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北回归线以南地区银杏引种驯化研究
——以珠海地区为例

2022-08-22黄辉宁

中国农学通报 2022年22期
关键词:土壤温度银杏根系

黄辉宁

(珠海市斗门区市政园林管理中心,广东 珠海 519100)

0 引言

银杏隶属于银杏科银杏属,为中生代孑遗的稀有树种,中国特有物种[1]。银杏是珍贵的用材树种,供建筑、家具、室内装饰、雕刻、绘图版等用;种子供食用(多食易中毒)及药用;叶可作药用和制杀虫剂,亦可作肥料[1-11]。银杏树形优美,春夏季节叶色青绿,在温度较低的地区秋季叶色金黄,颇为美观,可作庭园树及行道树[12-13]。

据《中国植物志》记载,银杏在中国的自然分布范围很广,其中江苏、山东、浙江、广西和湖北等省是银杏主要栽培区,分布范围内呈小片集中栽培,形成若干不连续的地理种群。银杏喜光,深根性,对气候、土壤的适应性较宽[1]。目前,在国内关于银杏的引种驯化及栽培管理技术研究主要集中在气候相对较低的南岭以北地区,而关于华南地区的银杏相关研究鲜少[14-18]。据观察,在华南地区北回归线以南区域鲜少有银杏批量栽植,偶见单株孤植。本研究在北回归线以南地区,以珠海地区为例,批量栽植银杏进行引种驯化,并探究银杏的生长情况,以期揭示银杏在温度较高的环境下的生长规律及存活情况。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 实验仪器

1 mm筛网、烘箱、胸径尺、游标卡尺、电子天平、pH检测仪、土壤温湿度测定仪、托普土壤养分速测仪等。

1.3 实验方法

(1)对栽植地土壤的含水量、pH以及养分(铵态氮、速效磷、有效钾)进行测定(托普土壤养分速测仪)。

在禾益中路选取若干点,每点除去浮土,在0~20、20~40 cm处用铁铲垂直插入挖取1 kg土壤,分别装样。充分混匀后,自然风干;去除石块、树根、叶片等杂质,将样品均匀混合;过筛网(1 mm),用四分法取混合土样500 g,并作标记。

每个月定期随机选择3棵植株的土壤,使用土壤温湿度测定仪进行土壤温度、土壤湿度测量并记录。

铝盒洗净烘干后称重,记为M0。每个铝盒中加入约10 g土样称重,记为M1,每个土样重复3次。将称重后装有土样的铝盒放入烘箱中,105℃烘12 h,冷却后立即称重,记为M2。按式(1)计算土壤含水量。

称取10 g土样,放入烧杯中,加入50 mL去离子水,玻璃棒搅拌10 min后静置30 min。pH检测仪提前开机预热0.5 h,校定后将探头放入上清液中,待数值稳定后读数,即为土壤pH。

土壤铵态氮、速效磷、有效钾测定具体方法参考托普土壤养分速测仪说明书(浙江托普云农科技股份有限公司)。

(2)栽植后对植株进行胸径、根系、叶片(大小和数量)测量。

苏霍姆林斯基说过:“教育的全部奥妙就在于爱儿童。”陶行之先生也说过:“捧着一颗心来,不带半根草去。”因此,爱是一种力量、一种品质,是教育成功的秘诀。在德育工作中,爱是基础,爱是本质,爱是师德的核心,爱是教师最基本的行为准则和道德准则。在德育工作中,如何让学生在师爱中快乐学习、健康成长、全面发展呢?

分别于种植后1个月、3年后(2021年4月)测量植株1.3 m高处胸径。

移栽3年后记录所有植株叶片生长发育情况、卷化程度,每个个体选取3片成熟叶片测量叶片的长、上部宽及叶柄长。清点植株枝条数、叶丛数和单丛叶片数,叶片总数由式(2)计算。

叶片总数=单丛叶片数×叶丛数×枝条数 …… (2)

第1年种植后每个月对所有植株进行根系活性检测。在距离银杏茎干约50 cm的地面位置,分别于植株的正东、正西、正南、正北4个方向,挖掘长10 cm、宽10 cm、深20 cm的区域,观察是否有新根、白根及根系生长情况,并计数新根数量。种植3年后,再次对种植的67株银杏进行根系活性检测,观察是否有新根、白根及根系生长情况,并计数新根数量。

2 结果与分析

2.1 引种驯化环境因素分析

2.1.1 土壤养分测试结果与分析 如表1所示,该区域土壤pH 5.81~6.45,土壤中的铵态氮含量为2.2~13.9 mg/kg,速效磷含量为4.35~9.3 mg/kg,有效钾含量为38~138 mg/kg,其中仅1个采样地高于100 mg/kg。实验地土壤整体偏酸性,且较贫瘠,在后期养护中研究团队已根据需求补充土壤肥力。

2.1.2 土壤温度、湿度检测结果 使用土壤温度检测仪、土壤湿度检测仪对银杏土球深度为0~20 cm的土壤进行温度和湿度检测(表2)。5—6月土壤温度为26~30℃,7—9月土壤温度超过31℃,10月温度逐渐下降低于30℃,11—12月土壤温度下降至25℃左右。土壤湿度(亦称土壤含水率),表示土壤干湿程度的物理量,是土壤含水量的一种相对变量。本研究的结果显示研究样地的土壤湿度在5月较高,为31.1%,其次为6、8月,土壤湿度约22%~25%,其余月份的土壤湿度主要为13%~18%。因此,种植地土壤较为干旱,土壤温度较高。

表2 土壤温度和湿度记录表

2.2 银杏引种驯化的物候期观察及性状分析

2.2.1 银杏的物候期观察 物候期是指动植物的生长、发育、活动等规律与生物的变化对节候的反应[21]。本研究选取北回归线以北地区,包括广西灵川、山东泰安、江苏泰兴、甘肃张掖4个地区与本研究的银杏物候期进行比较,结果如表3所示。实验地银杏的物候期与广西灵川的银杏物候期较一致:萌芽期均为3月下旬;展叶期均为3月下旬—4月上旬;种子成熟期均为9—10月;落叶期实验地的较长,为9—12月,广西灵川的则为10—12月。其他地区的银杏萌芽期和展叶期晚约10~30天;落叶期较短,为10—11月。种子成熟期全部地区一致,均为9—10月[15,22]。综上所述,本研究的银杏其物候期与广西地区的最为接近,与其他北回归线以北地区相比物候期有差异。如图1所示,3—6月为银杏根系恢复、重发新根时间段,7月检查发现59株(88.1%)银杏有新根,8株(11.9%)无新根;8—9月观测7月未发新根的植株基本没有新根,10月后发现62株(92.5%)银杏有新根,11—12月的根系观测中发现部分未发新根的个体陆续发出新根系。综合土壤温度和湿度的变化以及银杏根系恢复生长规律,根系恢复和重发新根与土壤温度存在密切关联,土壤温度在25℃左右时,根系活性强,土壤温度在30℃以上时,根系恢复和生长受到影响。

表3 物候期记录表

图1 发新根个体的数量统计

2.2.2 银杏的性状分析 银杏栽植后,其性状往往反映出对环境的适应性。银杏种植前后的胸径测量结果(表4)显示,银杏栽植后的平均胸径为19.69 cm,3年后测量的银杏平均胸径为20.70 cm,据文献报道,银杏的胸径从16~20 cm时开始变快,年平均生长量为0.7~1.6 cm[23]。本研究的银杏整体胸径大小变化幅度较小,46.3%植株胸径增量范围为0~1.0 cm,整体平均胸径大小增加1.01 cm。不同个体其叶片发育的情况差异较大。在叶片数量统计上,32.8%个体叶片超过1000片,53.7%个体的叶片低于1000片,13.5%个体没有或很少叶片。叶片测量的结果显示,叶片的平均叶柄长度为2.75 cm,平均叶片长度为4.12 cm,平均叶片上部宽度5.95 cm,平均叶长宽比为0.69。据文献报道,一般银杏的叶片长度5~5.3 cm,叶上部宽5~8 cm,叶柄长3~10 cm(多为5~8 cm)[1,22],因此本研究中的银杏叶柄较短,叶片长度较短,叶上部宽度正常。此外,由叶片的健康程度观察发现,64.2%个体叶片形态正常,叶片正常舒展,颜色表现正常;而22.3%个体其叶片发育完整植株出现叶片边缘枯焦、过早黄化以及叶片卷曲现象(图2)。

图2 正常叶片、卷曲叶片、边缘枯焦以及过早黄化情况的比较

表4 银杏胸径数据汇总表

2.3 银杏引种驯化存活情况

目前,银杏存活判断的主要依据为根系是否失活[24-25]。67株银杏于珠海市斗门区移栽3年后,根系检测显示,根系全部失活的个体有13株,占比为19.4%,因此本次引种驯化,银杏存活植株为54株,其整体存活率为80.6%(表5)。为探究植株的健康情况,本研究根据植株的根系空间分布、根系数量、叶片数量、叶片大小以及叶片生长状态黄化(卷曲)边缘枯焦程度等5个指标分别进行赋分,对植株的整体健康情况进行综合评价,并将综合评价为优的个体定义为健康个体,具体分析结果见表5。根据健康综合评价,有22个植株表现为优,这些综合评价为优的个体根系情况基本良好,叶片大小基本表现正常,叶片生长状态均为良好;22个植株表现为中,这些个体的根系和叶片表现情况不一,整体情况不佳;此外还有23个植株表现为差,这些个体的根系和叶片表现均较差,其中包含13个根系失活的死亡个体。综上所述,本研究引种驯化的银杏植株移栽总健康率为32.8%(含死亡个体),存活植株的健康率为40.7%(不含死亡个体)。

表5 植株健康评价汇总表

续表5

续表5

3 结论

珠海是北回归线以南的沿海区域,夏季高温。本研究通过对银杏在珠海地区的引种驯化,发现其3年存活率超过80%、存活植株的健康率40.7%。3年的观测结果显示,银杏的根系受高温影响较大,根系生长和恢复受高温限制;部分银杏的叶片受温度气候的影响较大,且无法在秋冬季节正常黄化;在大气候生存条件不佳的情况下,14.9%的植株表现出优良的适应性和景观性。本研究开拓性地对在北回归线以南地区银杏的生长情况进行研究,探究了银杏在高温地区的生长规律及适应性,供同行参考。

4 讨论

4.1 银杏在珠海地区的适应性

银杏作为中国特有的中生代孑遗的稀有树种,仅在浙江天目山观测到有野生状态的树木,于长江中下游地区生长良好,在国内多地区有引种驯化[1,22]。研究认为,银杏的栽培区甚广,南达广州,能在高温多雨的地区生长,但生长缓慢或不良[1]。珠海地区地处北回归线以南,气候为夏季高温多雨,温度可高于30℃。本研究在北回归线以南地区对银杏进行引种驯化研究,探讨了银杏在低海拔、高温多雨气候下的生长趋势,为探究银杏在不利的环境条件下的性状表现及适应性进行了有益的尝试。通过3年的观测,本研究证实银杏的多种性状表现受气候的影响较大。高温条件下,其叶片遭受不同程度的影响,其中叶片发育不完整植株其叶片出现枯焦,部分叶片发育完整植株叶片边缘枯焦或叶片卷曲,因此高温对叶片组织会产生一定的伤害。同时,土壤温度过高,影响其根系的活性,阻碍其根系恢复。此外,珠海地区夏季盛行“龙舟水”,积水严重区域,银杏植株叶片会过早黄化。虽然高温积水对银杏有影响,但目前银杏的存活率(80.6%)表明这些因素对植株的成活率影响较小。因此,银杏可在珠海地区生长,大部分植株生长缓慢或不良,少量植株生长表现良好,与前人研究的结论基本一致。

4.2 银杏在珠海地区的景观效果

(1)植株树型生长恢复方面,银杏植株移栽后,植株新梢萌发数量少,新梢生长缓慢,银杏树型树冠移栽3年后仍未得到恢复,树体枝干稀少,挺拔饱满的树姿树型景观仍未展现。(2)叶片生长发育方面,部分引种银杏植株叶片生长发育异常,叶片细小发育不完全。2018年5月开始,受高温和强光照影响,叶片开始卷曲和叶片边缘黄化干枯。2018年8月后部分引种银杏植株的叶片开始干枯、掉落。叶片发育不完整和过早干枯卷曲,使银杏叶片的扇形造型独特性特征无法有效和长时间展示,极大影响了银杏的观赏性。(3)秋冬季节引种植株的物候出现两极化特征,部分植株叶片开始黄化,部分植株叶片于2018年9—10月掉落后开始萌发新芽,植株间物候期不一致。叶片黄化植株出现叶片整体黄化不均匀、不彻底的现象。(4)在观测过程中,笔者注意到14.9%个体生长表现突出,叶片健康程度及枝叶伸展、叶片季节性枯黄、根系活性等表现均正常(图3)。这些个体的正常发育生长揭示了即使在北回归线以南、高温天气地区,抗性较强的银杏仍然可以很好地生长。(5)由于气候限制,大部分银杏难以在珠海地区表现出原生地的生长状态。因此在北回归线以南地区,不建议以该树种植株丛植或群植,可挑选抗逆性强的植株进行孤植。

图3 表现优异个体其春季(左)、秋冬季(右)表现情况

4.3 影响银杏引种驯化因素分析

本次银杏引种驯化受到多种因素的影响,其中主要的影响包含气候条件、极端天气、引种条件及环境等3个方面。

4.3.1 气候条件 本研究试验地点为北回归线以南地区,高温易造成银杏植株叶片表现异常、树体长势较差等,本研究通过树体降温措施、土壤降温措施等降低高温对树体的损害。通过养护管理措施降低局部温度以及补充树体水分,可以减轻或防止高温对银杏植株产生危害。

4.3.2 极端天气 珠海地区夏季除高温以外,暴雨和台风等极端天气也较为频繁。暴雨天气条件下,植株易因积水出现根腐病害、倒伏的危险;台风天气条件下,强劲的瞬时风力造成植物的根系、枝干等断枝、截干。本研究实施过程中,已通过提前加固支撑或及时扶正,及时排除积水,疏通水道,中耕松土,土壤消毒,对于倒伏植株于3天内扶正并加固支撑,并对受损植株进行修剪和修剪伤口涂抹防腐药剂,以降低极端天气对植株的伤害。

4.3.3 引种条件及环境 本研究通过在移栽过程中保留原生土球、栽植时采用透水垫层提高排水性能、种植土壤已进行改良,并采取加固支撑措施对树体进行稳固等措施来保护植株。然而,本研究的引种地为砖砌树池,因此浇水量不易掌控,土壤通风相对较差,透光不良,整体不利于根系生长扩大。综上所述,本次引种驯化的土壤环境相对不利于植株的根系正常生长。今后可进一步选取引种栽植条件更利于银杏生长的地段,如地势开阔、背风向阳、土层深厚且腐殖质含量高、排水容易的地段,以观察银杏在北回归线以南地区、引种条件及环境适宜的条件下的生长规律及适应性。

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