皂莢物候期初步研究

陳 思，韓麗君

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院,山西 太原 030012)

皂莢(GleditsiasinensisLam.)，又名皂角，為豆科皂莢屬落葉喬木，高達15 m～25 m，是山西省近年來大力發(fā)展的鄉(xiāng)土樹種之一。皂莢冠大蔭濃，且壽命較長，適宜作四旁綠化樹種，其莢果、種子、枝刺、根、莖、葉等均可入藥。皂莢種子富含半乳甘露聚糖膠等成分，可用作增稠劑、穩(wěn)定劑、粘合劑、膠凝劑等，被廣泛應(yīng)用于石油鉆采、紡織印染、建筑涂料等行業(yè)。其種子含膠量高達30%～40%，是提取綠色蛋白質(zhì)的理想原料，能夠有效解決我國對植物膠的需求缺口。

山西省境內(nèi)的皂莢主要分布于太原市以南地區(qū)。近年來，山西省林業(yè)科學(xué)研究院相繼開展了皂莢的良種選育、播種育苗、嫁接技術(shù)等試驗研究，并制定了一系列技術(shù)規(guī)程，但是對其物候規(guī)律還沒有系統(tǒng)的觀測分析。對物候期的觀測分析是進行種質(zhì)資源研究與利用的基礎(chǔ)性工作，對苗木引種與育種工作具有很重要的參考價值。為此，在山西省臨汾市襄汾縣試驗基地對皂莢進行了物候觀測，了解其發(fā)芽、開花、結(jié)實等情況，可為皂莢的良種選育及開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點位于山西省臨汾市襄汾縣，屬溫帶季風氣候。年平均氣溫12.6 ℃，1月氣溫-4.5 ℃，7月氣溫26.0 ℃.年降水量約550 mm，主要集中在7月、8月。無霜期約185 d.試驗區(qū)的土壤為淡褐土，土層較厚，pH值為7.8左右。

1.2 試驗材料

研究材料為試驗基地長勢良好、生長健壯、種子繁殖的能夠正常結(jié)實開花的10年生皂莢樹。選取10株作為固定觀測對象，并掛牌標記，于2016年至2018年連續(xù)3 a進行定株觀測。

1.3 試驗方法

1.3.1 物候規(guī)律觀測

根據(jù)中國物候觀測法制定觀察記錄表，于每年2月19日起，每周進行1次，定株觀測6個物候指標，包括芽萌動期(葉芽、刺芽)、芽膨大開放期、展葉期、開花期、果實成熟期、落葉期，做好記錄。各個物候開始時期以出現(xiàn)明顯的物相變化為標志，具體標準見表1.

表1 皂莢各個生長時期具體標準

1.3.2 生長規(guī)律調(diào)查

枝條生長規(guī)律調(diào)查：2016年至2018年，每年2月初至12月，每個月15號分別測定2個目標樹10個新生枝條的長度變化情況，并記錄。取平均值，最后繪制其生長變化曲線圖。

葉片生長節(jié)律調(diào)查：2016年至2018年，每年3月至9月，每個月15號從目標皂莢樹上采收5條葉序，分析和比較葉片長度、葉片寬度、葉長/寬比、小葉面積、葉綠素參考值、小葉周長和復(fù)葉長度變化情況，并繪制曲線圖。

皂刺年生長規(guī)律調(diào)查：2016年至2018年，每年4月至12月，每月15號從5個目標皂莢樹上，分別觀測主干上10個皂莢刺的生長情況，主要對皂莢刺每月的長度變化進行觀測記錄，并求取平均值，繪制曲線圖。

2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)首先經(jīng)Excel進行初步整理，然后采用SPSS統(tǒng)計軟件進行方差分析。通過萬深LA-S根系和葉面積分析系統(tǒng)完成皂莢葉片的生長規(guī)律分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 物候期觀察

皂莢物候期記錄見表2.

從表2可以看出，在山西省臨汾市襄汾縣，皂莢在3月中旬葉芽開始萌動，1周后開始膨大。在3月下旬到4月上旬開始展葉，展葉盛期為4月下旬。皂莢花序出現(xiàn)于清明節(jié)前后，開花持續(xù)10 d～15 d.皂莢枝刺的芽與葉芽同時出現(xiàn)，主干芽4月10號前后開始萌動，并在1個月內(nèi)迅速膨大。5月中上旬皂莢果實開始生長發(fā)育，此時期是皂莢生長物候期中最長的1個階段，果期可達6個月。皂莢的落葉期始于10月下旬左右，持續(xù)時間約12 d.

表2 皂莢物候期

3.2 生長規(guī)律調(diào)查

3.2.1 枝條年生長規(guī)律調(diào)查

2016年至2018年，每年2月初至12月，每個月15號測量目標樹ZJ-1，ZJ-2的10個新生枝條的生長變化情況，取平均值ZJZ-1與ZJZ-2，并繪制生長曲線，ZJZ代表皂莢枝，如圖1.

圖1 枝條年生長規(guī)律變化

從圖1可以看出，皂莢樹枝條生長期是從3月到10月。其中3月至4月是開始生長期，4月至8月是旺盛生長期，8月至10月是緩慢生長期，10月至12月是停滯生長期。

3.2.2 葉面生長規(guī)律

在2017年3月至9月的樹木生長期內(nèi)，每個月的15號從目標皂莢樹上采收5條葉序，對葉長葉寬、葉長寬比、小葉面積、葉綠素參考值、小葉周長和復(fù)葉長度進行分析，取平均值，見圖2.

從圖2可以看出，葉片長度經(jīng)歷了2個時期，快速生長期與慢速生長期。3月至6月是葉片長度的快速生長時期，7月至9月是葉片的慢速生長時期。葉片長寬比，3月與5月葉片主要往長度方向生長，4月與6月葉片主要往寬度方向生長；之后的7月、8月、9月，葉片長度與寬度的比值趨于穩(wěn)定，變化幅度不再明顯。葉片寬度的變化經(jīng)歷了2個時期，快速生長期與慢速生長期。3月至4月為快速生長期，4月至5月為慢速生長期，5月至6月為快速生長期，6月至9月為慢速生長期。葉面積的變化經(jīng)歷了2個時期，3月至6月為快速變化時期，6月至9月為平緩變化時期。葉片中的葉綠素含量，3月至7月葉綠素，含量穩(wěn)步上升，7月至8月下降，8月至9月急速上升。葉片周長，3月至7月為葉片周長持續(xù)上升階段，7月至8月略有下降，8月至9月趨于平緩。復(fù)葉長度，3月至7月平穩(wěn)上升，7月至9月趨于平穩(wěn)。

圖2 葉片特征指標的生長節(jié)律變化

3.2.3 皂莢刺年生長規(guī)律調(diào)查

2016年至2018年，每年4月至12月，每月15號選 擇5個不同目標樹主干上的10個不同皂莢刺，觀察測量其刺長生長變化，求取平均值ZJC-1，ZJC-2，ZJC-3，ZJC-4，ZJC-5.皂莢主干刺長變化統(tǒng)計見表3.

表3 皂莢主干刺長變化統(tǒng)計 cm

主干刺長的生長節(jié)律變化見第15頁圖3.

由表3和圖3可知，皂莢主干皂刺在3月底4月初開始萌動，4月上旬開始急速生長，4月至5月初是旺盛生長期，6月至8月生長變緩慢，且皂刺逐漸變硬。9月至12月皂刺基本停止生長。結(jié)合觀察記錄拍照可知，4月、5月生長初期皂刺顏色為淡黃綠色，5月底顏色開始變紅，而后逐漸變?yōu)樯钭虾稚?/p>

圖3 主干刺長的生長節(jié)律變化

3.2.4 成熟果實特征

2017年10月，在10株皂莢樹上隨機收集30個莢果，并對單個莢果果實的平均長度、平均寬度、平均厚度、果實長寬比、果實重量等進行統(tǒng)計，見表4.

表4 果實特征分析

對莢果中的30個種子的平均長度、平均寬度、種子長寬比、種子重量進行統(tǒng)計，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 種子特征分析

由表4和表5可知，成熟皂莢的莢果為黑褐色，平均長約23.7 cm，平均寬32.76 mm，平均厚13.02 mm，平均重量25.5 g.皂莢種子顏色為黃棕色，種子平均長11.31 mm，平均寬8.43 mm，種子千粒重為405.14 g.

4 討論與結(jié)論

1)通過觀測，襄汾地區(qū)的皂莢3月中下旬芽開始萌動并膨大。皂莢展葉初期為3月下旬到4月上旬，下旬達到盛期。在清明節(jié)前后進入開花期，持續(xù)10 d～15 d左右。5月初皂莢開始進入果實生長發(fā)育期，果期可達6個月。皂莢的落葉期始于10月下旬左右，持續(xù)時間約12 d左右。果實成熟時由綠色變?yōu)楹稚?，完全變?yōu)楹诤稚珪r則進入成熟期。枝條、皂刺從4月開始旺盛生長，皂刺快速生長期集中在4月份。莢果平均長度、平均寬度、平均厚度、平均重量分別為23.7 cm，32.76 mm，13.02 mm，25.5 g，種子平均長度、平均寬度、千粒重分別為11.31 mm，8.43 mm，405.14 g.

2) 對皂莢物候期的觀察中發(fā)現(xiàn)，同一試驗地，不同皂莢樹發(fā)芽、展葉、開花、結(jié)實的日期不盡相同。物候期差異現(xiàn)象表明，環(huán)境因素或遺傳因素都可能對物候產(chǎn)生影響。但具體何種因素起主導(dǎo)作用，有待在今后的研究中進一步觀測分析。

3)針對枝條、皂刺、葉片的生長旺盛期，采取相應(yīng)的管理措施，促進葉綠素形成，可以提高樹體的光合作用，使樹體更好地積累營養(yǎng)物質(zhì)。7月至8月葉綠素參考值呈現(xiàn)下降趨勢，有可能是當?shù)馗邷嘏c干旱導(dǎo)致，應(yīng)采取澆水、遮陰等措施。8月至9月葉綠素參考值又繼續(xù)增長，有可能是外在條件，如，溫度、土壤水分含量向積極方向轉(zhuǎn)變的結(jié)果，說明葉綠素參考值存在二次增長的潛力。