乳源木莲引种苗期生长评价

2010-09-20 00:24姚雪晗傅松玲王丽丽
东北农业大学学报 2010年4期
关键词:木莲乳源蒸腾速率

姚雪晗,傅松玲,王丽丽

(安徽农业大学林学与园林学院,合肥 230036)

乳源木莲(Manglietia yuyuanensis Law)属木兰科木莲属。为常绿大乔木,高达8 m,胸径18 cm;树皮灰褐色,枝黄褐色,花奶白色,具有极高的观赏价值。喜温暖湿润气候环境,偏阴性,幼树耐荫,天然更新良好,适宜土层深厚、潮润、肥沃或中庸的排水良好的酸性黄壤土上生长。自然生长在海拔1 300 m以下沟谷台地,山沟中、下部的山坡,常与红楠、杜英、木荷、槠栲类等常绿阔叶林混生[1]。原产于美国南部,在中国,自然分布于安徽(黄山)、浙江南部、江西、福建、湖南南部、广东北部(乳源),多分布于海拔700~1 200 m的林中。

为了丰富长江中下游丘陵种质资源,扩大栽培范围,积极发展优良树种,以及增加园林植物种类,本研究于枞阳大山进行了乳源木莲移栽试验。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

引种栽培试验地位于安徽省枞阳县周潭镇大山村,地处大别山东南边缘,长江下游北岸,属于亚热带季风湿润气候区,四季气候变化明显,年均气温16.5℃,冬季低温而无严寒;春季温和;夏季温度虽高但不酷热;秋季略高于春季。年均光照2 064.9 h,年均积温5 129℃,年均降水量1 326.5 mm,但降水在全年分配不均,冬季降水量少,夏季(梅雨季)雨量集中,约占全年总量40%。山地成土母岩以花岗片麻岩为主,土壤主要为麻石黄棕壤,质地较轻,pH 5.5~6.5,具有典型代表性的亚热带北缘地区丘陵岗地气候特点。

1.2 材料

试验用的乳源木莲来自安徽省林科院苗圃,均为三年生实生苗。主产地试验树木大部分来自福建省沙县郑湖乡的杉莲混交林,为多年实生苗。

1.3 方法

1.3.1 成活率计算

1.3.2 生长量测定

由于木兰科植物引种的株数较少,故采用全样法对树木生长的各项指标进行测量和纪录,主要测量树种地径生长量和苗高生长量。生长期每2个月测量和纪录株高、地径生长量。

1.3.3 光合特性测定

于2009年5月在田间条件下,选择天气晴朗的日子,采用美国Li-cor公司生产的Li-6400便携式光合仪测定光合有效辐射(PAR,μmol·m-2·s-1)、净光合速率(Pn,μmol·m-2·s-1)、蒸腾速率(Tr,mmol·m-2·s-1)、气温(Ta,℃),叶温(Tleaf,℃)等指标。

选取苗木上部向南伸展的枝条上第3~4片小叶为试材,所取叶片均要叶龄相对一致。测定日7:00~18:00每隔1 h测定1次,相邻2次测定顺序依次为从第1至第3样株,以及第3至第1样株,以消除系统误差。每次记录3次数据,最后计算结果用3次数据的平均值来表示。

水分利用率计算:水分利用率=光合速率/蒸腾速率(Pn/Tr)。

1.4 数据处理与分析

应用Excel 2003进行图表处理,根据图表分析苗高和地径生长量的趋势以及净光合速率和蒸腾速率与水分利用率的日变化。

2 结果与分析

2.1 移栽成活率调查

2.1.1 乳源木莲移栽成活率调查

试验地植株于2007年3月15日全部栽植完毕,采用全样法,于2007年8月15日对植株的成活率进行测定,对于地上部分已经出现死亡症状的,但无法判断是否真正死亡的,主要依据其根系判断。记录和统计所得数据,以便直观的反映成活率情况。所得引种成活率结果如下:裸根移栽的乳源木莲,引种总株数为115株,移栽后在良好的立地条件下,成活69株,平均生长势良好,病虫害情况少见。

根据公式(1)计算成活率:成活率(%)=(69/115)×100%=60%,乳源木莲在试验地移栽成活率为60%。

2.1.2 引种区与主产地成活率对比

乳源木莲在中国地区分布较广,福建地区是乳源木莲的主产地之一,也是乳源木莲引种较成功区域,气候较安徽更适宜乳源木莲生长,且乳源木莲研究起步较早。在福建三明市沙县地区:乳源木莲育苗、造林均较容易,成活率可达90%[2]。

图1 不同地区乳源木莲移栽成活率比较Fig.1 Comparison of survival rate of Manglietia yuyuanensis in different regions

由图1可知,乳源木莲在长江中下游地区的成活率明显低于南部的福建地区。主产地福建地区,为乳源木莲引种较多且较成功地区,以福建省沙县郑湖乡乳源木莲栽培林为例,该区属中亚热带季风气候,年平均温度18℃,最冷月平均气温10~15℃,最热月18~23℃,年平均日照时数1 700~1 800 h,无霜期220~298 d,年降雨量1 600~1 800 mm,年蒸发量1 300~1 500 mm,相对湿度80%以上,干湿季明显,原生植被为亚热带常绿阔叶林或针阔混交林。试验地为低山山地,母岩由砂岩、花岗岩发育的山地红壤,土层较深厚,肥沃、湿润[3]。

从以上主产区概况不难看出,福建地区年平均气温高于试验地,年降水量高于试验地,且土壤多为山地红壤,土层较深厚,肥沃、湿润,而试验地的土壤主要为麻石黄棕壤,质地较轻。所以乳源木莲在福建地区的较为适宜的气候、土壤、水分等条件下育苗,幼苗成活率较试验地较高,且生长较快。在试验地移栽过程中的技术、运输等其他影响成活率的因素,有待进一步调查。

2.2 生长量调查

所有植株于2007年3月15日全部树种栽植完毕,所有植株经过1个年周期生长后,生长趋于稳定,于2008年3月,对所有成活植株的苗高、地径等生理指标进行测量,之后每隔两个月,于5、7、9、11月,分5次对所有植株的苗高、地径等生理指标进行再次测定,记录和计算期间8个月生长量测定数据,以其反映植株在恢复期的生长情况。所得结果见表1。

表1 乳源木莲生长量调查Table1 Growth of Manglietia yuyuanensis

移栽成活后,初期乳源木莲的生长速度比较缓慢,由表1可知,乳源木莲的生长高峰期在7~9月,苗高生长量为0.21 m,地径生长量为0.26 cm;生长低峰期在9~11月,苗高生长量0.05 m,地径生长量为0.03 cm。

这与福建农林大学林学院对乳源木莲生长节律趋势相吻合。他们将乳源木莲苗高生长的4个生长期划分为:出苗期为3月12日至4月30日;幼苗期为5月1日至6月30日;苗木速生期为7月1日至9月30日;苗木生长后期为10月1日至12月16日(随气象因素的变动会略有波动)[4]。对比试验地和福建地区乳源木莲生长状况,生长高峰期都为7~9月。但主产地福建的年生长量高于试验地的年生长量[2-4]。

移栽成活之后的两年内,大多数植株都取得了较明显的生长量,生长节律与主产区并无区别,但生长量却低于主产区。可见,乳源木莲主产区的气候条件下移栽,幼苗的成活率及生长量都较高,而北移引种的木兰科植物,低温和干旱是主要限制因子[5],在试验地气候条件下移栽,其与主产区主要表现在气温和年降雨量较低的差异,可能是移栽后生长量较低的原因之一。

2.3 光合生理特性

选择晴朗天气在自然状态下测定净光合速率的日变化,记录和计算所测定数据,以其反映植株在1 d内光合作用的情况。

2.3.1 净光合速率和蒸腾速率的日变化

结果见图2。

从图2中可以看出,乳源木莲的净光合速率日变化动态呈双峰曲线,峰值分别出现在10:00和13:00,为 5.82 和 3.76 μmol·m-2·s-1;在 12:00 出现了较低值,呈现了生物学中所谓的光“午休”现象[6-8]。乳源木莲的蒸腾速率变化也呈双峰曲线,峰值分别出现在11:00和14:00,为3.18和2.12 mmol·m-2·s-1,在 13:00 出现了较低值。

2.3.2 水分利用率的日变化

结果见图3。

根据公式计算出乳源木莲的水分利用率日变化,从图3中可以看出,乳源木莲的水分利用率日变化动态呈双峰曲线,峰值分别出现在9:00和13:00,为 2.28 和 2.31 μmolCO2·mmol-1H2O;在12:00出现了较低值。

图2 乳源木莲的净光合速率日变化曲线与蒸腾速率日变化曲线Fig.2 Daily curve of photosynthesis and evaporation rate of Manglietia yuyuanensis

图3 乳源木莲水分利用率的日变化曲线Fig.3 Daily curve of water use efficiency of Manglietia yuyuanensis

通过对试验数据的分析,乳源木莲的净光合速率、蒸腾速率以及水分利用率,在中午光照最强时有明显下降,光合生理特征具有明显的“午休”现象,据前人的研究结果可推出,引起中午光合速率降低的外界原因是中午的光照强度大,气温高而引起蒸腾速率增大,导致气孔保卫细胞失水引起气孔关闭,使其光合速率降低[9-13]。

3 讨论

a.一般来说,在移栽过程中,苗木的根系保存方式很重要。本试验中移栽的乳源木莲虽为裸根苗,但成活率为60%,相对较高,生长中病虫害较少,表现较好,所以初步认为此树种易于移栽,可以作为园林绿化推广树种。

b.经调查,试验地与福建主产区在移栽乳源木莲幼苗时的管理模式并无较大区别,所以认为,立地条件是引起移栽成活率与年生长量区别的主要因素。建议在冬天采取覆盖防寒措施,保障苗木安全越冬。在移栽运输过程中可能也会有影响成活率的因素,这里暂不做讨论。

c.乳源木莲属偏阴性亚热带树种,忌强光直射,喜湿润的生长环境。阳坡或无荫蔽的丘陵地区栽培乳源木莲生长受抑制。因此,本试验地所在的丘陵地区种植乳源木莲,宜选择阴坡或有自然荫蔽的、阴湿的、土壤肥沃的、疏松的环境较好[14]。

d.总体来说,乳源木莲在试验地培育效果较好,耐荫性较强,且在安徽省园林应用及对其生理特性的研究都较少,有很大推广前途。因此,只要采取相应措施,在长江中下游地区,可以作为园林树种,丰富本省园林植物种类。

4 结论

a.乳源木莲在长江中下游丘陵地区移栽成活率为60%,对比主产地福建地区的成活率90%,较低。

b.移栽成活后,初期乳源木莲的生长速度比较缓慢,通过比较可以看出,乳源木莲的生长高峰期在7~9月,苗高生长量为0.21 m,地径生长量为0.26 cm;生长低峰期在9~11月,苗高生长量0.05 m,地径生长量为0.03 cm。试验地生长节律趋势与主产地福建地区相同。但福建地区的高峰期生长量高于试验地。

c.晴朗天气下,乳源木莲的净光合作用速率曲线、蒸腾作用速率曲线以及水分利用率曲线均呈现双峰曲线,其中净光合速率峰值分别出现在10:00和13:00,蒸腾速率峰值分别出现11:00和14:00,水分利用率峰值分别出现在9:00和13:00。在中午气温较高时,均出现最低值。

本试验为乳源木莲在长江中下游丘陵地带的引种,丰富本地园林树种种类,恢复珍稀树种资源,提供了理论依据和实践指导。

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