謝 虹 馬 駿 尹 江 宋升治 王 飛
( 昆明市林業(yè)科技推廣總站,云南 昆明 650223)
牡丹(Paeonia suffruticosa)為芍藥科芍藥屬重要的觀賞植物,花大色艷,雍容華貴,具有較高的觀賞價值,其丹皮還可以入藥,花瓣花粉可食用,具有極高的食藥價值?!P丹’是其一個具有較強(qiáng)結(jié)籽能力,耐瘠薄、耐高寒、耐干旱等特點(diǎn)的品種[1],2011年‘鳳丹’由藥用牡丹轉(zhuǎn)變?yōu)榱擞汀⑺幖嬗媚档て贩N[2]。隨著衛(wèi)生部批準(zhǔn)‘鳳丹’種子油作為新資源食品[1]后,為新型的油料作物,其在滇中地區(qū)栽培區(qū)域逐漸擴(kuò)大。滇中地區(qū)為山地高原地形,林地資源豐富,其生境適應(yīng)性仍知之甚少,缺乏生境氣候條件等的研究,影響推廣栽培效果。有研究認(rèn)為,‘鳳丹’對光照生態(tài)幅度較寬,適度遮陰能促進(jìn)光合作用[3],在春季、夏季午間有明顯的“午休”現(xiàn)象,是一種耐陰的陽生植物[4],而有研究則指出,牡丹具有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)和較低的光飽和點(diǎn),對光能的利用范圍較窄,對生境環(huán)境要求嚴(yán)苛[5]。因此,研究‘鳳丹’不同立地條件、不同林分下的栽培表現(xiàn),有利于了解‘鳳丹’的適應(yīng)性,促進(jìn)‘鳳丹’的標(biāo)準(zhǔn)化栽培。
選取富民縣羅免鄉(xiāng)試驗(yàn)基地、祿勸縣中屏鄉(xiāng)忠平忠義核桃合作示范基地、祿勸縣翠華鄉(xiāng)漩渦塘林場、五華區(qū)西翥核桃示范基地、西山區(qū)??诹謭龅鹊胤N植‘鳳丹’,研究其引種適應(yīng)性。各試驗(yàn)地情況如表1。
表 1 5個試驗(yàn)地的概況Table 1 Overview of 5 study plots
試驗(yàn)用苗均為山東省菏澤購進(jìn)的3年生‘鳳丹’實(shí)生苗,苗木地徑在15~20 mm,根系健壯,生長良好,無病蟲害。
2014年10月,在A、B、C 3個不同海拔地點(diǎn)種植規(guī)格一致的‘鳳丹’苗木,開展試驗(yàn),通過1 a調(diào)查發(fā)現(xiàn)海拔在1 900~2 600 m對其生長的影響差異小。次年,開展不同試驗(yàn)研究,在數(shù)據(jù)調(diào)查中對各試驗(yàn)每個試驗(yàn)地塊隨機(jī)選取3個樣方,每個樣方大小為5 m×5 m,分別于3月中下旬,5月中下旬、8月中旬對各試驗(yàn)樣地開展植株盛花期時的開花率、結(jié)實(shí)率、保存率地調(diào)查,此外對每個樣地內(nèi)20株結(jié)實(shí)植株的果夾長度等進(jìn)行測量。使用變異系數(shù)衡量各地塊數(shù)據(jù)的變異程度。
2.2.1 海拔對‘鳳丹’生長的影響
在海拔約為1 900~2 600 m的A、B、C 3點(diǎn)種植規(guī)格一致的‘鳳丹’苗木,調(diào)查分析不同海拔高度對‘鳳丹’生長的影響。
2.2.2 土壤條件對‘鳳丹’生長的影響
試驗(yàn)點(diǎn)A主要為黏性土(或稱膠泥土),根據(jù)昆明地區(qū)土壤情況,通過對土壤改良,與沙子混合在表層覆蓋30~40 cm的腐殖質(zhì)形成腐質(zhì)層土,與沙子、紅壤混合形成紅壤。在膠泥土、腐殖土、紅壤3種土壤中栽種‘鳳丹’,調(diào)查分析研究3種土壤類型對牡丹生長情況的影響。
2.2.3 林分對‘鳳丹’生長的影響
在前期的試驗(yàn),在海拔約1 900~2 000 m范圍內(nèi),海拔因素對其生長影響差異不顯著,且在該海拔范圍內(nèi)的試驗(yàn)點(diǎn)C、D、E的氣溫、降水量與種源地相似[1-4],因此,在氣候條件等較一致的C、D、E試驗(yàn)點(diǎn)中,且林分郁閉度均為0.4的核桃、云南松、油橄欖林下栽種‘鳳丹’,通過調(diào)查分析研究3種林分對‘鳳丹’生長的影響。
2.2.4 郁閉度對‘鳳丹’生長的影響
為了進(jìn)一步研究同一種林分下郁閉度大小[6]對‘鳳丹’的影響,分別在試驗(yàn)點(diǎn)C郁閉度為0.2、0.4、0.6、0.8的核桃林、試驗(yàn)點(diǎn)D郁閉度為0.4、0.5、0.6的云南松林、試驗(yàn)點(diǎn)E郁閉度為0.2、0.4、0.6的油橄欖林下,分別對不同郁閉度下栽種的‘鳳丹’調(diào)查分析,研究不同郁閉度對‘鳳丹’生長的影響。
使用Excel、WPS 2016版進(jìn)行對試驗(yàn)中‘鳳丹’的存活率、開花率、結(jié)實(shí)率、果莢生長情況、植株生長量(地徑和苗高)的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,運(yùn)用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析。
由表2可知,在海拔約為1 900~2 600 m區(qū)域內(nèi),3個試驗(yàn)點(diǎn)植株的保存率、開花率、結(jié)實(shí)率、果實(shí)生長情況差異不顯著,通過變異系數(shù)分析,各指標(biāo)變化均為正常。‘鳳丹’生長具體表現(xiàn)為次年保存率均為95%以上,開花率達(dá)49%以上,結(jié)實(shí)率占種植株數(shù)的43%以上,約為開花植株數(shù)的85.9%,蓇葖果聚合數(shù)約為4.84個,其單個果莢長度可達(dá)4.11 cm。
表 2 不同海拔‘鳳丹’的開花結(jié)實(shí)情況Table 2 Flowering and fruiting of P. suffruticosa cv. 'Fengdan' at different altitude
由表3可知,將‘鳳丹’分別栽植到膠泥土、腐殖土、紅壤3種類型土壤的試驗(yàn)地,次年保存率均為95%以上,開花率達(dá)46%以上,結(jié)實(shí)率占種植株數(shù)的42%以上,約為開花植株數(shù)的91.5%,蓇葖果聚合數(shù)約為4.86個,其單個蓇葖果的長度達(dá)3.89 cm。在3種土壤條件下種植‘鳳丹’,第1年均能結(jié)實(shí)開花,且植株的保存率、開花率、結(jié)實(shí)率差異不顯著,在腐殖土中,‘鳳丹’的果實(shí)生長最好。
表 3 不同土壤類型‘鳳丹’開花結(jié)實(shí)情況Table 3 Flowering and fruiting of P. suffruticosa cv. 'Fengdan' of different soil types
由表4可知,在郁閉度為0.4的云南松、核桃、油橄欖林下種植‘鳳丹’,其次年保存率、開花率、結(jié)實(shí)率、果實(shí)生長情況差異不顯著。
表 4 不同林分‘鳳丹’開花結(jié)實(shí)情況Table 4 Flowering and fruiting of P. suffruticosa cv. 'Fengdan' in the different forest
由表5可知,在不同郁閉度油橄欖林下種植‘鳳丹’的次年保存率差異不顯著。在郁閉度為0.4、0.5的云南松林下的‘鳳丹’的開花率、結(jié)實(shí)率及果莢生長情況差異不顯著,但是當(dāng)郁閉度為0.6時,‘鳳丹’的開花率、結(jié)實(shí)率及果莢生長情況與郁閉度為0.4、0.5的‘鳳丹’的對應(yīng)指標(biāo)相比差異顯著(P<0.05)。同時,分別在云南松林、核桃林下開展的郁閉度試驗(yàn),其結(jié)果與油橄欖林的郁閉度試驗(yàn)具有相類似的結(jié)果。因此,通過在云南松、核桃、油橄欖3種林分下開展郁閉度試驗(yàn)得出,在不同郁閉度下‘鳳丹’次年保存率均差異不顯著。當(dāng)林分郁閉度小于0.5時,不同郁閉下‘鳳丹’開花率、結(jié)實(shí)率及果莢生長情況差異不顯著,但當(dāng)林分郁閉大于0.5時,‘鳳丹’的開花率、結(jié)實(shí)率及果莢生長情況與林分郁閉度小于0.5的‘鳳丹’的對應(yīng)指標(biāo)相比較差異顯著(P<0.05)。
表 5 不同郁閉度下‘鳳丹’開花結(jié)實(shí)情況Table 5 Flowering and fruiting of P. suffruticosa cv. 'Fengdan' under different canopy density
由表6可知,油橄欖郁閉度為0.2、0.4時‘鳳丹’的生長量差異不顯著,但當(dāng)郁閉度為0.6時,新枝直徑、苗高、冠幅與郁閉度為0.2、0.4‘鳳丹’的對應(yīng)指標(biāo)相比差異顯著(P<0.05)。當(dāng)云南松林郁閉度為0.4、0.5時,‘鳳丹’的生長量差異不顯著,然而當(dāng)郁閉度為0.6時,新枝生長量、冠幅與郁閉度為0.4、0.5時‘鳳丹’的對應(yīng)指標(biāo)相比差異顯著(P<0.05)。核桃林郁閉度為0.2、0.4時,‘鳳丹’的生長量差異不顯著,然而當(dāng)郁閉為0.6、0.8時,‘鳳丹’的新枝直徑、苗高、冠幅與郁閉度為0.2、0.4時‘鳳丹’的對應(yīng)指標(biāo)相比差異顯著(P<0.05)。
表 6 不同郁閉下‘鳳丹’植株生長量Table 6 The growth of P. suffruticosa cv. 'Fengdan' under different canopy density
因此,在云南松、核桃、油橄欖3種不同林分下均得到相類似的結(jié)果,郁閉度小于0.5時,‘鳳丹’牡丹生長量差異不顯著,但當(dāng)郁閉度大于0.5時,‘鳳丹’生長量與郁閉度小于0.5時‘鳳丹’的對應(yīng)指標(biāo)相比差異顯著(P<0.05)。
由表7可知,‘鳳丹’的生長情況與林分的郁閉度存在負(fù)相關(guān)性,具體表現(xiàn)為開花率,結(jié)實(shí)率,果莢數(shù),果莢長,新枝直徑,新枝苗高,冠幅與所在林分的郁閉度呈顯著性負(fù)相關(guān)(P<0.05),尤其植株的開花率、結(jié)實(shí)率的相關(guān)性最高,相關(guān)性系數(shù)為-0.91。
在昆明地區(qū)開展‘鳳丹’栽培試驗(yàn)結(jié)果表明‘鳳丹’在海拔1 900~2 600 m區(qū)域內(nèi)對開花率、結(jié)實(shí)率、果莢生長情況影響小,表明‘鳳丹’適宜在中高度海拔地區(qū)生長[7],隨著海拔升高,環(huán)境條件會更嚴(yán)峻,往往具有溫度降低,紫外線增強(qiáng)[8],‘鳳丹’飽和脂肪酸含量呈現(xiàn)遞減趨勢,不飽和脂肪酸含量呈遞增趨勢且差異顯著[9]。在昆明地區(qū)海拔1 900~2 600 m能正常開花結(jié)實(shí),隨著海拔的升高還有可能利于種子內(nèi)不飽和脂肪酸的積累,但具體情況需進(jìn)一步研究。在昆明5個試驗(yàn)區(qū)對‘鳳丹’開展的海拔試驗(yàn)、土壤試驗(yàn)、林分試驗(yàn)、及郁閉度試驗(yàn)中保存率均在90%以上,開花結(jié)實(shí)率均在30%以上,開花結(jié)實(shí)正常[10]并且與黔東南州[11]引種2 、4 a油用牡丹栽培的開花結(jié)實(shí)率成活率,與福建壽寧[12]等地成活率等情況相比,可看出在昆明地區(qū)‘鳳丹’的成活情況、開花結(jié)實(shí)情況較好。‘鳳丹’的適應(yīng)生態(tài)幅相對較寬,自身較強(qiáng)適應(yīng)性的特點(diǎn)[1,13]。因此,‘鳳丹’在昆明地區(qū)具有較好的適應(yīng)性。
在膠泥土、腐殖土、紅壤3種類型土壤中栽培‘鳳丹’,其次年保存率均較高,開花,結(jié)實(shí)正常,蓇葖果生長良好,反應(yīng)出‘鳳丹’耐瘠薄特性[1],再次證實(shí)‘鳳丹’具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。在腐殖土中,‘鳳丹’果夾生長情況相對較好。有研究表明牡丹在干旱脅迫下葉片的光合潛力受到顯著抑制,而光合速率與結(jié)實(shí)率顯著正相關(guān)且相關(guān)性高[14],因此,土壤水分過低,當(dāng)其對‘鳳丹’造成脅迫后才會對其生長、結(jié)實(shí)形成影響,這解釋了本試驗(yàn)中不同土壤類型中種植的‘鳳丹’開花結(jié)實(shí)影響小。但有研究則指出不同土壤類型中除水分因子有區(qū)別外,礦物質(zhì)、微生物等綜合因素的均有差異性[15],這則解釋‘鳳丹’在腐殖土中果莢生長較好。此外,根際促生菌(PGPR)定殖于植物根際土壤中,通過產(chǎn)生植物激素[16]、提高營養(yǎng)成分等[17]促進(jìn)植物的生長。有研究指出,‘鳳丹’根土壤中變形菌門和酸桿菌門為文庫中的主要菌群[18],變形菌屬(Pseudomonas sp.)、伯克氏菌屬(Burkholderia sp.)和節(jié)桿菌屬(Arthrobacter sp.)為優(yōu)勢菌屬,具有抑制植物病原菌,促進(jìn)植物生長的作用[19]。多年連作‘鳳丹’有利于PGPR群落,特別是特異性強(qiáng)的優(yōu)勢菌群的增加[20],實(shí)際中通過連作‘鳳丹’是否利于種植區(qū)域內(nèi)其他林分的生長還有待進(jìn)一步研究。周科等人的研究也指出,隨‘鳳丹’連作,土壤中積累的跟系分泌物對4種土壤酶活性表現(xiàn)出抑制作用,可能影響了土壤理化性質(zhì)[21],今后可以通過研究土壤中PGPR的差異及變化,試圖探究腐殖土利于果莢生長的原因,同時可以通過對PGPR的研究探究‘鳳丹’與不同林分間的共生關(guān)系。
適當(dāng)遮陰的林緣生境和林窗是植株生長的最適合環(huán)境[22],適當(dāng)?shù)膹?fù)合群落種植方式能夠營造適宜牡丹生長的小氣候,30%遮光最合適牡丹生長[23],50%遮光減輕了牡丹中午的光抑制,改變了葉片的光合功能[24],林下生境中,‘鳳丹’的光合速率、光能利用率及水分利用率均比空曠生境中好[25]。這些均可證實(shí)本試驗(yàn)結(jié)果,林分郁閉度對‘鳳丹’的生長情況有影響,林分郁閉度小于0.5時‘鳳丹’的生長結(jié)實(shí)情況優(yōu)于郁閉大于0.5的生長情況。太陽方位與高度角度的變化,與及林木密度和冠幅的作用,可以改變種林分內(nèi)的小氣候因子,其中光合有效輻射強(qiáng)度的變化尤為明顯[26],適當(dāng)遮光有利于植株光合作用,可改善油用牡丹的光合午休現(xiàn)象[25],而光合午休現(xiàn)象減弱,有利于提高光合日同化量。至此,本試驗(yàn)研究指出林分郁閉度逐漸升高,尤其當(dāng)郁閉度超過0.5以后對‘鳳丹’生長造成負(fù)面影響,這些影響是否與光合有效輻射強(qiáng)度等相關(guān)因素直接相關(guān),而這些因素又是以何種方式影響植株生長等還需進(jìn)一步研究。此外,昆明地區(qū)過度遮陰(自然強(qiáng)光15%~25%)時,嚴(yán)重抑制油用牡丹的凈光合速率,且與產(chǎn)量直接相關(guān)的花朵數(shù)量和種子數(shù)量也顯著下降[5],這間接證實(shí)了在云南松、核桃、油橄欖郁閉度小于0.5時適宜‘鳳丹’生長,即適當(dāng)遮陰利于‘鳳丹’的生長。
‘鳳丹’是一種新型的油料木本植物,本研究為從植物生長情況的角度探討了‘鳳丹’在昆明地區(qū)引種栽培提供案例,‘鳳丹’在昆明地區(qū)海拔約為1 900~2 600 m具有較好的適應(yīng)性,生態(tài)幅較寬,耐瘠薄,適應(yīng)性較強(qiáng)且適當(dāng)遮陰利于生長,本研究結(jié)果可以作為‘鳳丹’在昆明地區(qū)引種栽培的參考依據(jù)。
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