半枫荷1年生实生苗苗高生长规律研究
2021-02-11李远章崔子佳欧述荣
李远章,欧 斌,崔子佳,韩 璐,欧述荣
(1.安远县牛犬山林场,江西 安远 342100;2.江西环境工程职业学院,江西 赣州 341000;3.赣州市森源科技种苗场,江西 安远 342100)
半枫荷(Semiliquidambar cathayensis Chang)属金缕梅科半枫荷属常绿阔叶乔木,为中国特有种,主要分布于福建、广东、广西、江西等省,多生长在海拔500~1 200 m的林中或溪旁疏林内[1-2]。其叶片形状独特,既有不同叶形的单株,又有同一植株上有2种或3种以上叶形的植株,既似木荷又似枫香,很是奇特[3],春季新叶紫红相间,具有较高的观赏价值。此外,半枫荷树干通直,材质优良,材性稳定,不易开裂,旋刨性能好,可做旋刨制品,是一种优良的用材树种[4]。目前对半枫荷的利用主要体现在其药用价值上,其根、枝、叶、树皮和花蜜皆可入药,具有祛风除湿、活血消肿等功效,是一种珍贵的药用树种,客家人常用其作为风湿药与治瘫痪药物的原材料[5-7]。由于人们的大量破坏采伐,导致现存资源日益减少,现已成为国家二级重点保护植物[8]。半枫荷具有较高的学术研究和经济价值,但目前的研究内容主要集中于资源分布、生理及药理方面[9-11],而苗木繁育的研究也侧重于扦插繁殖与组织培养[12-13],对实生苗苗木生长规律的研究甚少。因此本试验通过对12个不同家系半枫荷1年生苗木苗高生长规律进行分析,以期为培育半枫荷优质实生苗及苗期管理提供技术指导与理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设置在赣州市森源科技种苗场苗圃地,位于江西省赣州市安远县版石镇牛犬山长坑林班境内,地处25°21′-25°30′N,115°15′-114°30′E,属中亚热带季风型湿润气候区,气候温和,雨量充沛,年平均气温为18.7℃,年积温5 923.2℃,年平均降水量1 650 mm,相对湿度76.4%,无霜期282 d。
1.2 播种育苗与苗期管理
2019年3月12日整理好苗床,苗圃前期作物为水稻。播种前先在苗床上面垫2 cm厚的黄心土,3月13日播种,分家系(各优树家系分别来源于上犹、崇义、大余、龙南、井冈山等5个种源)小块状撒播于苗床上,播种后覆盖一层薄薄的黄心土,厚度以不见种子为度,并加盖10~15 cm厚的芒萁以减小温度变化梯度和保持湿润。种子在4月7日初出苗,待幼苗出土整齐后及时揭去芒萁。本试验于4月10日揭去芒萁,喷洒1 000倍托布津1次。分别于5月12日、5月17日、5月26日、5月28日、7月8日进行追肥,追施稀释0.4%~0.6%的尿素溶液或复合肥5~25 kg·667m-2。并适时除草,做到除早、除小、除了。
1.3 调查方法
播种后每个优树家系设立1个有代表性的样方,每个样方10株苗,观测样本共120株苗。分别在2020年5月19日、6月20日、7月22日、8月20日、9月20日、10月20日、11月24日、12月18日这8个时间点用卷尺测量样方内苗木的苗高生长量,并计算平均值。
1.4 数据分析
使用Excel对半枫荷不同家系的苗木苗高进行统计分析;使用SPSS 22.0非线性Logistic回归模型:(y为苗高积累量,t为生长天数,k、a、b均为待定常数),拟合苗高生长过程。
2 结果与分析
2.1 不同家系半枫荷苗高生长规律分析
由图1可得,各家系半枫荷苗木苗高生长规律的总趋势基本一致,均在6-9月期间增长迅速,其中1号家系苗高在6-9月期间增长最多,为49.5 cm,其次为6号家系的47.7 cm;从不同家系半枫荷苗木苗高生长变化趋势可以看出,6号家系苗高在10-12月一直处于最高水平,而9号家系则在整个生长期内均处于较低水平,在苗木生长后期(9-12月),苗高多次出现后月比前月低的情况,这是由于随机抽样所造成的,属正常情况。由表1可知,最后一次测量苗高时(12月18日),各家系苗高积累量依次为:6号(68.6 cm)>8号(67.9 cm)>3号(67.1 cm)>1号(66.0 cm)>5号(64.7 cm)>10号(63.4 cm)>4号(63.2 cm)>7号(59.2 cm)>12号(53.9 cm)>2号(53.9 cm)>11号(52.2 cm)>9号(51.6 cm);方差分析与多重比较结果表明,各家系间苗高差异显著(P<0.05),且6、8、3号家系苗高均显著大于9、11、2、12号家系苗高。
图1 12个不同家系半枫荷苗木苗高生长规律Fig.1 Seedling height growth of S.cathayensis seedlings from 12 different families
表1 12个不同家系半枫荷苗木最后一次测量苗高比较Tab.1 Comparison of the last measured seedling height of S.cathayensis seedlings from 12 different families
2.2 半枫荷苗高生长规律年变化
为探究半枫荷苗木苗高年生长规律,计算平均苗高及净生长量。由表2可知,半枫荷1年生苗木苗高呈现出“慢-快-慢”的生长规律,具有明显的阶段性。生长初期苗高净生长量较低,生长缓慢;进入速生期苗高净生长量显著增加,7月中下旬苗高净生长量达到高峰,32 d净生长量达17.2 cm,日平均苗高生长量为0.57 cm;到了苗木生长后期,苗高净生长量逐渐降低甚至趋近于0,苗高生长基本停止,12月中下旬平均累积苗高达61.0 cm(21.0~91.0 cm)。
表2 半枫荷苗高生长定期观测结果Tab.2 Regular observation results of the height growth of S.cathayensis seedlings
2.3 半枫荷苗高生长过程数学模型拟合
植物生长过程通常采用Logistic方程进行模拟,该模型具有拟合精度高,相关系数大,回归关系显著,导出的曲线拐点与实际相符,与有序样本聚类分析结果吻合等优点[14-15]。根据表2中的生长天数及苗高观测值频数在SPSS软件中进行非线性回归拟合分析,结果见表3,拟合方程为,相关系数R2为0.999,回归方程统计检验达到极显著水平(P<0.01),说明拟合曲线与实测曲线间苗高数值的符合程度较高,用回归值推测实际值具有较高的准确性(图2)。
图2 半枫荷实际生长曲线与拟合生长曲线Fig.2 Actual growth curve and fitted growth curve of S.cathayensis
表3 半枫荷苗高生长Logis tic模型及显著性检验Tab.3 The logistic model of S.cathayensis seedling height growth and its significance test
2.4 半枫荷苗木生长阶段的划分
根据这一结果,可将半枫荷1年生实生苗生长划分为4个阶段(表4),分别为:出苗期(3月13日-4月10日),该时期累计时间最短,为29 d,苗高净生长量最小,仅为4.31 cm,占总生长量的7.14%;生长初期(4月11日-6月19日),该时期累计时间为70 d,苗高净生长量为8.40 cm,占总生长量的13.92%;生长盛期(6月20日-8月23日),该时期累计时间为65 d,苗高净生长量最大,达到34.44 cm,占总生长量的57.09%;生长后期(8月24日-12月18日),该时期累计时间最长,为117 d,苗高净生长量为13.18 cm,占总生长量的21.85%。
表4 半枫荷1年生实生苗生长阶段划分及生长情况比较Tab.4 Growth stage division and growth comparison of 1-year-old seedlings of S.cathayensis
3 结论与讨论
12个不同家系半枫荷苗木苗高生长趋势基本保持一致,均在6-9月期间增长迅速,在这之后增长逐渐减缓甚至停止;6号家系苗高在10-12月一直处于最高水平,且在12月中下旬时苗高积累量最大,为68.6 cm,9号家系则在整个生长期内均处于较低水平。
苗高净生长量是反映植物生长速度的指标之一,可以更直接地体现出净生长量的变化[17]。半枫荷苗高生长大致呈现出变化规律为“慢-快-慢”的“S”型曲线,利用Logistic方程对试验的半枫荷苗高年生长规律进行拟合,拟合的效果极显著(P<0.01)。表明利用Logistic方程对半枫荷苗高进行拟合是可行的,可以预测生长期内苗高生长量,为制定科学合理的育苗技术提供依据。根据拟合及计算结果可将苗木整个生长时期大致划分为4个阶段:出苗期、生长初期、生长盛期和生长后期,这与多数1年生播种苗木生长规律研究相吻合[18-20]。苗高生长初期的净生长量为8.40 cm,占总生长量的13.92%;生长盛期的净生长量最高,达到34.44 cm,占总生长量的57.09%;生长后期的净生长量为13.18 cm,占总生长量的21.85%。半枫荷1年生苗木苗高平均61.0 cm,最高的达91.0 cm,当年苗即可出圃造林[21]。
苗木生长初期,苗木幼嫩且生长缓慢,而恰好此期正值雨季,应做好排涝抗病措施;及时拔除杂草,做到除早、除小、除了;利用雨季分次间密补稀,移苗栽苗;期间薄施氮肥,以促进苗木早期生长发育,增强抗病能力。6月20日-8月23日为半枫荷苗木生长盛期,此期是决定苗木质量好坏与否的关键时期,在此期间,需加强苗期管理工作,及时做好松土除草、浇水与施N肥等水肥管理技术措施,解决苗木在水、肥、气、热上的需求,为防止高温灼伤,必要时可搭建遮阴棚遮阴,在苗木生长后期应减少或停止施加N肥,适量施P、K肥促进苗木木质化,保证苗木安全越冬[22]。