長(zhǎng)白楤木物候觀測(cè)及不同光照強(qiáng)度對(duì)其生長(zhǎng)影響研究

于寶玉 宋珊珊 王曉紅

(長(zhǎng)春大學(xué)園林學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000)

長(zhǎng)白楤木(Aralia continentali.Kitagawa)為五加科楤木屬，多年生草本植物，在吉林省主要分布于樺甸、通化、安圖、長(zhǎng)白山等山區(qū)；長(zhǎng)白楤木的嫩芽營(yíng)養(yǎng)豐富、味道獨(dú)特，是一種深受人們喜愛(ài)的山野菜。其不僅是一種具有食用價(jià)值的植物，還是一種兼具藥用價(jià)值的經(jīng)濟(jì)作物，據(jù)有關(guān)研究表明，長(zhǎng)白楤木嫩芽中含豐富的蛋白質(zhì)、糖類、維生素以及鈣、鐵等微量元素，有非常高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；同時(shí)根可以入藥，有補(bǔ)氣安神、鎮(zhèn)靜補(bǔ)虛等功效。

長(zhǎng)白楤木是一種藥食同源的經(jīng)濟(jì)作物，在春天，人們喜歡采集其嫩芽為食，而過(guò)度采摘造成長(zhǎng)白楤木資源的匱乏，導(dǎo)致長(zhǎng)白楤木產(chǎn)量和數(shù)量的減少，所以要研究出能快速繁殖長(zhǎng)白楤木的方法，用于進(jìn)行種植和推廣。國(guó)內(nèi)外都有學(xué)者對(duì)長(zhǎng)白楤木進(jìn)行研究，王曉紅、李力瑩、樸永振、韓承偉、范文麗等在栽植方面都有一定研究，這為以后大面積種植奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)通過(guò)對(duì)長(zhǎng)白楤木植株的物候觀測(cè)可以了解到其生長(zhǎng)發(fā)育的全過(guò)程，不僅是深入研究的前提，更為其建立規(guī)范種植模式打好基礎(chǔ)。因此對(duì)長(zhǎng)白楤木物候期的研究是十分必要的。

長(zhǎng)白楤木在長(zhǎng)白山區(qū)林下分布較為廣泛，生長(zhǎng)環(huán)境多為陰暗潮濕，所以長(zhǎng)白楤木較為耐陰。要想進(jìn)行引種栽培，就要使其生長(zhǎng)環(huán)境與其原生境相似，這就需要進(jìn)行遮光處理，光照強(qiáng)度對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育、物候期有密切關(guān)系，遮蔭對(duì)植物的影響隨著植物的種類、遮蔭度、遮蔭時(shí)期的不同而發(fā)生不同變化。在引種栽培的過(guò)程中，需要根據(jù)具體情況具體分析，因地制宜，充分研究植物的生長(zhǎng)習(xí)性以及最適宜的遮蔭環(huán)境，以期為長(zhǎng)白楤木進(jìn)一步深入研究打下良好基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

物候觀測(cè)試驗(yàn)在長(zhǎng)春市朝陽(yáng)區(qū)長(zhǎng)春大學(xué)西校區(qū)園林試驗(yàn)基地進(jìn)行，觀測(cè)對(duì)象均為長(zhǎng)白楤木多年生植株。朝陽(yáng)區(qū)年平均氣溫5.1℃，年平均降水量550mm。不同光照強(qiáng)度對(duì)長(zhǎng)白楤木生長(zhǎng)影響試驗(yàn)在吉林省德惠市興旺莊村進(jìn)行，試驗(yàn)材料為長(zhǎng)白楤木二年生植株。興旺莊村平均海拔194m，年平均氣溫4℃，年平均降水量520mm，按照50cm×50cm的株行距栽植。正常水肥管理。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 物候觀測(cè)

本試驗(yàn)自2021年9月開始觀測(cè)，至2022年10月截止，觀測(cè)周期為1年。主要觀察長(zhǎng)白楤木物候期及其植物學(xué)特征，選擇30株長(zhǎng)白楤木進(jìn)行標(biāo)記，觀察和統(tǒng)計(jì)整個(gè)生長(zhǎng)期參數(shù)，記錄物候期和形態(tài)特征；株高用直尺測(cè)量；莖粗的測(cè)量使用游標(biāo)卡尺；氣溫使用酒精溫度計(jì)觀測(cè)，生長(zhǎng)前期每隔3d測(cè)量1次，后期每隔7d測(cè)量1次。

1.2.2 有效積溫

有效積溫，是作物在某個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期或全部生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)有效溫度的總和，即作物在某一段時(shí)間內(nèi)日平均氣溫與生物學(xué)零度之差的總和。由于有效積溫扣除了生物學(xué)下限溫度的那部分無(wú)效積溫，因此較為穩(wěn)定，可以更加確切地反映作物對(duì)熱量的需求。自然界中每一種作物都有其對(duì)應(yīng)的生物學(xué)上、下限溫度，超出這個(gè)溫度范圍，就會(huì)影響作物正常生長(zhǎng)。長(zhǎng)白楤木的生物學(xué)上限溫度為40℃，生物學(xué)下限溫度為5℃。

有效積溫(A)的計(jì)算方法：

式中，ti為某時(shí)期內(nèi)的日平均溫度；B為生物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的最低臨界溫度(生物學(xué)零度)；n為某時(shí)期的天數(shù)。

日平均溫度(ti)計(jì)算公式：

式中，tx為日最高氣溫，℃；tn為日最低氣溫，℃。

1.2.3 不同光照強(qiáng)度對(duì)長(zhǎng)白楤木生長(zhǎng)的影響研究

采取使用遮陽(yáng)網(wǎng)的方法來(lái)進(jìn)行遮光處理，利用縮微TES數(shù)位式照度計(jì)來(lái)測(cè)定光照強(qiáng)度，共設(shè)置4個(gè)光照強(qiáng)度梯度水平：完全不遮光(CK)，單層遮陽(yáng)網(wǎng)處理(30%遮光)，雙層遮陽(yáng)網(wǎng)處理(60%)遮光，3層遮陽(yáng)網(wǎng)處理(80%)遮光。試驗(yàn)期間，天氣晴朗時(shí)，正午測(cè)定光照強(qiáng)度為9.79×104lx，各處理下平均光照強(qiáng)度分別為6.66×104lx、4.21×104lx、2.06×104lx。5月18日開始測(cè)量莖粗和株高，每隔10d測(cè)量1次。采用葉綠素儀測(cè)定葉綠素，葉片厚度測(cè)量?jī)x測(cè)量葉片厚度。

2 結(jié)果與分析

2.1 萌芽期和展葉期有效積溫的測(cè)定結(jié)果與分析

從3月24日起，氣溫開始回暖，此前氣溫均為零下，故不做統(tǒng)計(jì)。認(rèn)為自3月24日以后，有效積溫開始積累，4月16日，植株處于萌芽期，4月26日，植株處于展葉期。依據(jù)表1和有效積溫公式，長(zhǎng)白楤木植株萌芽期的有效積溫為66.5℃，展葉期的有效積溫為156.5℃。

表1 氣溫觀測(cè)一覽表

2.2 長(zhǎng)白楤木各物候期觀測(cè)結(jié)果與分析

由表2可以看出，長(zhǎng)白楤木生長(zhǎng)期約為6個(gè)月，4月上旬開始萌動(dòng)，此時(shí)有效積溫為66.5℃，植株處于萌芽期。隨后莖葉開始生長(zhǎng)，6月上旬—7月下旬，株高和莖粗增長(zhǎng)速度明顯，7月下旬達(dá)到現(xiàn)蕾期，約15d以后，部分植株開始開花。植株從萌芽期開始，直到現(xiàn)蕾期都進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，現(xiàn)蕾期后，進(jìn)行生殖生長(zhǎng)。8月中旬，植株達(dá)到花期，整個(gè)花期持續(xù)約為1個(gè)月。8月下旬—9月下旬，果實(shí)成熟。果實(shí)成熟期較長(zhǎng)，采集時(shí)需分批次進(jìn)行。10月中旬以后，植株地上部分開始慢慢枯萎，營(yíng)養(yǎng)向根部回流，11月，將進(jìn)入休眠狀態(tài)。

表2 長(zhǎng)白楤木各物候期一覽表

長(zhǎng)白楤木生長(zhǎng)迅速，并在果期達(dá)到峰值，不再進(jìn)行高生長(zhǎng)，最大株高達(dá)到1.8m，莖粗最高達(dá)到10.46mm。此外，新種植的二年生長(zhǎng)白楤木植株在前期生長(zhǎng)較為遲緩，6—8月期間，生長(zhǎng)迅速，而后進(jìn)行生殖生長(zhǎng)，高生長(zhǎng)速率又逐步減慢，直至停止生長(zhǎng)。6月中旬—8月中旬，植株長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)較快，此階段日平均溫度為22～26℃。此溫度可能最適宜長(zhǎng)白楤木植株生長(zhǎng)。

2.3 不同遮光處理對(duì)長(zhǎng)白楤木的生長(zhǎng)影響研究結(jié)果與分析

2.3.1 不同遮光處理對(duì)長(zhǎng)白楤木高生長(zhǎng)的影響

從圖1可以看出，在30%、60%和80%的遮光條件下，長(zhǎng)白楤木的株高是不盡相同的。其中在對(duì)照組(無(wú)遮光處理)和30%遮光的條件下，長(zhǎng)白楤木的株高均顯著高于60%和80%遮光處理，60%和80%遮光抑制了植株的生長(zhǎng)。30%遮光處理的長(zhǎng)白楤木植株在生長(zhǎng)前期和對(duì)照組植株的生長(zhǎng)速度沒(méi)有明顯差異，在7月中旬—8月上旬，一直保持著較高的生長(zhǎng)速度。至此，試驗(yàn)表明30%遮光處理會(huì)促進(jìn)長(zhǎng)白楤木植株的生長(zhǎng)，而在較高的遮蔭環(huán)境下(60%和80%)，植株的株高生長(zhǎng)受到了抑制。

圖1 長(zhǎng)白楤木株高隨時(shí)間變化曲線

2.3.2 不同遮光處理對(duì)莖粗的影響

從圖2可以看出，不同遮光處理后的長(zhǎng)白楤木莖粗差異不大，粗度基本一致，但是均低于對(duì)照組。試驗(yàn)結(jié)果表明，長(zhǎng)白楤木莖粗受光照影響，進(jìn)行遮光處理不適宜莖粗的生長(zhǎng)，但不同遮光條件下對(duì)莖粗的影響差異不顯著。

圖2 長(zhǎng)白楤木莖粗隨時(shí)間變化曲線

2.3.3 不同遮光處理對(duì)長(zhǎng)白楤木植株葉綠素含量的影響

通過(guò)設(shè)置不同遮光梯度，觀察測(cè)定不同光照強(qiáng)度對(duì)長(zhǎng)白楤木植株葉綠素含量的影響，結(jié)果表明30%遮光處理下的長(zhǎng)白楤木植株葉綠素含量最高，由圖3可以看出，遮光30%>CK>遮光60%>遮光80%。其中，80%遮光處理的長(zhǎng)白楤木植株葉綠素含量顯著低于CK組水平，植株的生長(zhǎng)勢(shì)并不好，也表明光照對(duì)葉綠素含量的積累有直接影響。長(zhǎng)白楤木為喜陰植物，適度遮光會(huì)為長(zhǎng)白楤木植株帶來(lái)葉綠素的積累，過(guò)度遮光則會(huì)適得其反。

2.3.4 不同遮光處理對(duì)長(zhǎng)白楤木植株葉片厚度的影響

葉片厚度的變化，能夠反映植物的生長(zhǎng)狀態(tài)。由圖4可以看出，CK組無(wú)遮光處理下，長(zhǎng)白楤木植株的葉片厚度最大，80%光照強(qiáng)度處理下最小，且CK>遮光30%>遮光60%>遮光80%，可見遮蔭對(duì)長(zhǎng)白楤木植株的葉片厚度影響較大，遮光不利于葉片厚度的增長(zhǎng)。

圖4 果期不同光照強(qiáng)度下長(zhǎng)白楤木葉片厚度情況

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)對(duì)長(zhǎng)白楤木的物候期、有效積溫與物候期的關(guān)系和不同光照強(qiáng)度對(duì)長(zhǎng)白楤木生長(zhǎng)的影響進(jìn)行研究，得出長(zhǎng)白楤木基本生長(zhǎng)規(guī)律以及適宜栽培的光照強(qiáng)度，以期為長(zhǎng)白楤木進(jìn)一步深入研究和綜合利用打下基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下。

經(jīng)過(guò)對(duì)長(zhǎng)白楤木植株物候期和氣溫的觀察測(cè)定，得到長(zhǎng)白楤木萌芽期的有效積溫為66.5℃，展葉期的有效積溫為156.5℃。長(zhǎng)白楤木的生長(zhǎng)期約為6個(gè)月，二年生植株在生長(zhǎng)期前半段，高生長(zhǎng)速率緩慢，6月下旬后逐漸加快，9月以后，高生長(zhǎng)逐漸遲緩直至停止生長(zhǎng)，在此生長(zhǎng)期里高生長(zhǎng)速率經(jīng)歷了緩慢-加快-緩慢的一個(gè)過(guò)程。

通過(guò)不同光照強(qiáng)度對(duì)長(zhǎng)白楤木株高和莖粗的影響試驗(yàn)可以看出，在一定的遮光環(huán)境下，可以促進(jìn)長(zhǎng)白楤木的生長(zhǎng)，在30%的遮蔭處理下，植株株高達(dá)到峰值，而在較高的遮蔭環(huán)境下(60%和80%)，植株的株高生長(zhǎng)受到了抑制。但是遮光處理對(duì)莖粗的影響不明顯，沒(méi)有顯著差異。

在研究不同光照強(qiáng)度對(duì)長(zhǎng)白楤木植株葉綠素含量影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，30%遮光處理下的長(zhǎng)白楤木植株葉綠素含量最高，60%和80%光照強(qiáng)度處理下的長(zhǎng)白楤木植株，且其葉綠素含量均低于CK組水平。說(shuō)明喜陰植物也并不是遮光越多長(zhǎng)勢(shì)越好，光對(duì)植物生長(zhǎng)也有抑制作用，適當(dāng)遮光才能促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育。

在不同光照強(qiáng)度對(duì)長(zhǎng)白楤木植株葉片厚度的影響試驗(yàn)中，結(jié)果表明，CK組無(wú)遮光處理下，長(zhǎng)白楤木植株的葉片厚度最大，且CK>遮光30%>遮光60%>遮光80%，可見遮光對(duì)長(zhǎng)白楤木植株的葉片厚度影響較大，遮光并不利于葉片厚度的增長(zhǎng)。

在本試驗(yàn)范圍內(nèi)，30%遮光處理下的長(zhǎng)白楤木植株長(zhǎng)勢(shì)最好，表明在一定的遮光環(huán)境條件下會(huì)促進(jìn)長(zhǎng)白楤木的生長(zhǎng)，但過(guò)度遮光，會(huì)影響植株的光合作用，生長(zhǎng)受限。在研究長(zhǎng)白楤木的物候期與有效積溫的關(guān)系時(shí)，僅對(duì)長(zhǎng)白楤木萌芽期與展葉期的有效積溫進(jìn)行研究，其它各生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期如現(xiàn)蕾期、花期和果期等有效積溫還有待于進(jìn)一步研究。長(zhǎng)白楤木植株在花期不斷有新的花朵開放，在物候觀測(cè)過(guò)程中，只對(duì)同一花序進(jìn)行觀測(cè)研究。該結(jié)果可為長(zhǎng)白楤木的栽培管理和規(guī)模種植推廣提供一定的科學(xué)依據(jù)。