紅豆樹容器苗各器官生物量和水分分配規(guī)律研究

溫莉娜，葉長飛，劉建靈，華美霞，毛青青，江 波

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紅豆樹容器苗各器官生物量和水分分配規(guī)律研究

溫莉娜1，葉長飛1，劉建靈1，華美霞1，毛青青1，江 波2

（1. 浙江省云和縣林業(yè)局，浙江 云和 323600；2. 浙江省林業(yè)科學研究院，浙江 杭州 310023）

對不同高度等級2年生紅豆樹容器苗各器官的生物量和水分分配規(guī)律進行研究。結(jié)果表明，處于不同高度時期各器官生物量和水分分配規(guī)律不同：①紅豆樹容器苗單株生物量及各器官生物量都隨著高度的增加而增加，各器官生物量分配順序從大到小依次為葉生物量>根生物量>干生物量>枝生物量；根、干、枝、葉生物量分配隨著高度的增加呈現(xiàn)一致增加的趨勢；苗高與地徑，苗高、地徑與根、干、枝、葉生物量以及地上、地下和單株生物量都具有極顯著相關(guān)關(guān)系(＜0.01)；②苗高在40 ~ 45 cm 的紅豆樹根、干、葉和單株含水率均達到最大值，其中枝含水率在各器官含水率中最大，達到67.04%，而苗高在65 ~ 70 cm的根、干、葉及單株含水率均為最低值，但枝含水率卻是在此高度的時候達到最大值；③根、干和單株含水率與各器官生物量呈極顯著負相關(guān)(＜0.01)，枝含水率與各器官生物量呈不顯著相關(guān)，葉含水率與根、干生物量呈現(xiàn)顯著負相關(guān)(＜0.05)，與葉、單株生物量呈現(xiàn)極顯著負相關(guān)(＜0.01)。

紅豆樹；容器苗；生物量；含水量；分配規(guī)律

苗木生物量是反映苗木競爭能力的重要指標。生物量是植物的基本生物學特征和功能性狀之一，是物質(zhì)和能量積累的基本體現(xiàn)[1]。生物量分配是植物生殖與生存平衡的結(jié)果[2]。生物量的大小表明植物利用和積累空間資源的能力[3]，而植物構(gòu)件水分含量的高低則表明其抗旱能力的強弱。紅豆樹屬豆科Leguminosae紅豆屬[4]植物，因種皮顏色鮮紅而得名，是國家Ⅱ級保護珍稀瀕危植物[5]。目前對紅豆樹的研究不多，主要集中在人工栽培育苗試驗、造林技術(shù)研究和紅豆樹資源介紹，如紅豆樹育苗試驗研究、紅豆樹培育技術(shù)和紅豆樹造林技術(shù)研究[6-10]，而對紅豆樹容器苗的生物量和水分分配規(guī)律的研究幾乎沒有。本試驗對紅豆樹容器苗各器官的生物量和水分分配規(guī)律進行研究，為紅豆樹的育苗提供理論參考依據(jù)，為更好地培育優(yōu)質(zhì)苗木提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于浙江省云和縣崇頭鎮(zhèn)重河灣苗圃，地理坐標119°55′ E，28°5′ N，屬于中亞熱帶季風氣候，溫暖濕潤、四季分明、雨量充沛；年均氣溫17.6℃，極端最高氣溫42.5℃，極端最低氣溫－8.7℃；年無霜期240 d；年均降水量1 547 mm。試驗地海拔230 m，坡向西南，坡度15°，土壤為紅壤，土層厚45 cm。

1.2 研究方法

于2013年11月采集云和縣林業(yè)局大院的紅豆樹種子。種子袋藏。播種前用80℃開水燙種，2014年4月，采用18 cm×20 cm無紡布容器進行育苗，每個容器一粒種子，基質(zhì)為40%的泥炭和25%的谷糠、10%廢菌棒、25%有機肥。苗木在設(shè)施大棚進行培育，出苗后用50%遮蔭網(wǎng)遮蔭，苗木生長期間見干時設(shè)施噴水，5，8，10月2%濃度復合肥（N:P:K=15:15:15，45%，洋豐集團）噴施以促進苗木快速生長。2016年5月，根據(jù)苗木的生長狀況，將40 ~ 70 cm高的苗木，按照每5 cm劃分為一個高度等級，共分成40 ~ 45，>45 ~ 50，>50 ~ 55，>55 ~ 60，>60 ~ 65，>65 ~ 70 cm 6個高度等級，每等級50株，然后隨機抽取處于各高度等級之間（不包括各高度等級兩端的高度）的5株容器苗，測量其高度、地徑，然后將苗木的根部、干、分枝和葉分別稱質(zhì)量后裝入標記好的紙袋中，在實驗室烘箱中110℃殺青0.5 h后，再在90℃恒溫下烘至恒質(zhì)量為止。烘干后稱其干質(zhì)量，得到每一苗木的根、干、分枝和葉的生物量。苗木各部分含水率的計算方法：

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel對紅豆樹各器官的生物量大小、含水率及其分配比率進行統(tǒng)計，利用SPSS13.0軟件對其各器官生物量與含水率進行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同高度紅豆樹容器苗各器官的生物量及其分配情況

由圖1可知，紅豆樹容器苗隨著苗高的增加，各器官生物量一致出現(xiàn)增加的趨勢。高度處于40 ~ 45 cm的紅豆樹容器苗根、干、枝、葉的生物量（平均）分別為（3.56±0.31）g，（2.78±0.35）g，（0.74±0.07）g，（4.70±0.14）g；高度處于65 ~ 70 cm的紅豆樹容器苗根、干、枝、葉的生物量（平均）分別為（13.39±1.10）g，（15.62±0.67）g，（2.16±0.16）g，（16.95±0.56）g，兩個高度等級中干的生物量差距最大，達到了5.6倍，差距最小的枝生物量也達到了2.9倍。

從表1中可以看出，從不同高度等級的紅豆樹各器官生物量分配比例上看，根、干和葉分配存在較顯著差異，枝分配的差異性相對不大，分配大小基本都表現(xiàn)為葉＞根＞干＞枝。不同高度苗的各器官生物量分配比例不同。高度在45 ~ 50 cm的幼苗，各器官生物量分配表現(xiàn)為葉＞根＞干＞枝，其中葉分配達到最大值48.20%，是所有調(diào)查的容器苗中各器官分配值最大的，根、干分配分別為26.2%和19.54%；高度在60 ~ 65 cm的幼苗，各器官生物量分配表現(xiàn)為根＞葉＞干＞枝，葉分配值只有31.22%，是所有調(diào)查高度幼苗中葉分配值最低的；高度在65 ~ 70 cm的幼苗，各器官生物量分配表現(xiàn)為葉＞干＞根＞枝，根分配值只有27.83%；其余高度等級的紅豆樹各器官生物量分配基本與總體分配表現(xiàn)一致。

圖1 不同高度容器苗各器官生物量

Figure 1 Biomass of different organs of containerseedlings with different height

對紅豆樹各高度等級的容器苗地徑、苗高、各器官生物量等指標進行相關(guān)分析，結(jié)果見表2。由表2表明，苗高與地徑之間具有極顯著相關(guān)關(guān)系(＜0.01)；苗高與根、干、枝、葉生物量以及地上、地下和單株生物量間都達到極顯著正相關(guān)(＜0.01)，其中苗高除了與地徑、葉生物量相關(guān)系數(shù)低于0.9，與其他指標相關(guān)系數(shù)均大于0.9；雖然地徑與各指標的相關(guān)系數(shù)都低于苗高與各指標的相關(guān)系數(shù)，但與各指標間仍存在極顯著正相關(guān)(＜0.01)。由此可以通過苗高和地徑的變化趨勢推測出各器官的生物量變化趨勢。

表1 紅豆樹各器官生物量分配

表2 紅豆樹各器官生物量與苗高和地徑的相關(guān)分析

注：**表示極顯著水平(＜0.01)；*表示顯著水平(＜0.05)。下同。

2.2 紅豆樹容器苗各器官不同高度等級的水分分配特征

對2年生紅豆樹容器苗各器官不同高度等級的含水率進行測定得到各自均值并進行多重比較（表3）。結(jié)果表明，紅豆樹容器苗單株含水率及各器官含水率在不同高度等級下存在顯著差異(＜0.05)，但差異并不在所有的高度等級中，并且各器官含水率的差異表現(xiàn)各不相同。高度處于40 ~ 45 cm 的紅豆樹根、干、葉和單株含水率均達到最大值，含水率都超過60%，其中枝含水率在各器官含水率中最大，達到67.04%；隨著高度的增加，各器官含水率均有所下降，在高度處于55 ~ 60 cm 的時候，紅豆樹根、干、枝含水率相比之前又開始增加，而葉和單株含水率仍在下降；45 ~ 60 cm的幼苗單株含水率變化不大，含水率在（60±1.4）%之間；65 ~ 70 cm的幼苗根、干、葉及單株含水率均為最低值，根、葉和單株含水率保持相近水平，其值保持在55%左右，而干含水率只有51.32%，與之相反的是枝含水率卻是在此高度的時候達到最大值，為68.97%。在該高度等級下，干、葉和單株含水率與其他高度等級下的含水率間存在顯著差異(＜0.05)。

表3 不同高度紅豆樹容器苗木各器官含水率

注：小寫字母為LSD比較結(jié)果，同列中相同字母表示沒有顯著差異，不同字母表示差異顯著(＜0.05)。

對不同高度等級的紅豆樹容器苗各器官的含水率進行相關(guān)分析，見表4。由表4結(jié)果表明，根含水率與干和單株含水率之間存在極顯著的正相關(guān)(＜0.01)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.701，0.650，而與枝和葉含水率之間相關(guān)性很低，其相關(guān)系數(shù)只有－0.001，0.127；干含水率與單株含水率間呈極顯著的正相關(guān)(＜0.01)，其相關(guān)系數(shù)達到0.851，與葉含水率呈顯著的正相關(guān)(＜0.05)；枝含水率與根、干、葉和單株含水率之間存在不顯著的負相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)在－0.001 ~ －0.450之間；葉含水率只與單株含水率存在極顯著的正相關(guān)(＜0.01)，其相關(guān)系數(shù)為0.820；通過對含水率與苗高、地徑之間相關(guān)性分析，根、干和單株含水率與苗高之間存在著極顯著的負相關(guān)(＜0.01)，其相關(guān)系數(shù)在－0.723 ~ －0.826，葉含水率與苗高也存在顯著的負相關(guān)(＜0.05)，其相關(guān)系數(shù)為－0.505，而單株含水率與地徑存在極顯著負相關(guān)(＜0.01)，根、干含水率與地徑有顯著負相關(guān)(＜0.05)，枝含水率與苗高和地徑相關(guān)性不大。

表4 紅豆樹各器官間含水率的相關(guān)系數(shù)

2.3 紅豆樹容器苗各器官生物量與含水率的關(guān)系

苗木各器官的含水率在一定程度上反映著干物質(zhì)的積累程度[11]，對紅豆樹容器苗的含水率與生物量進行相關(guān)分析，結(jié)果見表5。由表5表明，根、干和單株含水率與各器官生物量間呈極顯著負相關(guān)(＜0.01)，其相關(guān)系數(shù)在－0.621 ~ －0.945，說明對于紅豆樹來說，含水率越高，越不利于紅豆樹有機物的積累，更不利于紅豆樹的生長。同時可以看出枝含水率與各器官生物量呈不顯著相關(guān)，說明枝條含水率的大小與整個植株生物量的積累相關(guān)性并不大；葉片含水率與根、干生物量呈現(xiàn)顯著負相關(guān)(＜0.05)，與葉、單株生物量呈現(xiàn)極顯著負相關(guān)(＜0.01)，其中與葉生物的相關(guān)系數(shù)達到－0.712，說明在一定范圍內(nèi)，葉片含水率越高越不利于植物及其各器官生物量的積累。

表5 紅豆樹各器官生物量與含水率的相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論與討論

紅豆樹各器官生物量分配大小表現(xiàn)為葉生物量＞根生物量＞干生物量＞枝生物量。紅豆樹枝生物量所占單株生物量的比例，平均僅為5.54%，是所測器官中生物量分配值最低的，這主要是因為2年生紅豆樹幼苗尚處于發(fā)育期間，枝條生長緩慢，尚處于發(fā)育的初級階段。不同高度等級的紅豆樹幼苗根、干、葉生物量分配相對較平均，在23% ~ 48%之間變動。紅豆樹各器官生物量隨著高度的增加而增加，這主要是因為處于生長發(fā)育旺盛期的紅豆樹幼苗，各器官都是養(yǎng)分積累的重要場所。葉片生物量分配隨著高度的增大先增加后降低，45 ~ 50 cm時其分配值最大，達到48.2%，根據(jù)對紅豆樹幼苗的含水率的分析，在40 ~ 45 cm 高時的葉含水率達到峰值，生長旺盛，當其高度到達45 ~ 50 cm時葉生物量積累到了一定程度，其分配值相對較大。隨著高度的增加，干、根生物量大量積累的同時，葉片的數(shù)量相對穩(wěn)定不變，其生物量所占的比例開始減少[12]。根生物量分配隨著高度的增加總體上先增加后減少，這可能是因為紅豆樹幼苗初期主根發(fā)育不完全，主根生長需要養(yǎng)分，待生長到一定高度，根系生長較為穩(wěn)定，從而使生物量分配降低。

紅豆樹各器官含水率在不同高度表現(xiàn)出不同的差異，同一器官的水分含量在不同高度也出現(xiàn)不同的變化，器官的含水率在一定程度上反映著干物質(zhì)的積累程度[13-14]。紅豆樹幼苗隨著高度的增加各器官含水率變化趨勢各不相同，其中根部含水率在高度處于40 ~ 50 cm時最大，之后隨著高度增加根含水率都沒有超過前面高度的根含水率。根系的水分含量在影響苗木成活的各因子中起著一定的主導作用，提高根含水率在一定程度上能提高苗木造林成活率，所以造林時不能盲目選擇高的苗木，同時要控制好葉片的含水率，葉片含水率高的植物不利于各器官生物量的積累。

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Regularity of Distribution of Biomass and Moisture Content in Different Organs of ContainerSeedlings

（WEN Li-na1，YE Chang-fei1，LIU Jian-ling1，HUA Mei-xia1，MAO Qing-qing1，JIANG Bo2）

（1. Yunhe Forestry Bureau of Zhejiang, Yunhe 323600, China; 2. Zhejiang Academy of Forestry，Hangzhou 310023，China）

Seeds ofwere collected in November of 2013 in Yunhe of Zhejiang province. Container seedling cultivation was carried out in April of the next year. Determinations were implemented in May of 2016 on height, ground diameter, biomass and moisture content in different organs of seedlings with different height classification. The results showed that biomass of individual plant and different organs had positive relation with height growth of seedlings. Biomass in different organs was ordered by leaf＞root＞stem＞branch. It had close relation between seedling height and ground diameter, as well as between height and ground diameter with biomass in different organs, aboveground, underground and individual plant. Moisture content in root, stem, leaf and individual seedlings had the highest at 40-45cm, especially in branch, 67.04%. While moisture content in root, stem, leaf and individual seedlings was the lowest, but that in branch was the highest, 68.97%. Moisture content in root, stem and individual seedling had significant negative relationship with biomass in different organs. Leaf moisture content had evident negative correlation with biomass in root and stem, but great negative correlation with biomass in leaf and individual seedling.

; container seedling; biomass; moisture content; distribution regulation

10.3969/j.issn.1001-3776.2018.04.006

S792.99

A

1001-3776（2018）04-0038-05

2017-05-21；

2018-05-25

浙江省林業(yè)廳項目（2016SY08）

溫莉娜，碩士研究生，從事林業(yè)技術(shù)推廣工作；E-mail：19402723@163.com。

江波，研究員，從事森林生態(tài)研究；E-mail：312033571@qq.com。