红松球果结实期规律调查研究
2019-01-10田守勇
田守勇
(本溪市林业发展服务中心,辽宁本溪117000)
红松是雌雄同株异花的树种。花期在6月中旬到下旬,平均气温稳定在17~18℃时,花期、叶期同时出现。花期不长,只有3~5天。雌球花有3种色:(1)紫色型,大孢子叶中所含色素较深,在孢子叶的表皮上,覆被一层白粉状的蜡质颗粒;(2)绿色型,大孢子叶中所含色素较浅;(3)绿带紫色型。雌球花长2~2.5cm,多为数个轮生于新生主枝的上端。雄球花黄红色,长1~1.5cm,椭圆形、密集成球形,生于新枝的基部,雄球花遍生于整个树冠上,数量很多,花粉丰富。
红松的花粉为黄色,授粉后即为花粉管的生长期。花粉管生长期很长,自开花的6月至翌年的5月以后。而在这个时期内,未受精的雌球花,其体积稍有增大。受精作用后生理活动旺盛,胚珠发育为种子,珠鳞发育为种鳞(果鳞),雌球花发育为球果。
球果成熟过程很长,自开花至球果成熟历时15个月,即6月下旬开花至翌年9月中、下旬球果才能成熟。红松的球果很大,长可达20cm,一般长10~15cm,径5~10cm。卵状圆锥形,果柄很短,极易脱落。常数个或十数个轮生于顶技上。稍下垂,初为绿色,以后变为褐绿色。球果成熟时,种鳞干燥、开裂。种鳞顶端露出的部分稍增厚,形成鳞背,鱗背先端突出部分为鳞,种鳞呈菱形,鳞背有皱纹。每果鳞上有种子2粒,但也有1粒的情况。有时成熟的球果,种鳞肥大,肉质多,呈深绿色。这种球果内的种子,一般品质较差,种粒小,空粒及发育不完全种子所占比例很大。而种鳞瘦薄,向外反曲,呈绿褐色的球果,其内种子多发育饱满,品质良好。
1 红松的结实期
红松的结实期,在其更新中有重要作用。所以在评定红松的更新能力时,首先要查明其结实期:开始结实期、结实盛期、结实衰退期。
红松和其他树种一样,只有当生长发育到一定时期才能开花结实。结实期的早晚和光照条件、立地条件的关系非常密切。因为花芽的分化和发育,需要较高浓度的碳水化合物,所以只有当树木有机体内贮蔵了大量养分,才能为结实提供必要的物质基础。一般说来,过多的氮肥常常促进其生长,而不利于花芽的形成。充足的光照和同化物质,对于促进红松开花、结实是一个重要的因素。
在小兴安岭、长白山的原始林条件下,红松从开始就长期处在比较郁密的林冠庇萌下,光照不足、土壤湿润、大气温度很高,因此,其生长发育过程长而缓慢。一般都在80~140年时才开始结实,80年以前开始结实的现象是很少的,80年生以后结实,由于在此时期内,它的树冠已进入立木层,逐渐冲出其上层林冠的压抑,可以获得较多的光照,同化作用加强,因而促进了开花结实。在天然林内,还可见到有些林龄已达100~150年以上尚未结实的现象。同一森林类型内由于所处的条件不同,开始结实的时期也常常有差异。
在疏林地上,30年左右的天然红松幼树便已经结实,而在距此不远的后山杂木林内,天然的红松树,只有20年也已结实。这里红松开始结实早,是与森林疏伐、林冠疏开,光照充足有关。人工林条件下,红松开始结实的时间比天然林要早得多,到21年龄时,即开始大量结实,15hm2的面积上共产种子210kg。
结实初期,结实量一般都不多,以后随着树木的继续发育,结实量逐渐增多,直至其衰老期,各种生理活动减弱,结实量才趋向下降。
红松结实力与年龄有明显的关系。在天然林条件下,不但开始结实的时期晚,而且在开始期产量也低。一般在130年龄以前结实量都是很少的,以后随着年龄增长,树冠扩展,同化作用增强,结实量也相应增加。到190年龄时,结实量急剧增加,此时达到结实盛期。红松的结实盛期一直能维持相当长的时间。直到老龄阶段仍继续结实,但数量、质量有所降低。
结实力和立木的生长发育状况有密切的关系。在生长发育良好的树木上,种子产量高而且品质好。结实力和树木的直径关系也很明显。在天然林内,红松开始结实的径级为15cm,这时树木的年龄一般为80年以上,树高16m。这种树木多是处于光照及立地条件良好的情况下,在直径50cm时,结实量激增,各立木上的球果数量非常丰富,这种情况一般可维持到胸径70cm时。胸径70cm以上的立木,除个别情况外,结实力稍有减退,但减退的趋势很平缓,甚至径级80cm以上的立木仍结实不少,但这样的立木多处于山腰或山腰以下条件良好的立地上。
幼壮龄的立木上结实量是很少的。一株树上有时仅有几个球果,但球果体积硕大,其内的种子颗粒也大,并且饱满。过熟龄树上的球果数量多,但往往球果小,种子也不饱满。球果的形成是需要消耗大量营养的。要想获得数量丰富、品质良好的种子,应当首先给以充足的光照和一定的养分条件,保证种子形成过程中,有供其发育所需的营养物质。
天然林中红松生长发育过程缓慢,结实盛期的到来也很晚,一般要到190年龄时,树冠进入到林冠的最上层,此时树木营养生长旺期一般已经过去,有大量的营养供给结实,同时林内的老树和阔叶树的死亡加多,林分稀疏,郁闭度变小,树冠的受光面积和受光量增加。加之树冠分杈,树冠扩展,因而这时期红松的结实力最盛。红松球果多着生于受光量最多的树冠顶部,结实量与树冠的大小成正比,也就是树冠愈大,受光面愈多,结实量愈丰富。
可见树木结实开始期到来的迟早,主要是受生活条件的影响,其中特别是光照和营养条件。而在光照条件较好的人工林内,15~20年便开始结实。所以结实期晚并不是红松固有的特性,而是可以通过人为措施促使其提前结实。因此,在目前大规模造林绿化,而现有红松林又因大规模采伐日渐减少的情况下,应积极建立母树林、种子园,提早红松结实的时期,提高红松种子的产量和品质,使森林种子基地化、良种化,以满足蓬勃发展的群众性更新造林的需要。同时,红松的结实期相当长。在天然林内,一般自80~120年左右开始结实,从190年龄左右开始进入结实盛期,可一直持续到衰老期。所以在天然林内选择母树林时,应选择120~200年龄左右的林分,树龄过小时结实量少,过大又失去经营前途。在选留母树时,为获得丰富的结实量,最好选留胸径40cm以上的红松。
2 红松结实的间隔期
许多树木在自然状态下,不是每年结实,而有一定的间隔期。有的间隔1年,有的2年,有的3~5年或更长的时间。红松也有这种结实间隔期的现象。根据小兴安岭带岭和五营等地林内红松立木残留果痕的调查,以及伊春丰林林业局历年红松种子收购的资料,从32年来红松结实的情况看,在小兴安岭的红松原始林中,每年都有红松结实,但不是年年结实量都很大。大量结实的种子丰收年有一定周期性,而且有一定的规律性。其大量结实的间隔期一般为3年、即每3年大量结实1次。很少间隔2年或4年的。有时还出现连续2年的中等结实量。人工林红松结实情况也历年不同。红松结实出现周期性的现象,是受红松自身内在因素控制的,是取决于其遗传所决定的有性繁殖器官的构造,及开花结实的生理过程的要求。红松自开花至球果成熟的过程较长,要跨2个年度。每开花结实1次,要消耗大量的营养物质,因此每大量结实之后,就需要一个较长时间的恢复过程,来积累下次大量开花结实所需要的营养物质。这就是红松不能连续出现种子丰收年的内在因素。但是,周期性结实的内因要有一定的外因条件才能实现。影响红松结实周期性的外因条件,是气候、立地条件、人的活动和各种自然灾害等。气候的变化对红松开花结实影响极大。红松花芽的形成、开花、授粉、种子和球果正常发育,都要求有一定的气候条件,共中任何一个阶段受到影响或破坏都会直接影响到结实的数量和质量。使本来是3年的结实间隔期,推延为4年。如果连年出现对红松结实不利的气候,就会导致结实间隔期继续推延。相反,如果连年出现对红松结实良好的气候,使于树木碳水化合物的积累,就会出现种子连续丰收年,但这种现象不多。所以红松种子连续丰收年很少。气候变化既然具有左右红松结实周期的作用,因此气候作为影响红松结实周期的外因条件,使异龄性很强的红松林木,原来结实时期参差不齐的现象,在气候的影响下,统一于共同的结实期内,开花结实。这就是为什么天然林中很多不同年龄的红松能在同一年份结实,并表现为共同周期性的原因。但是由于红松各个林木所处的生境不同,小气候的差异,人为活动的影响,立地条件的改变以及病虫害等自然灾害,常常又会在不同程度上削弱气候的影响,造成同地区某些地段的红松林或立木产生异常结实的现象,偏离了共同的结实周期。这就造成在红松结实欠年时,也会有个别地区或少量树木出现结实较好的现象,或在种子丰收年时有个别地方或少量树木出现结实很差的现象。所以红松结实周期现象,是红松自身在历史发育过程中所形成的内在特性与气候等外因条件对立统一的结果。
必须指出,人为的活动对红松结实的影响愈来愈大,特别是随着红松林的不断采伐利用,或采种时对红松果枝的损伤,常常也会对红松有规律的结实产生干扰,人的活动对红松林结实的影响是很大的。今后在经营红松母树林时,要克服结实周期现象促进种子连年丰收,必须十分重视对母树的管理,如疏伐、土填管理,条件许可时可进行一些施肥试验,以及有计划地进行采种,注意保护母树等。