P<0.05)。
表2 不同浸种温度对种子萌发的影响
温度/℃ 发芽率/% 发芽势/% 发芽指数
CK 35.21 bc 23.96 bc 2.01 bc
30 37.86 b 25.20 b 2.16 b
40 44.01 a 28.63 a 2.32 a
50 37.21 b 24.91 b 2.10 b
60 29.21 cd 16.23 cd 1.86 cd
70 26.93 d 13.26 d 1.50 d

注:同列不同小写字母表示处理间差异在0.05水平具有统计学意义。

2.2.2 环境温度

表3可知,在10~25 ℃范围内,铃兰种子的发芽率、发芽势和发芽指数均随培养温度的上升而递增。当培养温度升至25 ℃时,其发芽率、发芽势及发芽指数均最高,分别为35.21%、23.96%和2.13,其中25 ℃处理组的发芽率与10、15、20 ℃处理组差异具有统计学意义(P<0.05);25 ℃处理组的发芽势、发芽指数与10、15 ℃处理组差异具有统计学意义(P<0.05)。
表3 不同环境温度对种子萌发的影响
温度/℃ 发芽率/% 发芽势/% 发芽指数
10 13.72 d 5.21 e 1.43 c
15 15.30 cd 7.68 c 1.57 c
20 26.30 b 16.21 ab 1.93 ab
25 35.21 a 23.96 a 2.13 a
30 30.37 ab 17.98 ab 2.07 ab

2.2.3 赤霉素处理

表4可知,适宜浓度的赤霉素对铃兰种子发芽率与发芽势具有显著提升作用,其中100 mg/L赤霉素处理表现最佳,发芽率、发芽势及发芽指数分别为49.01%、30.10%和2.82,与其余处理组差异具有统计学意义(P<0.05)。
表4 不同赤霉素浓度对种子萌发的影响
赤霉素浓度/(mg/L) 发芽率/% 发芽势/% 发芽指数
CK 35.21 c 23.96 c 2.01 b
50 37.92 b 26.32 b 2.10 b
100 49.01 a 30.10 a 2.82 a
150 37.43 b 25.81 b 2.00 b
200 25.11 d 13.23 d 1.76 c
250 20.93 e 11.26 e 1.30 d

2.3 不同因素对铃兰分株繁殖的影响

2.3.1 基质

表5可知,草炭∶珍珠岩∶沙(1∶1∶1)处理的铃兰根茎生根率最高,达89%;其次是草炭处理,生根率为85%,园土处理生根率最低,说明以草炭∶珍珠岩∶沙(1∶1∶1)和草炭基质对铃兰生根有明显的促进作用。草炭∶珍珠岩∶沙(1∶1∶1)处理下根长最长(8.20 cm),沙处理下根长最小(5.10 cm),说明草炭∶珍珠岩∶沙(1∶1∶1)处理有利于促进铃兰根系生长。沙处理下生根数最多(9.50条),与其余处理差异具有统计学意义(P<0.05),说明沙处理对于根茎生根有明显的促进作用。草炭∶珍珠岩∶沙(1∶1∶1)处理下铃兰新生芽长和芽宽均最大,分别为2.00、0.61 cm。综合来看,在草炭:珍珠岩:沙(1∶1∶1)处理下,铃兰根茎生根率较高,根长最长,生根数和发育情况良好,为最佳的基质。
表5 基质对铃兰扦插生根的影响
处理 生根率/% 根长/cm 根数/条 芽长/cm 芽宽/cm
园土 78 d 5.60 c 6.20 c 1.72 b 0.60 a
80 b 5.10 c 9.50 a 1.25 c 0.30 c
草炭∶珍珠岩∶沙(1∶1∶1) 89 a 8.20 a 7.50 b 2.00 a 0.61 a
草炭 85 bc 7.80 ab 6.30 c 1.60 b 0.46 b
草炭∶珍珠岩(1∶1) 81 c 7.00 b 5.00 d 1.50 c 0.57 a

2.3.2 季节

秋季开展铃兰分株繁殖的成活率高于春季。于11月植株进入完全休眠期后进行分株,成活率达92%;春季分株成活率为85%。

3 结论与讨论

试验观察结果显示,从2023年9月初至次年3月,铃兰的新生根茎形态上未出现明显改变,芽长维持在2 cm左右。说明期间新生根茎的生长处于停滞状态,此阶段植株地上部分已完全枯萎,导致其无法向地下根茎输送所需营养物质;同时,随着环境温度持续下降,新生根茎的生理代谢活动逐步减弱。由此推测,此时段内铃兰为抵御外界不利环境,新生根茎通常会处于生理休眠状态,以减少外界环境胁迫对自身的损害。铃兰种子在5个月的萌发期间均未发生霉变,可能与该种子的浸出液中存在某种能够抑制霉菌生长的物质,或与铃兰全草中含有的铃兰毒苷等成分有关。
当浸种时间保持一致时,浸种温度会对种子萌发产生一定影响[6]。本试验结果表明,随浸种温度的升高,种子发芽率呈先升高后降低趋势,40 ℃浸种时发芽率为44.01%;然而,当浸种温度超过40 ℃后,不仅会导致种子发芽率降低、发芽整齐度下降,还会引发不同程度的灼伤问题。25 ℃是铃兰种子发芽的适宜温度,该温度下种子的发芽率与发芽势均较高;而当温度高于或低于这一温度时,均会对铃兰种子的萌发产生一定的抑制或干扰作用。外源赤霉素是解除铃兰种子休眠的重要物质,其不仅能提前打破种子休眠,还能加快种苗的生长速度[7]。随着外源赤霉素浓度的上升,种子发芽率呈降低趋势。以100 mg/L赤霉素处理铃兰的效果最佳。
在草炭∶珍珠岩∶沙(1∶1∶1)处理下,铃兰根茎生根率较高,根长最长,生根数量和发育情况良好。观察发现,部分铃兰根茎在园土条件下出现腐烂现象,可能是因为园土基质疏松程度差、易板结和积水,不利于根茎呼吸。根茎分株繁殖试验发现,秋季开展铃兰分株繁殖的成活率高于春季。早春气候多变,铃兰根系较浅,应适当浅栽,覆盖1~2层塑料薄膜保温的同时能够提高成活率。
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Outlines

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