廖海紅,代麗華,孔小麗,梁躍武,吳 勇,林智紅,梁躍龍★
(1.江西九連山國家級自然保護區(qū)管理局,江西 龍南341700;2.江西省林業(yè)科技實驗中心,江西信豐341600;3.廣西壯族自治區(qū)國有高峰林場,廣西 南寧530000)
傘花木(Eurycorymbus cavaleriei)屬無患子科傘花木屬落葉喬木,是第三世紀殘遺于我國的特有單種屬植物,為國家Ⅱ級保護植物。分布于云南、貴州、廣西、湖南、江西、廣東、福建、臺灣等省區(qū),生于溝谷溪旁的常綠闊葉林中[1]。傘花木是珍貴的木本油料樹種,種子可榨取工業(yè)用油,也可食用;另外其木材密度中等、變形小,干濕系數(shù)小,端面硬度和沖擊韌性中等,花紋細膩,具有廣泛的用途[2-3]。由于傘花木自然分布區(qū)域植株稀少,資源破壞嚴重,且其雌雄異株,異花型蟲媒傳粉,結(jié)實較難,已被列入中國植物紅皮書[4]。因此,加強傘花木繁育技術(shù)等相關(guān)研究對保護該物種有重要的意義。目前,對傘花木主要集中在對其種質(zhì)資源的調(diào)查[5-6]、繁育技術(shù)[7-10]和開發(fā)利用[11-12]的初步研究上。有關(guān)傘花木苗期生長規(guī)律的研究報道不多,不夠系統(tǒng)。本研究通過對傘花木1年生播種苗的生長性狀及生物量進行觀測,研究其1年生播種苗的生長規(guī)律并建立動態(tài)生長模型,旨在為培育優(yōu)質(zhì)壯苗提供科學依據(jù)。
試驗地位于江西省龍南市東江鄉(xiāng)花卉苗木基地(24°51′N,114°48′E),屬亞熱帶濕潤季風氣候,年平均氣溫18.9℃,無霜期約300 d,年平均日照時數(shù)1 782 h,年平均降雨量1 509.7 mm,圃地交通條件好,地勢開闊,土壤肥沃,排水條件好。
供試種子于2018年10月采自龍南縣安基山林場,土壤為紅壤土。該批種子凈度為99%,種子千粒重為67.938 g,種子陰干除去果皮雜質(zhì)后干藏。2019年3月16日播種,播種前用40℃溫水浸種24 h,并用0.1%高錳酸鉀水溶液消毒后,將種子撒播于苗床,播種密度100?!-2,播種后覆土約2 cm,再覆蓋塑料薄膜。
4日10日開始陸續(xù)發(fā)芽,至5月12日發(fā)芽結(jié)束,場圃發(fā)芽率56.4%。5月20日,當幼苗6葉1芯時進行間苗、定苗,間苗后株行距10 cm×35 cm。于苗木生長期間(6月、7月、8月、9月),分別交替使用0.04%尿素和復(fù)合肥,每月2次,9月下旬施1次鉀肥。同時,及時除草,當久雨初睛用0.1%甲基托布津、多菌靈、敵克松交替用藥防病,敵克松用藥后需對幼苗葉片用清水洗苗以防藥害。
在苗木定植后,3次重復(fù),每重復(fù)選35株幼苗進行掛牌。從6月10日起,每10 d測定苗高和地徑一次,直至苗木生長結(jié)束。苗木生物量及根系測定,在翌年苗木萌動前,每重復(fù)挖取接近平均苗高、地徑的5株苗木,挖苗時需挖出完整的根系,分別測定每株苗木地徑、苗高及地上、地下部分鮮重量及烘干重量。
上述試驗所得數(shù)據(jù)分別用SPSS 22.0、Excel 2007軟件分析。苗木生長曲線用Logistic方程擬合[13],該模型的表達式為:y=k/(1+ae-bx)(1),式中:y為苗木累積生長量,x為生長天數(shù),k表示苗木生長極限,可用三點等差法計算為待定系數(shù),用最小二乘法求得。
對苗木質(zhì)量評價參考何軼等方法[11],根據(jù)苗高、地徑和根系狀況等形質(zhì)指標,再根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算苗木質(zhì)量指數(shù),計算公式分別為:質(zhì)量指數(shù)=苗木總干重g/(苗高cm/地徑mm+莖干重g/根干重g)。
根據(jù)傘花木苗木生長的測定結(jié)果,苗木年生長出現(xiàn)兩個高峰期,苗木生長初期生長較慢,7月初生長開始加快,8月初出現(xiàn)第1個生長峰值,隨后生長速度減緩,9月初開始再次回升,至9月中旬出現(xiàn)第2個生長峰值,10月中下旬部分苗木葉色變黃開始落葉,進入休眠期。從圖1可以看出,傘花木在生長過程中呈現(xiàn)明顯的“慢-快-慢-快-慢”的生長變化規(guī)律。
圖1 苗高、地徑凈生長節(jié)律Fig.1 Net increment of seedling height and ground diameter
由圖1可知,傘花木1年生播種苗苗高與地徑年生長進程均符合“S”型曲線,因此可利用Logistic曲線方程y=k/(1+ae-bx)對苗高和地徑進行擬合。根據(jù)苗高和地徑的實測數(shù)據(jù),利用等差三點法計算k值的初始值,再利用最小二乘法求出系數(shù)a和b的初始值,然后用SPSS 22.0進行非線性回歸擬合,建立傘花木1年生播種苗苗高和地徑生長方程分別為:
傘花木1年生苗高與地徑的Logistic方程擬合模型回歸關(guān)系達到極顯著水平,R2分別達0.995和0.997,表明該擬合方程可靠性較高。利用SPSS 22.0軟件檢驗非線性回歸方程擬合效果(見圖2),苗高、地徑觀測值數(shù)據(jù)點和擬合曲線均相對吻合,進而說明總體擬合效果較好。
圖2 苗高、地徑生長擬合曲線Fig.2 Growth dynamics of seedling height&groud diametert and its Logistic fitting curve
根據(jù)苗木生長情況分析,對所得Logistic方程進行一階導(dǎo)數(shù)可得連日生長量隨時間變化的方程;進行二階導(dǎo)數(shù)可得連日生長量的變化速率曲線,其方程為令d2y/dx2=0,求得苗高累計生長量最大的時間為:x0=lna/b(4),求三階導(dǎo)數(shù),并令其等于0,可得累計生長量變化速率最快的兩個點x1和x2,即由萌動到速生轉(zhuǎn)入緩慢生長的分界點,x1=(lna-1.317)/b(5);x2=(lna+1.317)/b(6)。其中,x1、x2間苗木平均生長速度為線性生長速度到x2苗木生長量為線性生長量經(jīng)計算,分析結(jié)果詳見表1。
表1 理論傘花木速生期分析及特征值Tab.1 Analysis and the characteristic values of theoretical fast growth stage of E.cavaleriei
從表1可以看出,理論上苗高生長的最快時間是第103.13天(7月22日),比觀測值提前了8 d,其日最快生長速率為0.57 mm·d-1;年生長速生階段為(71.78,134.49),其生長量占年生長總量的60.09%。同理,地徑生長最快日期是第114.35天(8月2日),和觀測值第一個生長高峰期基本相符;其速生階段為(71.86,156.83),即6月21日-9月13日,其生長量占年總生長量的65.43%。
根據(jù)結(jié)合以上分析與實際觀測,結(jié)合苗木生長特性,將傘花木1年生播種苗生長劃分為出苗期、生長初期、速生期和生長末期。出苗期從種子播種(3月16日)開始到基本出苗結(jié)束(5月12日)。苗高的速生期為6月中旬至8月下旬,比地徑提早20 d結(jié)束速生期進入生長后期;地徑速生期為6月上旬至9月上旬,用46.67%的生長時間完成了65.43%的生長量,結(jié)果見表2。
表2 傘花木1年生苗的苗高和地徑生長期劃分Tab.2 Division of annual growth stages of E.cavaleriei
在翌年苗木萌動前,挖取近平均苗高、地徑的5株苗木,測定其苗高、地徑、側(cè)根條數(shù)、主根長度和地上、地下部分鮮重量及烘干重量。由表3可知,1年生傘花木播種苗的平均苗高可達78.2 cm,地徑可達12.38 mm;地下生物量較大,主根發(fā)達,其根可深達土層32.92 cm處,側(cè)根數(shù)量較多,分布廣,利于苗木造林成活。
表3 傘花木生物量空間分布Tab.3 Spatial distribution of biomass of E.cavaleriei
傘花木1年生播種苗的高生長和地徑生長情況基本符合“S”型生長,即可用Logistic曲線方程擬合苗高和地徑年生長過程,這與盧芳等[15]對南京椴1年生播種苗年生長發(fā)育規(guī)律的研究,龐世龍等[16]對大葉櫟苗期生長模型的研究,以及郭歡歡等[17]對黃連木苗期年生長節(jié)律的研究結(jié)果相似,相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.99,達到極顯著水平。因此,利用Logistic曲線方程擬合傘花木年播種苗生長過程是可行的。
利用Logistic曲線方程擬合可傘花木1年生播種苗生長進程劃分為出苗期、生長初期、速生期和生長后期。根據(jù)各生長期生長特點,采取相應(yīng)管理措施,確保達到最佳的育苗效果。出苗期,從播種到基本出苗結(jié)束(3月16日-5月12日)歷時58 d,持續(xù)時間較長,影響優(yōu)質(zhì)苗木的有效生長期,可對種子進行有效的催芽,做到保溫保濕,加快傘花木出苗,延長苗木生長期,其具體措施如提早播種、沙藏催芽等。5月中旬至6月下旬為生長初期,該期苗木生長緩慢、細嫩,圃地管理以保苗促根、合理定苗;施肥以低濃度尿素為主。該生長期多逢雨季,應(yīng)注意防澇抗病,建議使用多菌靈、甲基托布津交替使用。苗高和地徑在速生期的增長量均占總生長量的60%以上,該時期需加強水肥病蟲害管理,建議每隔10 d用復(fù)合肥融水澆灌,如出現(xiàn)蟲害用敵百蟲1 000倍液噴霧防治。到生長后期,苗高和地徑生長均逐漸減慢,此時需停施氮肥防止苗木過度生長,并追施磷鉀肥促進苗木木質(zhì)化,提高苗木抗寒性。