王仁合,何景峰,霍安平
(1.延安市黃龍山林業(yè)局,陜西黃龍 715700;2.西北農(nóng)林科技大學林學院,陜西楊凌 712100)
柳樹作為生物能源植物,其研究與開發(fā)最早在瑞典進行。瑞典Svalof Weibull種子公司選育出柳樹優(yōu)良無性系,具有生長快、萌芽能力強、適應性強、燃燒值高、硫和灰分含量低的特點,是理想的氣化、液化原料[1],故被稱為能源柳(energy willow)。瑞典能源柳還是很好的園林綠化、水土保持和環(huán)保樹種,瑞典能源柳被作為植被濾器來凈化污水及污染土壤[2],也被稱之為多功能利用樹種。柳樹在瑞典廣為栽培,預計2010年瑞典的柳樹栽培面積已超過8.0萬 hm2[3]。2004年,西北農(nóng)林科技大學從瑞典引進柳樹無性系19個,隨后在陜西楊凌西北農(nóng)林科技大學苗圃、延安市黃龍山林業(yè)局、延安市喬山林業(yè)局試種,并開展繁殖、栽培技術研究。2005年,黃龍山林業(yè)局從西北農(nóng)林科技大學引種瑞典能源柳其中,選擇表現(xiàn)較好的8個無性系,在該局石堡林場進行引種后,對其適應性進行了觀測和擴繁試驗。本文通過對該林場引種的8個無性系引種后的形態(tài)學特征、物候、病蟲害與日灼等適應性進行觀察,對1a生扦苗的生長量等調查,目的是總結瑞典能源柳引種后表現(xiàn)和適應性,歸納生長和抗逆性特征,為瑞典能源柳在黃土高原地區(qū)栽培提供依據(jù)。
試驗地位于黃龍山林業(yè)局石堡林場33林班12小班渭清公路邊的川道平坦地,緯度35°36′,海拔1 174 m,屬暖溫帶大陸型半濕潤氣候。冬季寒冷,夏季溫暖,晝夜溫差大,熱量條件充沛,光照充足。年均氣溫為8.6℃,7月平均氣溫為21.5℃,極端最高溫度為36.7℃;1月平均氣溫為-5.7℃,極端最低溫度為-22.5℃,年較差為27.2℃,無霜期158 d,年降水量602 mm左右[4]。試驗地此前為農(nóng)地,土壤以褐土為主,有水流從低處溝道經(jīng)過。主要氣象災害為冬季低溫凍害。
瑞能 A-Salix schwerinii,瑞能B-Salix dasyclados,瑞能 C-Salix viminalis,瑞能 DSalix schwerinii,瑞能E-Salix viminalis,瑞能2-Salix dasyclados,瑞能4-Salix'Mesu Neko',瑞能6-Salix irrorata。8個瑞典能源柳無性系均為插穗(平均長20 cm,直徑0.8~1.0 cm)。在實驗地作壟,3月中旬,按照1 m×0.7 m的行株距扦插。插后立即進行灌溉,過后根據(jù)土壤干旱情況,在5與中旬灌溉一次。8個無性系均在4月底抹芽,每個扦插苗保留2~3個萌條。試驗地在5月中旬、7月中旬和9月上旬各除草一次。再無其他特殊管護措施。連續(xù)進行了2 a的形態(tài)特征、物候發(fā)育、個體生長、病蟲感染、日灼等方面的觀測。
在8個1a生柳樹無性系中,每個無性系選擇6株,主要觀測苗高;地徑;枝條顏色;分枝數(shù)量;葉片形態(tài)、顏色及有無柔毛;葉柄顏色及長度;花期(2 a生扦插苗)。
在8個無性系中選擇生長中等的1~2 a生能源柳個體作為觀察對象。在苗圃地中間,每個無性系選6株生長健康的單株掛標識牌,作為固定觀測樣株。觀測時間從3月下旬開始至苗木落葉為止,生長旺盛期(3~6月)每周觀測2次,6~10月每周觀測1次。主要觀察項目有:萌動期、展葉期、開花期和落葉期,各發(fā)育時期的特征按照《中國物候觀察方法》實施[5]。
選擇2 a生能源柳無性系作為觀測對象,主要觀測項目:病害、蟲害、日灼。其影響等級為:“+++”表示嚴重,“++”表示較嚴重,“+”表示一般。
在苗圃地中間,每個無性系選6株生長中等個體,掛標識牌,作為固定觀測樣株。每月月中和月末各測量一次高、地徑生長量,直至生長停止為止;葉片數(shù)量調查隨同高、地徑生長量調查進行,僅統(tǒng)計植株上現(xiàn)存葉片;扦插當年10月份,對每一個無性系選擇生長中等插穗行3行,每行連續(xù)調查100個插穗的苗木成活率(10月份地上部分無活的枝條,確定為死亡),然后取平均值。
(1)瑞能A:灌木,枝條直立生長,上部有膨大芽。下部枝條略帶棕褐色,彎曲后直立生長,枝條深棕褐色;葉互生,披針形,長12.8~15.5 cm,葉寬1.4~1.9 cm;先端漸尖,基部楔形,葉子全緣,葉面暗綠色,背面密生白色柔毛,側脈細而稍有突起;葉柄黃綠色,長0.2~0.5 cm。
(2)瑞能B:灌木,枝條斜生,分枝能力特強。枝條下部呈黃褐色,中上部棕褐色,頂梢呈黃綠色,被短白色絨毛;葉互生,寬披針形,革質,長12.5~15.5 cm,葉寬2.2~3.4 cm;先端漸尖,基部寬楔形,葉緣有腺齒,葉面暗綠色,背面密生白色柔毛,淺綠色,側脈粗,突起明顯;葉柄彎曲較大,黃綠色,長0.5~1.4 cm。
(3)瑞能C:小喬木或灌木,枝條直立生長,株型緊湊。枝條下部呈黃綠色,上部枝條棕紅色或棕褐色,被有飽滿而大的芽,呈紫紅色或帶有綠色,芽長0.4~1.0mm,寬2~3 mm;葉互生,披針形,長13~16 cm,寬1.7~2.2 cm;先端漸尖,基部楔形,葉子全緣,葉面暗綠色,背面密生白色柔毛,淺綠色,側脈稍突起;葉柄黃綠色,長0.4~0.6 cm;花期3月中旬-4月下旬。
(4)瑞能D:灌木,主干枝條下部彎曲成較大弧狀后直立生長。下部枝條呈黃綠色,上部淺棕褐色或棕紅色,被有大芽;葉互生,披針形,長10.6~14.6cm,寬1.4~2.2 cm;先端漸尖,基部楔形,葉子全緣,葉面暗綠色,背面密生白色柔毛,淺綠色,側脈稍突起;葉柄黃綠色,長0.4~0.6 cm。
(5)瑞能E:小喬木或灌木,株型緊湊。枝條下部呈黃綠色,上部紫紅色,表皮被短的白色微絨毛,梢部芽大而飽滿,個別在9月下旬開始萌動;葉互生,披針形,長9.8~13.5 cm,寬1.4~2.0 cm;先端漸尖,基部楔形,葉子全緣,葉面暗綠色,背面密生白色短柔毛,淺綠色,側脈稍突起;葉柄黃綠色,長0.5~0.8 cm;花期3月中旬~4月中旬。
(5)瑞能2:灌木,下部枝條彎曲后直立生長,樹形美觀。一年生枝條幾乎全為黃綠色或上部為棕褐色,主干具條形白色裂紋,紋長0.2~2 cm,寬為0.3 cm;無側枝或少部分有2~5個分枝,上部枝條具疏柔毛和大芽,芽長1~1.2 cm,寬0.4~0.5 cm;葉互生,寬披針形,長11.3~16 cm,寬3.0~4.5 cm;先端漸尖,基部寬楔形,葉全緣或稍有稀疏鋸齒,葉面暗綠色,背面密生白色長柔毛,淺綠色,側脈明顯突起,具密生柔毛;葉柄黃綠色,長1.3~1.5 cm;花期3月上旬-4月中旬。
(7)瑞能4:灌木,枝條斜生伸展,樹形美觀。一年生枝條均呈紫紅色,下部表皮有條形細白紋,主枝中部以上有分枝2~5個,枝條被微絨毛,芽紫紅色且大,被長柔毛,長1.2~1.7 cm,寬0.6~0.7 cm;葉互生,卵形或矩形,長10.5~12.5 cm,寬3.8~4.1 cm;先端急尖或漸尖,基部寬楔形或圓形,葉子革質,葉緣有疏鋸齒,葉面綠色與淡黃色相間分布,呈亮綠色,背面有細柔毛,淺綠色,側脈明顯突起;葉柄紫紅色,有白柔毛,著生1對托葉,葉柄長0.9~1.2 cm;花期3月上旬-4月下旬。
(8)瑞能6:灌木,分枝能力極強,樹形美觀。一年生植株在地面處分枝多達7-10個,腋芽大,深紅色,個別芽在9月下旬萌動,芽長0.5~0.7 cm,寬3~4 cm,表皮被有蠟層和細裂紋,枝條均為紫紅色;葉互生,披針形,長7.7~9 cm,寬1.4~1.7 cm;先端漸尖,基部楔形,葉子革質,葉緣有粗鋸齒,葉面亮綠色,背面無柔毛、光滑、被白粉層,蒼白色,葉側脈很細,幾乎無突起;葉柄深紅色和綠色相間分布,長0.5~0.6 cm;花期3月下旬-4月中旬。
表1為陜北黃龍林區(qū)引種的瑞典能源柳不同無性系的物候觀察結果。各個無性系均為2a生扦插苗,從表1可以看出,瑞能D葉芽萌動最早,在3月上旬末,瑞能C、瑞能4和瑞能6在3月下旬,其余4無性系葉芽萌動在3月中旬;瑞能E展葉始期在3月底,其余7個無性系展葉始期均在4月上旬或中旬,展葉期長短不一,一般在1周左右;對2a生能源柳,有花芽的只有瑞能C、瑞能E、,瑞能2、瑞能4和瑞能6,其它3個無性系未見花芽。其中瑞能E、瑞能2和瑞能4花期始于3月上旬,瑞能C始于3月中旬末,瑞能6始于3月下旬末。除瑞能6號外,其它4個開花的無性系花期均超過1月,最長的瑞能4號,花期達為41 d;落葉期以瑞能C開始落葉最早,在8月中旬出現(xiàn)主干下部葉發(fā)黃并開始脫落,進入9月其余無性系開始相繼出現(xiàn)落葉現(xiàn)象,至11月下旬,所有無性系落葉結束,落葉期以瑞能C最長,長達3個月,其它無性系落葉期在2~2.5個月。
表1 能源柳不同無性系的物候特征
在黃龍林區(qū)發(fā)現(xiàn)各個無性系的病害、蟲害及日灼危害情況均十分輕微。由表2可以看出,瑞能B葉面稍有葉銹病,幾乎不受蟲害影響;瑞能2、瑞能6、瑞能C、瑞能D和瑞能E盡管受柳毒娥(Stilprotiasalicis)危害,但程度較輕,蠐螬(Anomalacorpulenta)僅在瑞能A和瑞能D中個別發(fā)現(xiàn);瑞能4幾乎沒有病蟲害;日灼現(xiàn)象僅在瑞能A和瑞能D中出現(xiàn),且程度都較輕,其他無性系幾乎看不到日灼現(xiàn)象。
表3為8個瑞典能源柳無性系1 a生扦插苗生長狀況調查結果??梢钥闯觯鹉蹸>瑞能E>瑞能A>瑞能D>瑞能6>瑞能2>瑞能B>瑞能4,其中以瑞能C、瑞能E和瑞能領先其它5個無性系,高生長最高分別達到了209 cm、179 cm和161 cm;平均地徑表現(xiàn)出與高生長相一致的生長趨勢,所有無性系地徑在1 cm左右;就成活率而言,1 a生扦插苗,扦插時以清水浸泡,成活率以瑞能E和瑞能A最高,分別為96%和93%,其它6個無性系成活率介于73%~89%之,尤其是瑞能4和瑞能6成活率僅為74%和79%(表3)。
表2 能源柳不同無性系病蟲害及日灼情況
表3 一年生能源柳無性系生長狀況
黃龍林區(qū)引種的8個瑞典能源柳無性系均為灌木型,但相對而言,瑞能C和瑞能E具有小喬木的形態(tài)。瑞能2好和瑞能4號葉片長而寬厚,花期長達一月多,尤其是瑞能4號葉芽和花芽大且具玫瑰紅色,花序長且花色絢麗,具有很好的觀賞價值,適于做園林綠化樹種。
8個無性系當年扦插苗均不開花,僅有瑞能2號和瑞能4號在當年10月中旬花芽開始萌動,個別花芽有露白現(xiàn)象。從翌年3月上旬開始,除瑞能A、瑞能B和瑞能D外,其余5個無性系均開花,但每株上開花的數(shù)量較少,進入第3年,隨著個體增大,花芽數(shù)量的增多,植株上花序的數(shù)量比較多。在瑞能C、瑞能E、瑞能2、瑞能4和瑞能6五個開花無性系中,除瑞能6開花始期晚于葉芽萌動始期外,其它4個無性系的開花始期均早于葉芽萌動始期,最短相差1周,最長如瑞能4號相差17天。5個開花無性系的開花始期均晚于展葉始期,說明柳樹是先葉后花植物。
黃龍林區(qū)海拔為1 174 m,緯度35°36′,7月平均氣溫為21.5℃,而且晝夜溫差大,不利于害蟲的繁殖,由日照所產(chǎn)生的日灼對能源柳的危害自然也小。但在黃龍以南的關中平原楊凌引種地,由于緯度和海拔相對于低于黃龍,日灼和蟲害對引進能源柳無性系影響較大。原產(chǎn)地瑞典的緯度高達60多度,很少由病蟲害發(fā)生[1],但并非瑞典柳抗蟲害。對比分析可以看出,瑞典能源柳喜濕潤、涼爽、高緯度的氣候。
引進瑞典能源柳的初衷目的是因其萌芽力強、生長快、燃燒值高,可以作為生物質能源原料。在引進的8個無性系中,以瑞能C和瑞能E無論在高生長還是徑生長方面均表現(xiàn)出高于其它6個無性系,但遜于當?shù)貑棠緲浞N旱柳和金枝柳,瑞典能源柳后續(xù)生長還有待于繼續(xù)觀察。
[1]張文輝,何景峰,周建云.能源柳研究現(xiàn)狀與國內引種栽培[J].生物質化學工程,2006,40(12):38-45.
[2]曲 藝,范俊崗,于清錄,等.柳樹植被濾器在土壤及污水凈化中的作用.遼寧林業(yè)科技[J],2004,(4):20-22.
[3]Stig Larsson,周偉軍.瑞典短季柳的研究與應用[J].世界農(nóng)業(yè),1999,247(11):52.
[4]許蘭州,王西珍.陜西省地圖冊[M].西安:西安地圖出版社,2002.
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