基于不同立地类型的野杏引种适应性研究
2020-08-01刘立新董胜君
刘立新,董胜君
(1.喀左县林业局,辽宁 朝阳 122300;2.沈阳农业大学 林学院,辽宁 沈阳 110866)
野杏Armeniacavulgarisvar.ansu为蔷薇科李亚科杏属植物[1],是杏A.vulgaris的野生变种,原产于中国黄河流域,分布于暖温带、温带、寒温带及高原亚温带,在我国华北、西北及西南地区广泛分布[2]。野杏为乔木,树冠圆形或长圆形,叶基楔形或宽楔形,先端急尖至短渐尖;果实球形、扁圆形;核表面粗糙或有网纹、腹棱锐利[3]。野杏喜光、抗旱、抗寒、耐瘠薄、适应性强,天然分布在土质瘠薄的石质山区[4]。野杏根系发达,具有较强萌蘖能力,可在岩石裸露的阳坡、半阳坡等干旱瘠薄的条件下形成群落[5]。野杏是适生地区防风固沙、保持水土、涵养水源、改良土壤的优良生态型树种[6-7],更是我国三北地区造林绿化的先锋树种,其生态效益越来越受到人们的重视[8]。同时野杏具有极高的经济价值,主要体现在野杏果实和种仁的多种用途上,野杏杏仁富含蛋白质、糖类以及人体必需元素钾、钙和铁等,广泛用于食品和医药等领域[9-12],野杏肉酸甜可口,营养价值丰富,可制成多种美味食品[13]。特别是近年来研究发现野杏仁出油率高达53.20%,可生产生物柴油[14-16],是北方地区理想的生物能源树种[17],具有较高的研究意义和推广价值。因此,野杏是集生态效益、经济效益和社会效益于一身的优良乡土树种,营造野杏人工林是解决干旱、半干旱地区生态环境脆弱、经济贫困问题的有效途径之一。
本研究在沈阳农业大学山杏课题组前期野杏种质资源调查、收集的基础上,将西北野杏种质引种到辽宁省喀左县,通过设立标准地,划分野杏引种栽培的立地类型,并分析其在不同立地条件下的适应性生长指标,以期为野杏在辽西地区的引种栽培提供理论依据和技术指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为野杏实生苗,种源为宁夏彭阳县,2016年春季在喀左县播种,2017年选择生长健壮的实生苗栽植于喀左县造林地,栽植密度3 m×3 m,均采用植苗造林,以喀左县本地2年生西伯利亚杏实生苗作为对照(CK)。
1.2 研究方法
1.2.1 标准地设置
对喀左县桃花池村、八家村和十二德堡村的野杏人工造林地进行全面踏查,在林龄、造林措施、经营措施一致的野杏人工林中,按照不同立地条件设置临时标准地14块,每块标准地面积约600 m2。
1.2.2 立地类型划分
采用环境因子主导分级组合法进行立地类型划分,即利用坡位、坡向和土层厚度的异同性,进行分级和组合来划分不同立地类型,将14块样地划分为9个立地类型(表1)。
表1 不同立地类型划分
1.2.3 生长指标测定
2018年9月在各标准地内随机选择10株生长正常的野杏植株和本地的西伯利亚杏植株(CK)进行生长指标测定。其中苗高、冠幅、嫩枝长度、枝下高等生长指标用卷尺测量,地径、嫩枝粗度、叶长、叶宽等生长指标用游标卡尺测量,主枝基角用量角器测量,一级分枝数和二级分枝数直接计数,叶片数用标准枝法计算。
1.3 数据处理
数据整理完全标准化处理后,进行SPSS统计分析,利用T检验、方差分析、多重比较等方法进行统计处理。
2 结果与分析
2.1 相同立地类型野杏生长状况
各立地类型引种野杏生长指标见表2,其中1号立地类型没有栽植西伯利亚杏,2~9号立地类型结果表明,2号立地类型苗高、地径、冠幅、嫩枝粗度、一级分枝数和叶片数量等生长指标均优于CK,其中地径差异极显著。3号立地类型除二级分枝数、主枝基角、叶宽外,其余各项指标野杏生长情况优于CK,一级分枝数、二级分枝数差异极显著。4号立地类型各项生长指标均优于CK,苗高差异极显著。5号立地类型苗高、冠幅、嫩枝粗度、一级分枝数和叶片数量均优于CK,苗高、地径、冠幅、一级分枝数与CK差异极显著。6号立地类型除冠幅、二级分枝数、主枝基角、叶长外,其余各项生长指标均大于CK;二级分枝数差异显著。7号立地类型除叶长、叶宽外,野杏其余各生长指标均优于CK,苗高差异极显著。8号立地类型除主枝基角外,其余各项生长指标均优于CK;二级分枝数差异极显著。9号立地类型苗高、冠幅、地径、嫩枝粗度、嫩枝长度、一级分枝数和叶片数量等指标均优于CK,苗高、地径、一级分枝数、主枝基角差异极显著。综合比较各立地类型野杏与CK的生长指标(表3),除了嫩枝长度、主枝基角、叶长、叶宽之外,其余生长指标野杏表现均优于CK,其中苗高、一级分枝数、主枝基角差异极显著。
表2 各立地类型野杏生长指标
表3 野杏与本地西伯利亚杏生长指标对比
2.2 不同立地类型对野杏生长影响
2.2.1 不同立地类型对野杏树体生长影响
不同立地类型引种野杏苗高、地径、冠幅和枝下高差异极显著,说明喀左县引种野杏的树体生长与立地因子关系密切。多重比较结果(表4)表明:野杏苗高7号立地类型最大,达3.08 m,且与其他立地类型差异极显著(除9号外);其次是9号立地类型,达2.89 m;苗高生长最差的是1号立地类型,为0.92 m。野杏地径7号立地类型最大,达43.60 mm,且与其他立地类型差异显著;其次是8号立地类型,为39.77 mm;地径生长最差的为6号立地类型,为12.01 mm。野杏冠幅7号立地类型最大,达2.26 m,且与其他立地类型差异极显著(除8号外);其次是8号立地类型,达2.07 m;冠幅最小的为5号立地类型,为0.41 m。野杏枝下高7号立地类型达到最大,达0.51 m,且与其他立地类型差异显著(除8、9号外);其次是8号立地类型,为0.48 m;最差的是5号立地类型,为0.22 m。7号立地类型中野杏树体相关指标表现最优,苗高、地径、冠幅和枝下高4个指标的均值皆最大,且差异明显,表明野杏的树体相关指标最适立地类型为7号,即坡位为上腹、坡向为半阳坡、土层厚度为厚土层的立地条件最适宜引种野杏的树体生长。
表4 不同立地类型野杏树体指标多重比较
2.2.2 不同立地类型对野杏枝干生长影响
不同立地类型引种野杏嫩枝长度、嫩枝粗度、一级分枝数、二级分枝数和主枝基角差异显著,说明喀左县引种野杏枝干生长与立地因子关系密切。多重比较结果(表5)表明:野杏嫩枝长度7号立地类型最大,为0.69 m,且与其他立地类型差异显著;其次是9号立地类型,为0.44 m;1号立地类型嫩枝长度最小,为0.11 m。野杏嫩枝粗度7号立地类型下最大,达6.25 mm,与其他立地类型差异极显著;其次为9号立地类型,达5.01 mm;最差的为1号立地类型,为2.44 mm。野杏一级分枝数8号立地类型最多,为5.20个·株-1,且与其他立地类型差异极显著;其次为2号立地类型,为4.83个·株-1;最差的为9号立地类型,为2.50个·株-1。野杏二级分枝数8号立地类型最多,达38.70个·株-1,与其他立地类型差异显著;其次是4号立地类型,为11.25个·株-1;最差的是6号立地类型,为4.60个·株-1。野杏主枝基角4号立地类型最大,为52.81°,且与5、8、7、9号立地类型差异极显著;其次3号立地类型,为47.85°;最小的是9号立地类型,为26.40°。
7号立地类型的野杏嫩枝长度和嫩枝粗度均最大,8号立地类型的野杏一级分枝数和二级分枝数均最多,表明野杏枝干生长最适立地类型为上腹或中腹、半阳坡、厚土层。
表5 不同立地类型野杏枝干生长多重比较
2.2.3 不同立地类型对野杏叶片生长影响
不同立地类型引种野杏叶片数量和叶宽差异极显著,叶片长度差异不显著。多重比较结果(表6)表明:叶片数量8号立地类型最多,为4 072片·株-1,与其他立地类型差异极显著(除7号外);其次为7号立地类型,为3 502片·株-1;最少的是6号立地类型,为177片·株-1。叶长3号立地类型最长,达63.44 mm,但与其他立地类型差异不显著;其次是7号立地类型,为59.63 mm;最小的为2号立地类型,为35.90 mm。叶宽7号立地类型最大,为45.44 mm,与其他立地类型差异极显著(除8、9号外);其次为8号立地类型,为44.27 mm;最小的为1号立地类型,为24.21 mm。7号立地类型的叶宽最大,为45.44 mm,叶长为59.63 mm,仅次于3号立地类型,叶片数量为3 501片·株-1,仅次于8号立地类型,差异均不显著,表明野杏叶片生长的最适立地类型为上腹或中腹、半阳坡、厚土层。
表6 不同立地类型野杏叶片生长多重比较
2.3 立地类型与生长指标相关性分析
对各立地类型和生长指标间利用spearman函数进行相关性分析,需要对各立地类型进行赋值。依据对不同立地类型中引种野杏生长指标的统计分析,将各生长指标按照均值大小进行排序赋值,计算不同立地类型得分情况,最后把各个立地类型按照得分高低进行赋值(表7)。
表7 立地类型赋值
立地类型和各生长指标相关性分析结果(表8)表明:引种野杏的苗高、地径、冠幅、嫩枝长度、嫩枝粗度、枝下高、叶片数量、叶宽、叶长等生长指标与立地类型间的相关系数分别达到0.770、0.761、0.769、0.692、0.665、0.752、0.635、0.709,这些生长指标与立地类型间存在极显著的正相关,随着立地类型得分的升高,这些指标的均值也随之升高,各生长指标的表现越来越好。引种野杏的主枝基角与立地类型间相关系数为-0.407,两者之间存在显著负相关性,随着立地类型得分的升高,野杏的主枝基角度数越来越小。引种野杏的一级分枝数和二级分枝数与立地类型间的相关系数分别为0.170和0.204,相关性不显著。
表8 立地类型与生长指标相关系数
3 讨论与结论
结合各立地类型中野杏的苗高、地径、冠幅、嫩枝粗度、枝下高和叶片数量等生长指标优于本地西伯利亚杏,可以判定引种至喀左县的野杏在相同立地条件下的生长情况要优于本地西伯利亚杏,表明野杏在辽西地区具有很强的引种适应性,这与余海滨[18]关于野杏引种的研究结果趋于一致且互为补充。本研究的多数立地类型中,喀左县本地西伯利亚杏的一级分枝数、二级分枝数、主枝基角等指标的表现要优于引种野杏,这是由杏属植物生物学特性[19]决定的,野杏多为乔木,主枝基角普遍较小,而喀左县本地西伯利亚杏多为矮乔木甚至为灌木,主枝基角普遍较大且分枝数量多,因此野杏一级分枝数和二级分枝数少于本地西伯利亚杏,但这并不代表野杏不适合辽西地区的气候特点[18],是由树木本身的遗传特性决定的。相关性分析结果表明野杏的苗高、地径、冠幅、嫩枝长度、嫩枝粗度、枝下高、叶片数量、叶宽、叶长等生长指标与立地类型间极显著正相关,说明在生态公益林适宜树种选择中,立地类型和立地评价结果是主要因素,这与李亦然[20]对低山丘陵防护林立地类型评价的研究结果一致。本研究不同立地类型中,引种野杏的树高、地径、冠幅、枝下高、嫩枝长度、嫩枝粗度、叶宽等生长指标的最大值均出现在7号立地类型,而8号类型的一级分枝数、二级分枝数、叶片数量最多,因此,选择坡位为上腹或中腹、坡向为半阳坡、土层厚度为厚土层的立地类型是引种野杏生长的最适类型,此结果与刘明国[21]相关研究结论一致。这是因为杏树为喜光树种,上腹较其它坡位更能接受阳光,其阳光充足,适于野杏生长;半阴半阳坡光照充足,水分较多,较之阴坡光照不足和阳坡水分欠缺,其同时解决了缺少光照和水分的问题,故而更适合野杏生长发育;野杏根系发达且扩展能力强,厚土层具有优良的供水和供肥功效,可以通过为野杏根系提供充足的水分和养分而促进野杏植株的生长发育[22]。在野杏造林工作中,我们可以有针对性地选择和改良立地条件[23],从而提高野杏人工林的保存率,提升造林效果。