物理去瘤法對天目山柳杉癭瘤病的影響

黃一名，楊淑貞，趙明水，陳嘉琦，吳建其，溫國勝

（1.浙江農(nóng)林大學(xué) 亞熱帶森林培育國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，浙江 臨安 311300；2.天目山國家級自然保護(hù)區(qū) 管理局，浙江 臨安 311311）

天目山國家級自然保護(hù)區(qū)位于浙江省臨安市，是國家級著名旅游風(fēng)景區(qū)，也是浙江省唯一加入國際生物圈保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)的自然保護(hù)區(qū)，素有 “大樹華蓋聞九州”的美譽(yù)。天目山的柳杉Cryptomeria fortunei以高大、雄偉、古老而聞名中外。近年來，柳杉癭瘤病的蔓延對天目山國家級自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)安全造成威脅，引起了政府部門和專家的高度重視，開展了多項(xiàng)研究，取得了一些成果[1-3]。楊淑貞等[4]提出了通過輸營養(yǎng)液的方法來治療柳杉癭瘤病，效果比較顯著，但也認(rèn)為癭瘤病的防治工作具有一個漫長的過程而且是一個綜合性的問題，除了輸營養(yǎng)液以外，還應(yīng)當(dāng)尋求其他有效的方法。本研究探討利用另一種新的方法——物理去瘤法對柳杉癭瘤病防治的作用，試圖為柳杉癭瘤病的防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)原理、材料與方法

物理去瘤法是利用外力的方式來去除柳杉枝葉上病瘤的方法。目前還沒有學(xué)者和專家提出過該種方法，因此，它是本研究所提出和探討的一個新方法。物理去瘤法方式有很多，但是針對天目山國家級自然保護(hù)區(qū)柳杉較為高大，而且生長的地勢較為險峻的特點(diǎn)，因而采用高壓水槍作為物理去瘤方法的主要手段，從而減少人工去瘤的危險性。其原理是利用高壓水槍噴射出的水不斷沖擊柳杉枝干間的病瘤使其脫落以達(dá)到去除病瘤的目的。

在浙江天目山國家級自然保護(hù)區(qū)天目山莊附近的柳杉群落內(nèi)選取6株樹齡大致相同，長勢、大小基本相似的柳杉（樹齡約300 a，胸徑約為50 cm），在樹冠中下部搭建觀測塔并編號作為試驗(yàn)對象。6株供試柳杉分別編號為A1，A2，B1，B2，C1，C2。于2011年5月分別對每株柳杉的新梢長、瘤大?。ㄗ畲笾睆健磷钚≈睆剑?、瘤密度、新葉老葉的葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行測定，得到第1部分?jǐn)?shù)據(jù)，然后在分別對每一組柳杉樣本中A1，B1和C1用高壓水槍噴射的方法去除柳杉上的癭瘤，A2，B2和C2作為對照不做任何的處理，分別于2011年7月（柳杉生長第1個高峰期末）與2011年12月（柳杉生長第2個高峰期末）進(jìn)行上述同樣的測定，得到了第2部分和第3部分的數(shù)據(jù)。通過不同處理間的橫向比較和處理前后的縱向比較，研究物理去瘤法對柳杉癭瘤病的影響。

新梢長、瘤大?。ㄗ畲笾睆健磷钚≈睆剑┯镁沓咧苯訙y定；瘤密度用單位樣枝上的癭瘤個數(shù)表示；葉綠素相對含量用日本產(chǎn)SPAD-502型葉綠素計測定；葉綠素?zé)晒鉁y定利用便攜式葉綠素?zé)晒鈨xPAM-2100（德國WALZ公司生產(chǎn)），在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定狀態(tài)（standard settings）下進(jìn)行活體測定，對每種處理選定的樣枝分別掛牌標(biāo)記，從中隨機(jī)選取主新梢上的功能葉，測定光適應(yīng)下的光合量子產(chǎn)量（yield）和經(jīng)暗馴化15 min后的光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）原初光能轉(zhuǎn)化效率（Fv/Fm），測定重復(fù)4次，結(jié)果取平均值[5-6]。

為了更明確地比較處理效果，定義測定指標(biāo)的相對值＝（處理－對照）／對照。

2 結(jié)果與分析

2.1 物理去瘤法對柳杉癭瘤數(shù)量的影響

從圖1A可以看出：無論處理組和對照組，從5月到12月，癭瘤密度均呈上升趨勢；在5月的處理前，處理和對照相同。經(jīng)過去瘤處理后，7月和12月的處理組癭瘤密度雖然都低于對照組，但總體上都呈現(xiàn)上升的趨勢。這說明物理去瘤法不能有效地減少癭瘤的密度。從癭瘤平均直徑比較（圖1B）中可以看出經(jīng)過處理后的柳杉癭瘤直徑與5月相比有明顯的下降，而對照組的直徑也略有下降。因此，物理去瘤可以有效地降低癭瘤的大小和數(shù)量。

2.2 物理去瘤法對柳杉生長量的影響

從圖2A中可看出：12月的去瘤組和對照組樣本的新梢生長量顯著高于7月，且7月和12月的去瘤組柳杉新梢生長量與其各自的對照組相比略有下降，但由于各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)誤差之間差距不是很顯著，因此可以認(rèn)為7月與12月各自的去瘤組與對照組新梢生長量的差別不明顯。從圖2B的相對生長量[（處理－對照）／對照]比較可以看出，無論是7月還是12月，去瘤處理的柳杉新梢長均比對照的小，表明物理去瘤對柳杉新梢生長不僅沒有促進(jìn)作用，反而阻礙了其生長。由于在運(yùn)用物理去瘤法在去除病瘤的同時，在一定程度上也破壞了健康枝條的生長，因此使得新梢的生長受到了限制。

2.3 物理去瘤法對柳杉葉綠素相對含量的影響

圖1 柳杉癭瘤的平均密度和平均直徑Figure1 Comparison of average density and diameter of tumor of Cryptomeria fortunei

圖2 柳杉新梢生長量和相對生長量比較Figure2 Comparison of increase and relative increase of fresh treetops of Cryptomeria fortunei

柳杉新葉葉綠素相對含量的多少是反映柳杉長勢旺盛與否的標(biāo)志之一。從圖3A可以看出：無論是7月還是12月，對照組的柳杉新葉葉綠素相對含量都大于處理組柳杉的相對含量，但從標(biāo)準(zhǔn)誤差上看出這種差別不明顯。從圖3B的相對葉綠素相對含量比較可以看出：經(jīng)過去瘤處理的柳杉新葉葉綠素相對含量也比對照柳杉的相對含量低，且12月下降的幅度大于7月，這說明運(yùn)用物理去瘤法去除病瘤同時，也破壞了新葉的正常生長，導(dǎo)致新葉葉綠素相對含量下降。

圖3 柳杉新葉葉綠素含量及相對含量的比較Figure3 Comparison of chlorlphyll content and relative chlorophyll content of new leaves

2.4 物理去瘤法對柳杉葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

光合量子產(chǎn)量yield是表示和反映光合作用的能量利用效率的重要指標(biāo)之一。Fv/Fm是PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量，它反映了PSⅡ反應(yīng)中心內(nèi)稟光能轉(zhuǎn)換效率。Fv/Fm值越大，光能轉(zhuǎn)換效率越高，葉綠體的活性和光合作用的能力越強(qiáng)。從圖4和圖5中可以看出，yield和Fv/Fm的相對值，7月都是正值；12月都是負(fù)值，表明隨著處理時間的增加，物理去瘤處理對柳杉光合量子產(chǎn)量的相對值呈下降趨勢，物理去瘤的促進(jìn)效果不明顯。

圖4 柳杉光合量子產(chǎn)量相對值比較Figure4 Comparison of yield relative

圖5 柳杉PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率相對值比較Figure5 Comparison of relative values of Fv/Fm

3 結(jié)論與討論

通過對去瘤處理前后的柳杉生長量、葉綠素相對含量、葉綠體熒光參數(shù)及癭瘤大小和癭瘤密度4個方面的比較可以看出，物理去瘤法對限制柳杉癭瘤的大小和數(shù)量起到了積極的作用。從2012年10月對天目山莊附近的6株樣本的觀察中發(fā)現(xiàn)：處理組的3株柳杉A1，B1和C1的瘤密度分別為1.6，1.9個和1.8個·m－1，平均密度為1.76個·m－1；癭瘤直徑分別為3.1，3.2和3.5 cm，平均直徑為3.3 cm，皆低于對照組的癭瘤密度和直徑。新梢平均長度為39.33 cm，也高于對照組。可處理組樣本的光合量子產(chǎn)量的相對值yield只有0.406，對照組為0.682，從中可以看出處理組的光合作用的效率低于對照組?？梢猿醪降贸鲆韵陆Y(jié)論：物理去瘤法能夠有效地限制柳杉癭瘤病的傳播，減少癭瘤病對柳杉枝葉的危害并有助于柳杉枝葉的生長，但對提高柳杉自身光合作用的生理活性能力的作用并不明顯。

柳杉作為天目山國家級自然保護(hù)區(qū)的主要物種，它的健康狀況應(yīng)受到當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門的高度重視。如今對于關(guān)系到柳杉種群的存亡的癭瘤病蔓延的嚴(yán)峻問題，應(yīng)當(dāng)予以正確認(rèn)真的對待。物理去瘤法雖然對癭瘤病的蔓延起到了一定的控制作用，但不能從根本上促進(jìn)柳杉的健康生長。因此，柳杉癭瘤病的防治工程還有待進(jìn)一步研究并通過長期定位觀測探討天目山柳杉種群特性與周圍生態(tài)因子的關(guān)系，提出更好的癭瘤病的防治方法，從而保持柳杉種群的健康生長。

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