金佛山方竹无性系种群生长发育规律的研究
2019-07-02尹泽南董文渊郑静楠吴义远浦婵
尹泽南 董文渊 郑静楠 吴义远 浦婵
摘要:对金佛山方竹无性系种群生长规律的研究,得出以下结论:①金佛山方竹发笋期持续时间为40d左右,主要集中在9月下旬,其不同时期成竹数为盛期>早期>末期,成竹率为早期>盛期>末期,在整个出笋期间,金佛山方竹的叶绿素与氮素含量呈现下降趋势;②高生长持续65d左右,呈Logistic增长,且昼夜节律明显;③地径生长与高生长同步开始,持续21d左右。关键词:金佛山方竹;生长发育;高生长;秆径生长;植物养分
金佛山方竹chimonobambusa utilis(Keng)keng f是禾本科竹亚科寒竹属方竹组的竹种,为复轴混生小径竹种。金佛山方竹是我国西南地区特有竹种,主要分布在云南、贵州、四川三省,在海拔1200~2100m处可形成纯林旧。其竹笋质地晶莹、笋肉肥厚、味道鲜美,素有“竹类之冠”的美誉,有着重要的经济价值。了解金佛山方竹在滇东北气候环境下的生长发育规律,为提高金佛山方竹经济产量,拟定人工栽培技術提供科学依据。
1材料与方法
1.1研究地概况
研究地定于云南省大关县天星沿河村三合社兰家竹林进行。样地选择在海拔1436m处,坡向为北偏西79°,坡度31°~38°,位于北纬27°5724.44”,东经104°0344.97”,属温带气候类型,年平均气温13.00°C,年降水量900.00mm。
1.2研究方法
1.2.1金佛山方竹竹笋生长规律调查。在9月上旬竹笋开始出土时,在竹林中设置3个2m×2m的固定样方,以笋尖露出地面2cm为标准,以2d作为1个单元逐一观测各样方内的出笋数、退笋数、活笋数等,并每次对新笋进行编号,跟踪观测直至停止高生长;每隔5d,使用植物养分测定仪对竹林进行1次测定,同时利用温湿度测定仪每隔5d进行1次环境测定,温度测定仪安放位置分别为离地150cm处与地表20cm处。
1.2.2金佛山方竹竹笋——幼竹高、径生长测定。固定样方内选定25株竹笋,每隔5d测定1次高度,3d测定1次地径;数据处理利用spss软件的非线性拟合确定金佛山方竹的高生长方程。
1.2.3金佛山方竹竹笋高生长的昼夜节律测定。竹秆高生长昼夜节律测量与10月10~12日,在竹林内分4个高度级(A:Oc~50cm,B:50~100cm,C:100~150cm,D:>150cm)各标记3根竹笋对其高生长进行观测,每隔2小时测定高与地径,并同时用环境监测仪测定环境变化规律。
2结果与分析
2.1金佛山方竹竹笋生长规律
2.1.1金佛山方竹出笋规律。金佛山方竹作为无性系植物,是通过克隆生长扩展其生存空间和分株数量。每年9月份初,竹笋开始出土并形成新的无性系分株。金佛山方竹发笋期为9月上旬~10月中旬,持续时间为40d左右。出笋开始后,出笋数量开始呈现上升状态,金佛山方竹于9月26~28日期间达到最高出笋率,距出笋开始约16d(见表1)。
以观察单位时间内出笋数占笋期出笋总数比例即出笋率P=5%为界限,将整个笋期划分笋期。根据表1,可将金佛山方竹发笋期分为3期,初期为9月10~20日共11d,占总出笋率的12.90%;盛期为9月21日~10月2日共12d,占总出笋率的75.81%;末期为10月3~16日共14d,占总出笋率的11.29%。初期虽然出笋量少,但是成竹率高达75.00%;盛期出笋量多,成竹率也高达72.34%,自然退笋率为27.66%;末期出笋量少,且笋体弱小,成竹率仅有42.86%,为3个时期中最低;金佛山方竹整体成竹率为69.35%,退笋率为30.65%。由图1可以看出,9月13~25日期间温度处于上升状态,之后开始下降,这段时间正好处于发笋盛期,随后气温下降,发笋也开始进入末期。
2.1.2金佛山方竹发笋期间养分变化规律。由图2可以看出,在整个出笋期间,金佛山方竹叶绿素与氮素含量都在下降,整体呈现出初期>盛期>末期,并且在9月30日~10月4日期间,降幅最为明显,可以很好地说明成竹率初期>盛期>末期,末期成竹率要远低于初期与盛期;出笋期间,竹林氮含量一直下降,与银晓瑞的研究结果一致。
2.2金佛山方竹竹笋——幼竹高、径生长规律
2.2.1高生长规律。金佛山方竹无性系种群分株的高度生长过程是指从竹笋出土至幼竹高生长(秆形生长)停止这一阶段。将定株研究的25株竹笋高生长平均值随时间变化绘制生长曲线(图3)。如图3所示,金佛山方竹竹笋出土后65d左右,即完成高生长,其生长速率呈现慢——快——慢的规律,在20~50d达到生长高峰;整个生长高峰期间其相对生长量为353.16cm,占全高的79.32%;可以看出,金佛山方竹幼竹高生长呈典型的“S”型曲线,故用采用Logistics方程进行模拟;利用spss软件非线性拟合进行确定,金佛山方竹竹笋——幼竹平均高生长Logistics方程为:
式中,H为金佛山方竹高度(cm),t为幼竹生长过程中所需的时间(d),相关系数r2=0.9998,说明模型对数据的拟合程度很高。
2.2.2秆径生长规律。在竹笋出土21d左右(表2),地径生长基本停止,比高生长缩短40~45d;末期出笋的地径普遍小于初期与盛期;地径的生长比较稳定,在调查中没有出现大的起伏和变化。根据平均地径生长情况表明,地径生长呈现慢——快——慢——停止的规律。
2.3昼夜生长节律
通过对表3的数据进行处理分析,金佛山方竹在夜间生长速度要略慢于白天,与筇竹、毛竹昼生长量多于夜生长量的规律类似;48h内竹笋的总平均生长量为20.21cm,其中白天竹笋总平均生长量为10.24cm,占总生长量的50.67%,平均生长速率为0.85cm/h;在夜间,竹笋总平均生长量为9.97cm,占总生长量的49.33%,平均生长速率为0.83cm/h;白天竹笋总平均生长量是夜晚的1.03倍。
4个高度级金佛山方竹发笋期时的笋在生长过程中的48h不同时间段的高生长量统计。结果表明,不同高度级金佛山方竹竹笋的整体增长速度为:D>C>B>A,表明高度级与其高度增长速度呈正相关。高度级为A时,金佛山方竹竹笋增长速度无明显规律,而高度级为B、C、D时,金佛山方竹在昼夜生长过程具有明显的规律。其增长最高峰度均在2d的20:00,在其余时间段的增长速率则趋于平缓。金佛山方竹竹笋在0:00~6:00期间,平均生长量明显为一天中最慢,随后缓慢增长,在18:00~20:00时达到了生长量的峰值,随后生长量又降低。
从3可以看出土壤温度在48h内变化并不明显,空气温度在18:00~6:00期间,温度最低,但是在第1d后昼夜温差并不显著,温度是影响竹笋生长的重要因子,所以金佛山方竹竹笋夜间生长略慢于白天,但是差距并不显著;在测量期间因下雨,土壤水分处于缓慢上升趋势,且后24h 4个级别的生长量均略高于前24h,说明土壤水分对竹笋生长有一定的影响。
3结论
(1)金佛山方发笋期为9月上旬~10月中旬,持续时间为40d左右;发笋期分为3期,初期为9月10~20日共11d,占总出笋率的12.90%,盛期为9月21日~10月2日共12d,占总出笋率的75.81%,末期为10月3~16日共14d,占总出笋率的11.29%;金佛山方竹整体成竹率为69.35%,退笋率为30.65%。(2)出笋期间,金佛山方竹叶绿素与氮素含量呈现持续下降状态。(3)金佛山方竹竹笋一幼竹高生长持续65d左右,呈现慢——快——慢增长规律,符合Logistic增长,其回归模型可以很好地预测其生长过程。(4)地径生长持续21d左右,且生长较稳定;末期出笋地径小于初期与盛期。(5)高生长具明显的昼夜节律,白天生长量略高于夜晚,其白天生长量是夜晚的1.03倍。(6)根据金佛山方竹出笋规律性,应在9月下旬适当的进行施肥,保留初期与盛期的健壮竹笋,护笋成竹,以改善金佛山方竹种群结构,进而提高竹林生产力。