種苗級別對半楓荷生長發(fā)育的影響

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(廣西植物功能物質研究與利用重點實驗室，廣西壯族自治區(qū)中國科學院廣西植物研究所， 廣西 桂林 541006)

半楓荷(SemiliquidambarcathayensisH.T.Chang)為金縷梅科的寡種屬植物，高大喬木，國家Ⅱ級保護植物，為我國特有種，它具有楓香屬和蕈樹屬的綜合性狀，對研究金縷梅科系統(tǒng)發(fā)育具有重要的科學價值[1-3]?，F(xiàn)僅殘存于我國南部和東南山區(qū)， 即廣西、湖南、江西、廣東等省的山區(qū)地帶。其根及莖、枝、葉均可作為中草藥，具有鎮(zhèn)痛消淤、活血驅風等功效[4]；半楓荷葉形奇特多樣，似楓似荷非常神奇，可面向行道樹等大眾化觀賞區(qū)域推廣。該物種在學術研究、中醫(yī)藥用、園林綠化等方面具極高價值，同時其木材材質優(yōu)良，旋刨性良好，是珍貴的鄉(xiāng)土優(yōu)良樹種。由于其野生資源薀藏量很小，加上生存環(huán)境惡化及多年來產區(qū)群眾亂采濫挖，數量越來越少，不少地段瀕臨滅絕或已絕跡。野外調查發(fā)現(xiàn)，半楓荷集中散生很少，多為零星生長的單株，野外殘存的種群數量已極為稀少，因此對半楓荷實施人工繁育和栽培迫在眉睫。目前已有從扦插[5]、組培[6]和實生播種育苗技術[7]方面對半楓荷進行苗木繁育的研究。

播種苗受個體遺傳性、環(huán)境因子和人為技術措施等影響，個體的生長狀況差異較大，不利于統(tǒng)一栽培管理[8]。播種苗的苗木分級是一種新型技術措施，在苗木培育過程中，形態(tài)差異較大，對其進行分級，進而換床移植。播種苗分級以后再移植，既能對同一級別的苗木進行同一量的水、肥精準培育，節(jié)約經濟成本，又能有效避免不同級別的苗木移植在一起引起的“大欺小”現(xiàn)象的發(fā)生。研究表明，半楓荷扦插與組培繁殖比較困難，其種子在野外雖難以萌發(fā)成苗，但人工條件下發(fā)芽率可以達到85%[7]。為了加快繁殖，發(fā)展合格的半楓荷種苗，對不同種苗級別的半楓荷苗木進行盆栽移植培育，比較研究不同級別苗木在相同栽培管理條件下的生長發(fā)育動態(tài)和各部位生物量積累特性，為科學制定半楓荷容器苗的分級培育技術提供具體的技術指導，為造林生產提供技術支持。

1 材料和方法

試驗地設在桂林雁山廣西植物研究所試驗場，該地屬中亞熱帶氣候，年均溫19.2 ℃，最熱月均溫28.4 ℃，最冷月均溫7.7 ℃，絕對高溫38 ℃，絕對低溫度-6 ℃，年積溫6 950 ℃。年降雨量1 655.5 ℃，土層較厚，粘壤土，pH值4.8～5.5，0～35 cm深土壤營養(yǎng)成分：有機碳0.663 1%，有機質1.143 1%，全氮0.117 5%，全磷0.113 1%，全鉀3.066 1%。2014年3月31日，將產自同一野生植株的半楓荷種子用水浸泡24 h后，播種于10 cm×10 cm塑料營養(yǎng)杯，每杯1顆種子，播種基質為桂林植物園耕作土與火土(3∶1)混合而成。4月14日子葉開始出土，4月28日長出第1對真葉。6月20日，當幼苗莖開始木質化時，以苗高和地徑為分級標準，將苗木分成3個等級(具體分級見表1)，帶原土球轉移至26 cm×21 cm的塑料營養(yǎng)杯，基質為桂林植物園耕作土，每杯1株，每個處理30株，定期除草，隨時防治病蟲害，整個生長期施花生麩水2次。每個處理隨機選取其中15株苗木固定掛簽，自2014年6月26日始至生長期結束(12月18日)，每15 d調查1次半楓荷苗木的苗高、地徑、冠幅、真葉數和分枝數，生長后期1個月測定1次。

圖1 不同種苗級別對半楓荷幼苗地上部生長動態(tài)的影響

表1 苗木分級標準

苗木等級苗高(cm)地徑(mm)一級H≥5．5D≥1．40二級5．5>H≥3．51．40>D≥1．00三級H<3．5D<1．00

由于采用容器苗移植，沒有出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，各苗級成活率均為100%。12月18日(生長季末)，每苗級隨機選取苗木5株，盡量保持根系完整，洗凈根系泥土，測定主根長、主根粗、根幅、>1 cm側根數和側根粗，之后將植株分成根、支持結構(莖與葉柄)和葉三部分，于105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重并稱取重量。求出如下參數：根生物量比(根重/植株總重)；葉生物量比(葉重/植株總重)；支持結構生物量比(支持結構重/植株總重)；冠/根比(地上部分中/根重)[10]。用一元方差(One～Way ANOVA)分析不同種苗級別半楓荷幼苗各參數的差異，用Duncan進行多重比較，所用軟件為SPSS 11.5。用SigmaPlot 9.0繪圖。

2 結果與分析

2.1 種苗分級對半楓荷幼苗地上部分生長發(fā)育的影響

如圖1所示，不同等級種苗的株高、地徑、冠幅、葉片數和分枝數在整個生長期間的大小順序均保持為一級>二級>三級。10月9日之前，各等級種苗的株高均隨生長時間的推移，基本呈線性增加的趨勢，之后，二、三級苗的株高基本停止生長，而一級苗一直到11月8日，株高才停止生長(圖1 A)。整個生長季，各等級種苗的地徑均隨生長時間的推移，基本呈線性增加的趨勢(圖1 B)。6月26日至8月20日，各等級種苗的冠幅均隨生長時間的推移，基本呈線性增加的趨勢，之后增速放緩，其中一級苗自10月9日起冠幅基本停止增長，二、三級苗一直到11月8日后冠幅才停止增長(圖1 C)。6月26日至9月4日，各等級種苗的葉片數均隨生長時間的推移，基本呈線性增加的趨勢，之后隨著分枝葉片的展開，葉片數增速加大；不同等級種苗均于8月20日至10月9日期間萌生分枝，其中三級苗分枝萌發(fā)較晚，其停止萌生分枝日期也推遲到11月8日(圖1 D)。表明半楓荷種苗等級越高，移栽后的植株生長狀況越好，長勢更佳，植株更為高大。

圖2 不同種苗級別對半楓荷幼苗生物量的影響

表2 不同種苗級別對半楓荷幼苗地下部形態(tài)特征的影響

種苗級別主根長(cm)主根粗(mm)根幅(cm)平均側根粗(mm)側根數(條)一級27．2±0．8a10．54±0．56a18．0±0．7a3．42±0．21a8．5±0．4a二級18．0±0．7b8．16．23±0．47b15．4±0．5b2．64±0．09b5．5±0．3b三級17．5±0．8b7．46±0．356b11．5±0．4c2．15±0．07c3．0±0．4c

注：數據以平均數標準誤表示，同一列上標相同字母為差異不顯著(p<0.05)。

2.2 種苗分級對半楓荷幼苗地下部分形態(tài)特征的影響

如表2所示，種苗等級顯著影響半楓荷幼苗的地下部形態(tài)特征。一級苗的主根長和主根粗均顯著大于二級苗和三級苗，而二級苗和三級苗間無顯著差異；半楓荷的根幅、平均側根粗和側根數均隨種苗等級的增高而顯著增大。

2.3 種苗分級對半楓荷幼苗各部分生物量的影響

如圖2所示，種苗等級顯著影響半楓荷幼苗的各部分生物量，其根生物量、支持結構生物量、葉生物量和總生物量均隨種苗等級的增高而顯著增大。二、三級苗的根生物量、支持結構生物量、葉生物量和總生物量分別僅為一級苗的48.5%和25.0%、45.8%和27.5%、65.2%和54.6%、52.4%和34.4%，苗級對根生物量和支持結構生物量積累的影響高于葉生物量。

2.4 種苗分級對半楓荷幼苗生物量分配的影響

如圖3所示，種苗等級顯著影響半楓荷幼苗的各部分生物量分配。一、二級苗的根生物量比無顯著差異，但均顯著大于三級苗(圖3 A)；支持結構生物量比隨苗級的增高而顯著增大(圖3 B)；葉生物量比隨苗級的增高而顯著降低(圖3 C)；一、二級苗的冠根比無顯著差異，但均顯著小于三級苗(圖3 D)。

3 討論與結論

苗木是一個復雜的生物體，個體生長狀況與樹種遺傳特性密切相關，并受環(huán)境因子和人為技術措施的制約[11]。同一樹種，在相對一致的環(huán)境中培育，生長表現(xiàn)和成活率上的差異主要取決于苗木內在品質和與立地條件的適應程度[12]。半楓荷幼苗生長初期，采用容器苗移栽，生長季結束時，不同等級種苗在植株生長、外觀形態(tài)和生物量積累上均存在顯著差異。其中一級苗的地上長勢、根系大小以及各部分生物量均顯著優(yōu)于二、三級苗，而二級苗又優(yōu)于三級苗，即通過一級苗培育出來的半楓荷植株更為高大、粗壯，根系發(fā)達、干物質積累更多。到生長季末，一級苗的株高、地徑、冠幅、葉片數和分枝數分別達41.8 cm、7.86 mm、30.10 cm、28個和2.1個，一年即可出圃。不同等級種苗植株在生長發(fā)育過程中，發(fā)育進程、生物量的積累有著共同的規(guī)律[13]。雖然不同等級半楓荷苗木移栽后，苗木長勢差別較大，但半楓荷3個苗級植株的株高、地徑、冠幅、葉片數以及分枝數生長動態(tài)曲線均呈基本一致的變化趨勢。10月之前，3個苗級的株高、地徑、冠幅和葉片數均呈線性增加趨勢，之后隨著溫度降低，苗木高、徑生長逐漸停止，生產作業(yè)也隨之結束；并且3個苗級均于8月下旬至9月上旬開始萌生分枝。

圖3 不同種苗級別對半楓荷幼苗生物量分配的影響

植物生物量體現(xiàn)了植物在生長發(fā)育過程中對能量的積累，但是植物各器官生物量的分配格局會因種類、年齡、植株大小及外界環(huán)境而不同[14-15]。半楓荷一級苗的總生物量顯著大于二級苗，而二級苗又顯著大于三級苗，隨著總生物量的不同，半楓荷各苗級的生物量分配存在顯著差異，即隨個體大小的不同各部分器官的生長呈異速生長關系。其中隨著個體大小的增大，半楓荷的根生物量比和支持結構生物量比增大，葉生物量比和冠根比減小。大量研究證明，因根系與水分和養(yǎng)分的吸收能力緊密相關，使與根系形態(tài)相關的質量指標成為苗木質量評價中最有代表性并對苗木后期生長和成活最有預測價值的部分[16]。隨著個體大小的增大，半楓荷苗木的根系更為發(fā)達，更利于今后的造林成活與迅速生長。本試驗只討論了種苗分級對植株生長、形態(tài)和生物量積累的影響，并未涉及環(huán)境條件和栽培措施對其影響，環(huán)境及栽培措施等能否彌補低等級種苗植株較小帶來的不足還有待進一步研究。

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