吳國(guó)欣,王凌暉,俞建妹,劉運(yùn)華,張明慧,梁惠萍
(1. 廣西林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)院,廣西 南寧 530011;2. 廣西大學(xué) 林學(xué)院,廣西 南寧 530005;3. 廣西國(guó)營(yíng)高峰林場(chǎng),廣西 南寧 530001;4. 廣西國(guó)營(yíng)派陽山林場(chǎng),廣西 寧明 532500)
降香黃檀幼苗年生長(zhǎng)節(jié)律研究
吳國(guó)欣1,2,王凌暉2*,俞建妹2,劉運(yùn)華3,張明慧4,梁惠萍2
(1. 廣西林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)院,廣西 南寧 530011;2. 廣西大學(xué) 林學(xué)院,廣西 南寧 530005;
3. 廣西國(guó)營(yíng)高峰林場(chǎng),廣西 南寧 530001;4. 廣西國(guó)營(yíng)派陽山林場(chǎng),廣西 寧明 532500)
摘要:研究了降香黃檀(Dalbergia odorifera)幼苗的年生長(zhǎng)規(guī)律,結(jié)果表明,降香黃檀苗木生長(zhǎng)進(jìn)程表現(xiàn)出明顯的“慢一快一慢”的“S”型曲線,且具有明顯的階段性;一年中,苗木的高生長(zhǎng)有3次生長(zhǎng)高峰,地徑生長(zhǎng)有2次生長(zhǎng)高峰。依據(jù)降香黃檀幼苗地上部分生長(zhǎng)特點(diǎn),可以將苗木的生長(zhǎng)過程劃分為4個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期:出苗期、生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)盛期、生長(zhǎng)后期。生長(zhǎng)盛期約118 d,高生長(zhǎng)量最大,占整個(gè)高生長(zhǎng)量的64.77%。
關(guān)鍵詞:降香黃檀;幼苗;生長(zhǎng)節(jié)律
降香黃檀(Dalbergia odorifera)是我國(guó)特有珍稀名貴紅木樹種,是高檔紅木、木雕古典家俱等的珍貴原材料,已被列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物。1985年,日本工作者從降香黃檀心材中分離并鑒定了五種黃酮體化合物[1],1990年又獲得4種新的二聚體黃酮[2],可見降香黃檀具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但國(guó)內(nèi)關(guān)于降香黃檀苗木生長(zhǎng)的研究文獻(xiàn)較少,僅在蝶形花科植物的苗木生長(zhǎng)規(guī)律方面有報(bào)道,如刺槐(Robinia pseucdoacacia)[3]、美麗胡枝子(Lespedeza formosa)[4]、印度紫檀(Pterocarpus indicus)[5]和紅豆樹(Ormosia hosiei)[6]等。降香黃檀人工栽培的最大問題是生長(zhǎng)速度緩慢,而且缺乏成熟、系統(tǒng)的壯苗培育技術(shù),生長(zhǎng)節(jié)律的變化是其本身生理機(jī)能的體現(xiàn),同時(shí)也受外界環(huán)境的影響,掌握其生長(zhǎng)節(jié)律可以加強(qiáng)降香黃檀的科學(xué)培育管理,確定速生時(shí)間及生長(zhǎng)速度等問題,使其生長(zhǎng)旺盛,提高其經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。本試驗(yàn)分析了降香黃檀苗木的年生長(zhǎng)規(guī)律,確定和劃分了苗木生長(zhǎng)時(shí)期,為降香黃檀苗木壯苗培育技術(shù)打下基礎(chǔ),為其在廣西南寧地區(qū)引種栽培提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)地設(shè)置在廣西大學(xué)林學(xué)院苗圃基地,土壤來源于廣西區(qū)高峰林場(chǎng)的森林土壤,pH值5.5。
生長(zhǎng)條件與自然環(huán)境基本一致,試驗(yàn)地加蓋有一層遮光網(wǎng),透光度為80﹪,在試驗(yàn)地外側(cè)加蓋擋水設(shè)備,以充分利于降香黃檀生長(zhǎng)環(huán)境條件。
2.1 試驗(yàn)材料
降香黃檀種子采自海南,為7年生降香黃檀當(dāng)年生種子。種子凈度為96%,千粒重為60 g,含水率為18%。以降香黃檀1年生、生長(zhǎng)均勻、長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)良的降香黃檀幼苗作為試驗(yàn)材料。
2.2 試驗(yàn)方法
從試驗(yàn)材料中隨機(jī)選取60株生長(zhǎng)基本一致的降香黃檀苗作為測(cè)定的固定標(biāo)準(zhǔn)株。在生長(zhǎng)期內(nèi)每隔15 d定期測(cè)定苗高、地徑生長(zhǎng)量,直至生長(zhǎng)停止,定株記錄苗木年生長(zhǎng)過程。苗高用鋼卷尺測(cè)量,精確到0.1 cm,地徑用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量,精確到0.01 cm。每天17:00-18:00進(jìn)行噴霧式淋水,每隔一個(gè)月施1%復(fù)合肥。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS13.0進(jìn)行分析。
從苗木的整個(gè)生長(zhǎng)過程來看,苗木生長(zhǎng)呈現(xiàn)出規(guī)律性,且不同樹種其生長(zhǎng)規(guī)律不同。出苗期通常是指從播種到幼苗地上部分出現(xiàn)真葉、地下生出側(cè)根為止;幼苗期是指從出苗期結(jié)束至幼苗高生長(zhǎng)量大幅度上升為止;速生期是從苗木高生長(zhǎng)量大幅度上升時(shí)開始,到高生長(zhǎng)量大幅度下降時(shí)為止;硬化期是苗木地上、地下部分充分木質(zhì)化,進(jìn)入休眠的時(shí)期。本研究重點(diǎn)為降香黃檀幼苗生長(zhǎng)各時(shí)期的劃分。
2008年2月15日播種,3月1日開始陸續(xù)出苗,到4月1日基本出齊。出苗時(shí)間大致為45 d。2008年春季由于受寒害的侵入,影響了春季苗木出土,平均出苗率為78.2%。
3.1 苗高生長(zhǎng)規(guī)律的年變化
由表1可以看出,4-6月為苗木生長(zhǎng)初期,苗木細(xì)小幼嫩,高生長(zhǎng)緩慢,凈生長(zhǎng)量?jī)H1.4 cm。到了7月,苗木進(jìn)入速生期,高生長(zhǎng)開始急劇加快,凈生長(zhǎng)量最高達(dá)5.9 cm。
從圖1和圖2可看出,在一年中,降香黃檀苗木的高生長(zhǎng)有三次生長(zhǎng)高峰。第一次生長(zhǎng)高峰在7月20日前后,第二次生長(zhǎng)高峰在8月20日前后,第三次生長(zhǎng)高峰在9月20日前后,進(jìn)人10月份,苗木高生長(zhǎng)開始下降。由此可見,降香黃檀苗木的高生長(zhǎng)有明顯的間歇性。
圖1 1年生播種苗連續(xù)生長(zhǎng)量曲線Figure 1 Current increment curve of 1-year seedling
圖2 1年生播種苗凈生長(zhǎng)量曲線Figure 2 Net current increment curve of 1-year seedling
表1 降香黃檀1年生播種苗的高生長(zhǎng)過程Table 1 Height growth of 1-yearD. odoriferaseedling
在林業(yè)上Logister曲線常用于描述樹木生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型[7~8],其曲線呈“S”形,故常稱為S形曲線。其表達(dá)式為:
式中,x為時(shí)間(d),y為苗高、地徑生長(zhǎng)量(cm)或苗高、地徑累積生長(zhǎng)百分率(%);k、a、b為待定系數(shù),若y為苗高、地徑累積生長(zhǎng)百分?jǐn)?shù),則k = 100。
k表示苗木生長(zhǎng)極限,用等差三點(diǎn)法求得:
對(duì)(l)式求一階導(dǎo)數(shù),得:
對(duì)(2)式再次求導(dǎo),即得連日生長(zhǎng)量變化速率曲線,得:
x1,x2為連日生長(zhǎng)量變化速率最快的兩個(gè)點(diǎn),即為由萌動(dòng)到速生和由速生期轉(zhuǎn)為緩慢生長(zhǎng)的分界點(diǎn),(xl,x2),兩點(diǎn)之間為速生期,據(jù)此劃分苗高和地徑各生長(zhǎng)時(shí)期。
經(jīng)SAS軟件擬合,其結(jié)果見表2,其擬合曲線為:
由表2中可以看出,所擬合的曲線模型達(dá)極顯著水平,因而回歸結(jié)果是比較可靠的,能具備苗木生長(zhǎng)階段的劃分意義,擬合曲線可以反映出降香黃檀苗木高生長(zhǎng)的變化。
表2 Logister曲線擬合苗高連續(xù)生長(zhǎng)量的參數(shù)值及方差分析Table 2 The parameter values for height growth simulated by Logister curve and its variance analysis
通過對(duì)x1和x2的計(jì)算,結(jié)合苗木生長(zhǎng)的實(shí)際情況,將苗木高生長(zhǎng)過程大致劃分為出苗期、生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)盛期、生長(zhǎng)后期四個(gè)時(shí)期。其劃分方法如表3。
從表3中可以看出,降香黃檀種子萌發(fā)出土較慢,出苗期歷時(shí)約50 d,相對(duì)其它樹種,苗木的出苗期較長(zhǎng);生長(zhǎng)初期維持時(shí)間相對(duì)較短,約為60 d,苗木的凈高生長(zhǎng)量?jī)H占總高生長(zhǎng)量的10.80%;生長(zhǎng)盛期維持時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),約為118 d,高生長(zhǎng)量占總高生長(zhǎng)量的64.77%;苗木于10月進(jìn)入生長(zhǎng)后期,即苗木硬化期,高生長(zhǎng)量占總高生長(zhǎng)量的3.79%,高生長(zhǎng)速度逐漸緩慢,直至停止。
表3 1年生播種苗高生長(zhǎng)時(shí)期的劃分及生長(zhǎng)情況比較Table 3 Division and comparison of growth stages of 1-year seedling
3.2 地徑生長(zhǎng)規(guī)律的年變化
從苗木地徑生長(zhǎng)過程來看(表4),4-6月苗木高生長(zhǎng)緩慢,地徑生長(zhǎng)也相當(dāng)緩慢,凈生長(zhǎng)量不足0.2 cm。到了7月,苗木進(jìn)入速生期,高生長(zhǎng)開始急劇加快,地徑生長(zhǎng)也隨之開始加快,但地徑凈生長(zhǎng)量的增加相對(duì)緩和,凈生長(zhǎng)量平均為0.42 mm。8月,地徑生長(zhǎng)相對(duì)加快。進(jìn)入9月以后,地徑生長(zhǎng)又開始明顯加快,最大生長(zhǎng)量出現(xiàn)在10月上旬。10月底苗木高生長(zhǎng)雖然開始逐漸下降,但是地徑生長(zhǎng)仍然在進(jìn)行,并進(jìn)入新一輪的生長(zhǎng)高峰,11月下旬地徑才漸漸下降,到12月下旬停止生長(zhǎng)??梢娊迪泓S檀苗木的地徑生長(zhǎng)也有間歇性,而且相對(duì)高度生長(zhǎng)有滯后性。
表4 降香黃檀1年生播種苗的地徑生長(zhǎng)過程Table 4 Basal diameter growth of 1-yearD. odoriferaseedlings
由表5可知,擬合曲線方程的方差分析達(dá)極顯著水平,回歸的剩余均方為0.032 229。一般情況下,認(rèn)為回歸的剩余均方愈小,其擬合的效果愈好,說明地徑擬合曲線方程符合苗木地徑生長(zhǎng)過程。
表5 用Logister曲線擬合地徑連續(xù)生長(zhǎng)量的參數(shù)值及方差分析Table 5 The parameter values for basal diameter growth simulated by Logister curve and its variance analysis
經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得出,降香黃檀地徑生長(zhǎng)可劃分為以下4個(gè)時(shí)期(表6):出苗期(2月15日至4月5日)、生長(zhǎng)初期(4月6日至7月6日)、生長(zhǎng)盛期(7月7日至10月20日)、生長(zhǎng)后期(11月21日至12月20日)。降香黃檀地徑生長(zhǎng)的速生期應(yīng)為7月7日至10月20日,持續(xù)時(shí)間較苗高的速生期短。這一時(shí)期地徑生長(zhǎng)量占地徑總生長(zhǎng)量的48.54%。自11月開始,地徑生長(zhǎng)進(jìn)入生長(zhǎng)后期,旬生長(zhǎng)量不足0.2 mm,說明地徑生長(zhǎng)漸漸停止生長(zhǎng)。
表6 1年生播種苗地徑生長(zhǎng)時(shí)期的劃分及生長(zhǎng)情況比較Table 6 Division and comparison of basal diameter growth stages of 1-year seedlings
本文利用Logister模式方程擬合了降香黃檀1年生苗苗高、地徑與時(shí)間的相關(guān)關(guān)系,所得結(jié)果其相關(guān)性極為顯著,因此,可用所擬合的數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確地估測(cè)降香黃檀1年生苗各生長(zhǎng)時(shí)期苗高和地徑的生長(zhǎng)量。
研究發(fā)現(xiàn),降香黃檀一年生幼苗的高生長(zhǎng)和地徑生長(zhǎng)均呈“S”形曲線,整個(gè)生長(zhǎng)經(jīng)歷了一個(gè)慢一快一慢的過程,生長(zhǎng)呈波折狀,階梯性生長(zhǎng)明顯,具有明顯的階段性,屬于全期生長(zhǎng)類型。依據(jù)降香黃檀幼苗地上部分的生長(zhǎng)特點(diǎn),可以將苗木的生長(zhǎng)過程劃分為出苗期、生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)盛期、生長(zhǎng)后期四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期。生長(zhǎng)初期維持時(shí)間較短,6月上旬進(jìn)入速生期,直到10月下旬,速生期維持時(shí)間較長(zhǎng)。6月降香黃檀苗木的生長(zhǎng)進(jìn)入速生期,這一時(shí)期苗木將消耗大量的營(yíng)養(yǎng)和水分。由于苗木營(yíng)養(yǎng)分配重心的轉(zhuǎn)移等原因,苗高、地徑生長(zhǎng)均出現(xiàn)了生長(zhǎng)暫緩期。有研究表明,苗木生長(zhǎng)期的長(zhǎng)短不是造成苗木生長(zhǎng)差異的主原因,速生期持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短和來臨的早晚,對(duì)苗木的生長(zhǎng)量有直接影響[9]。速生期是苗木生長(zhǎng)的關(guān)鍵期,速生期的長(zhǎng)短決定了苗木當(dāng)年生長(zhǎng)量。速生期應(yīng)加強(qiáng)苗期水肥管理,滿足苗木旺盛生長(zhǎng)所需的水、肥和光照條件。
苗木的生長(zhǎng)節(jié)律是育苗管理中的重要參考依據(jù),為培育壯苗、施肥、灌溉等提供科學(xué)依據(jù)。本研究發(fā)現(xiàn)降香黃檀苗木苗高生長(zhǎng)高峰期為每年的6-10月,地徑生長(zhǎng)高峰期出現(xiàn)在每年的7-10月,苗高生長(zhǎng)與地徑生長(zhǎng)高峰期的出現(xiàn)時(shí)間基本一致,因此可以在苗木生長(zhǎng)高峰的中后期進(jìn)行控肥、控水,使苗木木質(zhì)化程度提高、根系發(fā)達(dá)。建議在每年的6月之前施足苗木生長(zhǎng)所需的基肥,確保苗木在速生期能夠吸收到充足的營(yíng)養(yǎng)。苗木生長(zhǎng)后期,苗高、地徑生長(zhǎng)大幅度下降,該時(shí)期要停止一切水肥措施,防止苗木徒長(zhǎng),提高苗木對(duì)低溫和干旱的抵抗能力。
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中圖分類號(hào):S792.28
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1001-3776(2010)03-0056-05
收稿日期:2010-01-07;修回日期:2010-03-20
基金項(xiàng)目:廣西“十一五”林業(yè)科學(xué)研究項(xiàng)目(林科字〔2007〕第23號(hào));廣西大學(xué)博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目
作者簡(jiǎn)介:吳國(guó)欣(1983-),男,吉林白城人,助理工程師,碩士,從事營(yíng)造林工程規(guī)劃和森林培育研究;*通訊作者。
Study on Growth Rhythm of Dalbergia odorifera Seedlings
WU Guo-xin1,2,WANG Ling-hui2*,YU Jian-mei2,LIU Yun-hua3,ZHANG Ming-hui4,LIANG Hui-ping2
(1. Guangxi Forestry Survey & Design Institute, Nanning 530011, China; 2. Forestry College of Guangxi University, Nanning 530005, China; 3. Guangxi Gaofeng Forest Centre, Nanning 530001, China; 4. Guangxi Paiyangshan Forest Centre, Ningming 532500, China)
Abstract:Study was carried out on growth rhythm of precious tree species ofDalbergia odoriferaseedlings in Guangxi Zhuang Autonomous Region. The result showed that the annual growth rhythm of seedling was shaped of "S" curve, and had obvious phase. Within one year, there were respectively three and two peaks of height and basal diameter growth. According to above-ground part growth characteristics of the plant, seedling growth could be divided into four stages: emergence, initial growth, fast growth and later growth phase. Fast growth phase had 118 days from the first growth peak to the last growth peak with the height increment of 64.77% of the total one.
Key words:Dalbergia odorifera; seedling; growth rhythm