摘 要 為提高不同化學(xué)型黃樟矮林精油的利用效率,推動(dòng)其精油的綜合開(kāi)發(fā)與利用,以2年生芳樟醇型和檸檬醛型黃樟矮林為材料,比較分析其萌芽數(shù)、萌條數(shù)、萌條長(zhǎng)度和粗度、單株鮮質(zhì)量、單株葉鮮質(zhì)量、單株小枝鮮質(zhì)量、單株主枝鮮質(zhì)量、葉片、小枝和主枝出油率的差異性。結(jié)果表明:芳樟醇型黃樟矮林的萌芽數(shù)達(dá)12.27個(gè),顯著大于檸檬醛型黃樟(8.53個(gè)),但在萌條數(shù)方面,兩種化學(xué)型之間的差異并不顯著;檸檬醛型黃樟矮林的萌條長(zhǎng)度為167.03 cm,顯著長(zhǎng)于芳樟醇型黃樟(112.37 cm);萌條粗度為28.97 mm,也顯著大于芳樟醇型黃樟(17.98 mm)。檸檬醛型黃樟矮林單株鮮質(zhì)量、單株葉鮮質(zhì)量、單株小枝鮮質(zhì)量和單株主枝鮮質(zhì)量顯著高于芳樟醇型黃樟矮林,但檸檬醛型黃樟矮林葉/小枝、葉/主枝、葉/枝和(葉+小枝)/主枝顯著小于芳樟醇型黃樟矮林,且生物量大,葉/枝反而小。芳樟醇型黃樟矮林葉片出油率顯著高于檸檬醛型黃樟矮林,小枝、主枝的出油率差異不顯著,兩種化學(xué)型黃樟矮林的精油含量均為葉>小枝>主枝。
關(guān)鍵詞 矮林;黃樟;化學(xué)型;生物量;出油率
中圖分類(lèi)號(hào):S792.23 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.23.003
黃樟[Cinnamomum porrectum" (Roxb.)" Kosterm.],又名油樟、大葉樟,屬樟科樟屬高大喬木,自然分布于長(zhǎng)江以南各省區(qū),是我國(guó)南方重要的材用和特種經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種[1],其樹(shù)體高大,最高可達(dá)25 m,胸徑可達(dá)100 cm。黃樟材質(zhì)堅(jiān)實(shí),防蟲(chóng)耐腐,有芳香氣味,是高級(jí)家具和室內(nèi)裝修的優(yōu)良材料[2-3]。黃樟全株各部分都含有精油,因其獨(dú)特的化學(xué)特性和廣泛的用途,在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出極高的應(yīng)用價(jià)值,而精油的含油量決定了其潛在的應(yīng)用價(jià)值。
近年來(lái),隨著芳樟醇市場(chǎng)需求量的不斷激增,黃樟資源的開(kāi)發(fā)也受到了更多的關(guān)注。為在短時(shí)間內(nèi)獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益,樟樹(shù)采用短輪伐期矮林作業(yè)模式,通過(guò)縮短采伐周期,提高精油產(chǎn)量。吳航等在廣東省紫金縣地區(qū)的野生黃樟種群中鑒定出了7個(gè)化學(xué)類(lèi)型[4]。本研究針對(duì)芳樟醇型和檸檬醛型黃樟矮林的生長(zhǎng)規(guī)律、生物量分布規(guī)律、精油分布規(guī)律進(jìn)行探討,以期為黃樟矮林的作業(yè)提供理論依據(jù)。
1" 材料與方法
1.1" 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地位于本中心育苗基地,地理坐標(biāo)為116°01′19″E、28°41′33″N,屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),氣候濕潤(rùn)溫和,光照充足,降雨量充沛,年無(wú)霜期長(zhǎng)、冰凍期短。年平均氣溫17.1~17.8 ℃,極端最高氣溫達(dá)40 ℃以上,極端最低氣溫低于-10 ℃,年日照時(shí)數(shù)1 772~1 845 h,年降雨量1 567.7~1 654.7" mm,年平均相對(duì)濕度為78.5 %。
1.2" 試驗(yàn)材料
以2年生芳樟醇型黃樟矮林和檸檬醛型黃樟矮林(株距1.0 m、行距1.0 m)為試驗(yàn)材料。2021年11月份開(kāi)始伐樁,伐樁高度為30 cm,2022年4月上旬,每株穴施尿素50 g、復(fù)合肥50 g,此后按常規(guī)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
1.3" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2022年5月測(cè)定留樁上的萌芽數(shù),同年9月在120株無(wú)性系樹(shù)種中隨機(jī)選取芳樟醇型黃樟矮林和檸檬醛型黃樟矮林各12株,將留樁上的萌條砍伐,記錄留樁上萌條數(shù)。分別測(cè)定各單株主枝的枝粗、長(zhǎng)度和單株、葉片、小枝、主枝鮮質(zhì)量,測(cè)定葉片、小枝和主枝出油率。
1.4" 測(cè)定方法
生長(zhǎng)指標(biāo)和生物量的測(cè)定:使用游標(biāo)卡尺(ABS數(shù)顯卡尺)、卷尺測(cè)量萌條的長(zhǎng)度及枝粗,隨后將葉片、小枝和主枝分離,用電子天平測(cè)定其鮮質(zhì)量。
樟樹(shù)精油提?。簩⑿迈r黃樟地上部分分為葉片、小枝和主枝后,各稱(chēng)取一定質(zhì)量。使用水蒸氣蒸餾法來(lái)提取精油,用棕色玻璃瓶進(jìn)行儲(chǔ)存,對(duì)其進(jìn)行稱(chēng)量,計(jì)算出油率。
出油率=(瓶油重-瓶重)/測(cè)定生物量
1.5" 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
數(shù)據(jù)利用Excel 2020整理、計(jì)算和方差分析,出油率先進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,再進(jìn)行方差分析,顯著性水平為p<0.05。
2" 結(jié)果與分析
2.1" 兩種化學(xué)型黃樟矮林萌芽數(shù)及萌條數(shù)比較
由表1可知,芳樟醇型黃樟矮林的萌芽數(shù)為12.27個(gè),萌條數(shù)為4.17個(gè),萌芽數(shù)與萌條數(shù)均大于檸檬醛型黃樟,呈現(xiàn)顯著差異。芳樟醇型黃樟矮林的萌芽數(shù)比檸檬醛型黃樟矮林萌芽數(shù)多3.74個(gè),約是檸檬醛型黃樟萌芽數(shù)的1.44倍。在萌條數(shù)上,兩者僅相差0.09條,差異不顯著。
2.2" 兩種化學(xué)型黃樟矮林萌條長(zhǎng)度和粗度比較
由表2可知,檸檬醛型與芳樟醇型黃樟矮林的萌條長(zhǎng)度、粗度之間存在顯著差異。檸檬醛型黃樟矮林的萌條長(zhǎng)度、粗度均大于芳樟醇型黃樟,兩者的萌條長(zhǎng)度、粗度分別相差54.66 cm、10.99 mm。檸檬醛型黃樟矮林的萌條長(zhǎng)度約是芳樟醇型黃樟的1.49倍,粗度約是芳樟醇型黃樟矮林的1.61倍。
2.3" 兩種化學(xué)型黃樟矮林生物量及分配
2.3.1" 兩種化學(xué)型黃樟矮林生物量差異
由表3可知,檸檬醛型和芳樟醇型黃樟矮林的單株、單株葉、單株小枝及單株主枝的鮮質(zhì)量之間存在顯著差異。檸檬醛型黃樟矮林的單株、單株葉、單株小枝及單株主枝的鮮質(zhì)量均高于芳樟醇型黃樟矮林,兩者分別相差937.46 g、406.17 g、262.29 g和269 g。檸檬醛型黃樟矮林的單株、單株葉、單株小枝及單株主枝鮮質(zhì)量比芳樟醇型黃樟矮林分別高了55.79%、38.70%、63.57%和123.24%。
2.3.2" 兩種化學(xué)型黃樟矮林生物量分配規(guī)律
由表4可知,檸檬醛型黃樟矮林的葉、(葉+小枝)質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于芳樟醇型黃樟矮林,分別相差0.069和0.056,存在顯著差異。兩種化學(xué)型黃樟矮林的小枝質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間差異不顯著,兩者僅相差0.013。檸檬醛型黃樟矮林的主枝質(zhì)量分?jǐn)?shù)比芳樟醇型黃樟矮林的主枝質(zhì)量分?jǐn)?shù)高出0.056,存在顯著差異。
由表5可知,檸檬醛型黃樟矮林的葉與小枝、葉與主枝、葉與枝、(葉+小枝)與主枝的比值均小于芳樟醇型黃樟,分別為0.398、1.791、0.412和2.276,存在顯著差異。芳樟醇型黃樟矮林葉與小枝、葉與主枝、葉與枝、(葉+小枝)與主枝的比值分別是檸檬醛型黃樟矮林的1.12、1.59、1.33和1.51倍。
2.3.3" 兩種化學(xué)型黃樟矮林出油率及分配規(guī)律
由表6可知,芳樟醇型黃樟矮林的葉片出油率大于檸檬醛型黃樟矮林,兩者相差0.693%,存在顯著差異。檸檬醛型黃樟矮林的小枝出油率略高于檸檬醛型黃樟矮林,兩者相差0.053%,主枝出油率略低于檸檬醛型黃樟矮林,兩者相差0.023%,差異不顯著。檸檬醛型與芳樟醇型黃樟矮林的精油分布均是葉片出油率>小枝含油率>主枝含油率,其精油分配規(guī)律相似,葉片出油率顯著高于小枝和主枝。檸檬醛型黃樟矮林的葉片出油率是小枝的6.19倍、主枝的16.88倍,小枝的出油率是主枝的2.73倍;芳樟醇型黃樟矮林的葉片出油率是小枝的8.74倍、主枝的125倍,小枝的出油率是主枝的14.3倍。
3" 討論與結(jié)論
3.1" 兩種化學(xué)型黃樟矮林萌芽數(shù)及萌條數(shù)差異性
伐樁萌芽更新是指伐樁上的休眠芽萌發(fā)進(jìn)而生長(zhǎng)形成植株[5],萌芽能力直接關(guān)系到生物量積累及經(jīng)濟(jì)效益。萌芽能力除了受品種影響外,外界環(huán)境、栽植密度、樹(shù)齡及伐樁高度等多重因素均會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響[6-8]。影響矮林萌條生長(zhǎng)的因素有基因型、光照、施肥、種植密度等,其中基因型是主導(dǎo)因子。有研究表明,伐樁的萌芽能力與其直徑呈正相關(guān)關(guān)系,與伐樁的高度則呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,伐樁的萌芽植株數(shù)量隨著伐樁基徑的增大,初期增長(zhǎng)后趨于減少;相反,隨著伐樁高度的提升,萌芽植株數(shù)量則呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)[9-11]。本研究結(jié)果表明,檸檬醛型和芳樟醇型黃樟矮林在萌條數(shù)量上并未表現(xiàn)出顯著差異。這一現(xiàn)象可能歸因于矮林密植的生長(zhǎng)環(huán)境,其中萌條之間在生長(zhǎng)空間、光照條件及養(yǎng)分資源等方面存在激烈的競(jìng)爭(zhēng),最終導(dǎo)致僅有部分萌芽能夠成功發(fā)展成為萌條。
3.2" 兩種化學(xué)型黃樟矮林生物量積累及分配規(guī)律
生物量是衡量植物物質(zhì)積累及環(huán)境資源利用效能的關(guān)鍵指標(biāo),其大小直接體現(xiàn)了植物在空間資源利用與積累方面的能力[12-13]。本研究中,檸檬醛型黃樟矮林的總生物量、各組分生物量都大于芳樟醇型黃樟矮林,造成這種差異的原因可能是生物量與萌條長(zhǎng)度、粗度指標(biāo)吻合,即萌條長(zhǎng)度、粗度大,所得的生物量就更大。由于種植密度較高,兩種化學(xué)型黃樟矮林處于相互競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)狀態(tài),此時(shí)不利于樹(shù)冠橫向生長(zhǎng)和枝干增粗生長(zhǎng),從而轉(zhuǎn)向增高生長(zhǎng),究其原因可能由于基因型的不同、種植密度過(guò)高導(dǎo)致兩種化學(xué)型黃樟矮林的生物量存在差異。植物生物量的分配可以改變苗木生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中生長(zhǎng)、繁殖和防御等功能的選擇次序變化,同時(shí)也是影響植物資源獲取、競(jìng)爭(zhēng)的重要因素[14-15]。本研究結(jié)果表明,檸檬醛型黃樟矮林的生物量均大于芳樟醇型黃樟矮林,在兩種化學(xué)型黃樟矮林中,葉片生物量占總生物量比例最大,再者是小枝生物量,占比最小的是主枝生物量,(葉+小枝)生物量占總生物量的80%以上。造成芳樟醇型黃樟矮林生物量小,但葉枝比高的原因可能是因?yàn)榉颊链夹忘S樟矮林需要更多的葉進(jìn)行光合作用促進(jìn)自身生長(zhǎng),從而達(dá)到增加總生物量的目的,因此導(dǎo)致葉枝比反而高。
3.3" 兩種化學(xué)型黃樟矮林出油率及分配規(guī)律
精油是樟樹(shù)次級(jí)代謝的產(chǎn)物,而精油含量則受遺傳、光合作用等因素綜合影響[16-17]。出油率是影響精油產(chǎn)量的絕對(duì)指標(biāo),出油率與精油產(chǎn)量呈正相關(guān)。在不同化學(xué)型的黃樟中,其各個(gè)部位的精油含量存在顯著差異,這很可能是由于遺傳基因的差異性控制所致,也可能與不同化學(xué)型在精油合成過(guò)程中,相關(guān)酶的種類(lèi)及活性存在不同有關(guān)[18-19]。本研究發(fā)現(xiàn),在兩種化學(xué)型的黃樟矮林中,葉片的出油率最高,其次是小枝,而主枝的出油率最低,研究結(jié)果和肖祖飛等、周松松等的研究結(jié)果相同,均是葉片出油率大于枝條出油率[20-21]。導(dǎo)致葉片出油率最高的因素可能是葉片需要進(jìn)行光合作用,與生長(zhǎng)節(jié)律有關(guān)。樟樹(shù)的精油在植株各部分的含量不同,本研究結(jié)果表明,在兩種化學(xué)型的黃樟矮林中,精油含量從高到低依次為:葉片含油量、小枝含油量、主枝含油量、葉片精油含量顯著高于小枝和主枝。有研究表明,芳樟精油含量在不同月份、不同季節(jié)均有變化,在5月份和7—9月份葉精油含量都處于較高水平[22]。本研究中,檸檬醛型黃樟矮林出油率和芳樟醇型黃樟矮林出油率差異顯著,究其原因可能是基因型的差異造成的。
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(責(zé)任編輯:敬廷桃)