張娟

(福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012)

紅豆杉是紅豆杉科(Taxaceae)紅豆杉屬(Taxus)植物的總稱，在全球約有11種，分布在我國的有東北紅豆杉(T.cuspidata)、中國紅豆杉(T.chinensis)、云南紅豆杉(T.yunnanensis)、西藏紅豆杉(T.wallichiana)及南方紅豆杉(T.chinensisvar.mairei)等5種[1-3]。因其枝葉、樹皮、木材、樹根都不同程度含有抗癌有效成分紫杉醇而引起人們的廣泛關(guān)注[4，5]。作為目前十分暢銷的抗癌藥物之一，紫杉醇的原料保障已經(jīng)成為紅豆杉產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的關(guān)鍵。然而天然紅豆杉分布稀疏，極少成林，自然資源非常有限，現(xiàn)已被列為國家一級保護(hù)野生植物[6]。由于生物提取目前還是生產(chǎn)紫杉醇的唯一商業(yè)途徑，紅豆杉資源短缺成為紫杉醇生產(chǎn)的瓶頸。人工種植紅豆杉，是滿足紫杉醇產(chǎn)業(yè)化需要的有效途徑。目前關(guān)于紅豆杉人工種植的研究頗多，但主要集中在整地方式、種植密度、造林時間、栽植方式以及栽培技術(shù)對紫杉醇含量的影響等方面[7-15]。光合作用是植物重要生理過程之一，是植物生長的基礎(chǔ)，對植物生長發(fā)育具有重要意義[16]。紅豆杉是對光反應(yīng)敏感的植物，光照強度是紅豆杉幼苗生長的控制性環(huán)境因子[17]。為此，本研究擬通過觀測不同遮光度下紅豆杉的生長節(jié)律，分析紅豆杉對不同光照條件的適應(yīng)性及生長指標(biāo)間的相互關(guān)系，擬為紅豆杉的人工種植提供數(shù)據(jù)支撐，并為紅豆杉紫杉醇原料林采收季節(jié)的確定以及經(jīng)營管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地位于福建省三明市明溪縣翰仙鎮(zhèn)洋龍村，地處27°21′12″ N，117°19′30″ E，海拔399.2 m。受亞熱帶季風(fēng)氣候影響，試驗地所在區(qū)域氣候溫和，雨量充沛，冬少嚴(yán)寒，夏無酷暑，年平均氣溫18 ℃，年平均無霜期261 d，年日照時數(shù)為1 770 h，年平均降水量1 800 mm，年蒸發(fā)量1 374 mm，相對濕度為81%，年平均霧日36 d，屬于熱量豐富、雨量充沛、風(fēng)小霧多，濕度較大的地區(qū)。試驗地前茬為水稻、煙葉輪作農(nóng)田，地勢平坦開闊，排水良好，光照充足，交通便利，非常適合進(jìn)行紅豆杉種植。

2 研究方法

2.1 試驗方法

2017年2月，選擇2年生紅豆杉一級壯苗(地徑10.00 mm，苗高50 cm左右)在試驗地內(nèi)進(jìn)行雙株帶狀種植。種植的畦面寬110 cm，畦內(nèi)株距70 cm，畦內(nèi)行距70 cm，畦間株距90 cm。設(shè)置不遮光、遮光 35%、遮光 50%和遮光 65% 等4 種處理，每種處理設(shè) 3 次重復(fù)，每個重復(fù)調(diào)查30株樣株。種植管理依照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32773-2016、林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1902-2010執(zhí)行。

2.2 調(diào)查方法及數(shù)據(jù)處理

2017年3月開始，每個月的第一周均采用游標(biāo)卡尺測量紅豆杉植株的地徑、采用鋼卷尺測量苗高，直至翌年2月。并在最后一次調(diào)查時，增加調(diào)查紅豆杉的冠幅、一級枝數(shù)、最大抽枝的基徑、長度以及最大葉片的長、寬、厚等指標(biāo)。調(diào)查結(jié)束后，采用修枝剪將紅豆杉高度修剪至0.8～1.2 m，保留5個以上的萌芽枝，萌芽枝留枝長度為20～30 cm。并使用電子秤稱取修剪后采收的重量。然后將試驗所得數(shù)據(jù)均錄入辦公軟件Excel中進(jìn)行初步處理，并采用SPSS專業(yè)版處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同遮光度下紅豆杉苗高生長節(jié)律

通過對試驗樣地中紅豆杉的生長情況進(jìn)行持續(xù)一年的觀測與調(diào)查，并將觀測結(jié)果采用Excel繪制成圖。由圖1可知，不同遮光度下，紅豆杉苗高生長隨遮光度的不同而表現(xiàn)各異，但隨月份變化的規(guī)律卻是基本相同。均表現(xiàn)為3—4月生長較為緩慢，在此時間段，全光、遮光35%、遮光50%和遮光65%的處理中的紅豆杉苗高分別增長了2.12、3.29、3.79和4.38 cm；紅豆杉苗高在4—7月進(jìn)入高速生長期，7—10月生長速度相對4—7月這一階段而言減緩，但10—11月又進(jìn)入第2次高速生長期，11月開始，全光下的紅豆杉植株苗高生長速度明顯變緩，而采取遮光措施的各處理，紅豆杉的苗高生長在11月至翌年的1月間仍在生長，且遮光度高的實驗組，生長速度更快，生長期維持的時間也更長。但翌年1—2月，各處理中紅豆杉的苗高均處于停滯狀態(tài)。

3.2 不同遮光度下紅豆杉地徑生長節(jié)律

2017年3月至2018年2月，紅豆杉地徑的生長節(jié)律如圖2所示，不同遮光度下紅豆杉地徑生長的變化趨勢大體上是相同的。具體表現(xiàn)為，3—4月的地徑生長較為緩慢，4—7月進(jìn)入高速生長期，7—9月紅豆杉地徑的生長速度相對4—7月減緩，且全光處理中，7—8月這段時間的紅豆杉生長速度較3—4月還要低。全光條件下，紅豆杉3月的平均地徑為9.45 mm，4月的平均地徑生長至10.13 mm，即3—4月的地徑生長量為0.68 mm，而同處理下7—8月的地徑生長量為0.54 mm，8—9月的生長量為0.81 mm。但采取遮光處理的各處理組，盡管地徑生長也減緩了，但仍比3—4月的地徑生長速度快，且遮光度越大，生長速度越快。9—12月是紅豆杉地徑生長的第二個高峰期，在這一時期，全光、遮光35%、遮光50%和遮光65%的處理中的紅豆杉地徑分別增長了3.78、3.59、3.76和3.81 mm。12月至翌年2月，各處理的地徑生長都再次減緩，地徑生長速率降低至0.20～0.37 mm月-1。

3.3 遮光度對紅豆杉生長及枝葉產(chǎn)量的影響

對不同遮光度處理下紅豆杉的地徑、苗高生長及枝葉產(chǎn)量進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗。由表1可知，處于同一遮光度處理下的紅豆杉，其平均苗高、平均地徑和平均枝葉產(chǎn)量均無顯著差異(P苗高=0.209 0>0.05；P地徑=0.224 6>0.05；P產(chǎn)量=0.292 6>0.05)。但不同遮光處理下，紅豆杉的地徑生長存在顯著差異(P地徑=0.05>0.025 1>0.01)，苗高生長卻有著極顯著的差異(P苗高=0.000 1<0.01)，在枝葉產(chǎn)量方面，不同遮光度的各試驗組差異不顯著，但仍較同一遮光度下的紅豆杉個體間差異要大(0.292 6>P產(chǎn)量=0.055 2>0.05)。

表1 不同遮光度下紅豆杉生長、產(chǎn)量指標(biāo)方差分析及顯著性檢驗

注：**表示處理間存在極顯著差異，*表示處理間存在顯著差異

由表2則可以看出，采用遮光處理的各試驗組，其平均苗高、平均地徑和平均枝葉產(chǎn)量均較全光下(即不遮光)的要高，且隨著遮光度增加，平均苗高、平均地徑和平均枝葉產(chǎn)量均有所增加，當(dāng)遮光度為65%時，平均紅豆杉的平均苗高為113.20 cm，平均地徑為24.57 mm，極顯著高于不遮光處理下83.23 cm的苗高和21.5 mm的地徑。且遮光度為65%時，每株紅豆杉的枝葉產(chǎn)量達(dá)到了371.97 g，較不遮光的261.00 g的枝葉產(chǎn)量高出了42.90%。

表2 不同遮光度下紅豆杉生長及枝葉產(chǎn)量情況

注：小寫字母不同表示處理間有顯著差異(P<0.05)，大寫字母不同表示處理間有極顯著差異(P<0.01)

3 結(jié)論與討論

苗高和地徑是植物最為直觀、基礎(chǔ)的生長指標(biāo)，枝葉產(chǎn)量則是紅豆杉紫杉醇原料林能否取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而進(jìn)行可持續(xù)經(jīng)營的關(guān)鍵。通過選擇2年生紅豆杉一級壯苗進(jìn)行遮光處理試驗，并對試驗中的紅豆杉植株進(jìn)行持續(xù)一年的調(diào)查與觀測。可以發(fā)現(xiàn)不同光照條件下紅豆杉苗高、地徑的生長節(jié)律大致相同，均表現(xiàn)為3—4月生長緩慢，4—8月進(jìn)入第一個高速生長期，8—10月生長減緩，但8—10月的生長速度仍較3—4月要快，且8—10月這一期間，遮光處理的各試驗組，紅豆杉植株生長較不遮光處理組的要快，10—12月進(jìn)入第二個高速生長期，12月至翌年2月，生長再次減緩甚至停滯。其中不遮光處理的紅豆杉植株苗高生長在12月后就停滯生長，處于遮光處理組則是在12月至翌年1月苗高生長只是減緩，但仍然在生長。這可能是遮光處理在夏季能有效緩解了盛夏溫度過高、陽光直射造成的休眠現(xiàn)象，在冬季遮陽網(wǎng)的遮擋又減緩霜凍的侵襲，為遮光處理下的紅豆杉提供了防寒保暖，進(jìn)而延長了紅豆杉的生長周期。

遮光條件下，紅豆杉的平均苗高、平均地徑及平均枝葉產(chǎn)量均較全光下的紅豆杉植株有了明顯的增長。且當(dāng)遮光度為65%時，紅豆杉植株的平均苗高為113.20 cm，平均地徑為24.57 mm，平均每株紅豆杉的枝葉產(chǎn)量達(dá)到了371.97 g，較遮光度50%、遮光度35%處理組中的紅豆杉生長要更好，產(chǎn)量也更多。這一方面是由于紅豆杉是強陰性樹種，蔭蔽條件有利其生長發(fā)育，另一方面，紅豆杉植株在弱光條件下，為捕捉光能有效進(jìn)行光合作用，會增大冠幅、舒展枝葉角度、增加植株高度來適應(yīng)弱光環(huán)境，從而促進(jìn)了生長及產(chǎn)量的提升。