王方琳,徐先英,張錦春,賀訪印,尉秋實(shí),馬俊梅,張瑩花
(甘肅省荒漠化防治與風(fēng)沙災(zāi)害國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室/甘肅省治沙研究所,甘肅 武威 733000)
祁連山水源涵養(yǎng)林是我國(guó)西北干旱半干旱區(qū)典型的山地森林,位于青藏高原、黃土高原和蒙新荒漠交匯處,處在“冰源水庫(kù)”和河川水系之間,是河西走廊綠洲生態(tài)系統(tǒng)的生命之源,不僅有攔蓄降水、縮小溫差、保持土壤水分等作用,而且具有十分顯著的消洪補(bǔ)枯、涵養(yǎng)水源、保持水土的水文生態(tài)作用。
青海云杉(Piceacrassifolia)是我國(guó)青藏高原東北邊緣特有的常綠針葉樹種,分布廣闊、材質(zhì)優(yōu)良、用途廣泛,是水源涵養(yǎng)林的主要組成群系,也是祁連山地區(qū)森林演替最適生、最穩(wěn)定的頂級(jí)群落,在森林類型中具有很大優(yōu)勢(shì)[1-5]。祁連圓柏(Sabinaprzewalskii)是祁連山林區(qū)亞高山暗針葉林帶中唯一分布在陽坡或半陽坡上的森林類型[6-8],雖森林覆蓋率較低,但作為分布區(qū)內(nèi)森林群落陽坡的主要建群種,在高山草甸和沙漠草原的高原面上和邊上不連續(xù)地成島嶼狀分散分布,是祁連山重要的水源涵養(yǎng)林樹種[9]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)云杉和圓柏也做過一些研究[10-21],但在祁連山區(qū)對(duì)該樹木不同株齡扦插的系統(tǒng)研究不多。筆者對(duì)祁連山區(qū)主要樹種青海云杉和祁連圓柏進(jìn)行了林分調(diào)查,分析2種樹種林分的生長(zhǎng)過程,擬合其生長(zhǎng)曲線。研究發(fā)現(xiàn),兩樹種苗期和幼林期生長(zhǎng)慢,嚴(yán)重影響其遺傳改良進(jìn)程,特別是遺傳評(píng)價(jià)進(jìn)程,因此青海云杉和祁連圓柏的扦插育苗技術(shù)成為能否加速育種成活的關(guān)鍵之一,也可為兩樹種的撫育改造和管理提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)地設(shè)在甘肅省治沙研究所武威綠洲站院內(nèi)塑料大棚,地理坐標(biāo)為 E 102°35′05″,N 37°43′08″,海拔1 350~2 400m,年均氣溫7.8 ℃,極端氣溫最高41℃,最低-29.8℃。年降水量60~610mm,年蒸發(fā)量1 400~3 010mm,年日照時(shí)數(shù)2 200~3 030h,年無霜期85~165d。
青海云杉和祁連圓柏的扦插基質(zhì)均為粘土,采用安裝有人工間歇式噴霧設(shè)備的長(zhǎng)方形插床,扦插前用5%的KnMnO4進(jìn)行土壤消毒,上部覆蓋遮陽網(wǎng),1d后扦插。
試驗(yàn)材料分別于2013年7月上旬取自甘肅省祁連山水源涵養(yǎng)院西渠林場(chǎng)種子園生長(zhǎng)健壯的青海云杉(7a、30a)和祁連圓柏(16a、30a),采穗時(shí)間9∶00~11∶00。插穗為帶頂芽的半木質(zhì)化當(dāng)年生嫩枝,平均長(zhǎng)12.5cm、平均基徑2.97mm,插穗從母株上用刀片削取后基部對(duì)齊,每30株1捆,將基部浸入清水中待處理,每個(gè)處理3次重復(fù),每重復(fù)10株。
2013年7月12日7∶00開始扦插,插前按試驗(yàn)設(shè)計(jì)將插穗浸入不同溶液,浸入深度4cm,隨處理隨扦插,扦插株行距5cm×5cm,扦插深度≤5cm。扦插時(shí),剪取飽滿、健壯的一年生嫩枝,插穗長(zhǎng)度10~12 cm,切口平削,保留全部針葉。每個(gè)樹齡的插穗處理的溶液及時(shí)間(見表1),扦插期間始終保持苗床濕潤(rùn)。
計(jì)算各處理扦插苗成活率、生根率、平均生根數(shù)、平均根系總長(zhǎng),采用Excel 2003和 SPSS 12.0[21]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。根系效果指數(shù)參照文獻(xiàn)[22]進(jìn)行,利用根系效果指數(shù)評(píng)價(jià)各類插穗的生根特性。
根系效果指數(shù)=(平均根長(zhǎng)×根系數(shù)量)/調(diào)查穗條數(shù)
表1 青海云杉和祁連圓柏嫩枝扦插激素試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table1 Experimental design
扦插60d后,分別對(duì)生長(zhǎng)7a和30a的青海云杉扦插苗進(jìn)行調(diào)查,不同激素濃度和同一激素濃度不同處理時(shí)間對(duì)青海云杉扦插苗成活具有很大的影響,生長(zhǎng)7a青海云杉插條,ABT濃度50~200mg/L處理時(shí),成活率隨著處理濃度的增大而增大,且在ABT濃度200mg/L、時(shí)間120min處理成活率最大,為78%,其次為該濃度60min的處理,成活率為53%(圖1);當(dāng)ABT濃度增加至500mg/L時(shí),各個(gè)處理時(shí)間的成活率迅速下降;IBA和GGR處理時(shí)成活率最大均為濃度200mg/L、浸泡60min,其值分別為33%和26%。對(duì)于生長(zhǎng)7a和30a的青海云杉嫩枝扦插,最大值均為 ABT 200mg/L、120min的處理,但30a插穗最大值僅為48%(圖1-A,B)。
對(duì)祁連圓柏扦插苗成活率的調(diào)查發(fā)現(xiàn),生長(zhǎng)16a的祁連圓柏,經(jīng)ABT 100mg/L處理200min后,插穗成活率最大,為86%,其次為該濃度處理下30min和300min,其值相同,均為61%,ABT 200mg/L處理200min時(shí)該樹種的成活率也較大,并且生長(zhǎng)16a的祁連圓柏,經(jīng)ABT 50~200mg/L濃度處理時(shí),成活率變化也表現(xiàn)出和7a的青海云杉同樣的規(guī)律性,即隨著ABT處理濃度的增大而增大。同樣,生長(zhǎng)30a的祁連圓柏表現(xiàn)出同樣的規(guī)律。此外,IBA和GGR對(duì)插穗成活率的影響較?。▓D1-C,D)。
試驗(yàn)中青海云杉7a,30a和祁連圓柏16a、30a插穗的根系生長(zhǎng)狀況見表2,株齡為7a和30a的青海云杉兩插穗間平均生根數(shù)和根系效果指數(shù)差異不顯著,而平均根總長(zhǎng)和平均生根率差異極顯著。7a母株上采得插穗的平均根長(zhǎng)和生根率大于30a母株上采得的插穗,尤其是ABT濃度為200mg/L處理時(shí),7a插穗的平均根總長(zhǎng)為39.56cm、生根率為69.33%,而30a插穗平均根總長(zhǎng)僅為21.65cm、生根率為46.24%。此外,平均生根數(shù)和根系效果指數(shù)也表現(xiàn)為7a插穗大于30a插穗,激素處理的最大值為ABT濃度200mg/L??傊?,兩種株齡的青海云杉對(duì)激素處理的響應(yīng)均表現(xiàn)為同樣的規(guī)律性,即D>C>B>A>E>F,試驗(yàn)表明,較高濃度的ABT有利于青海云杉插穗生根,IBA次之,GGR和高濃度ABT對(duì)插穗生根具有抑制作用。
圖1 不同激素濃度處理下的不同株齡青海云杉和祁連圓柏成活率Fig.1 Effect of plant hormones with different concentration on survival rate of Picea crassifolia and Sabina przewalskii
表2 不同激素種類、濃度下不同株齡插穗的根系生長(zhǎng)Table2 The influence of hormones and their concentrations on root growth of twig cuttings at different ages
采自祁連圓柏16a和30a株齡上插穗的生根數(shù)、根總長(zhǎng)、生根率及根系效果指數(shù)總體上大于青海云杉上采得的插穗,但2種株齡的插穗對(duì)不同激素處理的響應(yīng)表現(xiàn)與青海云杉略有不同,16a插穗規(guī)律為D>C>B>A,30a規(guī)律為D>C>A>B>F>E。株齡為16a和30a的祁連圓柏插穗的平均根總長(zhǎng)和平均生根率差異較為顯著,平均生根數(shù)和根系效果指數(shù)差異不顯著,插穗根系生長(zhǎng)的各個(gè)指標(biāo)受株齡因素的影響較小。此外,當(dāng)ABT濃度為100、200mg/L時(shí),2種處理下不同株齡的插穗根系生長(zhǎng)狀況最好,其次為IBA和低濃度的ABT處理下的插穗,GGR和高濃度的ABT同樣對(duì)祁連圓柏插穗生根具有抑制作用。
ABT較低濃度適宜的處理時(shí)間對(duì)青海云杉和祁連圓柏嫩枝扦插成活有利,而高濃度對(duì)插穗的成活具有反作用,生產(chǎn)上適宜用50~200ml/L ABT浸泡200 min為宜。
不同株齡插穗生根對(duì)激素的響應(yīng)結(jié)果表明:青海云杉插穗的生根情況不及祁連圓柏,在青海云杉插穗生根過程中,在同種激素處理情況下插穗生根情況受株齡的影響較大,表明嫩枝營(yíng)養(yǎng)充分,能為根系生長(zhǎng)提供更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);而祁連圓柏插穗根系生長(zhǎng)狀況在不同株齡的插穗之間的差異不明顯。
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