4種抗風(fēng)樹(shù)種枝條含水量對(duì)抽條的影響研究

汪海艦 年曉晨 王沖沖 王磊 張明 劉桂林

摘 要：以構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花4種抗風(fēng)性良好的樹(shù)種為試驗(yàn)材料，研究不同樹(shù)種枝條在冬季休眠期含水量變化和臨界含水量與其對(duì)失水的忍耐能力的關(guān)系。結(jié)果表明：在冬季休眠期的構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花4種樹(shù)木，其枝條含水量先下降后上升，2018—2019年在保定地區(qū)，構(gòu)樹(shù)、錦帶花、榆樹(shù)和金鐘花休眠期枝條失水主要集中在1月30日至2月19日。4種枝條在冬季休眠期間，枝條含水量的變化趨勢(shì)與相對(duì)電導(dǎo)率的變化趨勢(shì)呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.809）。發(fā)生抽條臨界含水量，榆樹(shù)在40%～35%，錦帶花在35%～30%，金鐘花在30%～25%，構(gòu)樹(shù)在25%～20%;說(shuō)明4種樹(shù)種中，以構(gòu)樹(shù)的抗抽條能力最強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：抗風(fēng)樹(shù)種;抽條;相對(duì)電導(dǎo)率;臨界含水量

中圖分類號(hào) S66文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）23-0056-04

Study on the Influence of Water Content of Four Kinds of Wind-Resistant Tree Species on Pumping

Wang Haijian et al.

（Tangshan Caofeidian Longdao Construction Investment Co.， Ltd.，Tangshan 063200， China）

Abstract：With four wind-resistant tree species，Broussonetia papyrifera，Ulmus chinensis，F(xiàn)orsythia viridissimaandWeigela florida as experimental materials，the relationship between water content change during dormancy period and critical water content of branches during safe wintering and their anti-stripping ability was studied in order to select garden tree varieties with stronger anti-stripping ability for arid and windy areas. The results are as follows：the water content of four kinds of trees that survive safely in winter first decreases and then increases. From 2018 to 2019 in Baoding area，the water loss of branches during dormancy period of brocade，elm and golden bell mainly concentrates from January 30 to February 19. During the safe wintering period of the four branches，the trend of water content in the branches was negatively correlated with the trend of electrolyte leakage rate （r=-0.809）. The critical water content of the four branches was determined. The results showed that the critical water content of Ulmus chinensis was 40%-35%，and the critical water content of Weigela florida was 35%-30%，the critical water content of Forsythia viridissima was 30%-25%，and the critical water content of Broussonetia papyrifera was 25%-20%. The critical water content of branches reflects their tolerance to water loss and is related to their resistance to pumping.

Key words：Wind-resistant tree species;Pumping strip;Electrolyte exudation rate;Critical water content

早春氣候干燥多風(fēng)，樹(shù)木枝條出現(xiàn)嚴(yán)重失水、皺縮的現(xiàn)象即為抽條[1]。通常在2、3月份樹(shù)木多有抽條情況發(fā)生，這一時(shí)期地面溫度較低而氣溫開(kāi)始回升，且降水量較少，空氣干燥，從而在很大程度上增加了樹(shù)木發(fā)生抽條的可能性。當(dāng)前，多位專家學(xué)者已開(kāi)展關(guān)于抽條的研究[2-5]，但是關(guān)于構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花4種樹(shù)木的抽條現(xiàn)象研究還未見(jiàn)報(bào)道。

龍島位于唐山曹妃甸東南老龍溝海域，是古灤河入海與海洋波浪潮流共同作用形成的沙質(zhì)島嶼，夏季氣候高溫干燥多風(fēng)，樹(shù)木容易發(fā)生抽條現(xiàn)象。而抗風(fēng)樹(shù)種在較強(qiáng)風(fēng)吹環(huán)境下枝條失水較少，仍能正常發(fā)芽生長(zhǎng)。為此，本研究選取構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花4種抗風(fēng)性良好的樹(shù)種作為試材，研究不同樹(shù)種枝條在冬季休眠期的枝條含水量變化及其臨界含水量與抗抽條能力的關(guān)系，旨在為干旱多風(fēng)地區(qū)選擇抗抽條能力更強(qiáng)的樹(shù)種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料 構(gòu)樹(shù)（Broussonetia papyrifera）、榆樹(shù)（Ulmus chinensis）、金鐘花（Forsythia viridissima）和錦帶花（Weigela florida）的樹(shù)木一年生枝條，來(lái)自唐山市植物園。

1.2 方法

1.2.1 休眠期枝條含水量及相對(duì)電導(dǎo)率變化的測(cè)定 選擇構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花4種樹(shù)種，分別于2018年12月20日、2019年1月9日、2019年1月29日、2019年2月18日、2019年3月10日、2019年3月30日前后6次采集其一年生枝條。每種樹(shù)選取3株長(zhǎng)勢(shì)、高度、地理位置相差不大的樹(shù)，每棵樹(shù)采6個(gè)樹(shù)枝，測(cè)量其含水量和相對(duì)電導(dǎo)率，每次3組重復(fù)。含水量測(cè)定采用烘干法，即首先稱取枝條鮮重，再在104℃烘至恒重，枝條含水量（%）=（鮮重-干重）/鮮重×100。相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定參照Wilner[6]的測(cè)定方法。

1.2.2 枝條臨界含水量的測(cè)定 枝條臨界含水量測(cè)定方法參照李春牛[7]的方法。2018年10月初，采集構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花一年生枝條各81個(gè)，所采集的同種枝條之間應(yīng)生長(zhǎng)均勻。每種選取3個(gè)枝條測(cè)定其初始含水量（C0），測(cè)定方法采用烘干法，剩余78個(gè)待處理枝條先稱量其初始質(zhì)量（M0），并計(jì)算出各待處理枝條到達(dá)相應(yīng)含水量梯度范圍對(duì)應(yīng)的質(zhì)量范圍，在10℃室溫下進(jìn)行室內(nèi)風(fēng)吹失水試驗(yàn)，每4～6h稱量1次枝條質(zhì)量。每種枝條設(shè)5個(gè)含水量梯度，其中構(gòu)樹(shù)和金鐘花為20%、25%、30%、35%和CK（實(shí)驗(yàn)前測(cè)定各離體枝條不做處理時(shí)的初始含水量，構(gòu)樹(shù)枝條初始含水量為52.0%，金鐘花枝條初始含水量為64.9%）。榆樹(shù)和錦帶花為25%、30%、35%、40%和CK（榆樹(shù)枝條初始含水量為52.1%，錦帶花枝條初始含水量為64.4%）。然后對(duì)構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花四種枝條進(jìn)行風(fēng)吹失水。每隔一段時(shí)間稱1次枝條重量，當(dāng)各枝條達(dá)到設(shè)定質(zhì)量后，對(duì)其進(jìn)行復(fù)水處理[4]。每個(gè)含水量梯度取3個(gè)枝條測(cè)定其相對(duì)電導(dǎo)率，其余75個(gè)枝條分梯度于20℃室內(nèi)水培15d，每5d換1次水，觀察不同含水量梯度的枝條萌發(fā)及展葉情況。萌發(fā)及展葉的枝條記為發(fā)芽，不萌發(fā)或萌發(fā)但不能展葉的枝條記為抽條，以上試驗(yàn)進(jìn)行3次重復(fù)，如實(shí)記錄復(fù)水處理發(fā)芽的枝條數(shù)量和發(fā)生抽條的枝條數(shù)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 11.5軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 冬季休眠期的休眠枝條含水量及電導(dǎo)率變化

2.1.1 含水量 每隔20d取樣測(cè)量唐山地區(qū)自然越冬的構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花4種樹(shù)木枝條含水量，結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可知，冬季休眠期的枝條含水量先減少后增加。唐山地區(qū)，構(gòu)樹(shù)、錦帶花、榆樹(shù)和金鐘花休眠期的枝條含水量在2月18日左右降到最低，之后開(kāi)始回升。其中金鐘花的含水量最高，2月18日測(cè)得其最低含水量為48.7%;而錦帶花的含水量始終為最低的，2月18日達(dá)到其最低含水量42.2%。構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花的失水速率在1月29日至2月18日達(dá)到最大。構(gòu)樹(shù)從1月29日至2月18日枝條含水量從46.8%降至43.3%，下降了3.5%。榆樹(shù)從1月29日至2月18日枝條含水量從46.9%降到43.2%，下降了3.7%。金鐘花從1月29日至2月18日枝條含水量從53.0%降到48.7%，下降了4.3%。錦帶花從1月29日至2月18日枝條含水量從44.3%降到42.2%，下降了2.1%。因此，2018—2019年在唐山地區(qū)，構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花4種樹(shù)木的休眠期枝條失水主要集中在1月29日至2月18日。

2.1.2 相對(duì)電導(dǎo)率 由圖2可知，12月20日至次年2月18日，4種枝條的相對(duì)電導(dǎo)率逐漸增大，到2月18日均達(dá)到最大值，此時(shí)金鐘花枝條的相對(duì)電導(dǎo)率達(dá)到42.8%，構(gòu)樹(shù)相對(duì)電導(dǎo)率增至接近50%，榆樹(shù)和錦帶花的相對(duì)電導(dǎo)率達(dá)到50%以上。2月18日至3月30日，4種樹(shù)木枝條的相對(duì)電導(dǎo)率逐漸減小，3月30日，構(gòu)樹(shù)、金鐘花枝條的相對(duì)電導(dǎo)率減小到30%以下。這表明，12月20日至2月18日，4種枝條組織不斷受到損傷，2月18日至3月30日，枝條組織所受的損傷逐漸恢復(fù)。綜合圖1圖2可知，枝條含水量與相對(duì)電導(dǎo)率的變化趨勢(shì)相反，通過(guò)相關(guān)性分析得出枝條相對(duì)電導(dǎo)率與枝條含水量呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.809）。

2.2 不同含水量處理的4種枝條相對(duì)電導(dǎo)率變化 相對(duì)電導(dǎo)率反映了植物組織的受損傷程度。在本試驗(yàn)中，構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花的枝條經(jīng)風(fēng)吹處理達(dá)到不同含水量梯度時(shí)，相對(duì)電導(dǎo)率隨著離體枝條含水量的降低而增加（圖3），枝條含水量與枝條相對(duì)電導(dǎo)率呈負(fù)相關(guān)（r=-0.809）。這與已有的研究結(jié)果一致[9]。

2.3 4種樹(shù)木抽條臨界含水量 由表1可知，4種樹(shù)木未處理的枝條發(fā)芽率均在90%以上。當(dāng)枝條含水量從初始含水量降至35%時(shí)，構(gòu)樹(shù)和金鐘花地發(fā)芽率為100%且無(wú)抽條現(xiàn)象發(fā)生;錦帶花地發(fā)芽率在90%以上，抽條發(fā)生率為15%左右;榆樹(shù)的發(fā)芽率銳減至62.22%，抽條發(fā)生率增至46.67%。當(dāng)枝條含水量降至30%時(shí)，構(gòu)樹(shù)、金鐘花和錦帶花地發(fā)芽率均在80%以上，此時(shí)金鐘花抽條發(fā)生率為6%;構(gòu)樹(shù)抽條發(fā)生率為11.11%，錦帶花抽條發(fā)生率為60%;榆樹(shù)發(fā)芽率銳減至31.11%，抽條發(fā)生率達(dá)82.22%，大部分枝條無(wú)法萌芽或展葉。當(dāng)枝條含水量下降至25%時(shí)，構(gòu)樹(shù)的發(fā)芽率降至77.78%，抽條發(fā)生率增至20%;金鐘花的發(fā)芽率急劇下降到65.11%，抽條發(fā)生率增大到60%;錦帶花的發(fā)芽率驟降至40%，抽條發(fā)生率增大到68.89%;榆樹(shù)的發(fā)芽率減至13.11%，抽條發(fā)生率增至100%。當(dāng)枝條含水量降到20%時(shí)，金鐘花發(fā)芽率銳減至30%左右，抽條發(fā)生率增至80%以上。構(gòu)樹(shù)發(fā)芽率銳減至15.56%，抽條發(fā)生率達(dá)100%，所有的枝條均不能萌芽或幼芽無(wú)法長(zhǎng)成葉片。因此，在離體條件下，錦帶花和榆樹(shù)發(fā)生抽條的臨界含水量為35%～30%，金鐘花發(fā)生抽條的臨界含水量在30%～25%，構(gòu)樹(shù)發(fā)生抽條的臨界含水量在25%～20%，枝條的臨界含水量高低與其抗抽條能力大小相關(guān)。由此可得出，上述4種樹(shù)種抗抽條能力最強(qiáng)的為構(gòu)樹(shù)，其次是金鐘花，錦帶花和榆樹(shù)抗抽條能力相對(duì)較差。在枝條含水量降至臨界含水量之前，枝條的抽條率增加，發(fā)芽率降低，同一種枝條在不同含水量梯度下的抽條發(fā)生率和發(fā)芽率具有差異，表明抽條的發(fā)生與枝條含水量密切相聯(lián)。

3 結(jié)論

（1）2018年底至2019年，唐山地區(qū)構(gòu)樹(shù)、榆樹(shù)、金鐘花和錦帶花枝條冬季休眠期的含水量呈先下降后升高的趨勢(shì)。枝條含水量與相對(duì)電導(dǎo)率具有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（r=-0.809）。2019年2月18日，4種樹(shù)木枝條含水量降到最低，此時(shí)相對(duì)電導(dǎo)率最高。4種樹(shù)木作對(duì)比來(lái)看，各個(gè)時(shí)期金鐘花枝條含水量始終較高，其他3種樹(shù)種稍差。

（2）不同種的樹(shù)木抽條臨界含水量和對(duì)失水的忍耐能力不同。在離體條件下，對(duì)4種枝條臨界含水量的測(cè)定試驗(yàn)表明，榆樹(shù)發(fā)生抽條的臨界含水量在40%～35%，錦帶花發(fā)生抽條的臨界含水量在35%～30%，金鐘花發(fā)生抽條的臨界含水量在30%～25%，構(gòu)樹(shù)發(fā)生抽條的臨界含水量在25%～20%。枝條臨界含水量反映了其對(duì)失水的忍耐能力，與抗抽條能力相關(guān)。其中，抗抽條能力最強(qiáng)的為構(gòu)樹(shù)，其次是金鐘花和錦帶花，榆樹(shù)抗抽條能力相對(duì)較差。

（3）榆樹(shù)和錦帶花在其相對(duì)電導(dǎo)率劇烈升高的含水量與其臨界含水量有偏差，這與劉紅宇[9]對(duì)樟樹(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不同，因而不能僅用該指標(biāo)直接判定植物的臨界含水量。

4 討論

（1）因?qū)嶒?yàn)室環(huán)境與自然環(huán)境存在較大差異，不同種樹(shù)木枝條的臨界含水量只能得到一個(gè)數(shù)量范圍，不能得到準(zhǔn)確數(shù)值。由于本次試驗(yàn)的枝條含水量為每隔20d測(cè)1次，因此不能判定4種枝條含水量到達(dá)最低點(diǎn)的具體日期。通過(guò)查詢?cè)摃r(shí)期唐山地區(qū)天氣情況可知，2019年2月21—24日氣溫升至10℃以上，因而估計(jì)在2019年2月21—24日4種枝條含水量到達(dá)了最低點(diǎn)。

（2）臨界含水量的高低反映了植物組織和細(xì)胞對(duì)失水的耐受程度，抗抽條能力反映了能忍受失水時(shí)間的長(zhǎng)短[7]。室內(nèi)風(fēng)吹試驗(yàn)中枝條持續(xù)失水，當(dāng)枝條含水量達(dá)臨界含水量以上，則枝條能復(fù)水，正常發(fā)芽生長(zhǎng)，否則發(fā)生抽條，不能正常生長(zhǎng)，說(shuō)明抽條與枝條含水量密切相關(guān)。不同種樹(shù)木的臨界含水量不同，臨界含水量與其抗抽條能力有關(guān)，但枝條抽條臨界含水量的高低不是決定抽條的唯一要素，枝條細(xì)弱營(yíng)養(yǎng)不足、根系供水能力及枝條保水力對(duì)枝條抽條也有一定的影響[10-11]。本試驗(yàn)中的榆樹(shù)枝條較細(xì)營(yíng)養(yǎng)不足，測(cè)定其臨界含水量與相對(duì)電導(dǎo)率劇烈升高的含水量有偏差，今后仍需作進(jìn)一步研究其他原因?qū)?shù)木抽條的影響。

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