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美丽胡枝子的生物学特性研究

2010-10-24何建平徐高福柏明娥洪利兴

自然保护地 2010年3期
关键词:茎干冠幅根系

何建平 徐高福 柏明娥 洪利兴



美丽胡枝子的生物学特性研究

何建平1徐高福1柏明娥2洪利兴2

(1浙江省淳安县新安江开发总公司 311700;2浙江省林业科学研究院 310023)

美丽胡枝子是一速生的豆科灌木树种,具有适应性强,耐旱、耐瘠、花色秀丽等优良特性。通过几年试验研究,分别从美丽胡枝子的自然分布、生境条件、群落结构、生长规律、开花结实、物候特征、萌蘖特性和根系生长特征等方面揭示其生物学特性。

美丽胡枝子;生物学特性;研究

豆科胡枝子属植物为落叶灌木,分布广泛。该属植物多数具有耐干旱、耐瘠薄、耐热、耐刈割等优良特性,适应性强,是荒山绿化、水土保持和改良土壤的先锋树种,而且生长快,用途广泛,可作薪材、菇材、药材,也可作蜜源植物和观赏植物,具有较高的开发利用价值,发展潜力巨大。我们通过野外调查和圃地定点定株法,对美丽胡枝子在浙江省的自然分布、形态特征、物候期、年生长节律等方面开展了较为系统的研究,为美丽胡枝子野生资源的开发利用和栽培提供技术依据。

1 胡枝子属植物的种类与分布

胡枝子属()是豆科()山蚂蝗族(胡枝子亚族()的模式族,由法国学者Michaux A于1803年建立。全世界约有60余种,分布在亚洲、大洋洲、欧洲和北美洲的湿润、半湿润地区。我国产26种,2变种,除新疆外,广布于全国各省区,集中分布于东北、黄河流域和安徽、浙江、湖北等省区,多生于海拔1000-2000m。浙江省共产胡枝子属植物15种,1亚种,1变种,1变型,分布于全省各地,生于山坡、山谷、路边灌丛或草丛中,浙江中部和南部地区分布较多。

2 美丽胡枝子的形态特征

美丽胡枝子((Vog.) Koehne)为直立灌木,高1-2m。枝稍具棱,幼时被白色短柔毛。3小复叶;叶柄上方具沟槽,长1-5cm,被短柔毛;托叶披针形,长4-6mm;顶生小叶片厚纸质或薄革质,卵形、倒卵形或近圆形,稍椭圆形,长1.5-6cm,宽1-4cm,先端圆钝、微凹缺,稀钝尖,具小尖头,上面绿色,无毛或疏被短柔毛,下面贴生短柔毛;侧生小叶片较小。总状花序腋生,生于复叶,或圆锥花序顶生;总花梗长1-5cm;苞片和小苞片卵形或卵状披针形,密被短柔毛;花萼钟状,长5-7mm,5齿裂,萼齿卵形或椭圆形,具3脉,长于或等长于萼筒,上方2齿合生部分达齿长的1/2以上,外面密被短柔毛;花冠紫红色,长1-1.3cm,旗瓣近圆形或长圆状倒卵形,先端钝圆,基部具耳及短瓣柄,翼瓣倒卵状长圆形,较旗瓣短,基部具耳及细长瓣柄,龙骨瓣通常稍长于或等长于旗瓣;子房线形,密被柔毛。荚果斜卵形或长圆形,长8-10mm,顶端具小尖头,贴生柔毛。

3 美丽胡枝子的自然分布与生境

(1)自然分布

美丽胡枝子在浙江省各地广泛分布。尤其在浙江省的南部和中部各县市分布较多见,如天台石梁、丽水青田和遂昌及金华永康等地。

(2)生境

调查发现,美丽胡枝子通常生于向阳山坡、山谷、路边灌丛中或林缘,尤其在新开辟的山坡荒地、公路两边的上边坡和下边坡,以及马尾松林缘或疏林下,呈丛状、片状分布,覆盖率30%-50%,有的高达80%-90%。伴生灌木有白栎、白檀、盐肤木、檵木、菝葜、油茶、算盘子、隔药柃、映山红、覆盆子、豆腐柴、伞形绣球等,林下草本植物有野古草、芒、芒萁、珍珠菜、寒梅、积血草、雀稗、一年蓬等。根据青田、天台、海宁、杭州等地美丽胡枝子生长区域的土壤取样分析表明,美丽胡枝子适生于偏酸性土壤环境,生长区土壤的有机质含量较高。

4 物候期

经2007、2008年在林科院苗圃地内播种育苗的定株观察试验,美丽胡枝子当年播种后10天左右开始出苗,苗期植物生长缓慢。至6月下旬进入快速生长期,9月上旬开始进入生殖期,9月下旬至10月上旬为盛花期,10月下旬花瓣逐渐凋谢,从9月中旬始花到10月下旬终花,花期持续1个多月。10月下旬开始结实,11月中旬以后种子逐渐成熟,到11月下旬开始逐渐掉叶,12月上旬植株地上部分开始枯黄。美丽胡枝子在浙江的越冬率100%。第二年3月中旬进入萌芽期,3月下旬和4月初进入展叶期,其后各个物候期比第一年早半个月左右。

5 年生长节律

对两年生的美丽胡枝子植株于冬季离基5cm处截干,于2008年4月1日选取生长比较优势的3个萌枝进行生长量调查,并将其余萌发枝除掉,测定植株自然高度和离基5cm处的直径,观察结果如下:

(1)高度生长

美丽胡枝子高度的年生长规律表现为6-9月为速生生长期,到10月份以后高度生长基本停止。其中8月左右的高度生长显著减缓,9月高生长又有一定回恢,这是由于9月有一个花枝速生期,使高生长加快。

(2)直径生长

美丽胡枝子基部直径的年生长规律与高度的生长规律基本一致,6-9月为直径的速生生长期,8月份仍然保持较旺盛的直径生长,尤其在7月份有一个较明显的直径生长高峰,这是由于美丽胡枝子的生长习性为灌木,在高度生长受到自身习性制约的情况下,表现出较快的直径生长。

(3)冠幅生长

美丽胡枝子冠幅生长的年变化规律与高度、直径的生长规律相似,表现出6-9月生长较快,直至8月份的炎热季节仍然保持较旺盛的冠幅生长,8月以后逐渐趋缓,到10月份冠幅生长基本停止。

综上所述,美丽胡枝子自3月份展叶到10月份开花结果,其茎干高度、基部直径和冠幅的生长,贯穿于整个生长过程而不停止,其中6-9月为生长速生期,到9月由于花枝迅速伸展而呈现又一个生长高峰,10月以后逐渐趋缓。

图1 美丽胡枝子树高、直径、冠幅生长综合分析图

根据茎干高度、直径和冠幅三因子生长量按比例作图进行综合分析(图1),可以直观地看出,美丽胡枝子随着时间的推移,高度、直径和冠幅同步生长,植株形体也逐渐增大,到10月份生长停止,三个当年萌发的茎干高度平均达180.5cm,离基5cm处的平均直径达1.8cm,联合冠幅达152cm。因此可以认为美丽胡枝子是一种比较速生的灌木树种。

6 萌蘖特性

美丽胡枝子萌芽力很强,2008年冬季对1年生单干美丽胡枝子离基部5cm截干试验表明,保留健壮的5个萌枝,到2009年10月,平均高度都在1.8m左右,冠幅1.5m左右。其中离基40cm截干的植株,在截口10cm范围处生长萌枝;离基20cm截干的植株,也在截口10cm范围处生长萌枝;离基5cm截干的植株,其萌发的茎干几乎从地下生出,显著地萌发出一丛。说明美丽胡枝子的萌发力很强,在茎干上处处具有不定芽,当顶端优势失去之后,在上部随处会萌发侧枝或茎干生长。另据试验发现,无论在6月份、7月份、8月份的夏季刈割,也将萌发出许多侧枝,说明美丽胡枝子的萌蘖除休眠时期外,均具有较强的萌发能力。

7 开花习性

美丽胡枝子的花序为总状花序,总花梗长1-5cm,比复叶长,或构成顶生的圆锥花序。腋生,生于复叶,或圆锥花序顶生,属无限花序,花冠紫红色,花序位于枝条中上部,开花期从9月初一直至10下旬,开花顺序,同一株,先下部后上部,同一花序,花序轴基部的先开,逐渐向上部开放。一个花序平均开花10-20朵,持续时间4-5天。单株花期从第一个现蕾至完全凋谢平均在15-20天左右。整个花期表现出花开花落、幼果形成至果实逐渐成熟交叉进行的过程,果实成熟期很不一致,表现出下部的果实成熟时,上部的总状花序还在开花的特征。

8 根系特征

美丽胡枝子根系发达,当年生植物根系可达80-100cm,二年生根系入土深度达150cm以上,侧根发达,生长5-6 cm时开始分叉形成大量的侧根,侧向和横向都能快速生长,且主根和侧根上形成大量须根,对土壤表层和深层水分都能很好利用,表现出适宜在干旱和半干旱条件下生长的根系特征,且幼苗时常见其根系上生长有很多固氮根廇菌,同时美丽胡枝子发达的根系将具有对边坡较强的锚固力、增强边坡的抗剪强度,起到积极的生物护坡的作用。

9 结实特性

美丽胡枝子的果实为荚果,荚果扁平,卵形,倒卵形或椭圆形,顶端突尖,果皮黄褐色,表面具明显网纹和外被白色短柔毛,荚果长5-10mm,宽3-5 mm,果实成熟时不开裂,内含1粒种子。种子肾形,长3-4 mm,宽2-3 mm,种皮底色为黄绿色,具有程度不同的棕红色花斑,种皮表面光滑,有光泽。种脐凹陷,圆形,位于种子腹面一侧。

从10月下旬开始结实至12月上旬种子成熟,荚果外壳由绿色逐渐转为棕褐色,种子种皮颜色也逐渐变深。成熟种子千粒重为7-8g左右,含水率为5.95%,种子硬实率高达80%以上,其中深色种子的硬实率比浅色的高,达90%以上,种子带壳标准发芽率为45.2%,去壳标准发芽率为56.8%,去壳后的种子发芽率比带壳种子提高25.7%。

10 结论与建议

(1)全世界有胡枝子属植物60余种,我国产26种,2变种,其中美丽胡枝子广泛分布于我国江苏、安徽、江西、福建、湖南、广东、广西,他与胡枝子很相似,主要区别在于美丽胡枝子的萼齿与萼筒等长或长于萼筒,而胡枝子的萼齿短于萼筒,有人想把他们合并为1种,但根据萼筒的差别和南北地理分布的梯度变化,仍将其分为两个种。因此至少可以认为,美丽胡枝子为我国南方型的地理种,而胡枝子为我国北方型的地理种。

(2)在浙江,美丽胡枝子广泛分布于杭州、宁波、温州、金华、衢州、丽水、台州、绍兴、湖州、嘉兴和舟山各地的低山丘陵地,通常生于向阳山坡、山谷、路边灌丛中或林缘,尤其在新开辟的山坡荒地、公路两边的上边坡和下边坡,成为以美丽胡枝子为优势的灌丛植被,适生于偏酸性土壤环境,有机质含量较高,可视为绿化荒山的先锋树种。

(3)美丽胡枝子于3月开始展叶生长、9月中下旬为初花期、9月下旬至10月上旬为盛花期、10月中下旬为终花期,10月下旬至11月上旬为结实期,11月下旬至12上旬为落叶期。花期长达1个月,绿叶期长达10个月。自3月份展叶到10月份开花结果,茎干高度、基部直径和冠幅同步生长,其中6-9月为生长速生期,到9月由于花枝迅速伸展而呈现又一个生长高峰,10月以后逐渐趋缓。

(4)美丽胡枝子萌蘖力很强,在茎干上处处具有不定芽,当顶端优势失去之后,在上部随处会萌发侧枝或茎干生长。无论在6月、7月和8月份夏季刈割,也将萌发出许多侧枝。

(5)美丽胡枝子花冠紫红色,盛花期繁花似锦,整个花期表现出花开花落、幼果形成至果实逐渐成熟、相互交叉进行的过程,果实成熟期很不一致,表现出下部的果实成熟时,上部的总状花序还在开花的特征。成熟种子千粒重为7-8g,含种子硬实率高达80%以上,种子带壳标准发芽率45.2%,去壳标准发芽率为56.8%,去壳后的种子发芽率比带壳种子提高25.7%。因此在直播造林时建议采用脱壳种子。

(6)美丽胡枝子根系发达,当年生植株根系可达80-100cm,二年生根系入土深度达150cm以上,对土壤表层和深层水分都能很好利用,表现出适宜在干旱和半干旱条件下生长的根系特征,根系具固氮根廇菌改良土壤,同时发达的根系将具有对边坡较强锚固力、增强边坡的抗剪强度,起到积极的生物护坡的作用,不愧是水土保持和生物护坡的优良树种。

[1] 中国植物志编写委员会.中国植物志第(四十一卷)[M].北京:中国科学出版社,1999.

[2] Michaux A. Lespedeza Michx[J]. American Journal Botany, 1803,2:70.

[3] 赵杨,陈晓阳,骈瑞琪等.胡枝子属研究进展[J].西北林学院学报,2006,21(2):71-75.

[4] 楼炉焕.浙江胡枝子属植物的研究[J].浙江林学院学报,1990,7(1):20-38.

[5] 浙江植物志编写委员会.浙江植物志[M].杭州:浙江科学技术出版社,1993.

Research on Biology Characteristic of

HE Jian-ping1, XU Gao-fu1, BAI Ming-e2, HONG Li-xing2

(1. Headquarter of Xinanjiang Development Corporation, Chunan 311700 Zhejiang; 2.Zhejiang Academy of Forestry, Hangzhou 310023 Zhejiang)

is a kind of fast-growfrutex species, with fine characteristics of better adaptability, drought-resistant, barren-resistant and beautiful flower colors. Through several years of experimentation and investigation, biology characteristic ofhas been opened out from its natural distribution, environment condition, community structure, growth disciplinarian, bloom and seed, season character, germinate speciality, root grow character and etc.

, Biology Characteristic;research

S791.01

B

1004-7743(2010)03-0068-05

2010-03-10

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