种苗级别对半枫荷生长发育的影响

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(广西植物功能物质研究与利用重点实验室，广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所， 广西 桂林 541006)

半枫荷(SemiliquidambarcathayensisH.T.Chang)为金缕梅科的寡种属植物，高大乔木，国家Ⅱ级保护植物，为我国特有种，它具有枫香属和蕈树属的综合性状，对研究金缕梅科系统发育具有重要的科学价值[1-3]。现仅残存于我国南部和东南山区， 即广西、湖南、江西、广东等省的山区地带。其根及茎、枝、叶均可作为中草药，具有镇痛消淤、活血驱风等功效[4]；半枫荷叶形奇特多样，似枫似荷非常神奇，可面向行道树等大众化观赏区域推广。该物种在学术研究、中医药用、园林绿化等方面具极高价值，同时其木材材质优良，旋刨性良好，是珍贵的乡土优良树种。由于其野生资源薀藏量很小，加上生存环境恶化及多年来产区群众乱采滥挖，数量越来越少，不少地段濒临灭绝或已绝迹。野外调查发现，半枫荷集中散生很少，多为零星生长的单株，野外残存的种群数量已极为稀少，因此对半枫荷实施人工繁育和栽培迫在眉睫。目前已有从扦插[5]、组培[6]和实生播种育苗技术[7]方面对半枫荷进行苗木繁育的研究。

播种苗受个体遗传性、环境因子和人为技术措施等影响，个体的生长状况差异较大，不利于统一栽培管理[8]。播种苗的苗木分级是一种新型技术措施，在苗木培育过程中，形态差异较大，对其进行分级，进而换床移植。播种苗分级以后再移植，既能对同一级别的苗木进行同一量的水、肥精准培育，节约经济成本，又能有效避免不同级别的苗木移植在一起引起的“大欺小”现象的发生。研究表明，半枫荷扦插与组培繁殖比较困难，其种子在野外虽难以萌发成苗，但人工条件下发芽率可以达到85%[7]。为了加快繁殖，发展合格的半枫荷种苗，对不同种苗级别的半枫荷苗木进行盆栽移植培育，比较研究不同级别苗木在相同栽培管理条件下的生长发育动态和各部位生物量积累特性，为科学制定半枫荷容器苗的分级培育技术提供具体的技术指导，为造林生产提供技术支持。

1 材料和方法

试验地设在桂林雁山广西植物研究所试验场，该地属中亚热带气候，年均温19.2 ℃，最热月均温28.4 ℃，最冷月均温7.7 ℃，绝对高温38 ℃，绝对低温度-6 ℃，年积温6 950 ℃。年降雨量1 655.5 ℃，土层较厚，粘壤土，pH值4.8～5.5，0～35 cm深土壤营养成分：有机碳0.663 1%，有机质1.143 1%，全氮0.117 5%，全磷0.113 1%，全钾3.066 1%。2014年3月31日，将产自同一野生植株的半枫荷种子用水浸泡24 h后，播种于10 cm×10 cm塑料营养杯，每杯1颗种子，播种基质为桂林植物园耕作土与火土(3∶1)混合而成。4月14日子叶开始出土，4月28日长出第1对真叶。6月20日，当幼苗茎开始木质化时，以苗高和地径为分级标准，将苗木分成3个等级(具体分级见表1)，带原土球转移至26 cm×21 cm的塑料营养杯，基质为桂林植物园耕作土，每杯1株，每个处理30株，定期除草，随时防治病虫害，整个生长期施花生麸水2次。每个处理随机选取其中15株苗木固定挂签，自2014年6月26日始至生长期结束(12月18日)，每15 d调查1次半枫荷苗木的苗高、地径、冠幅、真叶数和分枝数，生长后期1个月测定1次。

图1 不同种苗级别对半枫荷幼苗地上部生长动态的影响

表1 苗木分级标准

苗木等级苗高(cm)地径(mm)一级H≥5．5D≥1．40二级5．5>H≥3．51．40>D≥1．00三级H<3．5D<1．00

由于采用容器苗移植，没有出现死亡现象，各苗级成活率均为100%。12月18日(生长季末)，每苗级随机选取苗木5株，尽量保持根系完整，洗净根系泥土，测定主根长、主根粗、根幅、>1 cm侧根数和侧根粗，之后将植株分成根、支持结构(茎与叶柄)和叶三部分，于105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重并称取重量。求出如下参数：根生物量比(根重/植株总重)；叶生物量比(叶重/植株总重)；支持结构生物量比(支持结构重/植株总重)；冠/根比(地上部分中/根重)[10]。用一元方差(One～Way ANOVA)分析不同种苗级别半枫荷幼苗各参数的差异，用Duncan进行多重比较，所用软件为SPSS 11.5。用SigmaPlot 9.0绘图。

2 结果与分析

2.1 种苗分级对半枫荷幼苗地上部分生长发育的影响

如图1所示，不同等级种苗的株高、地径、冠幅、叶片数和分枝数在整个生长期间的大小顺序均保持为一级>二级>三级。10月9日之前，各等级种苗的株高均随生长时间的推移，基本呈线性增加的趋势，之后，二、三级苗的株高基本停止生长，而一级苗一直到11月8日，株高才停止生长(图1 A)。整个生长季，各等级种苗的地径均随生长时间的推移，基本呈线性增加的趋势(图1 B)。6月26日至8月20日，各等级种苗的冠幅均随生长时间的推移，基本呈线性增加的趋势，之后增速放缓，其中一级苗自10月9日起冠幅基本停止增长，二、三级苗一直到11月8日后冠幅才停止增长(图1 C)。6月26日至9月4日，各等级种苗的叶片数均随生长时间的推移，基本呈线性增加的趋势，之后随着分枝叶片的展开，叶片数增速加大；不同等级种苗均于8月20日至10月9日期间萌生分枝，其中三级苗分枝萌发较晚，其停止萌生分枝日期也推迟到11月8日(图1 D)。表明半枫荷种苗等级越高，移栽后的植株生长状况越好，长势更佳，植株更为高大。

图2 不同种苗级别对半枫荷幼苗生物量的影响

表2 不同种苗级别对半枫荷幼苗地下部形态特征的影响

种苗级别主根长(cm)主根粗(mm)根幅(cm)平均侧根粗(mm)侧根数(条)一级27．2±0．8a10．54±0．56a18．0±0．7a3．42±0．21a8．5±0．4a二级18．0±0．7b8．16．23±0．47b15．4±0．5b2．64±0．09b5．5±0．3b三级17．5±0．8b7．46±0．356b11．5±0．4c2．15±0．07c3．0±0．4c

注：数据以平均数标准误表示，同一列上标相同字母为差异不显著(p<0.05)。

2.2 种苗分级对半枫荷幼苗地下部分形态特征的影响

如表2所示，种苗等级显著影响半枫荷幼苗的地下部形态特征。一级苗的主根长和主根粗均显著大于二级苗和三级苗，而二级苗和三级苗间无显著差异；半枫荷的根幅、平均侧根粗和侧根数均随种苗等级的增高而显著增大。

2.3 种苗分级对半枫荷幼苗各部分生物量的影响

如图2所示，种苗等级显著影响半枫荷幼苗的各部分生物量，其根生物量、支持结构生物量、叶生物量和总生物量均随种苗等级的增高而显著增大。二、三级苗的根生物量、支持结构生物量、叶生物量和总生物量分别仅为一级苗的48.5%和25.0%、45.8%和27.5%、65.2%和54.6%、52.4%和34.4%，苗级对根生物量和支持结构生物量积累的影响高于叶生物量。

2.4 种苗分级对半枫荷幼苗生物量分配的影响

如图3所示，种苗等级显著影响半枫荷幼苗的各部分生物量分配。一、二级苗的根生物量比无显著差异，但均显著大于三级苗(图3 A)；支持结构生物量比随苗级的增高而显著增大(图3 B)；叶生物量比随苗级的增高而显著降低(图3 C)；一、二级苗的冠根比无显著差异，但均显著小于三级苗(图3 D)。

3 讨论与结论

苗木是一个复杂的生物体，个体生长状况与树种遗传特性密切相关，并受环境因子和人为技术措施的制约[11]。同一树种，在相对一致的环境中培育，生长表现和成活率上的差异主要取决于苗木内在品质和与立地条件的适应程度[12]。半枫荷幼苗生长初期，采用容器苗移栽，生长季结束时，不同等级种苗在植株生长、外观形态和生物量积累上均存在显著差异。其中一级苗的地上长势、根系大小以及各部分生物量均显著优于二、三级苗，而二级苗又优于三级苗，即通过一级苗培育出来的半枫荷植株更为高大、粗壮，根系发达、干物质积累更多。到生长季末，一级苗的株高、地径、冠幅、叶片数和分枝数分别达41.8 cm、7.86 mm、30.10 cm、28个和2.1个，一年即可出圃。不同等级种苗植株在生长发育过程中，发育进程、生物量的积累有着共同的规律[13]。虽然不同等级半枫荷苗木移栽后，苗木长势差别较大，但半枫荷3个苗级植株的株高、地径、冠幅、叶片数以及分枝数生长动态曲线均呈基本一致的变化趋势。10月之前，3个苗级的株高、地径、冠幅和叶片数均呈线性增加趋势，之后随着温度降低，苗木高、径生长逐渐停止，生产作业也随之结束；并且3个苗级均于8月下旬至9月上旬开始萌生分枝。

图3 不同种苗级别对半枫荷幼苗生物量分配的影响

植物生物量体现了植物在生长发育过程中对能量的积累，但是植物各器官生物量的分配格局会因种类、年龄、植株大小及外界环境而不同[14-15]。半枫荷一级苗的总生物量显著大于二级苗，而二级苗又显著大于三级苗，随着总生物量的不同，半枫荷各苗级的生物量分配存在显著差异，即随个体大小的不同各部分器官的生长呈异速生长关系。其中随着个体大小的增大，半枫荷的根生物量比和支持结构生物量比增大，叶生物量比和冠根比减小。大量研究证明，因根系与水分和养分的吸收能力紧密相关，使与根系形态相关的质量指标成为苗木质量评价中最有代表性并对苗木后期生长和成活最有预测价值的部分[16]。随着个体大小的增大，半枫荷苗木的根系更为发达，更利于今后的造林成活与迅速生长。本试验只讨论了种苗分级对植株生长、形态和生物量积累的影响，并未涉及环境条件和栽培措施对其影响，环境及栽培措施等能否弥补低等级种苗植株较小带来的不足还有待进一步研究。

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