金刺梨根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及其與新梢相關(guān)性分析

摘 要 為進(jìn)一步了解金刺梨生物學(xué)特性，探究金刺梨根系生長(zhǎng)規(guī)律及其與新梢生長(zhǎng)的相關(guān)性，特開展金刺梨根系年生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)觀察及其與地上部分的相關(guān)性。結(jié)果表明，金刺梨根系生長(zhǎng)旺盛期集中在5—7月，適宜發(fā)育的氣溫和濕度分別為20.8 ℃和91%；5月，新梢與根系的生長(zhǎng)存在合作關(guān)系；3—9月，新梢與根系的生長(zhǎng)存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

關(guān)鍵詞 金刺梨；根系；生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)；新梢；相關(guān)性分析

中圖分類號(hào)：S685.12 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.19.024

金刺梨（Rosa sterilis）是薔薇科（Rosaceae）薔薇屬（Rosa）攀援灌木，因果實(shí)內(nèi)無籽或少籽[1-3]，又叫無籽刺梨、光枝無子刺梨。金刺梨果實(shí)富含維生素、氨基酸和多種礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高[4-7]。金刺梨生長(zhǎng)速度快，根系發(fā)達(dá)，適宜坡地、山地造林，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的優(yōu)選品種之一[8]。

根系是植物的重要器官，具有固定、輸導(dǎo)、貯藏、吸收、合成及分配等功能，根系的生長(zhǎng)狀況直接影響地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育[9-10]。新梢是由葉芽萌動(dòng)展葉的嫩梢，是樹體的新生營(yíng)養(yǎng)體，是植株新葉的原始來源[11]。研究根系與新梢的關(guān)系，是將調(diào)控技術(shù)由單一的地上部調(diào)控轉(zhuǎn)變?yōu)榈厣喜颗c地下部同時(shí)調(diào)控的重要基礎(chǔ)[12-13]。

目前尚未見金刺梨中根系與新梢發(fā)育的相關(guān)性報(bào)道，本研究擬開展兩者生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)性分析，以期為全面了解金刺梨生物學(xué)特征補(bǔ)充依據(jù)。

1 "材料與方法

1.1 "材料選擇及生長(zhǎng)環(huán)境

試驗(yàn)材料為3株長(zhǎng)勢(shì)一致的6年生金刺梨植株，樹勢(shì)旺盛，樹形開心形，種植于貴州省安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院安順金刺梨種植示范基地，該園地勢(shì)平整，土壤為微酸性黃壤，海拔1 390 m，全年平均氣溫14.1 ℃。

1.2 "試驗(yàn)方法

1.2.1 "物候期觀察

從金刺梨萌芽開始，記錄金刺梨萌芽期、展葉期、現(xiàn)蕾期、初花期（開花量5%）、盛花期（開花量30%～70%）、謝花期（開花量70%）、果實(shí)成熟期及落葉期。

1.2.2 "新梢年生長(zhǎng)周期統(tǒng)計(jì)

從金刺梨萌芽開始，每個(gè)月定期記錄新梢從萌芽到旺盛期的生長(zhǎng)狀況，同時(shí)觀察新梢生長(zhǎng)量。

1.2.3 "根窖制備及根系性狀統(tǒng)計(jì)

選擇3株長(zhǎng)勢(shì)一致的金刺梨植株，在樹冠滴水線上挖長(zhǎng)、寬、深分別為1 m的根窖，將觀察面處理平整，于觀察面鋪上8 mm×8 mm厚的玻璃板，接觸面用原土填好，確保玻璃與觀察面土壤密合、不留縫隙。根窖上用木板支撐，再覆蓋一層塑料薄膜，確保雨水不流入根窖中，最上層用泥土覆蓋20 cm以上。根窖旁挖2 m長(zhǎng)通道，確保觀察時(shí)根窖內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

將距離地面0～30 cm部分的根系定義為“上層根系”；將距離地面31～70 cm部分的根系定義為“中層根系”；將距離地面71～100 cm部分的根系定義為“下層根系”。每月固定時(shí)期統(tǒng)計(jì)各層根系數(shù)量及長(zhǎng)度，同時(shí)記錄根窖內(nèi)土壤濕度和溫度。

1.3 "數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2019進(jìn)行記錄、整理；用Origin 2021進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化作圖。

2 "結(jié)果與分析

2.1 "物候期記錄

金刺梨在2月中旬開始萌芽，3月上中旬營(yíng)養(yǎng)枝和結(jié)果枝同時(shí)展葉和抽梢，4月中旬枝葉茂盛，開始現(xiàn)蕾；4月底至5月初為初花期，5月中旬進(jìn)入盛花期，5月下旬開始謝花，6月初為末花期，花期約1個(gè)月；6月上中旬開始坐果，10月初果實(shí)開始成熟，分批采摘，采摘期長(zhǎng)達(dá)2個(gè)月；12月底溫度低于10 ℃開始落葉，秋梢冬季一般不落葉。

2.2 "根系年生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

金刺梨因?yàn)榉N子稀少及敗育原因，一般用扦插育苗。金刺梨根系無主根，為須根系，疏松土壤根系深度可達(dá)1 m以上，主要分布在土壤0～30 cm耕作層，新根白色，老根黃褐色。在金刺梨1年的生長(zhǎng)周期中，根窖平均生長(zhǎng)溫度為16.2 ℃，1—3月氣溫較低，在3月達(dá)到最低點(diǎn)9.5 ℃；隨著外界氣溫升高，根窖的溫度也逐步上升，在7月達(dá)到最高溫度22 ℃；進(jìn)入秋季后根窖溫度隨著環(huán)境溫度逐漸下降，在12月左右降到最低，與1月相接，根窖內(nèi)溫度大致形成1個(gè)高峰與1個(gè)低峰，兩者相差12.5 ℃（見圖1）。

1年中，金刺梨根窖的平均濕度為88%，1—7月相對(duì)比較平穩(wěn)，保持在90%左右；7月后，隨著夏季到來，根窖的濕度急劇下降，在9月達(dá)最低點(diǎn)69%；夏季結(jié)束，根窖內(nèi)濕度逐步上升，10—12月同樣保持在90%左右。整體來看，金刺梨根系1年的生長(zhǎng)濕度比較穩(wěn)定且較高，波動(dòng)僅有夏季的2個(gè)月（見圖1）。

金刺梨上層根系為距離地面0～30 cm區(qū)域的根系，1年平均數(shù)量為8.4根，平均長(zhǎng)度為3.4 cm。1—4月，上層根系的數(shù)量變化不是特別大，從5月開始數(shù)量顯著增加，在6月達(dá)最多，為26.3根；7月后根系逐漸伸長(zhǎng)，形成中下層根系，因此，上層新增根系數(shù)量逐漸減少，在8—10月沒有新的上層根系產(chǎn)生；11—12月又逐漸開始萌發(fā)新根。從1月開始，上層根系的長(zhǎng)度不斷增長(zhǎng)，在4月到達(dá)頂峰，為11.1 cm，隨后繼續(xù)伸長(zhǎng)，變?yōu)橹邢聦痈担贁?shù)根系開始萌發(fā)，在6月短暫迎來小高峰，從7月開始下降，8—10月無新增上層根系，從11月開始又繼續(xù)萌發(fā)，平均長(zhǎng)度在4 cm（見圖2）。

1年生長(zhǎng)周期中，金刺梨上層根系數(shù)量在6月達(dá)最高峰，而根系長(zhǎng)度在4月達(dá)最高峰，而變化趨勢(shì)呈正相關(guān)，從1月開始先升高后降低，然后平緩而后升高（見圖2）。

金刺梨中層根系為距離地面31～70 cm區(qū)域的根系，1年平均數(shù)量為5.6根，平均長(zhǎng)度為2.7 cm，在3月、8—12月中層根系數(shù)量為0。中層根系數(shù)量從1月開始短暫減少，在3月達(dá)到小低峰之后開始顯著升高，在5月達(dá)到最高峰，隨后數(shù)量減少，到8—12月不再有中層根系產(chǎn)生。中層根系長(zhǎng)度變化趨勢(shì)與數(shù)量相似，從1月開始先短暫降低，隨后顯著升高，從8月開始變得平緩（見圖3）。

金刺梨下層根系為距離地面71～100 cm區(qū)域的根系，1年平均數(shù)量為6.1根，平均長(zhǎng)度為3.0 cm。與中層根系相似，下層根系數(shù)量從1月開始短暫減少，在3月達(dá)到一個(gè)小低峰，隨后逐漸升高，在7月達(dá)到頂峰，而后漸漸下降，在11月又達(dá)到一個(gè)小低峰，12月至次年1月升高，隨后再降低。下層根系長(zhǎng)度變化趨勢(shì)與根系數(shù)量變化趨勢(shì)相似，從1月開始先減少后增長(zhǎng)，在7月達(dá)到最高峰，隨后再減少直至11月（見圖4）。

2.3 "新梢生長(zhǎng)周期

金刺梨的新梢生長(zhǎng)周期大概分為3次快速生長(zhǎng)期。2月下旬，新梢形成并進(jìn)入第一次快速生長(zhǎng)期，這個(gè)階段是新梢整個(gè)生長(zhǎng)周期中第一次萌發(fā)，數(shù)量最多，萌發(fā)后快速生長(zhǎng)。4—6月，春梢形成，并在5月中下旬新梢進(jìn)入第二次快速生長(zhǎng)期，在這個(gè)階段，新梢萌發(fā)數(shù)量比3月少；3月份形成的部分新梢在這個(gè)階段會(huì)形成花序，最終形成果實(shí)，部分則會(huì)形成營(yíng)養(yǎng)枝繼續(xù)生長(zhǎng)。6月下旬至8月中旬，新梢生長(zhǎng)量較上階段少，夏梢在此階段開始形成。8月下旬至9月上旬，夏梢繼續(xù)生長(zhǎng)，秋梢開始萌發(fā)，9月上旬進(jìn)入新梢第三次快速生長(zhǎng)期，生長(zhǎng)量與第二次快速生長(zhǎng)期大致相同。在9月底至10月中旬，金刺梨果實(shí)開始成熟，但此時(shí)新梢生長(zhǎng)量較少，在10月中下旬之后便不再發(fā)出，直至第二年3月上旬（見表1）。

3 "討論與結(jié)論

3.1 "討論

3.1.1 "金刺梨物候期

金刺梨在2月下旬開始萌芽抽梢，在5月初現(xiàn)蕾，6月坐果。金刺梨每個(gè)植株花期不一樣，前后可相差20 d以上，整體花期為5月初至6月上旬，6月中下旬開始坐果；坐果期較長(zhǎng)，單果果實(shí)發(fā)育總體呈現(xiàn)“快—慢—快—慢”的變化趨勢(shì)，呈現(xiàn)雙“S”型生長(zhǎng)模式[2]。10月初果實(shí)開始成熟，12月底落葉，秋梢冬季一般不落葉。金刺梨的物候期具有薔薇屬典型特征，與其他薔薇屬植物如刺梨、月季相似。

3.1.2 "氣溫與根系生長(zhǎng)

根系是作物重要的營(yíng)養(yǎng)器官之一，主要作用是吸收水分和營(yíng)養(yǎng)。根系的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)環(huán)境因子變化較敏感，溫度和濕度會(huì)影響根系呼吸，進(jìn)而影響根系生長(zhǎng)[14]。在金刺梨的生長(zhǎng)周期中，最高氣溫為22 ℃，最低為9.5 ℃。從圖1 可以看出，高于年平均氣溫主要集中在4—10月，同時(shí)可以從根系發(fā)育來看，上中下層根系生長(zhǎng)旺盛期也主要集中在這幾個(gè)時(shí)期，尤其是4—7月（圖2～圖4）。在5月，中層根系數(shù)量最多，6月上層根系數(shù)量最多，7月下層根系數(shù)量最多，這3個(gè)月平均氣溫為20.8 ℃，平均濕度為91%，推測(cè)這應(yīng)當(dāng)是金刺梨根系的最適生長(zhǎng)條件。

在8—12月，平均氣溫為16.8 ℃，平均濕度為84%，此時(shí)上層、中層根系生長(zhǎng)量幾乎為0，除了物候期的主要因素外，說明低溫和低濕環(huán)境不利于上中層根系的生長(zhǎng)發(fā)育，如果這兩個(gè)因素比較惡劣，則可能直接限制根系的生長(zhǎng)。雖然在8—12月根窖的溫度和濕度比較低，但下層根系平均保持在4.5根，依然有新的下層根系伸長(zhǎng)，而這些根系是上中層發(fā)育伸長(zhǎng)而來，在這相對(duì)不適的環(huán)境下下層根系依然能生長(zhǎng)發(fā)育，說明下層根系抗逆性較強(qiáng)。

3.1.3 "根系生長(zhǎng)與新梢發(fā)育

根系的生長(zhǎng)發(fā)育情況直接影響地上部的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而影響果樹的產(chǎn)量和品質(zhì)。從金刺梨新梢的發(fā)育階段來看，大致分為春梢形成期（第一次快速生長(zhǎng)期）、第二次快速生長(zhǎng)期、夏梢形成期、秋梢形成期（第三次快速生長(zhǎng)期）、新梢消失期，而3次快速生長(zhǎng)期主要集中在3、5、9月。5月也是上中下層根系的生長(zhǎng)旺盛期，此時(shí)新梢的生長(zhǎng)與根系生長(zhǎng)存在合作關(guān)系；在3月和9月，根系生長(zhǎng)緩慢甚至停滯，此時(shí)新梢的生長(zhǎng)與根系存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。此結(jié)果與楊洪強(qiáng)等關(guān)于“果樹根系與新梢生長(zhǎng)的相關(guān)性”論述相似[15]，新梢與根系的關(guān)系并非線性，有時(shí)是相互促進(jìn)，有時(shí)是相互制約。

5月，在溫度、濕度、營(yíng)養(yǎng)等適宜條件下，根系與新梢先是各自發(fā)育而后相互促進(jìn)。根系伸長(zhǎng)，吸收更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及水分，促進(jìn)新梢的快速發(fā)育。而在3月和9月，環(huán)境相對(duì)惡劣，新梢快速生長(zhǎng)，吸收整個(gè)植株大部分營(yíng)養(yǎng)，導(dǎo)致根系生長(zhǎng)受限，在9月甚至?xí)?/p>

3.2 "結(jié)論

本研究通過對(duì)金刺梨物候期觀察、根系生長(zhǎng)與新梢發(fā)育的記錄分析，主要得出以下結(jié)論：

1）金刺梨根系生長(zhǎng)旺盛期集中在5—7月，而適宜發(fā)育的氣溫和濕度分別為20.8 ℃和91%。

2）在5月，新梢與根系的生長(zhǎng)存在合作關(guān)系；在3月和9月，新梢與根系的生長(zhǎng)存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

[1] DU Q， ZHOU K， ZHONG S L， et al. Cytological observations in abortion formation and morphological character of pollen in seedless chestnut rose （Rosa sterilis） [J]. Flora， 2023，307： 152379.

[2] 杜倩，李昌穎，宋貞富，等. 無籽刺梨果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的解剖結(jié)構(gòu)觀察[J]. 中國(guó)南方果樹，2023，52（6） ：171-177，182.

[3] 韋景楓，程友忠，蒙先舉，等.無籽刺梨生物學(xué)特性觀察[J]中國(guó)林副特產(chǎn)， 2012（6）：27-29.

[4] VAN RENSBURG C J， ERASMUS E， LOOTS D T， et al. Rosa roxburghii supplementation in a controlled feeding study increases plasma antioxidant capacity and glutathione redox state[J].European Journal of Nutrition， 2005， 44（7）： 452-457.

[5] 吳洪娥，金平，周艷，等.刺梨與無籽刺梨的果實(shí)特性及其主要營(yíng)養(yǎng)成分差異[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（8）：221-223.

[6] 張丹，韋廣鑫，曾凡坤.貴州不同產(chǎn)地?zé)o籽刺梨的基本營(yíng)養(yǎng)成分及香氣物質(zhì)比較[J].食品科學(xué)，2016，37（22）：166-172.

[7] 魯敏，安華明，趙小紅.無籽刺梨與刺梨果實(shí)中氨基酸分析[J]. 食品科學(xué)，2015（14）：118-121.

[8] 程友忠.石漠化地區(qū)無籽刺梨栽培技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（5）：116-117.

[9] 丁杰萍，羅永清，周欣，等.植物根系呼吸研究方法及影響因素研究進(jìn)展[J].草業(yè)學(xué)報(bào)，2015，24（5）：206-216.

[10] 潘瑞熾.植物生理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2012.

[11] 郭承彬，董鳳麗，吳明陽.果樹根系生長(zhǎng)發(fā)育的研究進(jìn)展及調(diào)控應(yīng)用[J].現(xiàn)代園藝，2018（21）：15-17.

[12] 皇甫欣雨，李有梅，謝兆森.果樹新梢節(jié)間生長(zhǎng)規(guī)律及其調(diào)控機(jī)制[J].植物生理學(xué)報(bào)，2024，60（2）：284-294.

[13] 馮廣龍，劉昌明，王立.土壤水分對(duì)作物根系生長(zhǎng)及分布的調(diào)控作用 [J].生態(tài)農(nóng)業(yè)研究， 1996（3）： 7-11.

[14] 徐玉涵， 孫魯龍， 高振， 等. 葡萄芽、根總呼吸變化與空氣、土壤有效積溫的關(guān)系研究[J]. 植物生理學(xué)報(bào)， 2020， 56（4）：799-806.

[15] 楊洪強(qiáng)，束懷瑞.蘋果根系研究[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

（責(zé)任編輯：易 "婧）