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4个任豆种源苗期生长节律的研究



全 文 :华南农业大学学报 2014,35(5):98-101
Journal of South China Agricultural University
http:∥xuebao. scau. edu. cn
doi:10. 7671 / j. issn. 1001-411X. 2014. 05. 017
收稿日期:2013-09-03 优先出版时间:2014-07-17
优先出版网址:http:∥www. cnki. net /kcms /detail /44. 1110. S. 20140717. 0922. 042. html
作者简介:邝 雷(1986—),男,硕士,E-mail:kuanlei@ foxmail. com;通信作者:陈晓阳(1958—),男,教授,博士,E-mail:
xychen@ scau. edu. cn
基金项目:国家863科技项目团队课题(2011AA10020203)
邝 雷,邓小梅,陈 思,等. 4 个任豆种源苗期生长节律的研究[J].华南农业大学学报,2014,35(5):98-101.
4 个任豆种源苗期生长节律的研究
邝 雷1,邓小梅1,2,陈 思1,曲文婷1,扎西曲珍1,陈晓阳1,2
(1 华南农业大学,广东省森林植物种质创新与利用重点实验室,广东 广州 510642;
2 华南农业大学 林学院,广东 广州 510642)
摘要:【目的】了解 4 个不同种源任豆 Zenia insignis的苗期生长规律.【方法】对任豆容器苗的生长进行定期观测,并
采用 Logistic方程对其苗高和地径生长曲线进行拟合,估算生长参数.【结果和结论】任豆苗木的年生长节律呈现出
“S”型生长曲线,决定系数为 0. 954 ~ 0. 983,均达到极显著水平,可以利用 Logistic方程对其生长动态进行拟合.不
同种源生长节律有所不同,但总体上可划分为 4 个阶段.即出苗期(3 月 1 日之前)、生长前期(苗高 3 月 1 日—4 月
30 日,地径 3 月 1 日—4 月 9 日)、速生期(苗高 4 月 30 日—9 月 20 日,地径 4 月 9—10 月 12 日)、生长后期(苗高 9
月 20 日之后、地径 10 月 12 日之后).但是,不同种源 4 个阶段的起止时间和持续时间有一定的差异.
关键词:任豆;种源;容器苗;苗期;生长节律
中图分类号:S722. 3 文献标志码:A 文章编号:1001-411X(2014)05-0098-04
Growth rhythm of Zenia insignis seedlings from four provenances
KUANG Lei1,DENG Xiaomei1,2,CHEN Si1,QU Wenting1,ZHAXI Quzhen1,CHEN Xiaoyang1,2
(1 Guangdong Key Laboratory for Innovative Development and Utilization of Forest Plant Germplasm,
South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;
2 College of Forestry,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)
Abstract:【Objective】The purpose of this study was to understand the seedling growth rhythm of Zenia
insignis from four different provenances. 【Method】The container seedling growth rhythm of Z. insignis
was observed periodically. The growth curves of seedling height and ground diameter were built using the
Logistic equation,and growth parameters were estimated.【Result and conclusion】The result showed that
the growth rhythm showed a“S”type curve. The determination coefficient varied from 0. 954 to 0. 983,
and the fitting degree reached an extremely significant level. Therefore,seedling growth dynamics could
be fitted by the Logistic equation. Different provenances showed different growth rhythms,but seedling
growth of Z. insignis could be divided into 4 stages in general. The seedling germination stage was before
March 1st;the early growth stage was from March 1st to April 30th in height,and from March 1st to A-
pril 9th in diameter;the fast-growing stage was from April 30th to September 20th in height,and from A-
pril 9th to October 12th in diameter;late growth stage was after September 20th in height and after Octo-
ber 12th in diameter. However,different provenances of Z. insignis showed differences in the starting
and ending time and the duration of the 4 growth stages.
Key words:Zenia insignis;provenance;container seedling;seedling stage;growth rhythm
任豆 Zenia insignis又称翅荚木、任木,为苏木科
翅荚木属 Zenia落叶乔木,单种属,是华南石灰岩地
区的特有种,国家二级重点保护植物.其模式标本于
1934 年和 1935 年在粤北乐昌县采集,后经陈焕镛教
授鉴定为新属[1]. 主要分布于中亚热带与南亚热带
之间的广西、广东、云南、湖南、贵州等地[2]. 任豆萌
发力强,根系穿透能力强,是石质山地造林、植被恢
复首选的乡土树种之一. 木材可用于建筑、家具、交
通运输等行业,是理想的人造板原料[3].树叶可作饲
料,枝干可用于放养紫胶虫及培养多种食用菌,且是
良好的蜜源树[4]. 随着对石灰岩地区山地的开发与
利用,任豆越来越受到重视,有关任豆的研究主要集
中在种苗繁育[5-7]、造林技术[8-10]、地理种源变异及引
种[11-12]、生理和生长[13-14]等方面.虽然前人对任豆苗
期生长节律做了一定的研究[15-16],但不同的种源,在
不同的生长环境下,所表现出的生长规律可能有所
差异.本文对任豆的 4 个种源进行了苗期生长节律
的观测分析,为研究任豆良种选育和育苗技术提供
依据.
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地设在华南农业大学启林区林学院苗圃.
该苗圃位于北纬 23°0950″,东经 113°2160″,属南亚
热带典型的季风海洋气候,全年平均气温 20 ~ 22
℃,年降水量 1 689. 3 ~ 1 876. 5 mm,雨季为 4—9
月,降水量占全年的 85%左右.
1. 2 试验材料
2011 年 9—12 月间在任豆分布区采集任豆种
子,本研究选取的 4 个种源的具体情况见表 1.
表 1 任豆各种源的地理位置和气候因子
Tab. 1 Geographical location and climate factors for Zenia insignis provenances
种源
纬度 /
(°)
经度 /
(°)
海拔 /m
年平均
气温 /℃
年降
水量 /mm
无霜期 /
d
年日照 /
h
云南麻栗坡县 23. 12 N 104. 70 E 1 000 18. 0 1 054. 0 349 1 762. 2
贵州册亨县 24. 98 N 105. 81 E 830 19. 2 1 035. 0 305 1 514. 6
广西龙州县 22. 34 N 106. 85 E 200 22. 2 1 304. 1 352 1 547. 1
广西灵川县 25. 40 N 110. 32 E 156 18. 7 1 926. 0 318 1 614. 7
1. 3 试验方法
将同一采种点所有家系的种子等量混合,于
2012 年 2 月 10 日进行容器育苗.容器为底部有透水
孔的软塑料杯,规格 8 cm(径)× 12 cm(高),育苗基
质为黄心土、泥炭、珍珠岩(体积比约为1∶ 1∶ 1),种子
催芽后直接播入容器杯中,每杯 1 株.每个种源设 3
次重复,每次重复 10 株苗,合计 30 株幼苗,每隔 15
d用钢卷尺和游标卡尺测定幼苗的苗高和地径,试验
期间不进行遮阴处理,观察期从 2012 年 4 月 16 日到
11 月 1 日苗木停止当年生长为止,共计 225 d.
1. 4 曲线的拟合
利用 SPSS 20 软件[17]对任豆各种源苗高和地径
生长量作 Logistic曲线年生长动态拟合.
Logistic曲线拟合方程[18]为:
y = k
1 + ae - bx
, (1)
式(1)中,y 为地径或苗高生长量;x 为时间;a、b 为
待定系数;k 为既定条件下地径或苗高生长可能达到
的极限值,可用倒数求和法[19]计算.
对式(1)求一阶导数,得:
dy
dx =
abke - bx
1 + ae -( )bx 2, (2)
对式(2)再次求导,即得连日生长量变化速率曲线:
d2y
d x2
= akb
2e - bx
(1 + ae - bx)3
(1 - ae - bx), (3)

d2y
d x2
= 0,得 x = 1b lna,它是生长速率从愈来愈快转
为开始变慢且愈来愈慢的转折点,即生长拐点(G).
进一步对式(3)求导,得:
d3y
d x3
= akb
3e - bx
(1 + ae - bx)4
(a2ee - 2bx - 4ae - bx + 1),(4)

d3y
d x3
= 0,得 x = 1b ln
a
槡2 ± 3
,即 x1 =
1
b ln
a
槡2 + 3
,x2 =
1
b ln
a
槡2 - 3

x1、x2 为连日生长量变化速率最快的两个点,即
为萌动到速生和速生转为缓慢生长的分界点,(x1,
x2)两点之间为速生期,据此来划分地径和苗高的生
长时期.
采用 Excel 和 SPSS 20 软件进行数据处理和统
计分析.
99第 5 期 邝 雷,等:4 个任豆种源苗期生长节律的研究
2 结果与分析
2. 1 生长模型的建立
从图 1中可以看出,任豆苗期苗高和地径的生长
呈“慢—快—慢”的“S”型生长曲线,但不同种源的苗
高和地径生长存在一定的差异.从表 2 中可以看出,4
个种源间苗高差异不显著,而地径差异达到了极显著
水平,其中贵州册亨种源高生长相对其他种源缓慢,广
西龙州种源苗地径生长相对其他种源快.
图 1 任豆各种源苗高和地径生长曲线
Fig. 1 Seedling height growth and ground diameter growth curves
of Zenia insignis provenances
利用 Logstic 方程对任豆苗高、地径的生长节律
进行拟合,从表 3 中可以看出,所得模型决定系数 R2
为 0. 954 ~ 0. 983,且拟合效果都达到了极显著水平,
说明利用 Logistic 方程对任豆苗期生长节律进行拟
合是可行的.
表 2 255 d生任豆种源苗高和地径的差异比较
Tab. 2 A multiple comparison of seedling growth in height
and ground diameter of Zenia insignis provenances
种源 平均苗高 /cm 平均地径 /mm
云南麻栗坡 59. 86 6. 65
贵州册亨 49. 30 6. 41
广西龙州 59. 46 7. 32
广西灵川 58. 00 5. 93
LSD值 11. 29 0. 69
总平均值 58. 06 6. 69
标准差 13. 88 0. 87
变异系数 /% 23. 91 12. 98
F值1) 1. 10 7. 21**
1)“**”表示 1%水平差异极显著(LSD法).
2. 2 任豆各种源苗期生长阶段的特性
从表 4 可以看出,4 个种源的苗高和地径在生长
前期的生长量均占总生长量的 25%左右,在速生期
的生长量均占到总生长量的 70%左右,而在生长后
期不同种源苗高地径的生长量占总生长量的比例大
小差异较大:苗高后期生长量所占比率最大的是贵
州册亨种源,达到 14. 80%,最小的是广西龙州种源,
仅为 2. 17%;地径后期生长量所占比率较大的是广
西灵川种源,为 7. 03%,最小的是贵州册亨,为
0. 57% .
4 个种源中,贵州册亨的苗高速生期持续时间最
短,仅为 108 d,而其他 3 个种源苗高速生期平均为
151 d,在地径速生期持续时间上,云南麻栗坡种源相
对较短,为 174 d,其他 3 个种源均为 187 d. 不同种
源在速生期内日平均生长量相近,苗高日平均生长
量为 0. 277 cm /d,地径日平均生长量为 0. 026
cm·d -1 .
表 3 任豆各种源苗高、地径生长的 Logistic回归曲线参数
Tab. 3 Logistic regression curve parameters of seedling growth in height and ground diameter of Zenia insignis provenances
种源 指标 k b a R2 F值1)
云南麻栗坡 苗高 72. 331 7 0. 017 1 12. 151 7 0. 978 522. 44**
地茎 8. 098 6 0. 015 1 9. 305 3 0. 968 362. 79**
贵州册亨 苗高 53. 257 0 0. 024 3 22. 900 5 0. 954 251. 19**
地茎 8. 077 6 0. 014 1 8. 740 0 0. 967 348. 17**
广西龙州 苗高 73. 759 2 0. 017 1 15. 489 4 0. 954 251. 70**
地茎 9. 232 5 0. 014 1 8. 383 1 0. 977 509. 36**
广西灵川 苗高 69. 352 6 0. 018 2 13. 454 4 0. 976 490. 54**
地茎 6. 983 0 0. 014 1 5. 914 6 0. 983 681. 46**
1)“**”代表 1%的极显著水平.
001 华 南 农 业 大 学 学 报 第 35 卷
表 4 任豆各种源苗期生长节律
Tab. 4 The growth rhythm of seedling in Zenia insignis provenances
种源 指标
生长前期 速生期 生长后期
生长量 /cm 占比 /%
持续
时间 /d
生长量 /cm 占比 /%
日平均生长
量 /(cm·d -1)
生长量 /
cm
占比 /%
云南麻栗坡 苗高 15. 29 25. 54 154 41. 76 69. 77 0. 272 2. 81 4. 69
地茎 1. 71 25. 76 174 4. 68 70. 39 0. 027 0. 26 3. 85
贵州册亨 苗高 11. 25 22. 83 108 30. 75 62. 37 0. 284 7. 30 14. 80
地茎 1. 71 26. 64 187 4. 66 72. 79 0. 025 0. 04 0. 57
广西龙州 苗高 15. 59 26. 21 154 42. 58 71. 62 0. 277 1. 29 2. 17
地茎 1. 95 26. 64 187 5. 33 72. 78 0. 029 0. 04 0. 58
广西灵川 苗高 14. 66 25. 27 145 40. 04 69. 04 0. 276 3. 30 5. 70
地茎 1. 48 24. 91 187 4. 03 68. 06 0. 022 0. 42 7. 03
通过模型计算出 4 个种源生长阶段所对应的时
间(表 5).任豆苗期的苗高、地径生长具有明显的阶
段性,可大致划分为 4 个阶段:即出苗期(3 月 1 日之
前)、生长前期(苗高 3 月 1 日—4 月 30 日,地径 3 月
1 日—4 月 9 日)、速生期(苗高 4 月 30 日—9 月 20
日,地径 4 月 9 日—10 月 12 日)和生长后期(苗高 9
月 20 日之后、地径 10 月 12 日之后).
种源间苗期的生长阶段存在一定的差异,苗高
和地径速生期起始时间的不同表现在苗高速生期,
云南麻栗坡种源起始最早,为 4 月 25 日,贵州册亨
种源结束最早,为 8 月 19 日,且生长拐点也最早出
现,为 6 月 25 日;广西龙州起始和结束均最迟,分别
为 5 月 9 日和 10 月 13 日,且生长拐点也最迟,为 7
月 26 日.在地径速生期上,广西灵川种源起始和结
束均最早,分别为 3 月 19 日和 9 月 25 日,且生长拐
点也最早出现,为 6 月 22 日;贵州册亨种源起始时
间和结束时间均最迟,分别为 4 月 16 日和 10 月 23
日.广西龙州种源生长拐点出现最迟,为 7 月 17 日.
表 5 任豆各种源苗木生长阶段1)
Tab. 5 The seedling growth stages of Zenia insignis prove-
nances
种源 指标 生长前期 速生期 生长后期 生长拐点
云南麻栗坡 苗高 03-01—04-25 04-25—09-28 09-28 之后 07-12
地茎 03-01—04-16 04-16—10-11 10-11 之后 07-14
贵州册亨 苗高 03-01—05-01 05-01—08-19 08-19 之后 06-25
地茎 03-01—04-16 04-16—10-23 10-23 之后 07-20
广西龙州 苗高 03-01—05-09 05-09—10-13 10-13 之后 07-26
地茎 03-01—04-13 04-13—09-30 09-30 之后 07-17
广西灵川 苗高 03-01—04-27 04-27—09-22 09-22 之后 07-09
地茎 03-01—03-19 03-19—09-25 09-25 之后 06-22
1)表中数值为“月 -日”.
3 讨论与结论
任豆苗期生长动态符合“S”型生长曲线,可用
Logistic数学模型拟合,这与何小勇等[15]的研究结果
相似,所得模型决定系数在 0. 954 ~ 0. 983,且都达到
极显著水平.不同种源间速生期起止时间、速生期持
续时间和生长特征值存在差异,且地径在 4 个任豆
种源间有显著差异,这些可作为任豆种源苗期选择
的参考依据.
任豆苗期的苗高、地径生长具有明显的阶段性,
可大致划分为 4 个阶段:即出苗期(3 月 1 日之前)、
生长前期(苗高 3 月 1 日—4 月 30 日,地径 3 月 1
日—4 月 9 日)、速生期(苗高 4 月 30 日—9 月 20
日,地径 4 月 9 日—10 月 12 日)和生长后期(苗高 9
月 20 日之后、地径 10 月 12 日之后).相对于前人的
研究结果[15],本研究中任豆生长节律各阶段的起始
时间都有所提前,且速生期的时间段有所延长,这一
结果与试验地的气候情况相对应,广州属于南亚热
带海洋性季风气候,进入 3 月份后气温逐渐升高,苗
木生长开始有所加快,4 月份后雨量激增,且进入持
续的高温天气,一直持续到 10 月,这种条件有利于
苗木的快速生长,10 月份之后,降雨减少且气温有所
降低,苗木的生长速度有所下降,这也正好解释了为
什么在广州地区任豆苗木的速生期出现在 4 月—10
月.由此看出,任豆苗期的生长节律除了受到自身遗
传因素的调控外,同时受到外界生长环境的影响,同
一种源在不同的生长环境下,可能表现出不同的生
长节律,因此在引种种植的时候要注意其在不同地
区生长规律的差异.
种源各生长阶段的起始期和速生期持续时间有
所不同.贵州册亨种源的速生期明显短于其他种源,
同时生长量明显低于其他种源.据此,在以速生性为
选择目标时,速生期可作为考虑的因素.
从苗高和地径来看,4 个种源中广西龙州在试验
地的表现较其他种源要好,其苗高和地径的速生期
较长,速生期内生长量明显大于其他种源,且总的生
长量较大.
(下转第 107 页)
101第 5 期 邝 雷,等:4 个任豆种源苗期生长节律的研究
材.但在樟科内各个属间,尤其种间木材结构特征交
叉、重叠现象严重,因此仅仅通过木材解剖结构特征进
行樟科植物的种间识别具有一定难度和不确定性.
3. 2 滇西南 17 种木材穿孔板特征与系统学关系
本文研究的木材中,除油丹属、琼楠属木材和卵
叶桂、云南樟、乌药及假桂钓樟仅有单穿孔外,其余
均同时具有单穿孔和梯状穿孔,梯状穿孔板隔膜数
少至中等. 研究表明单穿孔较梯状穿孔而言为进
化[11],樟科木材既有单穿孔也有梯状穿孔,其导管是
原始形态到进化形态的过渡状态,这与前人的研究
相符[4,9].本文研究的樟属、山胡椒属、木姜子属、润
楠属木材同时具有单穿孔和梯状穿孔,其中部分树
种仅有单穿孔,说明各个属中不同树种的演化程度
也不一致. 前人研究的油丹属兼具梯状穿孔[5,9],本
文所观察的油丹属 2 种木材均为单穿孔. 琼楠属与
厚壳桂属木材仅有单穿孔,表明其在一定程度上是
较为进化的属种.
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【责任编辑 李晓卉
櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆

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【责任编辑 李晓卉】
701第 5 期 孙 瑾,等:滇西南地区樟科 17 种木材解剖特征研究