全 文 ：土壤水分对台湾青枣苗的影响
薛沛沛1 , 王克勤1＊ , 郭逢春2 , 罗桂云2
(1.西南林学院 , 云南昆明 650224;2.云南省元谋县水土保持委员会办公室 ,云南玉溪 653100)
摘要 应用人为控制土壤水分的方法 ,研究了 1年生台湾青枣苗在不同土壤水分条件下的生长和生物量的分配。结果表明:地上部分
和地下部分生物量均随着土壤含水量的降低而升高;根冠比随着土壤含水量的降低而降低;在元谋干热河谷地区种植台湾青枣苗的土
壤含水量以田间持水量的 40%～ 60%为宜。
关键词 土壤水分;台湾青枣;干热河谷;元谋
中图分类号 S 152.7+5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)01-00026-03
Effect of Soil Moisture on Zizyphus mauritiana Lam Seedlings
XUE Pei-pei et al (Southwestern Forestry College, Kunming, Yunnan 650224)
Abstract Controlling soil moisture factitiously , the growth and biomass allocation of one-year old Zizyphus mauritiana Lam seedlings growing under dif-
ferent soil moisture conditions were studied.The results showed that the biomass of both overground segment and underground segment reached the maxi-
mum with soil moisture content decreasing.Its Root/Shoot Ratiowas decreasedwith soil moisture content decreasing.Soil moisture content of the land ac-
counting for 40%～ 60% of field moisture capacity was the most suitable for Zizyphus mauritiana Lam seedlings in dry and hot river valley in Yuanmou.
Key words Soil moisture;Zizyphus mauritiana Lam;Dry and hot river valley;Yuanmou
在干旱半干旱地区 ,水分对植物存活 、生长和分布起着
一定的限制作用[ 1] 。近年来 ,有关水分胁迫对苗木生理生态
特性影响的报道很多 ,但研究对象多为北方干旱和半干旱地
区的树种[ 2-6] ,有关南方干热河谷地区土壤水分对果树苗木
的影响鲜有报道。
云南省元谋县摩诃小流域位于县城的西北部 ,距县城
5 km ,面积 16.80 km2 ,东经 101°48′45″～ 101°52′30″,北纬 25°42′
30″～ 25°40′00″。地层为第四系沉积 ,土壤以燥红壤为主。最
低海拔 1 057m ,最高海拔 1 282m ,相对高差 225m ,地貌类型
为低山丘陵区。气候属南亚热带干燥季风气候 ,年均降雨量
650mm ,年蒸发量 3911mm ,年蒸发量是降雨量的 6.4倍 ,年
均气温 21.1 ℃,年均日照 2 670h ,全年太阳辐射量为 6.40×
10
9
J/m2。流域内光热 、地下水资源丰富 ,土壤肥沃 ,是种植
反季蔬菜和热带 、亚热带经济林果最佳地段之一。
台湾青枣(Zizyphusmauritiana Lam)是金沙江干热河谷种
植面积比较广泛的经济树种之一。它为鼠李科枣属植物 ,为
常绿小乔木或大灌木 ,被认为是目前极具开发价值的果树之
一[ 7] 。台湾青枣粗生快长 ,喜干热气候 ,为热带分布树种 ,极
耐旱 ,稍耐寒 ,对土壤要求不严。但由于水资源紧缺 ,管理粗
放 ,果实产量不高 ,果实品质较差 。因此 ,研究土壤水分对台
湾青枣苗的影响 ,以期为金沙江干热河谷地区台湾青枣的种
植提供合理的灌溉依据。
1 材料与方法
1.1 材料 供试材料为位于元谋干热河谷水保办扫碱箐苗
圃基地 1年生的台湾青枣苗。
1.2 方法
1.2.1 试验处理。台湾青枣苗于 2005年 12月初移栽。移
栽前台湾青枣苗的地径 、苗高和生物量无明显差异 ,具有代
基金项目 国家重点科研基金项目(30660037);云南省环境科学与工程
创新人才培养基地项目(A3003015);长江水利委员会云南省
元谋县节水灌溉示范基地项目。
作者简介 薛沛沛(1982-),女 ,河南平顶山人 ,硕士研究生 ,研究方向:
恢复生态学。 ＊通讯作者。
收稿日期 2006-09-28
表性 。移栽的台湾青枣苗在未进行水分处理时 ,土壤水分含
量均相同。1个月缓苗期后 ,于 2006年 1月进行土壤水分处
理试验 。土壤含水量以田间持水量为基准 ,试验设 3个处
理:①40%～ 60%, ②60%～ 80%, ③80%～ 100%。每个处理
9株 ,设 3个重复。田间持水量采用环刀法于试验地取样测
得[ 8] ,为 33%。因此 ,试验设定的 3个土壤水分含量分别为
13.2%～ 19.8%、19.8%～ 26.4%、26.4%～ 33%。2006 年 4
月中旬 ,停止浇水。
1.2.2 台湾青枣苗的挖掘。2006年 4月中旬 ,用水把 9个样
方浇湿透 ,于第 2天全部挖出台湾青枣苗。挖掘时尽量小心
以保持台湾青枣苗的完整性 ,挖出后用水冲洗干净。
1.2.3 台湾青枣苗生长量的测定。用直尺测量台湾青枣苗
的苗高 、根长和梢长 ,用游标卡尺测量地径 ,然后把根系按照
>5mm 、2～ 5 mm、1～ 2mm 、0.5 ～ 1 mm和<0.5mm的径级分
类 ,并记录其数量。
1.2.4 台湾青枣苗含水率的测定。将测定后的台湾青枣苗
按照根 、茎 、叶分类。在试验地用电子天平称量根 、茎 、叶的
鲜重 ,分别装入自封塑料袋 ,并将其带回实验室后放入烘箱 ,
烘至恒重 ,称取干重。植株鲜 、干重为各部位鲜 、干重之和 。
叶片含水率(%)=叶片鲜重-叶片干重叶片鲜重 ×100% (1)
以同样的公式计算茎和根系的含水率[ 9] 。
2 结果与分析
2.1 根系分布的特征 植物根系的生长发育及形态特征是
由生物学特性和环境因素共同作用的结果。水分条件的变
化是导致根系生长 、分布差异的主要原因[ 10] 。根系生长发
育状况在作物吸水过程中起着重要的作用。它决定着作物
吸水区域 、吸收各土层水分含量[ 11] 。根系越发达 ,分布越深 ,
抗旱性越强。由表 1可以看出 ,台湾青枣苗不同径级根的数
量差异明显。从总体上看 ,处理①根数最多 。随着土壤水分
含量的减少 ,台湾青枣苗的根数依次增多。这是由于土壤含
水量大 ,土壤较粘重而透气性差 ,养分含量降低 ,甚至养分流
失 ,养分吸收减弱 ,说明超量供水不利于青枣苗木根系的生
长发育。
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2007 , 35(1):26-28 责任编辑 刘月娟 责任校对 孙能森
表 1 不同径级根的比较
处理 >5mm根数∥个 平均长度∥cm
2～ 5 mm
根数∥个 平均长度∥cm
1～ 2mm
根数∥个 平均长度∥cm
0.5～ 1mm
根数∥个 平均长度∥cm
<0.5mm
根数∥个 平均长度∥cm
① 55 9.331 93 6.158 93 8.117 195 15.476 1 056 6.933
② 49 10.874 88 7.040 109 8.979 278 10.940 1 387 3.414
③ 57 9.297 519 6.488 96 7.988 134 15.956 1 705 5.549
文中把直径<5 mm的根称为细中根 。细中根是植物根
系吸收营养的主要部分[ 12] 。细中根量越大 ,就越能更好地吸
收土壤养分 。从表 2可以看出 ,处理①细中根占总根数的比
例最大 ,说明处理①有利于台湾青枣的生长。
表 2还表明 ,3种水分处理后台湾青枣苗根径 D>5mm
和 1～ 2mm在其总根系所占的比例基本重叠;土壤水分处理
①根径 D2～ 5mm比例远高于处理②、③;处理①D<1mm 比
例低于其他处理。而苗木 D >5mm根系(粗根)用来固定苗
木个体或支撑其个体;D 为 2 ～ 5mm根系(吸收根)只用来吸
收水分和养分;D <2mm根系(须根)则用来帮助吸收根大面
积的吸收水分和养分 。要使苗木长势良好 ,则要求其吸收根
比较发达。台湾青枣苗处理①的总根量最多 ,且其吸收根在
根总量中所占的比例最大 ,有利于台湾青枣苗吸收营养物
质 ,也有利于促进台湾青枣苗根系生长和发育。
表 2 不同径级根所占比例 %
处理 >5mm 2～ 5mm 1～ 2mm <1mm
① 2.27 20.67 3.82 73.24
② 2.55 4.68 5.80 87.49
③ 3.69 6.23 6.23 83.85
2.2 根系生物量和含水率 从表 3和图 1可以看出 ,随供
水量的增加 ,台湾青枣苗根系生物量和含水率相应减少。处
理①的根系生物量和含水率明显大于其他 2种水分处理 ,说
明处理①较有利于根系的生长发育。
表 3 台湾青枣苗生物量 g
处
理
根系
湿重 干重
茎
湿重 干重
叶
湿重 干重
① 24.70±0.43 10.42±1.20 18.56±1.92 8.52±0.90 4.64±1.05 1.39±0.34
② 22.50±0.55 9.54±0.94 15.72±0.61 7.09±0.44 4.89±0.50 1.46±0.16
③ 22.32±0.72 9.51±1.18 15.10±0.98 6.71±0.39 4.51±0.53 1.30±0.14
注:表中数值均为每株平均值。
图 1 不同土壤水分处理下根系含水率
2.3 茎生物量和含水率 茎是植物的运输管道 ,茎中有机
物可以向不同方向运输而保证供给[ 13] 。所以 ,茎的生长也决定
苗木生长状况。表 3和图 2表明 ,树种的茎生长明显受到土壤
水分的影响。台湾青枣苗茎的湿重 、干重和含水率都随着土壤
含水量的减少而增加 ,即处理①>处理②>处理③。
图 2 不同土壤水分处理下茎含水率
图3 不同土壤水分处理下叶片含水率
图4 不同土壤水分处理下台湾青枣苗高
2.4 叶生物量和含水率 叶片相对含水率是表示植物缺
水程度的一个重要指标 ,可以反映植物保水和抗脱水能
力[ 14] 。表 3、图 3表明 ,叶生物量和含水率没有明显的变化
规律 。生物量以处理②的较大 ,但含水率却以处理③较大。
2.5 总生物量 生物量是反应苗木生长状况的最重要指
标之一。研究表明 ,处理①台湾青枣苗生物量最优 ,说明处
理①更适合台湾青枣苗的生长。
2.6 地径 、苗高和梢长 从图 4、5、6 可以看出 ,在 3种水
分处理中台湾青枣苗的苗高 、地径均随着土壤含水量的增
2735卷 1期 薛沛沛等 土壤水分对台湾青枣苗的影响
加而依次减小 ,但梢长却随着土壤含水量的增加而减小 。
图 5 不同土壤水分处理下台湾青枣苗地径
图 6 不同土壤水分处理下台湾青枣苗新梢长
2.7 根冠比 根冠比即作物地下部分干重与地上部分干
重之比 。有研究表明 ,根系越发达 ,地上部分长的就越好 ,
地上部分对根系有促进作用。因此 ,地上部分与地下部分
既相互促进 ,又相互制约[ 15] 。
近年研究表明 ,在水分正常供应时 ,根冠比过大会影响
地上部生物产量和经济产量的形成 ,出现根的冗余现象。
Passioura指出生产单位重量根系所需消耗的同化产物相当
于形成等量冠层物质的 2 倍。Boumr 等认为超过 50%光合
产物被根系呼吸所消耗 。因此 ,根冠比与地上生物量 、年平
均温度 、年平均降水 、林分年龄和树高成反比。Passioura等
研究表明 ,根冠比一般在 0.5左右时苗木生长旺盛。而台湾
青枣苗木的根冠比超过 1 ,说明其苗木根系出现冗长现象 ,
而且庞大的根系已经影响地上部分光合生物量的增加。表
4表明 ,在正常的条件下 ,处理②和处理③台湾青枣苗木的
根冠比过大;处理①根冠比较适宜个体的发育 ,其供水状况
较大限度促进了苗木个体生长和发育。
表4 不同水分处理的根冠比
处理 地下部分干重∥g 地上部分干重∥g 根冠比
① 270.85 261.94 1.034
② 257.66 230.84 1.116
③ 247.18 209.97 1.177
3 结论与讨论
水分参与植株生长的各个环节 ,而且在不同的生育阶
段水分对植株的影响不同[ 13] 。水分与植物生长有着密切的
关系[ 16] 。
不同径级根长和根系生物量的分布直接反映树种根系
的伸展特点 ,同时间接反映根系吸收水分 、养分的土层范
围[ 17] 。台湾青枣苗根系数量 、生物量 、根系含水率和土壤水
分条件有密切关系 。在正常田间条件下 ,根系总数和含水
量随土壤水分含量的减少而增大;吸收根所占比例具有明
显的差异 ,而且随土壤水分的增大而减小 。在生物量及生
长量方面处理①都能较好地促进台湾青枣苗根系的生长和
发育 ,提高成活率。
生物量是反映生态系统功能效应的重要指标[ 18] 。台湾
青枣苗的地上部分生长量 、生物量和土壤水分也有密切联
系。供水量越少 ,其叶和茎生物量相应减少 ,其叶 、茎的含
水率也随之减少 ,有利于地上部分蒸发量的减少。因此 ,土
壤含水量为田间持水量的 40%～ 60%较适宜。
植物地上和地下部分作为植物体最基本的组成部分共
同完成植物体的整体功能[ 19] 。台湾青枣苗根冠比随土壤水
分的减少而减少。由于其苗根冠比过大而出现冗长现象 ,
从而影响地上部分的生物量。研究表明 ,处理①的根冠较
能适宜台湾青枣苗的生长发育。
在元谋干热河谷发展台湾青枣有较好的前景 。土壤含
水量为田间持水量 40%～ 60%是台湾青枣苗的最佳土壤水
分含量 。在缺少水资源的地区 ,种植台湾青枣苗能在一定
程度上节约林木用水量 ,达到节水灌溉的目的。
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28 安徽农业科学 2007年