大关县竹叶花椒花芽分化对海拔和采收方式的响应*

申显当，蒙进芳，董治明，石卓功,

(1.西南林业大学 西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室，云南 昆明 650224；2.西南林业大学 林学院，云南 昆明 650224)

竹叶花椒(ZanthoxylumarmatumDC.)是芸香科(Rutaceae)花椒属(Zanthoxylum)植物，多为小乔木[1]，同时还是重要的经济林树种，适应性比较强，我国大部分地区都有栽培[2]，在日本、朝鲜、越南、老挝、缅甸、印度、尼泊尔亦有分布。与花椒(Z.bungeanumMaxim)、青花椒(Zanthoxylumschinifolium)作为花椒属主要的调味料[3-4]。目前对竹叶花椒的研究主要是栽培技术[5]、有效成分提取[6-9]、遗传育种学的研究[10-11]以及药用价值的探究[12]、加工与利用等几个方面。竹叶花椒花芽分化相关研究起步较晚，常剑文等[13]首次将竹叶花椒的花芽分化划分为6个分化期并确定了各个阶段的起止时间。朱章顺等[14]研究了木芙蓉花芽分化期、花芽分化后期等主要器官内源激素含量的变化。竹叶花椒花芽分化的研究结果尚未充分应用到实际生产中，前人对花椒花芽分化的研究主要是针对某个区域内的分化过程，没有考虑其他因素的影响。不同区域、不同海拔的花椒花芽分化时间和进程不一样，同时还受到不同栽培管理措施的影响。

云南省是竹叶花椒的主产区，其产业发展较快，但竹叶花椒果实采收成本高，而采用大枝(结果母枝)修剪留桩(侧枝)，又没有充分考虑不同区域小气候条件和海拔对桩头潜伏芽萌发抽梢及其花芽形成特性的影响。因此，本试验采用石蜡切片法，研究不同海拔和相同海拔下采用不同修剪管理方式对竹叶花椒花芽分化时间和规律影响，以期为其种植、采收、修剪等提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于云南省昭通市大关县竹叶花椒产区(27°36′～28°15′N、103°43′～104°07′E)。海拔在492～2 785 m 之间，南北地势较高，中部偏低。属亚热带季风气候，其中气温水平变化相差不大，垂直性变化较为突出。年平均气温为14.5 ℃，年均日照时长966.3 h，平均降水量991.3 mm，土壤类型为石灰土。

1.2 试验方法

1.2.1 样地和样株选择

试验样地设置在大关县海拔600～1 000 m的范围内，从海拔600 m处开始，每升高200 m设置1个样点，即600、800及1 000 m共3个样地，每块样地面积0.2 hm2。2020年7月2日，在海拔600 m处设置2个竹叶花椒果实采收修剪试验点，即适度采枝修剪和全下桩采收修剪。

(1)样株 选择4～6 a生进入结果期的竹叶花椒树，本地实生类型，不同海拔试验点的花椒树的管理措施相同，采用随机区组设计，单株小区，3个重复，即每个采样点选择3株标准树进行挂牌。

(2)适度采枝修剪 将竹叶花椒结果母枝剪去4/5左右枝梢，枝条基部残留5～8 cm，并保留部分当年萌发新梢，用于形成翌年的结果枝。

(3)全下桩采收修剪 将竹叶花椒结果母枝剪下仅只剩主干枝条桩头的修剪方法，不保留当年萌发新梢，剪下的结果母枝置于花椒地地表，之后进行人工采收。

1.2.2 采芽与固定

从每个海拔和不同修剪处理的树冠外围选取2个抽生的新梢，并在枝条中部切取2个芽，每个样株每次采芽4个。从11月10日开始取样，前3次每隔20 d采样1次，直至花芽萌发；共采样5次，芽样及时放入FPA70固定液中固定，带回实验室置于4 ℃冰箱内保存，备用。

1.2.3 石蜡切片制作

采用常规的石蜡切片法[15-16]制作花芽石蜡切片，实验流程包括：取材→解剖处理→切片→显微镜观测拍照等一系列步骤，具体实验流程参照李华良等[17]、熊利权[18]石蜡切片制作方法。花芽制片在Axio Vision系统下观察、拍照。

2 结果与分析

2.1 竹叶花椒叶芽和花芽的结构特征

竹叶花椒的花芽形态分化期有：未分化期、花序轴分化期、花蕾分化期、花被分化期及雌蕊分化期。竹叶花椒花芽和叶芽的外部形态特征(图1a和图1b)表现出花芽钝圆宽大，基部幼叶包裹紧密，芽顶中间呈红褐色；叶芽锥形，顶部较尖、暗绿色，基部幼叶松动。由图1a可知，在花蕾分化期花芽已出现明显的花序轴原基、花蕾原基；由图1b可知，叶芽内的节间从下往上仅见细小的凸起，为幼芽原始体，无花序轴原基分化。图1c和图1d分别是竹叶花椒的花芽和叶芽的外部形态。由图1c可以看出花蕾分化期芽整体中上部较为膨大，形似橄榄球。芽的长直径略大于宽直径。

2.2 竹叶花椒花芽在不同海拔的切片结构特征

在云南省大关县海拔600 m处，竹叶花椒花芽分化进程明显早于海拔800、1 000 m，且在同一个时期海拔600 m处的花芽分化形成的花蕾原基更大更多。11月20日海拔600 m处的花芽就已进入花蕾分化期(图2a)，11月30日进入花蕾原始体分化后期(图2b)，12月20日进入萼片形成期(图2c)。

注：a.花芽的内部结构，b.叶芽的内部结构，c.花芽外部形态图，d.叶芽外部形态图；观测时间为11月10日。图4～图7同

注：a.11月10日,b.11月30日,c.12月20。图3同

处于花蕾分化期的花芽外部形态：芽整体中上部较为膨大，形似橄榄球，芽外幼叶呈深褐色，半展开，外侧有凸起的黑色斑块(图3a)。处于花蕾原始体分化期的花芽外部形态：芽体表面覆盖有一层粘稠的透明胶状物质(图3b)。处于萼片分化期芽外部形态：基部变化较小，上部变圆，呈椭圆状。芽体的大小较之前没有明显变化。芽外幼叶呈褐色，其外侧黑色斑块逐渐脱落。在体式显微镜下可观察到部分幼叶的叶脉(图3c)。海拔800 m处，花芽11月10日从花序轴分化期开始进入到花蕾分化期(图4)，整个交替过程芽体在持续增长增大(图5)。海拔 1 000 m处，花芽11月20日还处在花序轴分化期(图6)，其芽体的增长过程较缓慢，芽外幼叶半展开(图7)。

图3 海拔600 m处竹叶花椒外部形态Fig.3 Flower bud differentiation of Z.armatum at 600 m

图4 海拔800 m处竹叶花椒花芽分化Fig.4 Bud differentiation of Z.armatum at 800 m

图5 海拔800 m处竹叶花椒花芽外部形态Fig.5 External morphology of Z.armatum at 800 m

图6 海拔1 000 m处竹叶花椒花芽分化Fig.6 External morphology of Z.armatum at 800 m

图7 海拔1 000 m处花芽外部形态Fig.7 External morphology of Z.armatum at 800 m

表1 大关县竹叶花椒不同海拔的花芽分化期时间Tab.1 Time of flower bud differentiation of Z.armatum at different altitudes in Daguan County

经石蜡切片观察及其综合分析可得出，不同海拔高度各花芽分化期的时间如表1。

2.3 两种果实采收修剪方式下的花芽分化进程

在海拔600 m试验地，两种果实采收修剪方式在不同时期的花芽显微结构特征(图8～图12)。

图8显示，适度剪枝果实采收后，花芽分化11月10日处于花蕾分化期，生长锥周边泡状凸起明显；全下桩采收的芽仍处在未分化期，图中叶芽生长锥明显，可见各节位上的叶芽原始体。

注：a.适度采枝修剪；b.全下桩修剪。图9～图10同

图9显示，适度采枝修剪采收的花芽11月30日已到花蕾分化后期，此时芽内各节位上均可见泡状凸起逐渐增大，基部节位可见萼片原基；全下桩采收的花芽，相对较小，正处于花芽花序轴分化期，生长锥周边的泡状凸起发育明显。

图9 11月30日竹叶花椒的花芽结构特征Fig.9 Characteristics of flower bud structure on November 30

12月20日，此时适度采枝修剪的花芽分化处在花被分化期，花芽中可明显看到基部几个节位上花序轴上着生花蕾四周的凸起，即花被原基(图10a)；在全下桩采收的花芽内可观察到基部节位上增长的花序轴原基及其上的花蕾原基(图10b)。

图10 12月20日竹叶花椒的花芽结构特征Fig.9 Characteristics of bud structure on December 20

至翌年1月20日，适度采枝修剪的花芽分化已进入到雌蕊分化期，在花被原基内可见明显的凸起，即雌蕊原基(图11a)；在全下桩采收的花芽内，可见基部节位上花蕾原基顶部四周的凸起，即花被原基，此时为花被分化期(图11b)。由此可知，采用适度采枝修剪方式竹叶花椒花芽分化时间明显早于全下桩采收方式。

至翌年1月20日，适度采枝修剪的花芽分化已进入到雌蕊分化期，在花被原基内可见明显的凸起；至翌年3月上旬，花芽已萌发，萌发后的每一朵花内子房开始膨大，具两个心室。适度采枝修剪方式的花已进入了雌配子体发育时期，在胚珠内可观察到明显的空腔，即雌配子体(图12a)；而全下桩采收修剪方式的花朵的子房小于适度采枝修剪方式，还处在胚珠发育时期(图12b)。

图11 1月20日竹叶花椒的花芽结构特征Fig.11 Characteristics of bud structure on January 20

图12 3月10日竹叶花椒的花芽结构特征Fig.12 Structural characteristics of flower buds on March 10

由上述分析可得，两种不同采收修剪方式不同分化期出现的时间如表2。

表2 两种不同采收修剪方式不同分化期出现的时间Tab.2 The emergence time of different differentiation periods of two different harvesting methods

3 讨论与结论

3.1 讨论

(1)本试验结合前人对竹叶花椒花芽分化时期的划分[19]， 王永平等[20]从多个领域研究了竹叶花椒的研究进展，胡梅等[21]研究了四川竹叶花椒的花芽形态分化及其芽的结构，将竹叶花椒花芽形态分化划分为7个时期。通过本试验的显微切片观察，将竹叶花椒花芽分化分为5个时期，即未分化期(叶芽期)、花序轴分化期、花蕾分化期、花被分化期和雌蕊分化期，与胡梅等[19]研究相比，少了2个期，分别是花芽分化始期及花柱分化期。同一个花芽内不同节位上的花器官分化是从下往上逐渐进行，同一时间基部已进入到花蕾分化期，而上部才开始进行花序轴分化。本文所阐述的各个花芽分化时期是以中部1～2个节位的分化状态为依据。

(2)海拔对竹叶花椒花芽分化的影响，除热量和水分等气候条件外，还取决于新梢所抽生的时间，新梢抽生的时间越早，花芽分化开始时间就越早。本试验11月10日，在海拔1 000 m采集的花芽是着生在春季抽生的枝梢上，已处在花序轴分化期，而同时在海拔600 m采集的芽是着生7月2日全下桩采收修剪后所抽生的新梢，还处在花芽未分化期。所以，在花芽分化期应及时采取相应修剪措施，尤其是在水肥和热量条件较好的花椒种植地，如压枝和施用收老药等，来抑制枝梢徒长。

(3)在四川绵阳和重庆江津等地竹叶花椒普遍采用大枝(结果母枝)采收修剪摘取果穗，即以采代剪，果实采收后只留下的桩头潜伏芽以萌发新梢，并作为翌年的结果枝[22]。但在云南大关县，海拔600 m处采用全下桩采收修剪方式，竹叶花椒新梢生长偏旺，不能及时进行花芽分化，至萌芽前只有少部分花芽完成分化过程。因此，在云南大关县海拔600 m及其以上海拔不适宜采用全下桩采收修剪方式，适度采枝修剪应根据竹叶花椒生长状况和不同海拔的热量条件确定适宜的留桩高度，随海拔升高，增加留桩高度和选留的新梢数量，且采枝修剪时间应在7月前后，最晚宜在7月下旬以前进行。

(4)本试验两种果穗采收修剪方式对竹叶花椒花芽分化影响仅针对海拔600 m处的花椒林，可能在高海拔地区对花芽分化的影响更为明显。今后应在海拔800 m以上区域开展不同采收修剪方式对花芽分化影响的试验，并进一步研究花芽分化质量与开花结实的相关性，更好地指导当地竹叶花椒生产。

3.2 结论

(1)竹叶花椒花芽一般为雌花芽，其内各节位上具花序轴、花原基，花原基包括花被和雌花原始体；叶芽内的各节间从下往上仅见细小的凸起，为幼芽原基原始体，无花序轴原基分化。

(2)海拔600 m至1 000 m地带为云南大关县竹叶花椒的适宜栽培区，但因气温、降水等差异，随着海拔的升高竹叶花椒的花芽形态分化开始时间延迟，分化进程减缓。例如：在海拔600 m处于11月10日进入花蕾分化期，而海拔800 m处花芽从花序轴分化期才开始进入到花蕾分化期，在海拔1 000 m处花芽还处在花序轴分化期。

(3)在海拔600 m处，全下桩采收修剪后形成的枝梢其花芽形态分化时间较“适度采枝修剪”开始较晚，芽体偏小，且结果枝上的花芽数量偏少。适度采枝修剪的枝条11月10日其花芽已进入到花蕾分化期，而全下桩采收修剪的枝条其花芽还处在叶芽期；至翌年1月20日适度采枝修剪的枝条其花芽进入到雌蕊分化期，已基本完成花芽形态分化，全下桩采收修剪的枝条其花芽还处在花被分化期。