杜忠 鄧蔭偉 張峰 張敏 陳江平 郭俊紅 李全 秦麗萍
摘要為了解決目前杉木種子園產(chǎn)量偏低的問(wèn)題,在2016年2月至2018年3月,對(duì)地處桂北的杉木種子園進(jìn)行物候期觀察。結(jié)果顯示,杉木種子園植株的株高、徑生長(zhǎng)有明顯的物候節(jié)律,基本上都是從每年的4月15日左右開始,至當(dāng)年的11月25日左右結(jié)束;種子園植株的開花授粉物候節(jié)律受天氣影響較明顯,2月5日至3月30日是雌雄花開花的關(guān)鍵時(shí)期,降雨、濕度、溫度、風(fēng)等氣象因子會(huì)嚴(yán)重影響花期。通過(guò)對(duì)杉木物候期的觀察,了解了杉木的生長(zhǎng)習(xí)性、開花結(jié)果習(xí)性,該結(jié)果可為今后開展杉木人工授粉和高產(chǎn)栽培、全面提升杉木種子的產(chǎn)量和質(zhì)量提供參考。
關(guān)鍵詞 杉木;種子園;物候期;桂北
中圖分類號(hào) S791.27
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
文章編號(hào) 1007-5739(2019)07-0118-03
杉木(Cunninghamia?lanceolata(Lamb.)Hook.)為我國(guó)特產(chǎn)的主要用材造林樹種",分布于我國(guó)亞熱帶17個(gè)南方省區(qū)四。杉木在一年生長(zhǎng)之中隨著時(shí)間顯現(xiàn)各種物候現(xiàn)象,這種現(xiàn)象與其遺傳特性、種植地的立地和氣氣候條件有著緊密的關(guān)聯(lián),是一種相對(duì)穩(wěn)定的表現(xiàn)形態(tài)。通過(guò)物候觀察,可以了解杉木種子生長(zhǎng)發(fā)育的周期以及與氣候條件的關(guān)系,為正確制定各階段的養(yǎng)護(hù)措施提供科學(xué)依據(jù)34。從2016年起,對(duì)廣西全州縣咸水林場(chǎng)杉木無(wú)性系種子園杉木植株進(jìn)行了物候觀察,經(jīng)過(guò)連續(xù)3年的實(shí)地觀察和測(cè)定,同時(shí)對(duì)比當(dāng)?shù)貧庀筚Y料,初步掌握了其開花授粉和結(jié)實(shí)的物候規(guī)律,為下一步開展杉木人工授粉奠定基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1觀察地概況
觀察點(diǎn)設(shè)在全州縣咸水林場(chǎng)的桂北杉木種子園內(nèi),地理位置為東經(jīng)110*48'03"、北緯25947'20",海拔229m。該種子園始建于1987年,原屬部省聯(lián)營(yíng)種子園,1992年完成建設(shè)并開始結(jié)果,初建總面積66.7hm2,由308個(gè)優(yōu)良無(wú)性系組成。2010年新建26.7hm2高世代杉木種子園,杉木種子園總規(guī)模達(dá)到149.4hm2。物候觀察工作主要選擇在種子園新建的杉木2.5代種子園中進(jìn)行,該園于2012年3月營(yíng)建,至今已5年,種子園各嫁接株絕大部分生長(zhǎng)正常,已開始小批量生產(chǎn)種子。
1.2物候期觀察
1.2.1觀察方法。觀察點(diǎn)選擇對(duì)象為福建引進(jìn)無(wú)性系M068號(hào),選擇生長(zhǎng)正常、大小中等、嫁接后生長(zhǎng)5年、平均株高3~4m、地徑6~10cm、冠幅2~4m的5株植株作為觀測(cè)對(duì)象,每5d觀察1次(開花期間及新梢生長(zhǎng)各節(jié)點(diǎn)每2d觀察1次)。樹高和胸徑的生長(zhǎng)測(cè)定,從新梢開始生長(zhǎng)起,至停止增長(zhǎng)為止,每15d測(cè)量1次。氣象資料為收集的當(dāng)?shù)貧庀筚Y料。
1.2.2物候期劃分。根據(jù)生物長(zhǎng)期適應(yīng)一年的氣候條件變化而形成相應(yīng)的生育節(jié)律,并在形態(tài)上顯示出各種變化即為物候。本文將杉木物候期觀察劃分為新梢生長(zhǎng)的物候期觀察和生殖生長(zhǎng)的物候期觀察,由于杉木在始花期、盛花期存在顯著差異,因而將花期再細(xì)分為始花期盛花期和末花期。
1.2.3新梢生長(zhǎng)。將新梢生長(zhǎng)劃分為6個(gè)時(shí)期,即活動(dòng)開始期葉芽膨大期、展葉期新梢生長(zhǎng)期新梢封頂期和休眠期(表1)。
1.2.4生殖生長(zhǎng)。將生殖生長(zhǎng)劃分為6個(gè)時(shí)期,即花芽膨大期、花芽張開期、開花期(雄球初花期、雄球盛花期、雄球末花期、雄球結(jié)束期、雌花初花期、雌花盛花期雌花末花期、雌花結(jié)束期)、果實(shí)發(fā)育期、球果成熟期和種子飛散期(表2)。
2結(jié)果分析
2.1物候觀測(cè)
2.1.1新梢生長(zhǎng)。通過(guò)2016-2017年2年觀察統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),新梢生:長(zhǎng)的快速時(shí)期在5-7月和9-10月。側(cè)芽先長(zhǎng),頂芽遲,要到4月底;側(cè)梢先于主梢開始生長(zhǎng),隨后主梢生長(zhǎng)速度加快且快于側(cè)梢(表3)。
2.1.2生殖生長(zhǎng)。通過(guò)2016-2018年3年重點(diǎn)對(duì)開花物候觀察統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),雄球開花期11d,雌花開花期15d,生殖生長(zhǎng)歷時(shí)約255d(表4)。
2.2新梢生長(zhǎng)物候與氣溫
杉木是單軸型喬木,頂端優(yōu)勢(shì)非常明顯,在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中始終是由主干向上生長(zhǎng),主干不分枝。種子園植株經(jīng)過(guò)嫁接后,部分側(cè)枝代替原有主干,形成多頭的頂端優(yōu)勢(shì)。生長(zhǎng)初期先是側(cè)梢生:長(zhǎng)較快、主梢較慢,之后主梢生長(zhǎng)量逐漸加快,快于側(cè)梢。杉木每年株高、莖生長(zhǎng)活動(dòng)起止物候很接近,其明顯的物候節(jié)律,與其所處地氣溫有關(guān)。
觀測(cè)結(jié)果顯示,杉木新梢生長(zhǎng)都是在4月之后、平均氣溫穩(wěn)定在18C以上才開始,至11月底氣溫降至14C以下停止,生長(zhǎng)高峰在7-8月(9-10月有1個(gè)生長(zhǎng)小高峰,但持續(xù)時(shí)間較短,不到30d)。經(jīng)過(guò)2年的觀察發(fā)現(xiàn),杉木新梢生長(zhǎng)主要受大氣候影響,觀察期間各月平均氣溫比較接近,因而在沒(méi)有極端天氣出現(xiàn)的情況下,杉木各物候期相對(duì)穩(wěn)定(圖1)。
2.3開花物候與氣溫
2016年2月7-21日氣溫在3~15C(平均氣溫9.0C)時(shí),花芽開始膨大,持續(xù)約15d;2月22-28日氣溫在9~15C(平均氣溫11.2C)時(shí),花芽進(jìn)入張開狀態(tài),持續(xù)約9d;2月29日至3月12日氣溫在10.5~19.0C(平均氣溫16.0C)時(shí),花芽進(jìn)入開花期狀態(tài),持續(xù)約13d(圖2)。2016年從花芽開始膨大至開花結(jié)束共經(jīng)歷了37d。
2017年2月4-13日氣溫在8~10C(平均氣溫9.5C)時(shí),花芽處于膨大狀態(tài),持續(xù)約10d;2月14日至3月23日氣溫上升到10~13C(平均氣溫11.3C)時(shí),花芽進(jìn)入張開狀態(tài),持續(xù)38d左右;3月22日至4月5日氣溫上升到14~20C(平均氣溫16.0C)時(shí),花芽進(jìn)人開花期,持續(xù)15d左右(圖3)。2017年,杉木從花芽開始膨大至開花結(jié)束共經(jīng)歷了63d左右。
2018年2月7-13日氣溫在8~12C(平均氣溫9.9C),花芽處于膨大狀態(tài),持續(xù)約7d;2月14-25日氣溫上升到10~13C(平均氣溫10.9C),花芽進(jìn)入張開狀態(tài),持續(xù)約12d;2月26日至3月11日氣溫上升到14~20C(平均氣溫14.8C),花芽進(jìn)人開花期,持續(xù)約14d(圖4)。2018年從花芽開始膨大至開花結(jié)束共經(jīng)歷了31d。
從以上3年的觀察結(jié)果可以看出,雌花球從開始膨大至授粉完成閉合下垂,歷時(shí)1~2個(gè)月。其中,雌花的珠鱗張開至閉合只有不足15d,在此期間若遇到低溫、陰雨天氣,開花速度會(huì)放慢,時(shí)間會(huì)略延長(zhǎng)5;雌雄花開花受氣溫影響很大,一旦氣溫上升15C以上,雌、雄花都會(huì)以很快的速度開放,散出花粉。這是杉木種子園人工輔助授粉要特別注意的問(wèn)題,必須在開花散粉前做好花粉的收集和保存,太早會(huì)影響花粉的生活力,太晚將無(wú)粉可收。
2.4杉木種子園植株球果物候
授粉期后10d左右幼果開始生長(zhǎng),經(jīng)過(guò)約190d的生長(zhǎng)后達(dá)到形體成熟期,球果體積不再增大;到達(dá)200d左右時(shí),球果到達(dá)生理成熟期,約220d可以采收球果。適時(shí)采果、及時(shí)處理是取得優(yōu)質(zhì)種子的關(guān)鍵。
3結(jié)論與討論
研究結(jié)果表明,杉木種子園植株的新梢增長(zhǎng)和增粗生長(zhǎng)有其明顯的物候節(jié)律,基本上都是從每年4月15日左右開始,至11月25日左右結(jié)束,并且在同一地方、不同年份相差不明顯。由于各無(wú)性系引種栽培時(shí)間較長(zhǎng),無(wú)性系會(huì)不斷適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境,除開花物候期外,其他物候期與當(dāng)?shù)責(zé)o性系之間沒(méi)有明顯差異。
杉木種子園植株的開花授粉物候節(jié)律受天氣影響較明顯,時(shí)間一般為3月1-30日。與張卓文研究的崇陽(yáng)杉木種子園無(wú)系性散粉一般從3月19日開始至4月2日基本結(jié)束相似,但不同年份會(huì)有差異。
2017年2-3月由于有長(zhǎng)時(shí)間的低溫、陰雨天氣,杉木開花授粉期較2018年推遲了26d.因此,從2月5日至3月30日這段從花芽開始膨大至雌雄花開花的關(guān)鍵時(shí)期里,降雨、濕度、溫度和風(fēng)等氣象因子都會(huì)嚴(yán)重影響杉木花期的發(fā)展進(jìn)程,特別是溫度會(huì)直接導(dǎo)致花期推遲或提前",這與王潤(rùn)輝等8的研究結(jié)果相似。
4參考文獻(xiàn)
[1]孫成志,謝國(guó)恩,李萍杉木地理種源材性變異及建筑材優(yōu)良種源評(píng)估[J].林業(yè)科學(xué),1993(5):1.
[2]俞新妥,杉木栽培學(xué)[M].福州:福建科學(xué)技術(shù)出版社,1997.
[3]鐘波元.大氣和土壤增溫對(duì)杉木幼苗地上物候、生長(zhǎng)和新近光合產(chǎn)物分配的影響[DI.福州:福建師范大學(xué),2017.
[4]王昌薇.河南杉木物候節(jié)律和生長(zhǎng)過(guò)程與氣象因子的關(guān)系門現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2006(5):5-6.
[5]梁機(jī).杉木種子園開花結(jié)實(shí)規(guī)律研究的綜合評(píng)述[J].廣西林業(yè)科學(xué),2001(增刊1):7-9.
[6]張卓文.杉木生殖生物學(xué)特性研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.
[7]齊明.杉木雙系種子園無(wú)性系開花習(xí)性與異交率及其間的關(guān)系研究[J].湖北林業(yè)科技,2006(4):5-9.
[8]王潤(rùn)輝,胡德活,鄭會(huì)全,等.杉木2.5代種子園開花物候遺傳變異分析[J].西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,33(4):25-29.