黄龙林区引进瑞典能源柳的适应性及生长调查*
2011-06-22王仁合何景峰霍安平
王仁合,何景峰,霍安平
(1.延安市黄龙山林业局,陕西黄龙 715700;2.西北农林科技大学林学院,陕西杨凌 712100)
柳树作为生物能源植物,其研究与开发最早在瑞典进行。瑞典Svalof Weibull种子公司选育出柳树优良无性系,具有生长快、萌芽能力强、适应性强、燃烧值高、硫和灰分含量低的特点,是理想的气化、液化原料[1],故被称为能源柳(energy willow)。瑞典能源柳还是很好的园林绿化、水土保持和环保树种,瑞典能源柳被作为植被滤器来净化污水及污染土壤[2],也被称之为多功能利用树种。柳树在瑞典广为栽培,预计2010年瑞典的柳树栽培面积已超过8.0万 hm2[3]。2004年,西北农林科技大学从瑞典引进柳树无性系19个,随后在陕西杨凌西北农林科技大学苗圃、延安市黄龙山林业局、延安市乔山林业局试种,并开展繁殖、栽培技术研究。2005年,黄龙山林业局从西北农林科技大学引种瑞典能源柳其中,选择表现较好的8个无性系,在该局石堡林场进行引种后,对其适应性进行了观测和扩繁试验。本文通过对该林场引种的8个无性系引种后的形态学特征、物候、病虫害与日灼等适应性进行观察,对1a生扦苗的生长量等调查,目的是总结瑞典能源柳引种后表现和适应性,归纳生长和抗逆性特征,为瑞典能源柳在黄土高原地区栽培提供依据。
1 试验地概况
试验地位于黄龙山林业局石堡林场33林班12小班渭清公路边的川道平坦地,纬度35°36′,海拔1 174 m,属暖温带大陆型半湿润气候。冬季寒冷,夏季温暖,昼夜温差大,热量条件充沛,光照充足。年均气温为8.6℃,7月平均气温为21.5℃,极端最高温度为36.7℃;1月平均气温为-5.7℃,极端最低温度为-22.5℃,年较差为27.2℃,无霜期158 d,年降水量602 mm左右[4]。试验地此前为农地,土壤以褐土为主,有水流从低处沟道经过。主要气象灾害为冬季低温冻害。
2 材料与方法
2.1 试验材料
瑞能 A-Salix schwerinii,瑞能B-Salix dasyclados,瑞能 C-Salix viminalis,瑞能 DSalix schwerinii,瑞能E-Salix viminalis,瑞能2-Salix dasyclados,瑞能4-Salix'Mesu Neko',瑞能6-Salix irrorata。8个瑞典能源柳无性系均为插穗(平均长20 cm,直径0.8~1.0 cm)。在实验地作垄,3月中旬,按照1 m×0.7 m的行株距扦插。插后立即进行灌溉,过后根据土壤干旱情况,在5与中旬灌溉一次。8个无性系均在4月底抹芽,每个扦插苗保留2~3个萌条。试验地在5月中旬、7月中旬和9月上旬各除草一次。再无其他特殊管护措施。连续进行了2 a的形态特征、物候发育、个体生长、病虫感染、日灼等方面的观测。
2.2 形态特征观察
在8个1a生柳树无性系中,每个无性系选择6株,主要观测苗高;地径;枝条颜色;分枝数量;叶片形态、颜色及有无柔毛;叶柄颜色及长度;花期(2 a生扦插苗)。
2.3 物候观察
在8个无性系中选择生长中等的1~2 a生能源柳个体作为观察对象。在苗圃地中间,每个无性系选6株生长健康的单株挂标识牌,作为固定观测样株。观测时间从3月下旬开始至苗木落叶为止,生长旺盛期(3~6月)每周观测2次,6~10月每周观测1次。主要观察项目有:萌动期、展叶期、开花期和落叶期,各发育时期的特征按照《中国物候观察方法》实施[5]。
2.4 病虫害及日灼调查
选择2 a生能源柳无性系作为观测对象,主要观测项目:病害、虫害、日灼。其影响等级为:“+++”表示严重,“++”表示较严重,“+”表示一般。
2.5 生长量调查及成活率调查
在苗圃地中间,每个无性系选6株生长中等个体,挂标识牌,作为固定观测样株。每月月中和月末各测量一次高、地径生长量,直至生长停止为止;叶片数量调查随同高、地径生长量调查进行,仅统计植株上现存叶片;扦插当年10月份,对每一个无性系选择生长中等插穗行3行,每行连续调查100个插穗的苗木成活率(10月份地上部分无活的枝条,确定为死亡),然后取平均值。
3 结果与分析
3.1 形态特征
(1)瑞能A:灌木,枝条直立生长,上部有膨大芽。下部枝条略带棕褐色,弯曲后直立生长,枝条深棕褐色;叶互生,披针形,长12.8~15.5 cm,叶宽1.4~1.9 cm;先端渐尖,基部楔形,叶子全缘,叶面暗绿色,背面密生白色柔毛,侧脉细而稍有突起;叶柄黄绿色,长0.2~0.5 cm。
(2)瑞能B:灌木,枝条斜生,分枝能力特强。枝条下部呈黄褐色,中上部棕褐色,顶梢呈黄绿色,被短白色绒毛;叶互生,宽披针形,革质,长12.5~15.5 cm,叶宽2.2~3.4 cm;先端渐尖,基部宽楔形,叶缘有腺齿,叶面暗绿色,背面密生白色柔毛,浅绿色,侧脉粗,突起明显;叶柄弯曲较大,黄绿色,长0.5~1.4 cm。
(3)瑞能C:小乔木或灌木,枝条直立生长,株型紧凑。枝条下部呈黄绿色,上部枝条棕红色或棕褐色,被有饱满而大的芽,呈紫红色或带有绿色,芽长0.4~1.0mm,宽2~3 mm;叶互生,披针形,长13~16 cm,宽1.7~2.2 cm;先端渐尖,基部楔形,叶子全缘,叶面暗绿色,背面密生白色柔毛,浅绿色,侧脉稍突起;叶柄黄绿色,长0.4~0.6 cm;花期3月中旬-4月下旬。
(4)瑞能D:灌木,主干枝条下部弯曲成较大弧状后直立生长。下部枝条呈黄绿色,上部浅棕褐色或棕红色,被有大芽;叶互生,披针形,长10.6~14.6cm,宽1.4~2.2 cm;先端渐尖,基部楔形,叶子全缘,叶面暗绿色,背面密生白色柔毛,浅绿色,侧脉稍突起;叶柄黄绿色,长0.4~0.6 cm。
(5)瑞能E:小乔木或灌木,株型紧凑。枝条下部呈黄绿色,上部紫红色,表皮被短的白色微绒毛,梢部芽大而饱满,个别在9月下旬开始萌动;叶互生,披针形,长9.8~13.5 cm,宽1.4~2.0 cm;先端渐尖,基部楔形,叶子全缘,叶面暗绿色,背面密生白色短柔毛,浅绿色,侧脉稍突起;叶柄黄绿色,长0.5~0.8 cm;花期3月中旬~4月中旬。
(5)瑞能2:灌木,下部枝条弯曲后直立生长,树形美观。一年生枝条几乎全为黄绿色或上部为棕褐色,主干具条形白色裂纹,纹长0.2~2 cm,宽为0.3 cm;无侧枝或少部分有2~5个分枝,上部枝条具疏柔毛和大芽,芽长1~1.2 cm,宽0.4~0.5 cm;叶互生,宽披针形,长11.3~16 cm,宽3.0~4.5 cm;先端渐尖,基部宽楔形,叶全缘或稍有稀疏锯齿,叶面暗绿色,背面密生白色长柔毛,浅绿色,侧脉明显突起,具密生柔毛;叶柄黄绿色,长1.3~1.5 cm;花期3月上旬-4月中旬。
(7)瑞能4:灌木,枝条斜生伸展,树形美观。一年生枝条均呈紫红色,下部表皮有条形细白纹,主枝中部以上有分枝2~5个,枝条被微绒毛,芽紫红色且大,被长柔毛,长1.2~1.7 cm,宽0.6~0.7 cm;叶互生,卵形或矩形,长10.5~12.5 cm,宽3.8~4.1 cm;先端急尖或渐尖,基部宽楔形或圆形,叶子革质,叶缘有疏锯齿,叶面绿色与淡黄色相间分布,呈亮绿色,背面有细柔毛,浅绿色,侧脉明显突起;叶柄紫红色,有白柔毛,着生1对托叶,叶柄长0.9~1.2 cm;花期3月上旬-4月下旬。
(8)瑞能6:灌木,分枝能力极强,树形美观。一年生植株在地面处分枝多达7-10个,腋芽大,深红色,个别芽在9月下旬萌动,芽长0.5~0.7 cm,宽3~4 cm,表皮被有蜡层和细裂纹,枝条均为紫红色;叶互生,披针形,长7.7~9 cm,宽1.4~1.7 cm;先端渐尖,基部楔形,叶子革质,叶缘有粗锯齿,叶面亮绿色,背面无柔毛、光滑、被白粉层,苍白色,叶侧脉很细,几乎无突起;叶柄深红色和绿色相间分布,长0.5~0.6 cm;花期3月下旬-4月中旬。
3.2 能源柳不同无性系的物候特征
表1为陕北黄龙林区引种的瑞典能源柳不同无性系的物候观察结果。各个无性系均为2a生扦插苗,从表1可以看出,瑞能D叶芽萌动最早,在3月上旬末,瑞能C、瑞能4和瑞能6在3月下旬,其余4无性系叶芽萌动在3月中旬;瑞能E展叶始期在3月底,其余7个无性系展叶始期均在4月上旬或中旬,展叶期长短不一,一般在1周左右;对2a生能源柳,有花芽的只有瑞能C、瑞能E、,瑞能2、瑞能4和瑞能6,其它3个无性系未见花芽。其中瑞能E、瑞能2和瑞能4花期始于3月上旬,瑞能C始于3月中旬末,瑞能6始于3月下旬末。除瑞能6号外,其它4个开花的无性系花期均超过1月,最长的瑞能4号,花期达为41 d;落叶期以瑞能C开始落叶最早,在8月中旬出现主干下部叶发黄并开始脱落,进入9月其余无性系开始相继出现落叶现象,至11月下旬,所有无性系落叶结束,落叶期以瑞能C最长,长达3个月,其它无性系落叶期在2~2.5个月。
表1 能源柳不同无性系的物候特征
3.3 能源柳不同无性系病虫害及日灼情况
在黄龙林区发现各个无性系的病害、虫害及日灼危害情况均十分轻微。由表2可以看出,瑞能B叶面稍有叶锈病,几乎不受虫害影响;瑞能2、瑞能6、瑞能C、瑞能D和瑞能E尽管受柳毒娥(Stilprotiasalicis)危害,但程度较轻,蛴螬(Anomalacorpulenta)仅在瑞能A和瑞能D中个别发现;瑞能4几乎没有病虫害;日灼现象仅在瑞能A和瑞能D中出现,且程度都较轻,其他无性系几乎看不到日灼现象。
3.4 一年生扦插苗生长状况
表3为8个瑞典能源柳无性系1 a生扦插苗生长状况调查结果。可以看出,瑞能C>瑞能E>瑞能A>瑞能D>瑞能6>瑞能2>瑞能B>瑞能4,其中以瑞能C、瑞能E和瑞能领先其它5个无性系,高生长最高分别达到了209 cm、179 cm和161 cm;平均地径表现出与高生长相一致的生长趋势,所有无性系地径在1 cm左右;就成活率而言,1 a生扦插苗,扦插时以清水浸泡,成活率以瑞能E和瑞能A最高,分别为96%和93%,其它6个无性系成活率介于73%~89%之,尤其是瑞能4和瑞能6成活率仅为74%和79%(表3)。
表2 能源柳不同无性系病虫害及日灼情况
表3 一年生能源柳无性系生长状况
4 讨论
黄龙林区引种的8个瑞典能源柳无性系均为灌木型,但相对而言,瑞能C和瑞能E具有小乔木的形态。瑞能2好和瑞能4号叶片长而宽厚,花期长达一月多,尤其是瑞能4号叶芽和花芽大且具玫瑰红色,花序长且花色绚丽,具有很好的观赏价值,适于做园林绿化树种。
8个无性系当年扦插苗均不开花,仅有瑞能2号和瑞能4号在当年10月中旬花芽开始萌动,个别花芽有露白现象。从翌年3月上旬开始,除瑞能A、瑞能B和瑞能D外,其余5个无性系均开花,但每株上开花的数量较少,进入第3年,随着个体增大,花芽数量的增多,植株上花序的数量比较多。在瑞能C、瑞能E、瑞能2、瑞能4和瑞能6五个开花无性系中,除瑞能6开花始期晚于叶芽萌动始期外,其它4个无性系的开花始期均早于叶芽萌动始期,最短相差1周,最长如瑞能4号相差17天。5个开花无性系的开花始期均晚于展叶始期,说明柳树是先叶后花植物。
黄龙林区海拔为1 174 m,纬度35°36′,7月平均气温为21.5℃,而且昼夜温差大,不利于害虫的繁殖,由日照所产生的日灼对能源柳的危害自然也小。但在黄龙以南的关中平原杨凌引种地,由于纬度和海拔相对于低于黄龙,日灼和虫害对引进能源柳无性系影响较大。原产地瑞典的纬度高达60多度,很少由病虫害发生[1],但并非瑞典柳抗虫害。对比分析可以看出,瑞典能源柳喜湿润、凉爽、高纬度的气候。
引进瑞典能源柳的初衷目的是因其萌芽力强、生长快、燃烧值高,可以作为生物质能源原料。在引进的8个无性系中,以瑞能C和瑞能E无论在高生长还是径生长方面均表现出高于其它6个无性系,但逊于当地乔木树种旱柳和金枝柳,瑞典能源柳后续生长还有待于继续观察。
[1]张文辉,何景峰,周建云.能源柳研究现状与国内引种栽培[J].生物质化学工程,2006,40(12):38-45.
[2]曲 艺,范俊岗,于清录,等.柳树植被滤器在土壤及污水净化中的作用.辽宁林业科技[J],2004,(4):20-22.
[3]Stig Larsson,周伟军.瑞典短季柳的研究与应用[J].世界农业,1999,247(11):52.
[4]许兰州,王西珍.陕西省地图册[M].西安:西安地图出版社,2002.
[5]宛敏渭,刘秀珍.中国物候观察方法[M].北京:科学出版社,1979.