6个油茶物种苗期抗旱性的初步研究

2014-01-22周招娣张日清马锦林王东雪江泽鹏

经济林研究 2014年2期

周招娣，张日清，马锦林，叶航，王东雪，江泽鹏，刘凯

(1.中南林业科技大学经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室，湖南长沙 410004；2.广西林业科学研究院广西油茶良种与栽培工程技术研究中心，广西南宁 530002)

油茶Camelliaspp.是山茶科Theacease山茶属CamelliaL.中油脂含量较高且具有经济栽培价值的常绿灌木或小乔木的总称[1-2]。油茶浑身是宝，除了茶油可以作为优质食用油外，油茶还有许多利用价值[3-11]。目前，已知的广西油茶栽培种就有20多个，除普通油茶C.oleifera和小果油茶C.meiocarpa外，陆川油茶C.vietnamensis、南荣油茶C.nanyongensis、博白大果油茶C.gigantocarpa、广宁红花油茶C.semiserrata等种都为华南区域特有种。

近几年我国对油茶的研究主要集中在其花药愈伤组织诱导和杂交育种、病虫害防治、果形果色分类及经济性状、含油率和茶油的脂肪酸组成等方面[12-16]，但对油茶砧木的选育还未进行过深入的研究。目前，世界上处于干旱和半干旱状态的土地面积已超过全球土地总面积的1/3，而非干旱和半干旱地区的植物在生长季节也常出现不同程度的干旱现象。目前，油茶造林多采用实生苗或无性系，造林初期，苗木根系不发达，干旱常常会导致其植株大量死亡[17]，而解决这一问题的途径之一就是选育抗旱砧木，因为砧木对干旱等逆境的适应具有不可替代的作用。此外，随着我国油茶产业的不断发展，生产上大量推广嫁接繁殖方法，因而对油茶砧木的需求十分迫切。为给油茶抗旱砧木的选育提供参考依据，文中对6个油茶物种的抗旱性进行了试验研究，对这6个油茶物种苗期抗旱性的强弱进行了评价，以期从中筛选出抗旱性强的单株作为抗旱砧木。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试油茶物种包括广宁红花油茶、博白大果油茶、陆川油茶、普通油茶、小果油茶和香花油茶共6个物种。2011年11月采集以上油茶物种的种子，其中普通油茶、广宁红花油茶、博白大果油茶和香花油茶的种子均采自广西壮族自治区林业科学研究院油茶种质资源收集库，小果油茶和陆川油茶的种子分别采自广西三江县和宁明县。种子经消毒、催芽处理后于2012年1月底点播在直径为8cm、高度为12cm的营养袋中，基质为黄心土，点播后进行常规水肥管理以备用。

1.2 试验地概况

试验地位于东经 108°21′、北纬 22°56′的广西壮族自治区林业科学研究院。属南亚热带季风气候，年均温度20～21℃，1月平均温度为11.8℃，7月平均温度为27.6℃，极端最低温为2.1℃，极端最高温为40.4℃；5～9月为雨季，其余时间为旱季，全年降雨总量超过1 374.2mm。

1.3 试验方法

1.3.1 不同级别受害植株恢复情况的调查方法

2012年6月9日，取上述6个油茶物种生长健壮的实生苗，每个物种各取200株，分成4组，每组每物种苗木各取50株，除去营养袋后随机整齐摆放在玻璃温室内，苗木间及其周边50cm处用育苗所用的黄心土填满形成苗床。6月25日浇透水后开始控水进行干旱处理。

依照田治国等人[18]的划分标准(见表1)对油茶干旱受害级别进行划分。将4组苗木按4种受害级别分别取出，恢复浇水，统计不同级别下植株的受害比率。

表1 叶片受害级别及其划分标准Table 1 Grades and grading standards of damaged leaves

1.3.2 不同油茶物种的抗旱性试验

干旱处理方法：2012年9月3日，取6个油茶物种生长健壮的实生苗，每个物种各取100株，分别除去营养袋后随机整齐摆放在玻璃温室内，苗木间及其周边50cm处用育苗所用的黄心土填满形成苗床。9月19日浇透水后开始控水进行干旱处理，直至最后1株苗木移出干旱处理苗床后才结束干旱处理。

土壤取样方法采用对角线法，用长约20cm的中空铁管在每个对角线上均匀选取5个点分别取样，将土样放入土封袋内带回实验室，再将土样充分混合，采用四分法，取对角的土样放入铝盒中测其土壤含水量。于干旱处理的第2天上午10时(即干旱处理1d)取土样，此时测定的土壤含水量即为田间持水量(田间持水量长期以来被认为是土壤所能稳定保持的最高土壤含水量，也是土壤中所能保持悬着水的最大量，是对作物有效的最高的土壤水含量)。以后每隔2天测定1次土壤含水量。

土壤含水量的测定方法采用烘干法。将混合好的土样放入有编号的铝盒(M1)内，称其质量(M2)。将铝盒放入105℃的烘箱内烘16h，将烘干后的土样放入干燥器内，30min后称其质量(M3)，然后将铝盒放入烘箱内继续烘5h，直到最后两次称量的质量不超过0.05g。土壤含水量和土壤相对含水量的计算公式分别以下：

土壤含水量= [(M2-M3)×100] /(M2-M1)；

土壤相对含水量=(土壤含水量×100)/田间持水量。

1.4 数据统计与分析方法

采用Excel进行数据处理与绘图，采用SPSS17.0统计软件进行方差分析与多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同级别受害植株恢复浇水后死亡情况

6个油茶物种不同受害级别的植株其恢复浇水处理后的死亡比率如表2所示。当6个油茶物种受害级别处于1级或2级时，恢复浇水均没有植株死亡。当植株受害级别达到3级时，6个物种均有植株死亡，其中广宁红花油茶死亡率最高，达到46％，而最低的香花油茶仅为4％。当受害级别达到4级时，6个物种恢复浇水后死亡植株的比率均超过了50％，其中广宁红花油茶最高，死亡率达到98％，最低的陆川油茶其死亡率为62％。由于6个物种均在受害级别达到4级时死亡植株的比率才超过50％，因此确定6个物种进行抗旱试验恢复浇水的受害级别为4级。

2.2 干旱胁迫下土壤含水量和土壤相对含水量的变化趋势

干旱胁迫下土壤含水量及土壤相对含水量的变化曲线如图1所示。由图1可知，浇透水后的第2天(即干旱处理第1d)上午10时测定的土壤含水量(即田间持水量)为13.29％。随后至全部苗木受害级别均达到4级的58 天里，土壤含水量和土壤相对含水量均呈下降趋势。干旱处理前期，土壤含水量和土壤相对含水量下降迅速，干旱处理第16天时分别为6.77％和50.94％；干旱处理第31天时土壤含水量下降到3.02％，而土壤相对含水量为22.72％；随后，土壤含水量和土壤相对含水量下降缓慢，干旱处理第40天时，土壤含水量下降到1.98％，而土壤相对含水量为14.9％；干旱处理第55天时土壤含水量为0.81％，而土壤相对含水量为6.09％；干旱处理第58天(即干旱处理结束)时土壤含水量为0.65％，土壤相对含水量为4.89％。

表2 6个油茶物种不同受害级别植株其恢复浇水处理后的死亡比率†Table 2 Death ratios of the plants in six Camellia species at different damaged levels after recovering watering

图1 土壤含水量及土壤相对含水量的变化曲线Fig.1 Change of soil water content and relative water content under drought stress

2.3 6个油茶物种的暂时萎焉系数及永久萎焉系数

随着土壤含水量的逐渐下降，植物从土壤中吸收的水分逐渐减少，当植物吸收的水分不足以补偿蒸腾消耗量时就会出现萎蔫现象，此时若对土壤恢复灌水，植株即能恢复正常生长，植株的这种萎蔫状态被称为暂时萎蔫，植物出现暂时萎蔫时的土壤含水量称为暂时萎蔫系数。如果植株暂时萎蔫后土壤含水量继续下降，则会使植物细胞受到伤害而造成不可逆的伤害，此时即使对土壤恢复浇水，植株也不能恢复生长，植株的这种状态被称为永久萎蔫，而植株出现永久萎蔫时的土壤含水量则称为植株的永久萎蔫系数。暂时萎蔫系数和永久萎蔫系数因植物的种类和品种而异，其数值的大小反映了植物抗旱能力的大小，数值越大说明植株抗旱能力越差，而数值越小则说明植株抗旱能力越强[19]。

6个油茶物种在自然干旱条件下的暂时萎蔫系数和永久萎蔫系数见表3。由表3可知，广宁红花油茶的暂时萎蔫系数和永久萎蔫系数分别为5.09％和3.11％，显著高于其它5个油茶物种；其次是博白大果油茶，其暂时萎蔫系数和永久萎蔫系数分别为4.30％和2.25％，也显著高于剩余的4个油茶物种；普通油茶、陆川油茶和小果油茶的暂时萎蔫系数分别为3.44％、3.40％和3.12％，这3个油茶物种的暂时萎蔫系数之间没有显著性差异，但小果油茶的永久萎蔫系数要显著低于陆川油茶和普通油茶；香花油茶的暂时萎蔫系数和永久萎蔫系数分别为2.42％和1.10％，均显著小于其它5个油茶物种。依据永久萎蔫系数的大小，6个油茶物种的抗旱能力由强到弱依次为香花油茶＞小果油茶＞普通油茶＞陆川油茶＞博白大果油茶＞广宁红花油茶。

表3 6个油茶物种的暂时萎焉系数与永久萎焉系数†Table 3 Temporary wilting coefficients and wilting coefficients of six Camellias species ％

2.4 6个油茶物种各单株抗旱能力间的分离情况

将永久萎焉系数划分为0％～1％、1％～2％、2％～3％、3％～4％、4％～5％共5个区间，依据植株永久萎蔫系数所处的区间，将植株的抗旱性由强到弱分成1～5级这5种抗旱类型。如表4所示，6个物种内单株间的抗旱情况均有分离现象，其中广宁红花油茶的抗旱类型分布在3、4、5级，各级所占比率分别为53％、33％和12％，且恢复浇水处理后只有2％的植株能恢复正常的生长，表现出差的恢复能力；博白大果油茶分布在2、3、4级，各级所占比率分别为33％、30％和5％，恢复浇水处理后有29％的植株能恢复正常的生长，表现出强的恢复能力；陆川油茶、普通油茶和小果油茶均仅分布在2、3级，其在2级中所占的比率分别为51％、54％和75％，其在3级中所占的比率分别为11％、9％和2％，浇水处理后分别有38％、37％和23％的植株能恢复正常的生长，也表现出强的恢复能力；当土壤含水量为2％～3％时，香花油茶受害级别达到4级的7个单株恢复浇水处理后均能恢复正常的生长，因此，香花油茶受害级别有1、2级，其所占比率分别为30％和47％，且有16％的植株浇水后恢复了正常的生长，表现出其具有极强的抗旱能力和较强的恢复能力。

表4 6个油茶物种植株其永久萎蔫系数的分离情况†Table 4 Separation situation of wilting coefficients of the plants in six Camellia species

3 讨论与小结

文中的研究结果表明，油茶从开始出现萎蔫至其受害级别达到4级的过程需要较长的时间，特别是香花油茶需要15～27d，而需时最短的广宁红花油茶也需要3～15d，如在受害级别只达到2级时就恢复浇水，6个物种均没有植株死亡，因此，在刚发现萎蔫时立即恢复浇水就不能测出永久萎蔫系数。文中在采用田治国等人对干旱受害级别的分类方法的同时，通过预试验研究了不同受害级别植株在浇水后的生长恢复情况，以超过50％受害植株不能恢复生长的受害级别作为抗旱性试验恢复浇水的标准，这为进一步测定其永久萎蔫系数奠定了基础。文中的抗旱试验研究结果表明，受害级别达到4级时才恢复浇水，广宁红花油茶、博白大果油茶、陆川油茶、普通油茶、小果油茶和香花油茶则分别有98％、68％、62％、63％、77％和77％的植株死亡，这与预试验的“不同级别受害植株恢复浇水后死亡”这一结果接近，测定的永久萎蔫系数较好地反映了物种的抗旱性。

油茶定植后常需要3～6个月其根系才能恢复生长，如在根系恢复生长期遇到干旱则易造成植株死亡，如近年来广西百色、赣南等地油茶种植造林成活率普遍较低，平均成活率不到80％，个别地方甚至不足20％[20]，干旱已经成为影响造林成活的主要因素之一，解决这一问题的最有效途径就是筛选出抗旱性砧木，但至今未见有抗旱砧木选育的研究报道。文中研究了不同油茶物种抗旱性的差异情况，分析了物种内不同单株抗旱性的分离情况，这为下一步筛选优良抗性砧木奠定了基础。

香花油茶为2012年广西发现的油茶新物种[21-22]，具有生长迅速、适应性和抗逆性强[23]、开花结果量大等优良特性，文中研究结果也表明该物种具有极强的抗旱性。试验中发现，干旱处理第51天受害级别处于2级的10个单株已保存下来，小果油茶、陆川油茶、普通油茶、博白大果油茶和广宁红花油茶中抗旱性表现优良的单株均已保存下来，这几个种质优异的油茶物种的植株可以作为砧木加以开发与利用。

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