李小永，周運超

（貴州大學林學院，貴州 貴陽 550025）

小油桐結(jié)實影響因子研究

李小永，周運超*

（貴州大學林學院，貴州 貴陽 550025）

研究了不同海拔高度、坡向、坡位、坡形等因素以及相同坡向、坡位與海拔高度對小油桐結(jié)實的影響情況，結(jié)果表明，當植株生長處在海拔500～550 m時，居于同一坡位中部和中上部、非山洼地形條件且坡向為120～240°條件下，植株長勢較好、結(jié)實早、果實飽滿、結(jié)實量較穩(wěn)定。

小油桐；海拔；坡向；坡位；坡形；結(jié)實量

小油桐（Jatropha curcas）也稱麻風樹，原產(chǎn)熱帶非洲，本種為熱帶樹種，現(xiàn)廣布于世界熱帶地區(qū)，我國廣東、廣西、四川、云南、貴州有栽培。貴州上世紀初引進麻瘋樹，其分布主要在南部和西南部，以南盤江、北盤江和紅水河流域南亞熱帶干熱河谷地區(qū)為栽培中心，在羅甸、望漠、冊亨、貞豐和興義等縣市有分布。羅甸主要分布在紅水河、冒井和羅暮等鄉(xiāng)鎮(zhèn)[1]。

對小油桐的生長而言，熱量是影響其生長最關(guān)鍵的氣候因子，小油桐需要充足的熱量條件，一般年均溫18℃及以上和日均溫10℃以上、年活動積溫5 000℃以上的地區(qū)可為小油桐提供較好的熱量條件。而小油桐原產(chǎn)于熱帶地區(qū)，屬于中長日照植物，因此要求的日照時數(shù)較長，只有年日照時數(shù)達1 500 h時，小油桐才可正常生長，要達到豐產(chǎn)則需2 200 h以上[2]。2008年初發(fā)生的特大雨雪冰凍低溫災(zāi)害，貴州省持續(xù)時間長達20余d。由于持續(xù)時間長小油桐幼林受到嚴重傷害[3]。

小油桐屬于耐旱怕澇物種。在營養(yǎng)生長階段，如果環(huán)境中缺水，會對小油桐的生長速率，尤其對花期雌雄花的發(fā)育造成明顯的制約作用，表現(xiàn)為生長速率下降，分枝數(shù)少，開花減少，雌雄花比例不協(xié)調(diào)等[4]。而當土壤水分過多時，特別是土壤積水時間過長時，土壤通透性很差，則很容易爛根，繼而影響到結(jié)果數(shù)，果實含油率降低[5]。

目前全球能源日趨緊缺，因此對開發(fā)可再生的生物能源就顯得尤為必要。近幾年由于一次性能源資源有限性及其所帶來的環(huán)境問題，致使一部分研究集中到將小油桐用于生產(chǎn)生物柴油的研究上[6～8]。目前對小油桐用于生產(chǎn)生物柴油的可行性、優(yōu)缺點、轉(zhuǎn)化方法、毒殺害蟲及總蘊藏量等的研究均有大量報道[9～10]。但在群體方面關(guān)于提高小油桐產(chǎn)量，促進植株生長、結(jié)實等方面的研究則少有報道，尤其是從生長條件角度進行調(diào)節(jié)方面的報道更為少見，制約了能源植物的發(fā)展。

綜上所述，從生長條件角度探討和研究環(huán)境條件對小油桐生長結(jié)實的影響顯得十分必要。海拔、地形條件、坡向和坡位等因素主要通過影響與林木生長直接相關(guān)的水熱因子和土壤條件等，進而影響林木的生長結(jié)實。故本文從這些方面探討了其對小油桐結(jié)實的影響，以期為今后建立“能源林場”設(shè)想的實現(xiàn)提供有益的參考依據(jù)。

1 研究方案

1.1 研究區(qū)概況

調(diào)查地點位于羅甸縣冒井鎮(zhèn)高芋村和武家焚兩個地區(qū)。該地區(qū)氣候?qū)儆谀蟻啛釒?，成土母質(zhì)以砂頁巖為主。海拔在800 m以下。年均溫18～21℃,年總積溫5 600～7 500℃。年降水量1 000～1 300 mm。年日照時數(shù)1 206～1 510 h，無霜期330～365 d[3]。

該地區(qū)小油桐主要分布于海拔500～800 m是于2005年栽植的人工純林，按照設(shè)計要求林分的初始密度為1 800株/hm2，現(xiàn)在成活林分的經(jīng)營密度約為1 600株/hm2。

1.2 實驗設(shè)計

在小油桐生產(chǎn)基地進行野外調(diào)查。調(diào)查時間定為2009年8月中旬至下旬。調(diào)查過程中，采取野外調(diào)查數(shù)據(jù)與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法。在野外作業(yè)調(diào)查過程中用手持羅盤儀確定小油桐栽植地所在山坡的坡向及所選標準點的具體坡向；采用手持GPS對選測點進行定位，同時記錄該點的海拔、坐標等數(shù)據(jù)，以規(guī)范各標準地之間的距離，保持數(shù)據(jù)采集過程的規(guī)范性，同時對所測量的坡向是否準確具有檢測作用（標準地的具體選擇方法為，沿坡向方向自下而上每間隔5 m選擇一個標準點，圍繞在標準點的四周隨機選擇10株小油桐植株，并對其果實數(shù)量進行記錄）。應(yīng)用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進方差分析，從而得出數(shù)據(jù)之間差異顯著性大小的關(guān)系，進而論證各項指標和造成差異性間的關(guān)系。

調(diào)查過程中主要參考的3項指標包括：①海拔（結(jié)合調(diào)查地點實際狀況，調(diào)查范圍主要集中在海拔500～800 m）；②坡向（調(diào)查過程中沿東、南、西、北4個方向進行，具體坡向根據(jù)實際地形條件而定，并加以記錄）；③坡位（劃分為：坡上部、中上部、中部、中下部、下部）。調(diào)查上述3項因素對小油桐的結(jié)實情況影響，并對數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 坡向?qū)π∮屯┙Y(jié)實量的影響

坡向劃分根據(jù)四分法，即正北為0°按順時針旋轉(zhuǎn)一周分為90°、180°、270°（依次對應(yīng)東、南、西3個坡向）。調(diào)查過程中，以該4個方向為主要調(diào)查坡向，特殊地形條件下，視實際情況而定。通過采訪當?shù)鼐用竦确绞桨l(fā)現(xiàn)，同年生小油桐植株且在相同的培育條件下，坡向0～90°、270～0°范圍內(nèi)未見產(chǎn)出果實，且植株矮小?？梢娦∮屯贿m于在陰坡條件下生長。

90～270°以每30°為一個比較單元，并具體劃分為90～120°、> 120～150°、> 150～210°、> 210～240°、> 240～270° 5個比較單元（除上述5個坡向范圍外，其他坡向均未見果實，所以未列出）。調(diào)查得到小油桐的具體結(jié)實情況如圖1所示。

由圖1可知，不同坡向范圍，小油桐的結(jié)實量存在一定的差異性，以180°為中心向兩邊坡向延伸，結(jié)實量大致呈對稱趨勢。對數(shù)據(jù)進行分析顯示，坡向在120～150°范圍的結(jié)實量與其他坡向比較時差異性達到顯著水平（p < 0.05），坡向在210～240°結(jié)實量與其它坡向進行比較時差異性達到極顯著水平（p < 0.01）。

圖1 坡向與小油桐結(jié)實量的關(guān)系Figure 1 Relationship of slope aspect w ith seed yield

在研究不同坡向及坡位草本群落生物量及多樣性研究時認為，陰陽坡斷面的光照不同，由此可引起的土層厚度和土壤有機質(zhì)含量、土壤水分條件等一系列生境的變化[11]，這與小油桐出現(xiàn)結(jié)果量隨坡向變化的現(xiàn)象相符，出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因還與小油桐的生長習性有關(guān)，即小油桐是喜光、喜高溫植物。每日11:00－16:00是一天中的較高溫度時段，且在這一時段內(nèi)，光照都能直接照射在坡向210～240°范圍。因此出現(xiàn)了該坡向范圍結(jié)實量明顯高于其它坡向范圍的現(xiàn)象。

2.2 坡位對小油桐結(jié)實量的影響

坡位是決定生境差異的主要因子之一，不同坡位的水熱條件及其組合的空間分布不同，進而影響著植株的個體生長狀況。調(diào)查過程中，將每一坡向劃分為5個部分，即坡上部、中上部、中部、中下部、下部（即坡腳，未見植株生長）。調(diào)查并記錄每一坡位的結(jié)實情況，結(jié)果如圖2，從而對不同坡位的小油桐結(jié)實情況進行差異顯著性檢驗，進而得出坡位對小油桐結(jié)實量的影響。

圖2 坡位與小油桐結(jié)實量的關(guān)系Figure 2 Relationship of site w ith seed yield

不同坡位會引起光照、溫度、土壤類型等植被生長環(huán)境條件的差異，因此同一坡面的中部、中上部、上部小油桐結(jié)實量間存在差異，且中上部與中下部間差異均達到顯著性水平（p < 0.05）。由此，建議在日后的生產(chǎn)過程中使小油桐的生長條件盡量滿足該種條件——栽植在坡面的中部及中部以上部位。

2.3 地形條件對小油桐結(jié)實量的影響

林木的生長除了受內(nèi)部因素（營養(yǎng)物質(zhì)、代謝機能、激素水平和遺傳性等）的調(diào)控外，還受環(huán)境條件的影響。影響林木正常生長發(fā)育的環(huán)境條件主要有溫度、光照、水分和養(yǎng)分等。而造成這些不同的因子主要有氣候、地形、土壤、水文等物理環(huán)境因子以及造林密度等[12]。

坡形主要影響到與林木生長直接有關(guān)的水熱因子和土壤條件，對林木生長發(fā)育的作用尤為重要。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)在不同的地形條件下，小油桐在結(jié)實量上存在一定的差異性。如圖3所示，生長在山脊和正常坡面處的小油桐結(jié)實量大于山洼處。分析可知山脊與山洼處的小油桐結(jié)實量差異性達到顯著性水平（P < 0.05）?？梢娕c山洼處相比較，坡面和山脊處更加適合于小油桐植株結(jié)實生長。分析其中的原因，可能是由于坡形因子間接作用于水熱條件，不同坡形直接影響光照強度、土層厚度、水分狀況及有機質(zhì)含量等一系列生態(tài)因子的變化[13]，從而使林分的生長狀況產(chǎn)生差異。

圖3 坡形與小油桐結(jié)實量的關(guān)系Figure 3 Relationship of slope shape w ith seed yield

在研究地形條件對馬占相思人工林的胸徑、樹高、冠幅和枝下高等指標的影響時發(fā)現(xiàn)山洼處明顯高于山脊處，且差異極顯著[14]。這種現(xiàn)象與小油桐的生長情況恰恰相反。出現(xiàn)這種情況的主要原因是小油桐與馬占相思的生長習性差異較大引起的。小油桐耐貧瘠、耐旱對環(huán)境要求不高，可在雨量稀少、條件惡劣的地帶生長，而馬占相思與小油桐的差異較大。

2.4 海拔對小油桐結(jié)實量的影響

羅甸地區(qū)小油桐生長主要介于海拔488～800 m。調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，結(jié)實的小油桐植株主要集中在海拔500～600m，海拔高度低于500 m，及高于600 m范圍未見有結(jié)實植株出現(xiàn)。萬泉[15]等人認為在貴州省的部分干熱河谷地區(qū)，分布于海拔800 m地帶的小油桐營養(yǎng)生長正常，但生殖生長受抑制，不能正常開花結(jié)實。若生長于海拔600 m以下地帶，植株生長和開花結(jié)果正常，通?？刹煞N3次，一旦種植于海拔600 m以上地帶時，產(chǎn)量會有問題。這與我們的調(diào)查結(jié)果相一致。

所采集的數(shù)據(jù)主要集中在海拔500～ 600 m，調(diào)查過程中以每5 m為一個高差間隔選擇調(diào)查地點。在每一點上隨機選擇10株小油桐植株，調(diào)查該點結(jié)實數(shù)的總量，進而分析海拔高度對小油桐結(jié)實量的影響。調(diào)查結(jié)果如圖4。

圖4 海拔高度與小油桐結(jié)實量的關(guān)系Figure 4 Relationship of altitude w ith seed yield

由圖4可知，海拔500～600 m范圍內(nèi)的小油桐結(jié)實量與低于500 m、高于600 m范圍的結(jié)實量間存在差異，且在500～600 m與600 m以上海拔間差異達到顯著水平（p < 0.05）。在500～600 m海拔范圍內(nèi)，500～550 m與550～600 m海拔間結(jié)果量差異性達到極顯著水平（p < 0.01）。說明海拔高度對結(jié)實量產(chǎn)生了顯著影響，整體呈正態(tài)變化趨勢。在海拔500～550 m，小油桐產(chǎn)果量較高。較之于其它海拔高度，結(jié)實量的增加較明顯。

在研究不同海拔高度土壤養(yǎng)分含量分析時發(fā)現(xiàn)，有機質(zhì)含量隨海拔高度的升高而增加。這種變化規(guī)律與海拔高度的升高，氣溫降低，微生物的分解速度減慢和礦化作用減弱有關(guān)。由于土壤中的含氮量與有機質(zhì)含量的大小有關(guān)系，因此氮變化規(guī)律與有機質(zhì)相符，也是隨著海拔高度的升高而增加。但隨著海拔的進一步升高氣溫越來越低礦化作用減弱，土壤肥力也逐漸降低。此外海拔高度對土壤養(yǎng)分的影響具體表現(xiàn)在其對氣候、溫度、水分、濕度及植被類型的影響，從而影響到成土母質(zhì)的形成，最后導致土壤養(yǎng)分含量的差別。這與小油桐結(jié)實量隨海拔高度的變化呈正態(tài)分布的現(xiàn)象相一致[16]?？梢姵霈F(xiàn)上述分布現(xiàn)象與土壤中養(yǎng)分分布有關(guān)。

2.5 海拔高度對相同坡位小油桐結(jié)實量的影響

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，隨著海拔高度的變化，處于不同海拔高度的相同坡位間，小油桐結(jié)實量存在一定的差異，對數(shù)據(jù)進行整理（圖5），可知，在處于坡上部條件下小油桐的高產(chǎn)植株主要集中在海拔530～550 m；在處于坡中上部條件下小油桐的高產(chǎn)植株主要集中在海拔515～535 m；在處于坡中部條件下小油桐的高產(chǎn)植株主要集中在海拔500～520 m；在處于坡中下部條件下小油桐的高產(chǎn)植株主要集中在海拔545～565 m。可見在處于坡中下部及其以上位置時，隨著坡位的降低小油桐的最佳結(jié)實海拔高度也隨著降低，而在坡的中下部時小油桐的最佳

結(jié)實海拔高度又高于其它坡位的最佳生長海拔高度。

圖5 相同坡位不同海拔條件下小油桐的結(jié)實量Figure 5 Seed yield ofJ. curcasat same slope site but different altitude

分析可知，造成上述現(xiàn)象的主要原因可能是：在處于坡下部情況時，因山體間相互遮掩，光照受到一定的限制，而對小油桐這種喜光植物而言光照又是影響其生長的主要因子，因此出現(xiàn)了在該坡位情況下小油桐植株的最佳生長高度較其它坡位高的現(xiàn)象。在處于坡中下部及其以上位置條件時，除光照外，溫度、水份、土壤養(yǎng)分含量也是影響小油桐植株生長的主要限制因素。隨著坡位自上而下的降低，光照條件逐漸減弱，溫度增高、水份含量增大、土壤中有機質(zhì)含量也相應(yīng)的降低。結(jié)合小油桐的生長習性可知，小油桐生長過程中出現(xiàn)隨坡位降低最佳生長海拔高度降低的現(xiàn)象，是小油桐生長過程中趨近最佳生長環(huán)境的趨勢所致。

2.6 海拔高度對相同坡向小油桐結(jié)實量的影響

另一方面，在處于相同坡向不同海拔條件時，小油桐結(jié)實量也存在差異性，但差異不明顯，如圖6。由圖6可知，坡向120～150°及坡向210～240°的小油桐最佳結(jié)實高度主要集中在海拔530～540 m，且這兩個坡向也是小油桐結(jié)實量最高的兩個坡向。由這兩個坡向向兩邊坡向延伸，可發(fā)現(xiàn)其它坡向的最佳結(jié)實高度有所下降。例如坡向150～180°的最佳結(jié)實高度集中在海拔520～530 m；坡向210～240°的小油桐最佳結(jié)實高度也是520～530 m。

圖6 相同坡向不同海拔條件下小油桐的結(jié)實量Figure 6 Seed yield ofJ. curcasat same slope aspect but different altitude

分析可能造成上述現(xiàn)象的原因是，不同的坡向主要影響到光照時間、光照強度、土壤性狀、溫度變化等一系列環(huán)境因子的變化，進而影響小油桐植株的生長。結(jié)合著小油桐喜光，耐旱的生長習性可知，這可能是小油桐趨近于最佳生長環(huán)境條件的趨勢所致。

3結(jié)論與討論

通過對不同坡向、不同坡位、不同海拔的兩年生小油桐植株結(jié)果狀況進行調(diào)查分析，結(jié)果表明：坡向、坡形和海拔對兩年生小油桐植株有一定程度的影響。調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，同是兩年生植株，結(jié)果實的小油桐主要集中在坡向90～270°（其它坡向未見果實），且在坡向為210～240°范圍時結(jié)果量最高。坡位方面，位于坡中部及以中部上部位結(jié)果量較高與中下部坡位進行比較，增產(chǎn)明顯。坡形方面，與山洼處相比較，正常的坡面和山脊處更加的適合于小油桐植株結(jié)實生長，在栽植過程中應(yīng)盡量避免栽植在山洼地形條件下。海拔高度方面，小油桐植株在海拔高度500～550 m范圍內(nèi)生長時，具有結(jié)實量穩(wěn)定、果實產(chǎn)量高等優(yōu)點。對比海拔高度與坡向坡位間關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，在相同坡位條件下，當植株位于坡中下部及其以上坡位條件時，隨著坡位的降低小油桐的最佳結(jié)實海拔高度也隨著降低。而在坡的中下部時小油桐的最佳結(jié)實海拔高度又高于其它坡位的最佳生長海拔高度。在相同坡向不同海拔條件下坡向120～150°及坡向210～240°范圍內(nèi)的小油桐結(jié)實的最佳海拔高度主要集中在海拔530～540 m范圍內(nèi)，略高于其它坡向的的最佳結(jié)實海拔高度。建議在日后的生產(chǎn)實踐過程中，使小油桐植株的栽植，盡量滿足在海拔500～550 m、坡向90～270°且處于坡位的中部及中上部非山洼處等條件下。本研究將為更好地開發(fā)利用小油桐資源及促進小油桐的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供有益的參考依據(jù)。

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Factors Influencing Seeding of Jatropha curcas

LI Xiao-yong，ZHOU Yun-chao
（College of Forestry, Guizhou University, Guiyang 550025, China）

Study was conducted on effect of altitudes, slope aspect, site and slope shape on seeding ofJatropha curcas. Discussion was made on the relationship between slope aspect and site w ith altitudes. The result showed that it grow s well w ith early seed bearing, stable seed yield at elevation of 500-550 m, in the same midd le and upper slope site under terrain conditions and aspect of 120° - 240°.

Jatropha curcas; altitude; slope aspect; slope site; slope shape; seed yield

S794.3

A

1001-3776（2011）01-0033-06

2010-09-09；

2010-11-10

貴州省重大專項課題“小油桐良種選育及栽培關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”（黔科合重大專項字[2007]6004-5），教育部博士點專項基金課題“麻風樹生殖特性及促進種子豐產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究”（20070657001）及貴州省科技攻關(guān)課題“小油桐良種選育及栽培產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)“（黔科合帶帽字[2006]5004）聯(lián)合資助。

李小永（1987－），男，吉林長春人，碩士研究生，從事森林土壤研究；*通訊作者。