曹麗仙,曾建亮,劉書彤,喻 雄,古 龍,李建安
(中南林業(yè)科技大學(xué) a.湖南省南方丘陵山地生態(tài)經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心; b.經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)省部共建教育部重點實驗室;c.經(jīng)濟(jì)林培育與利用湖南省2011 協(xié)同創(chuàng)新中心; d.經(jīng)濟(jì)林育種與栽培國家林業(yè)局重點實驗室,湖南 長沙 410004)
油茶Camellia oleifera是山茶科Theaceas 山茶屬Camellia的常綠小灌木,是我國最重要的食用油料樹種,與油橄欖Olea europaea、油棕Elaeis guineensis和椰子Hyophorbe lagenicaulis并稱為世界四大木本食用油料樹種[1]。其主要加工產(chǎn)品茶油的不飽和脂肪酸含量達(dá)90%以上,具有降血糖、降血壓、防治心腦血管疾病的作用,經(jīng)濟(jì)價值高、用途廣、綜合開發(fā)利用潛力大,號稱“東方的橄欖油”,是聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦的優(yōu)質(zhì)健康食用植物油[2-3]。
我國油茶產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷連續(xù)10年快速發(fā)展之后,產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大,但目前受采穗圃面積和穗條產(chǎn)量的限制,難以保證生產(chǎn)上對良種苗木的需求[4-5]。 發(fā)展油茶產(chǎn)業(yè),提高油茶產(chǎn)量,苗木是基礎(chǔ),高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的穗條更是獲得油茶高效生產(chǎn)的根本與關(guān)鍵[6]。油茶采穗圃是集中生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)穗條的良種生產(chǎn)基地,是良種資源定向培育的重要環(huán)節(jié),可以為建立無性系種子園提供優(yōu)良接穗,也可以直接為良種壯苗的大規(guī)模生產(chǎn)提供良種穗條[7-9]。油茶作為主要依靠嫁接繁殖的樹種,其穗條質(zhì)量對無性系苗的質(zhì)量有著決定性影響,直接影響嫁接后苗木的生長存活,而優(yōu)質(zhì)的穗條更有利于嫁接成活[10-12]。因此研究油茶不同修剪冠形對良種穗條生長及質(zhì)量的影響有著一定的實踐意義。
目前,有關(guān)油茶采穗圃修剪強度、修剪時間、造林密度、施肥技術(shù)等方面[5-17]研究報道較多。鐘秋平等[6]研究了不同修剪時間、修剪強度對油茶優(yōu)良無性系采穗圃穗條數(shù)量、長度和抗病性等的影響。江澤鵬等[18]在秋季對油茶良種采穗圃進(jìn)行了不同修剪方式和修剪強度的試驗研究。這些研究結(jié)果表明通過在適宜時間,選擇合適的部位,采用合理的方法和模式等,對油茶樹體進(jìn)行修剪處理,不僅能提高穗條產(chǎn)量,還能有效降低炭疽病等病害的發(fā)生率,促進(jìn)樹體生長。曾雯珺等[19]、王東雪等[20]對油茶優(yōu)良無性系采穗圃進(jìn)行密度試驗,比較研究了不同造林密度及不同植物生長調(diào)節(jié)劑和葉面肥對采穗圃植株生長、穗條產(chǎn)量及質(zhì)量的影響。蔡方標(biāo)[21]研究了油茶采穗圃不同整形修剪與施肥對油茶穗芽產(chǎn)量的影響。這些研究結(jié)果證明,合理的造林密度、適當(dāng)?shù)恼涡藜艉褪┓士梢燥@著提高油茶嫁接穗條的產(chǎn)量和質(zhì)量。目前,關(guān)于油茶采穗圃修剪冠形對良種穗條生長及質(zhì)量的影響仍缺乏有針對性的研究報道,僅見曹永慶等[22]對不同樹形油茶無性系的發(fā)枝和光合特性及對修剪處理的響應(yīng)進(jìn)行了相關(guān)研究。本試驗中擬從修剪冠形的角度出發(fā),研究冠形對油茶采穗圃穗條生長及質(zhì)量的影響,篩選出適合‘鐵城一號’油茶采穗母樹的優(yōu)良冠形,旨在為營建優(yōu)質(zhì)高效油茶采穗圃及油茶育苗提供參考依據(jù)。
試驗地設(shè)在常德市鼎城區(qū)蔡家崗鎮(zhèn)油茶示范基地(21°7′36″N、110°14′24″E)。地處中亞熱帶向北亞熱帶過渡的季風(fēng)濕潤氣候區(qū),以大陸性氣候為主,海拔200 ~300 m。年平均氣溫17.4 ℃,1月平均氣溫5.1 ℃,7月平均氣溫28.9 ℃,平均降水量1 348.3 mm,年最大降水量1 803 mm,年最小降水量1 109 mm。土壤為紅壤,坡向東南,坡度小于25°。
以常德‘鐵城一號’油茶作為試驗材料,試驗植株均為8年生油茶大樹,平均樹高2.1 m,冠幅210 cm×230 cm,株行距2 m×3 m。隨機選取長勢一致、無病蟲害的植株作為樣樹,試驗前未進(jìn)行任何修剪處理。
1.3.1 樹體修剪
2018年冬季,采取簡易修剪方式進(jìn)行修剪,修剪強度控制在樹體生物量1/3 左右,分別修剪為圓頭形、平頭形、圓錐形,以不進(jìn)行修剪處理的植株作為對照。每個處理3 株,3 次重復(fù),即每種冠形共處理9 株。
1.3.2 指標(biāo)測量
2019年5月,進(jìn)行春梢各生長指標(biāo)的測量,測量指標(biāo)包括冠幅、穗條長度、穗條直徑、節(jié)間距、單穗條總芽數(shù)、單穗條有效芽數(shù)、單株穗條數(shù)和單株有效穗條數(shù)等。有效芽質(zhì)量要求葉芽飽滿,葉片完整,無病蟲害;有效穗條質(zhì)量要求長度大于10 cm,直徑大于2.00 mm,總芽數(shù)大于3[19]。
有關(guān)指標(biāo)計算方法如下[18-20]:節(jié)間距=穗條長度/單穗條總芽數(shù);單株單位冠幅面積穗條產(chǎn)量= 單株穗條數(shù)/冠幅面積;單株有效芽數(shù)=單穗條有效芽數(shù)×單株有效穗條數(shù)。
試驗數(shù)據(jù)用SPSS 20.0 和Excel 2010 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。
不同修剪冠形的油茶穗條產(chǎn)量見表1。由表1 可知,與對照相比,圓錐形和圓頭形樹冠對提高油茶穗條產(chǎn)量均有一定作用。其中,圓錐形樹冠的穗條產(chǎn)量最高,平均單株穗條數(shù)比對照高出25.6%,單位冠幅面積穗條產(chǎn)量高出37.3%,差異極顯著(P<0.01);圓頭形樹冠的平均單株穗條數(shù)比對照高出7.2%,單位冠幅面積穗條產(chǎn)量比對照高出14.5%,差異未達(dá)顯著水平(P>0.05)。平頭形樹冠的平均單株穗條數(shù)和單位冠幅面積穗條產(chǎn)量較對照有所下降,分別降低了12.4%和4.0%,差異不顯著(P>0.05)。
表1 不同修剪冠形的油茶穗條產(chǎn)量?Table 1 Scion yield in C.oleifera with different pruned crown shapes
不同修剪冠形的油茶穗條質(zhì)量見表2。由表2可知,與對照相比,圓頭形樹冠可以顯著提高穗條長度和單穗條有效芽數(shù),分別提高了31.4%和22.6%,且與對照差異顯著(P<0.05),穗條直徑、單穗條總芽數(shù)和單株有效芽數(shù)出現(xiàn)不同幅度的提高,節(jié)間距更為合理,但相比對照未達(dá)顯著水平(P>0.05)。平頭形樹冠的穗條長度、穗條直徑、節(jié)間距、單穗條總芽數(shù)和單穗條有效芽數(shù)均比對照高,而單株有效芽數(shù)未增加,說明該冠形單株有效穗條數(shù)較對照少,這與2.1 中平頭形單株穗條數(shù)低于對照的結(jié)論相符合。與對照相比,圓錐形樹冠的穗條長度、穗條直徑、節(jié)間距、單穗條總芽數(shù)以及單穗條有效芽數(shù)變化不大,穗條直徑和單穗條總芽數(shù)比對照低,但差異不顯著(P>0.05),說明圓錐形樹冠對提高穗條質(zhì)量無明顯作用,其單株有效芽數(shù)的增加僅是由單株穗條數(shù)增加引起有效穗條數(shù)的增加而導(dǎo)致。
表2 不同修剪冠形的油茶穗條質(zhì)量Table 2 Scion quality in C.oleifera with different pruned crown shapes
不同修剪冠形的油茶樹冠不同位置穗條的生長情況見表3。由表3 可知,與對照組相比,圓錐形樹冠的內(nèi)圍穗條數(shù)量提高了77.2%,且與對照差異顯著(P<0.05),穗條長度和直徑較對照提高了8.5%和8.6%,單穗條有效芽數(shù)降低了36.5%,但與對照的差異未達(dá)顯著水平(P>0.05)。圓頭形和平頭形樹冠的內(nèi)圍穗條生長情況與對照相比無顯著差異(P>0.05),但平頭形樹冠內(nèi)圍穗條生長情況較差,穗條長度和單穗條有效芽數(shù)較對照有所降低。與對照組相比,圓頭形和平頭形樹冠可以顯著提高樹冠外圍穗條數(shù)量,增幅分別為63.7%和58.7%,且與對照差異顯著(P<0.05),穗條長度和穗條直徑較對照也有一定提高,但效果并不顯著(P>0.05)。圓錐形樹冠的外圍穗條生長情況與對照相比無顯著差異(P>0.05),穗條數(shù)量較對照有所減少。
表3 不同修剪冠形的油茶樹冠不同位置穗條的生長情況Table 3 Growth status of scions at different positions in C.oleifera crown with different pruned shapes
對相同修剪冠形的油茶樹冠不同位置的穗條數(shù)量進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表4。由表4 可知,平頭形和圓頭形樹冠的采穗母株樹冠外圍穗條生長情況顯著優(yōu)于樹冠內(nèi)圍(P<0.05),與對照規(guī)律一致。其中,平頭形樹冠的內(nèi)外圍穗條生長情況差異最為顯著,外圍穗條數(shù)量是內(nèi)圍的2.33倍。圓錐形樹冠的油茶母株內(nèi)圍穗條生長情況優(yōu)于外圍,與對照規(guī)律完全相反,內(nèi)圍穗條數(shù)量為外圍的1.60 倍,但差異并未達(dá)到顯著性水平 (P>0.05)。
表4 同一修剪冠形的油茶樹冠不同位置穗條數(shù)量的方差分析結(jié)果Table 4 Variance analysis result of scion number at different positions in C.oleifera crown with the same pruned shape
對油茶穗條長度、穗條直徑、單穗條總芽數(shù)、單穗條有效芽數(shù)、節(jié)間距和單株穗條數(shù)進(jìn)行Pearson 相關(guān)性分析,結(jié)果見表5。由表5 可知,油茶穗條長度、穗條直徑、單穗條總芽數(shù)和單穗條有效芽數(shù)之間均存在極顯著相關(guān)性(P<0.01),且均為正相關(guān)關(guān)系。說明在穗條長度、穗條直徑、單穗條總芽數(shù)和單穗條有效芽數(shù)中,某指標(biāo)的變化會引起其他3 個指標(biāo)以同等趨勢進(jìn)行變化。節(jié)間距與穗條長度二者之間也存在極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),即節(jié)間距會隨著穗條長度的變化而變化。單株穗條數(shù)與穗條長度、穗條直徑和節(jié)間距之間存在一定負(fù)相關(guān)性,即隨著油茶穗條長度和直徑的增加,節(jié)間距變大,單株穗條數(shù)會出現(xiàn)一定程度下降,但這種相關(guān)性并不顯著 (P>0.05)。
表5 不同修剪冠形的油茶穗條各指標(biāo)Pearson 相關(guān)性分析結(jié)果?Table 5 Pearson correlation analysis results of each index of C.oleifera scions with different pruned crown shapes
高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的油茶穗條(尤其是春梢)是獲得油茶苗高效生產(chǎn)的根本和關(guān)鍵,是無性繁殖的主要材料[7]。合理修剪是實現(xiàn)油茶采穗圃穗條優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的主要技術(shù)措施之一,能改善樹體結(jié)構(gòu),促進(jìn)新梢萌發(fā),提高穗芽數(shù)量和有效利用率[23]。本研究中,圓頭形和圓錐形樹冠油茶的穗條產(chǎn)量與對照相比均有所提高,這與鐘秋平等[6]報道的修剪對油茶采穗圃穗條生長及抗病性影響的研究結(jié)果一致,即修剪能促進(jìn)樹枝抽梢數(shù)的增加。其原因為,良好的修剪冠形可以調(diào)整樹體葉面積,改善光照條件,影響光合作用,從而改變樹體的營養(yǎng)制造狀況和營養(yǎng)水平。在這3 種修剪冠形中,平頭形樹冠的油茶穗條產(chǎn)量不但未增加,而且比對照有所下降,這可能與該油茶品種的特性有關(guān)?!F城一號’油茶品種樹體相對緊湊,與其他2 種冠形相比,相同修剪強度下平頭形修剪對樹體自身營養(yǎng)分配影響更大,前期營養(yǎng)調(diào)節(jié)不均衡,抽穗發(fā)枝較其他處理更晚,該冠形油茶后期是否會通過自身營養(yǎng)調(diào)節(jié)達(dá)到更優(yōu)表現(xiàn)有待進(jìn)一步研究。
采穗圃穗條不僅要保證數(shù)量,更要保證質(zhì)量,穗條的質(zhì)量直接影響標(biāo)準(zhǔn)化良種壯苗的培育[23-24]。本研究結(jié)果表明,圓頭形樹冠對提高油茶穗條長度和單穗條有效芽數(shù)作用顯著(P<0.05),同時對增加穗條直徑、單穗條總芽數(shù)和單株有效芽數(shù)有一定作用,節(jié)間距更為合理。在生產(chǎn)應(yīng)用中,較長的節(jié)間距能有效提高穗芽利用率,節(jié)間距較短,在油茶嫁接或扦插繁殖中不便作為1 穗1 芽單獨使用,穗芽利用率相對較低[20]。圓錐形和平頭形樹冠對穗條質(zhì)量的影響與其對穗條產(chǎn)量的影響完全不同。雖然圓錐形樹冠對提高穗條產(chǎn)量有顯著作用,但與對照相比穗條質(zhì)量并未提高,甚至穗條直徑和單穗條總芽數(shù)比對照還低。平頭形樹冠雖然穗條產(chǎn)量與對照相比有所降低,但穗條長度、穗條直徑、節(jié)間距、單穗條總芽數(shù)和單穗條有效芽數(shù)均比對照高,說明對‘鐵城一號’油茶品種而言,這2 種冠形不能合理平衡穗條產(chǎn)量和質(zhì)量之間的關(guān)系,未起到合理分配營養(yǎng)物質(zhì)、調(diào)節(jié)營養(yǎng)比例的作用。
曹永慶等[22]研究了不同樹形油茶無性系的發(fā)枝特性,發(fā)現(xiàn)不同樹形油茶無性系冠層不同部位的新梢發(fā)枝量、新梢長度和新葉比表現(xiàn)出較大差異性。本研究中發(fā)現(xiàn)不同形狀樹冠的不同位置穗條質(zhì)量差異較小,但穗條數(shù)量存在顯著差異,這與曹永慶等[22]的研究結(jié)果是一致的,即直立形油茶無性系冠層各部位間新梢長度差異較小,但新梢發(fā)枝量差異較大。圓頭形和平頭形樹冠外圍穗條數(shù)量顯著多于內(nèi)圍,與對照一致,而且外圍穗條數(shù)量比對照均有顯著性提高(P<0.05),內(nèi)圍穗條數(shù)量與對照相比差異不大。圓錐形樹冠內(nèi)圍穗條數(shù)量多于外圍,與對照完全相反,內(nèi)圍穗條數(shù)量比對照顯著提高了77.2%,外圍穗條數(shù)量較對照有所減少,說明該修剪冠形較大程度上改變了該油茶品種原有的樹體結(jié)構(gòu),內(nèi)圍較外圍受光條件更好,春梢大部分營養(yǎng)集中在內(nèi)圍的穗條上,通過內(nèi)圍新梢發(fā)枝量的顯著提高,實現(xiàn)單株穗條產(chǎn)量的顯著提高。
在試驗后期還發(fā)現(xiàn),圓錐形樹冠油茶母株內(nèi)圍穗條比其他處理更容易遭受蟲害,出圃穗條的數(shù)量和質(zhì)量嚴(yán)重降低。因此綜合來看,在圓頭形、圓錐形、平頭形3 種冠形中,圓頭形是油茶采穗圃較為理想的采穗冠形,不僅能有效提高油茶穗條產(chǎn)量,還能保證后期產(chǎn)出穗條的質(zhì)量,有利于優(yōu)質(zhì)高效油茶采穗圃的營建。
整形修剪對營建優(yōu)質(zhì)高效的油茶采穗圃十分重要[16]。但不同油茶品種之間,樹體結(jié)構(gòu)存在較大差異,而且不同的修剪強度對油茶樹體生長也有不同的影響[14]。本研究中僅針對‘鐵城一號’油茶品種進(jìn)行不同修剪冠形試驗,其他品種油茶采穗圃理想樹形以及不同修剪強度下油茶穗條生長響應(yīng)機制,有待進(jìn)一步深入研究。