黃川騰,錢小香,陳飛飛,林玲,段左俊,黎國運
(海南省林業(yè)科學(xué)研究院,海南???571100)
油丹為樟科油丹屬常綠喬木,為中國II 級保護(hù)植物,分布于海南與越南北部。中國油丹面積1.17萬hm2,約19.95 萬株,蓄積量約為3.06 萬m3[1]。在海南主要分布于霸王嶺、尖峰嶺等林區(qū),萬寧南林、白沙牙叉、瓊中太平等地也有分布[2]。目前,有關(guān)油丹的研究主要集中在群落與種群[3]、生境分布、生物學(xué)特性和保護(hù)利用[4-5]、發(fā)芽特性[6]和光合作用[7]等方面研究。
不同樹種對所需的栽培基質(zhì)配比不同,不同的基質(zhì)配比對作物各項生長生理指標(biāo)的影響差異顯著[8-9],合適的基質(zhì)有利于促進(jìn)植物生長[10-11]。耗水特性有助于了解樹木的水分傳輸機(jī)理,為科學(xué)造林提供理論依據(jù)[12]。目前,有關(guān)不同基質(zhì)對油丹生長效應(yīng)和耗水特性鮮見報道。該研究以油丹為研究對象,比較不同基質(zhì)對油丹的生長效應(yīng)及油丹在高溫條件下的耗水特性,對該樹種的苗木栽培種植具有一定指導(dǎo)作用。
試驗地位于??谑协偵絽^(qū)云龍鎮(zhèn)海南省林業(yè)科學(xué)研究院科研基地內(nèi),地處19°59′N,110°5′E,屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候,年平均氣溫為23.8℃,年極端最高氣溫39℃~40℃,年極端最低氣溫2℃~3℃,年平均降雨量1684.5mm,全年無霜,熱量充沛,平均海拔30.4m。
混配不同類型的基質(zhì)。按體積比配置基質(zhì)A 為純紅土;基質(zhì)B 為1/2 紅土+1/4 河沙+1/4 椰糠;基質(zhì)C 為2/3 紅土+1/3 羊糞;基質(zhì)D 為2/5 紅土+1/5 河沙+1/5 椰糠+1/5 羊糞;基質(zhì)E 為1/2 紅土+1/4 椰糠+1/4 羊糞,將長勢一致的油丹分別置于裝有以上5 種基質(zhì)的花盆(直徑15cm、高20cm)中栽植,置于室外,采取一致的管護(hù)措施,每隔3 個月測量油丹苗的高度和地徑。
耗水量測定方法參考邱權(quán)等[13]盆栽苗木稱重法。2019 年7 月,選擇在紅土基質(zhì)生長正常、長勢接近油丹苗木(3 個重復(fù),每個重復(fù)5 株),對所有供試苗木澆透水后,停止?jié)菜M(jìn)行自然干旱處理,即用保鮮膜進(jìn)行覆蓋密封盆栽土壤,同時將苗盆用塑料袋完全套住(從苗木根莖處覆蓋整個表面,并密封花盆底部),以防止土壤的水分的蒸發(fā)影響苗木蒸騰耗水的研究。
油丹的耗水日變化。自覆膜套盆時起選擇3 個連續(xù)的典型晴天,前2d 于08:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00 和20:00 分別用電子天平稱盆重1 次,第3d 上午08:00 稱盆重1 次,注意每次稱盆過程控制在10min 以內(nèi),避免時間過長造成誤差,并且采用便攜式手持氣象站記錄每次稱盆時的環(huán)境溫度和濕度,用照度計測定環(huán)境的照度,每次5 個重復(fù)。保持盆栽覆膜密封良好,防止外部水源進(jìn)入。
油丹葉面積測定。使用YMJ-B 葉面積儀測定油丹葉面積。
耗水量與耗水速率。根據(jù)稱量結(jié)果分別計算全天耗水量(當(dāng)日08:00~翌日08:00),白天耗水量(當(dāng)日08:00~20:00),夜間耗水量(當(dāng)日20:00~翌日08:00)。根據(jù)正常的耗水量,計算出耗水速率,耗水速率= 每個時間段的耗水量/(單株葉面積×?xí)r間)計算出對應(yīng)的耗水速率。
數(shù)據(jù)處理用Excel 和SPSS19.0 處理。
3.1.1 不同基質(zhì)處理對油丹地徑生長影響
生長監(jiān)測結(jié)果表明,基質(zhì)E 處理對油丹地徑生長促進(jìn)作用最明顯,其次為C、D 和B 處理組,而A 處理組最低?;|(zhì)A、B、C、D 和E 處理組全年的地徑平均生長量分別為(1.52±0.15)mm/ 株、(1.81±0.16)mm/ 株、(2.26±0.14)mm/ 株、(1.92±0.17)mm/株和(2.38±0.20)mm/株。從生長階段來看,每年1~3 月和10~12 月油丹的地徑生長量明顯高于4~9 月(圖1)。
圖1 不同基質(zhì)處理對油丹地徑生長量的影響Fig.1 The effect of the diameter growth of Alseodaphne hainanensis under different substrate
3.1.2 不同基質(zhì)處理對油丹樹高生長影響
由圖2 可知,基質(zhì)E 處理組的樹高生長量最高,其次為基質(zhì)A、B、C 和D 處理組,苗高生長量在40.6~45.2cm/株。基質(zhì)A、B、C、D 和E 處理組全年的苗高平均生長量分別為(44.7±7.7)cm/ 株、(42.4±6.3)cm/ 株、(45.2±4.9)cm/ 株、(40.6±6.1)cm/株和(55.3±8.5)cm/株。從生長階段來看,每年4~6 月油丹苗高生長量最大,其次為7~9 月和1~3 月,最低為10~12 月。
圖2 不同基質(zhì)處理對油丹的樹高生長量的影響Fig.2 The effect of the height growth of Alseodaphne hainanensis under different substrate
3.2.1 油丹的日耗水量變化
試驗結(jié)果顯示,油丹的日耗水量達(dá)(63.88±10.21)g/ 株,其中白天耗水量為(60.55±9.95)g/株,占日耗水量的94.8%;夜間耗水量為(3.33±0.26)g/株,占日耗水量的5.3%。由此可見,油丹白天的耗水量明顯大于夜間耗水量。
圖3 油丹的日耗水量變化Fig.3 Variation of daily water consumption of Alseodaphne hainanensis
由圖3 可見,每盆油丹的重量隨著時間的推移在減小,表明油丹的耗水隨著時間的推移耗水在增加,直至16:00 之后開始減弱,而18:00 之后明顯減弱,20:00 之后(夜間),耗水量較小。
3.2.2 油丹的耗水速率變化
油丹的耗水速率從8:00~16:00 均保持有30g·m-2·h-1左右,在8:00~10:00 達(dá)到峰值,為(33.85±4.07)g·m-2·h-1。在16:00 之后,其耗水速率明顯下降;在16:00~18:00 和18:00~20:00 耗水速率明顯變化較小,分別為(6.33±1.58)g·mm-2·h-1和(8.27±1.90)g·mm-2·h-1,而夜間耗水速率更小(見圖4)。
圖4 油丹的耗水速率變化Fig.4 Variation of water consumption rate of Alseodaphne hainanensis
油丹的縱向生長與橫向生長的季節(jié)明顯不同。其地徑生長呈U 型,主要集中在1~3 月和10~12月,而樹高生長時間與地徑相反,主要集中在4~9月。含有羊糞的基質(zhì)處理能明顯的促進(jìn)油丹生長,紅土基質(zhì)處理組則抑制其生長,河沙處理尚不能有效的改善基質(zhì)的作用。油丹耗水量隨著氣溫、照度升高和濕度降低,而呈上升趨勢。
程龍霞等[14]研究鵝耳櫪(Carpinus turczaninowii)生長特性的結(jié)果顯示,地徑生長存在3 次高峰期,分別在6 月、8 月和9 月中旬,而苗高僅出現(xiàn)6~7月中旬一次連續(xù)快速生長期。李蘇珍等[15]研究南方紅豆杉(Taxus wallichiana var.mairei)1 年生苗的生長結(jié)果表明,該樹種出現(xiàn)2 次生長高峰期和1 次生長緩慢期;而郭祥泉等[16]研究鐘萼木(Bretschneidera sinensis)的苗高與地徑生長其均主要集中在4~10月,10 月之后進(jìn)入木質(zhì)化期。該研究的地徑生長主要集中在1~3 月和10~12 月,樹高生長時間與地徑相反,主要集中在4~9 月。由此可見,不同樹種的生長節(jié)律不同。海南東北部在1~3 月和10~12 月降雨相對較少,可能有利于油丹地徑生長(增粗),而在4~10 月是降雨比較多的季節(jié),有利于油丹抽梢,從而促進(jìn)苗高生長。但過高的溫度,則會造成幼嫩的梢部灼傷。栽植油丹時需要一定郁閉度的林下或者采取一些遮陰的防護(hù)措施。
改善基質(zhì)有利于植物生長[17]。該研究結(jié)果表明,含有羊糞的基質(zhì)處理能明顯的促進(jìn)油丹生長。羊糞基質(zhì)處理的研究結(jié)果與羅婭等[18]、陳勇等[19]一致。其可能原因是羊糞含有有機(jī)肥等營養(yǎng)物質(zhì),同時具有一定的保濕透氣的能力,共同促進(jìn)苗木生長。單純的紅土基質(zhì)處理組則生長較慢,河沙處理尚不能有效的改善基質(zhì)的作用,這可能是添加河沙一定程度是能起到改善單純紅土基質(zhì)的透氣性,但是不如羊糞能夠為油丹的生長提供肥力。
研究表明干旱脅迫下,荒漠化地區(qū)的造林樹種的日耗水總量和日平均耗水速率均存在顯著性差異,白天耗水量占據(jù)一天的絕大多數(shù)耗水量[20],油丹的白天耗水量占日耗水量的94.8%,該研究結(jié)果與其一致。8:00 氣溫從28.3℃(濕度50.8%、照度34250Lux)至14:00 時上升至36.7℃(濕度23.2%、照度86840Lux),16:00 氣溫下降至34.1℃(濕度28.3%、照度54000Lux),表明油丹耗水量隨著氣溫、照度升高和濕度降低,其呈上升趨勢。因此,栽植油丹苗木時,需要在8:00 前補(bǔ)充水分,避免苗木缺水。