云南甜角生長規(guī)律及氣候因子對其生長的影響

王兵益，楊時宇，李體初，趙一鶴，楊光映，廖禮彬

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所，云南　昆明650224；2.云南省林業(yè)科學(xué)研究院，云南　昆明650201)

?

云南甜角生長規(guī)律及氣候因子對其生長的影響

王兵益1，楊時宇1，李體初1，趙一鶴2，楊光映1，廖禮彬1

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所，云南昆明650224；2.云南省林業(yè)科學(xué)研究院，云南昆明650201)

摘要：甜角是蘇木科酸豆屬常綠喬木，是新近引進(jìn)的熱帶經(jīng)濟(jì)樹種，其果實具有重要的食用和藥用價值。本文在區(qū)域試驗的基礎(chǔ)上，全面調(diào)查甜角生長狀況及各試驗地的氣候因子，探討了甜角的生長規(guī)律及氣候因子對其生長的影響。結(jié)果表明，甜角株高、地徑和冠幅呈“S”型生長，符合邏輯斯蒂生長模型，且與其生殖發(fā)育過程高度吻合；甜角在各試驗點的生長速度差異顯著，平均溫度和≥10℃的積溫分別是株高和地徑的主要影響因子，熱量成為甜角推廣種植過程中需要重點考慮的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：甜角;熱帶經(jīng)濟(jì)樹種;生長規(guī)律;氣候因子;生長速度;邏輯斯蒂生長模型

甜角(Tamarindusindica)是蘇木科酸豆屬常綠喬木[1]，是酸角的變異品種[2]，原產(chǎn)熱帶非洲，后經(jīng)蘇丹引入印度，再由亞洲南部傳播到波斯、阿拉伯國家和歐洲等地[3]。甜角成熟果肉含有豐富的有機(jī)酸、糖類、氨基酸、B族維生素及各種礦物質(zhì)營養(yǎng)成分[4]，可生食或熟食，可加工成軟糖和其他食品[5]，也可以加工成飲料。其種子富含酸角多糖，為一種類似果膠但性能又優(yōu)于果膠的良好食品增稠劑和穩(wěn)定劑，果實入藥有驅(qū)風(fēng)濕和抗壞血病之功效。作為熱帶水果，甜角在中國很受歡迎，但以前市場上的甜角都是進(jìn)口的，從1999年開始，中國林科院資源昆蟲研究所陸續(xù)從泰國引進(jìn)甜角，并在云南的部分地區(qū)進(jìn)行區(qū)域試驗，在云南南部及干熱河谷區(qū)域種植成功[6]，但因為對甜角的生長過程及適應(yīng)區(qū)域了解不全面，給進(jìn)一步推廣種植及管理帶來了困難。本文在區(qū)域試驗的基礎(chǔ)上，全面調(diào)查引進(jìn)甜角生長狀況及各試驗地的氣候因子，研究了甜角的生長規(guī)律及氣候因子對其生長的影響，為甜角整形修剪、推廣種植及管理提供參考依據(jù)。

1材料和方法

1.1栽培地區(qū)的自然狀況

根據(jù)甜角可適應(yīng)的最大區(qū)域范圍，為使試驗點盡可能覆蓋更廣的地理區(qū)域和更大海拔范圍，選擇了8個實驗點，分別位于瀾滄江、金沙江和紅河3個流域的8個縣市(表1)，氣候以熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候為主。其中，景洪市為北熱帶和南亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，冬暖夏熱、濕潤多雨，而元江、元謀、元陽、賓川、鶴慶和永勝等地區(qū)為亞熱帶季風(fēng)河谷干熱氣候區(qū)，干熱少雨、光熱充沛、干濕季分明、土壤貧瘠，荒山造林難度大。這些地區(qū)年平均氣溫17.4～24.4℃，極端最低氣溫-6.2～5.8℃，極端最高氣溫37.7～42.3℃，≥10℃的活動積溫在5 919～8 687℃。年降水量593～1 398mm，主要集中在6-8月。土壤類型以紅壤、燥紅壤和磚紅壤為主。

1.2研究方法

甜角生長規(guī)律的研究在中國林科院資源昆蟲研究所元江試驗站內(nèi)完成，從1999年引進(jìn)甜角開始，分別于2002年、2004年、2006年、2008年、2009年、2010年、2011年和2012年在站內(nèi)栽植甜角嫁接苗，2013年4月調(diào)查這些甜角的地徑、樹高和冠幅，不同樹齡的甜角各調(diào)查30株。區(qū)域試驗從2005年開始，2005年7月份育苗，2006年3月份嫁接，7月定植，定植時平均苗高20～30cm，定植的株行距5m×6m。2012年4月在全面踏查的基礎(chǔ)上，在每個試驗點隨機(jī)調(diào)查10～20株，調(diào)查內(nèi)容包括胸徑、樹高和冠幅，同時觀測其發(fā)育狀態(tài)。

參考前人的研究成果，并結(jié)合對甜角試驗林多年的觀察經(jīng)驗，選擇年平均氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫、≥10℃的活動積溫、年平均降水量、年均相對濕度和年日照時數(shù)等7個氣候因子為研究對象，根據(jù)云南省氣候局編寫的《云南省農(nóng)業(yè)氣候資料集》[7]收集和整理氣候數(shù)據(jù)(表1)。

用Excel軟件分析甜角樹齡和主要生長指標(biāo)間的關(guān)系并作圖，樹齡從定植時起算。用SPSS軟件進(jìn)行甜角生長的回歸方程擬合，并對不同試驗點甜角的生長情況作方差分析，同時把胸徑和樹高作為因變量，氣候因子作為自變量，通過逐步回歸篩選氣候因子，找出影響甜角生長的重要氣候因子。

表1　試驗點概況

2結(jié)果與分析

2.1甜角的生長規(guī)律

甜角株高、地徑和冠幅隨樹齡的增長呈現(xiàn)出相近的生長規(guī)律(圖1～3)：在定植的前2-3年，株高、地徑和冠幅增加的幅度較小，隨后株高、地徑和冠幅快速增加，年生長量在5年達(dá)到最大值，隨后生長速度逐漸減緩，樹齡到10年左右，株高、地徑和冠幅的生長速度進(jìn)入相對穩(wěn)定的階段。

表2　甜角生長的數(shù)學(xué)模型

圖1　甜角株高生長曲線

圖2　甜角地徑生長曲線

甜角定植后需要1年左右的時間來適應(yīng)新的環(huán)境，恢復(fù)正常生長，隨后的1-2年中，由于根系不夠發(fā)達(dá)，樹冠較小，各種營養(yǎng)成分的吸收和有機(jī)物積累較少，所以在定植的前2、3年中，株高、地徑和冠幅增加的幅度較小，植株生長較為緩慢。樹齡在2、3年的植株，根系較為發(fā)達(dá)，樹冠也達(dá)到一定規(guī)模，充分保證了甜角生長所需的有機(jī)物和各種營養(yǎng)成分的供應(yīng)，進(jìn)入迅速生長期。當(dāng)樹齡達(dá)到10年左右，各生長指標(biāo)達(dá)到較高水平，生長速度再次減慢。

圖3　甜角冠幅生長曲線

2.2氣候因子對甜角生長的影響

經(jīng)過6年的區(qū)域試驗，各試驗點的甜角都能正常生長發(fā)育，并都進(jìn)入開花結(jié)實階段，但各區(qū)域試驗點上甜角的生長速度差異顯著(表3)，平均株高最高的是元江縣大水平鄉(xiāng)龍?zhí)对囼烖c，達(dá)到6.9m，平均冠幅和胸徑最大的是景洪橄欖壩試驗點，分別到達(dá)4.7m和22.2cm，平均株高最低、冠幅和胸徑最小的都是鶴慶縣朵美鄉(xiāng)黃浴村試驗點，平均株高、冠幅和胸徑分別為2.4m、2m和13.8cm。不同區(qū)域試驗點甜角在株高、地徑和冠幅指標(biāo)的差異較大，個別區(qū)域間達(dá)到了極顯著水平(表4)。

表3　各試驗點甜角的生長情況

注：同一列中不同字母標(biāo)示差異顯著，括號內(nèi)的值為標(biāo)準(zhǔn)差。

表4　不同地點甜角主要生長指標(biāo)的方差分析

氣候因子是影響植物生長發(fā)育的主要因素之一，也是決定植物分布和適應(yīng)區(qū)域的重要因素。為探討影響甜角生長的主要氣候因子，選擇株高(Y1)和地徑(Y2)做因變量，將年平均氣溫(X1)、極端最高氣溫(X2)、極端最低氣溫(X3)、≥10℃的積溫(X4)、年平均降水量(X5)、年均相對濕度(X6)和年日照時數(shù)(X7)做自變量，通過逐步回歸篩選影響甜角生長的主要氣候因子。

株高同各氣候因子回歸結(jié)果顯示，≥10℃的積溫(X4)被選入多元回歸方程，計算結(jié)果為，Y1= -0.829 36+0.000 74X4④，R=0.729 109；F=6.81；P= 0.040 1。

地徑同各氣候因子回歸結(jié)果顯示，年平均氣溫(X1)被選入多元回歸方程，計算結(jié)果為，Y2= 1.178 7+0.773 39X1⑤，R=0.717 844；F= 6.38；P= 0.044 9。

甜角的株高和地徑同氣候因子回歸結(jié)果都跟溫度相關(guān)，且檢測結(jié)果顯示方程都達(dá)到了極顯著水平。株高和地徑是衡量植物生長速度的主要指標(biāo)，而溫度也是影響植物生長主要氣候因子之一。平均溫度和≥10℃的積溫都和熱量有一定的關(guān)系，但平均溫度和≥10℃的活動積溫用來表示熱量上還是有細(xì)微差別，平均溫度表示這個地區(qū)溫度的總體水平，而且≥10℃的活動積溫表示的是≥10℃以上的積累溫度總和。這些差別說明≥10℃高溫部分對株高的貢獻(xiàn)較大，而平均溫度對胸徑的影響較為明顯。

3結(jié)論與討論

3.1甜角的生長規(guī)律

甜角株高、地徑和冠幅呈“S”型生長，符合邏輯斯蒂生長模型。栽植初期生長速度較慢，經(jīng)歷快速生長期后生長速度又逐漸減緩，這種生長規(guī)律與其它樹種相似[8～10]，只是進(jìn)入快速生長期所需的時間有所差異。在栽植初期，苗的根系不發(fā)達(dá)，也需要適應(yīng)新的土壤環(huán)境，所以生長速度慢。經(jīng)過一段時間的生長，根系比較發(fā)達(dá)，也適應(yīng)了新的土壤環(huán)境，逐漸進(jìn)入快速生長期。當(dāng)植株生長到一定程度，其根系和樹冠的增加速度小于植株整體的生長速度，植株生長速度就會放緩，進(jìn)入穩(wěn)定生長期。

甜角的營養(yǎng)生長規(guī)律和生殖發(fā)育過程高度吻合，嫁接苗從第3年開始開花結(jié)果，5年就進(jìn)入較穩(wěn)定的生產(chǎn)期。甜角苗栽種的前2-3年生長速度較慢，第3年進(jìn)入快速生長期，年生長量到5年達(dá)到最大值。甜角花序是總狀花序，小花數(shù)量很多，花期較長，開花要消耗大量的能量，所以只有植株長到一定大小后方可開花結(jié)果，植株進(jìn)入快速生長期，也進(jìn)入了盛果期。

雖然不同的氣候條件和水肥管理措施會在一定程度上影響樹木生長、發(fā)育過程，但不會改變樹木的生長發(fā)育規(guī)律。了解和認(rèn)識甜角的生長發(fā)育規(guī)律，可以為甜角果園的營造規(guī)劃及樹體修剪整形提供參考。根據(jù)甜角的生長規(guī)律，在正常條件下，2年就能定桿，第3年開始整形、修剪，5年后基本成形。

3.2氣候因子對甜角生長的影響

在云南，熱量是甜角推廣種植過程需要重點考慮的關(guān)鍵因子?！?0℃的積溫和年平均氣溫是影響甜角株高和地徑的主要氣候因子，都跟熱量有關(guān)，說明熱量是影響甜角生長的關(guān)鍵因子。雖然所有氣候因子都會影響樹木的生長和發(fā)育過程，但不同樹種及不同的栽種地點，各氣候因子所起作用的重要程度不同，限制性因子往往容易成為關(guān)鍵因子。從甜角類植物的分布區(qū)來看，不僅在熱量和水分都充足的熱帶地區(qū)有分布，在熱量豐富、水分不足的干熱河谷區(qū)域也有分布，這說明這類植物對熱量的要求高，而對水分的要求沒那么嚴(yán)格，所以，熱量很容易成為制約其生長的主要因素，也是甜角推廣種植中需要重點考慮的因素。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳征鎰.云南植物志(第八卷)[M].北京：科學(xué)出版社，1997:468-469.

[2]王芳，趙一鶴，楊時宇，等.甜角花部特征和傳粉系統(tǒng)研究[J].西部林業(yè)科學(xué)，2013，42(4):67-72.

[3]Verheij E.W.M.酸角[J].云南熱作科技，1994，17(3):46-47.

[4]趙靜，馮敘橋，吳永嫻.酸角的營養(yǎng)成分分析[J].營養(yǎng)學(xué)報，2001，23(4):378-379.

[5]邵金良，黎其萬，劉宏程.酸角保健軟糖的加工工藝技術(shù)研究[J].中國食品添加劑，2010(2):201-205.

[6]趙一鶴，楊時宇.泰國甜角引種栽培試驗[J].浙江林業(yè)科技，2005，25(1):53-55.

[7]云南省氣象局.云南省農(nóng)業(yè)氣候資料集[M].昆明:云南人民出版社,1984.

[8]唐光衛(wèi)，何暋斌，羅宏福，等.桂西北禿杉人工林生長規(guī)律分析[J].西部林業(yè)科學(xué)，2015，44(2)：97-99.

[9]白文斌，廖超英，康樂，等.西藏昌都地區(qū)川西云杉林木生長規(guī)律研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2012，27(5):158-162.

[10]康博文，劉建軍，李文華，等.樟子松苗木生長規(guī)律研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2009,24(1):74-77.

Growth Regularity and the Effect of Climatic Factors on Tamarindus indica

WANG Bing-yi1,YANG Shi-yu1,LI Ti-chu1，ZHAO Yi-he2,YANG Guang-ying1，LIAO Li-bin1

(1.Research Institute of Resource Insects,Chinese Academy of Forestory,Kunming Yunnan 650224,P.R.China;2.Yunnan Academy of Forestry,Kunming Yunnan 650201,P.R.China)

Abstract:Tamarindus indica Linn,an evergreen arbor,belongs to Caesalpiniaceae,were introduced to China recently,and it is a tropical non-wood forest with high edible and medicinal value.In this paper,relevant data of its growth and climatic factors were collected based on regional trials,and its growth rhythm and the effect of climatic factors were analyzed.The results showed that the growth curve of basal diameter,high and crown width were in a “s” shape.Its growth accorded with the Rogistic growth model and the process of reproductive development.There were significant difference in growth rate among different experimental sites,and the mean temperature and accumulated temperatures above 10℃ were the main impact factors of its high and basal diameter respectively,and heat should be considered as the critical factor in its planting for promoting.

Key words:Tamarindus indica Linn.;tropical non-wood forest;growth rhythm;climatic factor;growth rate;Rogistic growth model

中圖分類號：S 667.9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-8246(2016)02-0041-05

通訊作者簡介：楊時宇(1957-)，男，研究員，主要從事經(jīng)濟(jì)林培育研究。E-mail:ririysy@139.com

第一作者簡介：王兵益(1976-)，男，副研究員，博士，主要從事資源植物學(xué)研究。E-mail:wbykm@aliyun.com

基金項目：國家林業(yè)局林業(yè)公益性行業(yè)專項(201204420)。

*收稿日期：2015-07-13