摘 要 為進一步了解金刺梨生物學特性,探究金刺梨根系生長規(guī)律及其與新梢生長的相關性,特開展金刺梨根系年生長動態(tài)觀察及其與地上部分的相關性。結果表明,金刺梨根系生長旺盛期集中在5—7月,適宜發(fā)育的氣溫和濕度分別為20.8 ℃和91%;5月,新梢與根系的生長存在合作關系;3—9月,新梢與根系的生長存在競爭關系。
關鍵詞 金刺梨;根系;生長動態(tài);新梢;相關性分析
中圖分類號:S685.12 文獻標志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.19.024
金刺梨(Rosa sterilis)是薔薇科(Rosaceae)薔薇屬(Rosa)攀援灌木,因果實內無籽或少籽[1-3],又叫無籽刺梨、光枝無子刺梨。金刺梨果實富含維生素、氨基酸和多種礦物質營養(yǎng)元素,營養(yǎng)價值極高[4-7]。金刺梨生長速度快,根系發(fā)達,適宜坡地、山地造林,是農業(yè)產業(yè)結構調整的優(yōu)選品種之一[8]。
根系是植物的重要器官,具有固定、輸導、貯藏、吸收、合成及分配等功能,根系的生長狀況直接影響地上部分的生長發(fā)育[9-10]。新梢是由葉芽萌動展葉的嫩梢,是樹體的新生營養(yǎng)體,是植株新葉的原始來源[11]。研究根系與新梢的關系,是將調控技術由單一的地上部調控轉變?yōu)榈厣喜颗c地下部同時調控的重要基礎[12-13]。
目前尚未見金刺梨中根系與新梢發(fā)育的相關性報道,本研究擬開展兩者生長發(fā)育相關性分析,以期為全面了解金刺梨生物學特征補充依據(jù)。
1 "材料與方法
1.1 "材料選擇及生長環(huán)境
試驗材料為3株長勢一致的6年生金刺梨植株,樹勢旺盛,樹形開心形,種植于貴州省安順市農業(yè)科學院安順金刺梨種植示范基地,該園地勢平整,土壤為微酸性黃壤,海拔1 390 m,全年平均氣溫14.1 ℃。
1.2 "試驗方法
1.2.1 "物候期觀察
從金刺梨萌芽開始,記錄金刺梨萌芽期、展葉期、現(xiàn)蕾期、初花期(開花量5%)、盛花期(開花量30%~70%)、謝花期(開花量70%)、果實成熟期及落葉期。
1.2.2 "新梢年生長周期統(tǒng)計
從金刺梨萌芽開始,每個月定期記錄新梢從萌芽到旺盛期的生長狀況,同時觀察新梢生長量。
1.2.3 "根窖制備及根系性狀統(tǒng)計
選擇3株長勢一致的金刺梨植株,在樹冠滴水線上挖長、寬、深分別為1 m的根窖,將觀察面處理平整,于觀察面鋪上8 mm×8 mm厚的玻璃板,接觸面用原土填好,確保玻璃與觀察面土壤密合、不留縫隙。根窖上用木板支撐,再覆蓋一層塑料薄膜,確保雨水不流入根窖中,最上層用泥土覆蓋20 cm以上。根窖旁挖2 m長通道,確保觀察時根窖內環(huán)境穩(wěn)定。
將距離地面0~30 cm部分的根系定義為“上層根系”;將距離地面31~70 cm部分的根系定義為“中層根系”;將距離地面71~100 cm部分的根系定義為“下層根系”。每月固定時期統(tǒng)計各層根系數(shù)量及長度,同時記錄根窖內土壤濕度和溫度。
1.3 "數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2019進行記錄、整理;用Origin 2021進行數(shù)據(jù)可視化作圖。
2 "結果與分析
2.1 "物候期記錄
金刺梨在2月中旬開始萌芽,3月上中旬營養(yǎng)枝和結果枝同時展葉和抽梢,4月中旬枝葉茂盛,開始現(xiàn)蕾;4月底至5月初為初花期,5月中旬進入盛花期,5月下旬開始謝花,6月初為末花期,花期約1個月;6月上中旬開始坐果,10月初果實開始成熟,分批采摘,采摘期長達2個月;12月底溫度低于10 ℃開始落葉,秋梢冬季一般不落葉。
2.2 "根系年生長動態(tài)
金刺梨因為種子稀少及敗育原因,一般用扦插育苗。金刺梨根系無主根,為須根系,疏松土壤根系深度可達1 m以上,主要分布在土壤0~30 cm耕作層,新根白色,老根黃褐色。在金刺梨1年的生長周期中,根窖平均生長溫度為16.2 ℃,1—3月氣溫較低,在3月達到最低點9.5 ℃;隨著外界氣溫升高,根窖的溫度也逐步上升,在7月達到最高溫度22 ℃;進入秋季后根窖溫度隨著環(huán)境溫度逐漸下降,在12月左右降到最低,與1月相接,根窖內溫度大致形成1個高峰與1個低峰,兩者相差12.5 ℃(見圖1)。
1年中,金刺梨根窖的平均濕度為88%,1—7月相對比較平穩(wěn),保持在90%左右;7月后,隨著夏季到來,根窖的濕度急劇下降,在9月達最低點69%;夏季結束,根窖內濕度逐步上升,10—12月同樣保持在90%左右。整體來看,金刺梨根系1年的生長濕度比較穩(wěn)定且較高,波動僅有夏季的2個月(見圖1)。
金刺梨上層根系為距離地面0~30 cm區(qū)域的根系,1年平均數(shù)量為8.4根,平均長度為3.4 cm。1—4月,上層根系的數(shù)量變化不是特別大,從5月開始數(shù)量顯著增加,在6月達最多,為26.3根;7月后根系逐漸伸長,形成中下層根系,因此,上層新增根系數(shù)量逐漸減少,在8—10月沒有新的上層根系產生;11—12月又逐漸開始萌發(fā)新根。從1月開始,上層根系的長度不斷增長,在4月到達頂峰,為11.1 cm,隨后繼續(xù)伸長,變?yōu)橹邢聦痈?,而少?shù)根系開始萌發(fā),在6月短暫迎來小高峰,從7月開始下降,8—10月無新增上層根系,從11月開始又繼續(xù)萌發(fā),平均長度在4 cm(見圖2)。
1年生長周期中,金刺梨上層根系數(shù)量在6月達最高峰,而根系長度在4月達最高峰,而變化趨勢呈正相關,從1月開始先升高后降低,然后平緩而后升高(見圖2)。
金刺梨中層根系為距離地面31~70 cm區(qū)域的根系,1年平均數(shù)量為5.6根,平均長度為2.7 cm,在3月、8—12月中層根系數(shù)量為0。中層根系數(shù)量從1月開始短暫減少,在3月達到小低峰之后開始顯著升高,在5月達到最高峰,隨后數(shù)量減少,到8—12月不再有中層根系產生。中層根系長度變化趨勢與數(shù)量相似,從1月開始先短暫降低,隨后顯著升高,從8月開始變得平緩(見圖3)。
金刺梨下層根系為距離地面71~100 cm區(qū)域的根系,1年平均數(shù)量為6.1根,平均長度為3.0 cm。與中層根系相似,下層根系數(shù)量從1月開始短暫減少,在3月達到一個小低峰,隨后逐漸升高,在7月達到頂峰,而后漸漸下降,在11月又達到一個小低峰,12月至次年1月升高,隨后再降低。下層根系長度變化趨勢與根系數(shù)量變化趨勢相似,從1月開始先減少后增長,在7月達到最高峰,隨后再減少直至11月(見圖4)。
2.3 "新梢生長周期
金刺梨的新梢生長周期大概分為3次快速生長期。2月下旬,新梢形成并進入第一次快速生長期,這個階段是新梢整個生長周期中第一次萌發(fā),數(shù)量最多,萌發(fā)后快速生長。4—6月,春梢形成,并在5月中下旬新梢進入第二次快速生長期,在這個階段,新梢萌發(fā)數(shù)量比3月少;3月份形成的部分新梢在這個階段會形成花序,最終形成果實,部分則會形成營養(yǎng)枝繼續(xù)生長。6月下旬至8月中旬,新梢生長量較上階段少,夏梢在此階段開始形成。8月下旬至9月上旬,夏梢繼續(xù)生長,秋梢開始萌發(fā),9月上旬進入新梢第三次快速生長期,生長量與第二次快速生長期大致相同。在9月底至10月中旬,金刺梨果實開始成熟,但此時新梢生長量較少,在10月中下旬之后便不再發(fā)出,直至第二年3月上旬(見表1)。
3 "討論與結論
3.1 "討論
3.1.1 "金刺梨物候期
金刺梨在2月下旬開始萌芽抽梢,在5月初現(xiàn)蕾,6月坐果。金刺梨每個植株花期不一樣,前后可相差20 d以上,整體花期為5月初至6月上旬,6月中下旬開始坐果;坐果期較長,單果果實發(fā)育總體呈現(xiàn)“快—慢—快—慢”的變化趨勢,呈現(xiàn)雙“S”型生長模式[2]。10月初果實開始成熟,12月底落葉,秋梢冬季一般不落葉。金刺梨的物候期具有薔薇屬典型特征,與其他薔薇屬植物如刺梨、月季相似。
3.1.2 "氣溫與根系生長
根系是作物重要的營養(yǎng)器官之一,主要作用是吸收水分和營養(yǎng)。根系的生長發(fā)育對環(huán)境因子變化較敏感,溫度和濕度會影響根系呼吸,進而影響根系生長[14]。在金刺梨的生長周期中,最高氣溫為22 ℃,最低為9.5 ℃。從圖1 可以看出,高于年平均氣溫主要集中在4—10月,同時可以從根系發(fā)育來看,上中下層根系生長旺盛期也主要集中在這幾個時期,尤其是4—7月(圖2~圖4)。在5月,中層根系數(shù)量最多,6月上層根系數(shù)量最多,7月下層根系數(shù)量最多,這3個月平均氣溫為20.8 ℃,平均濕度為91%,推測這應當是金刺梨根系的最適生長條件。
在8—12月,平均氣溫為16.8 ℃,平均濕度為84%,此時上層、中層根系生長量幾乎為0,除了物候期的主要因素外,說明低溫和低濕環(huán)境不利于上中層根系的生長發(fā)育,如果這兩個因素比較惡劣,則可能直接限制根系的生長。雖然在8—12月根窖的溫度和濕度比較低,但下層根系平均保持在4.5根,依然有新的下層根系伸長,而這些根系是上中層發(fā)育伸長而來,在這相對不適的環(huán)境下下層根系依然能生長發(fā)育,說明下層根系抗逆性較強。
3.1.3 "根系生長與新梢發(fā)育
根系的生長發(fā)育情況直接影響地上部的生長發(fā)育,進而影響果樹的產量和品質。從金刺梨新梢的發(fā)育階段來看,大致分為春梢形成期(第一次快速生長期)、第二次快速生長期、夏梢形成期、秋梢形成期(第三次快速生長期)、新梢消失期,而3次快速生長期主要集中在3、5、9月。5月也是上中下層根系的生長旺盛期,此時新梢的生長與根系生長存在合作關系;在3月和9月,根系生長緩慢甚至停滯,此時新梢的生長與根系存在競爭關系。此結果與楊洪強等關于“果樹根系與新梢生長的相關性”論述相似[15],新梢與根系的關系并非線性,有時是相互促進,有時是相互制約。
5月,在溫度、濕度、營養(yǎng)等適宜條件下,根系與新梢先是各自發(fā)育而后相互促進。根系伸長,吸收更多的營養(yǎng)物質及水分,促進新梢的快速發(fā)育。而在3月和9月,環(huán)境相對惡劣,新梢快速生長,吸收整個植株大部分營養(yǎng),導致根系生長受限,在9月甚至會停滯。
3.2 "結論
本研究通過對金刺梨物候期觀察、根系生長與新梢發(fā)育的記錄分析,主要得出以下結論:
1)金刺梨根系生長旺盛期集中在5—7月,而適宜發(fā)育的氣溫和濕度分別為20.8 ℃和91%。
2)在5月,新梢與根系的生長存在合作關系;在3月和9月,新梢與根系的生長存在競爭關系。
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(責任編輯:易 "婧)