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6年生吉贝人工林结实特征及其影响因子分析



全 文 :doi10. 16473 / j. cnki. xblykx1972. 2015. 03. 008
6 年生吉贝人工林结实特征及其影响因子分析
*
杨建军,马焕成,赵高卷,平盼,葛娈,黄冬,王彦淇
(西南林业大学 国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室,云南 昆明 650224)
摘要:通过对元江干热河谷———红河州个旧市保和乡 6 年生吉贝人工林结实特征和果实性状进行调查,探讨地
形与初值密度对吉贝生长、结实和果实性状特征的影响,以及土壤和叶片养分与结实的关系。结果表明:(1)6
年生吉贝初果期树高和冠幅分别在 3. 5 ~ 6. 5 m和 2. 5 ~ 6. 0 m之间,胸径 8. 74 ~ 17. 01 cm 在之间;结实株平均
结实量为 17. 09 个,平均单果纤维产量 11. 03 g;(2)山沟内的吉贝树高、胸径和冠幅显著 (P < 0. 05)高于台
地,植株结实量和单株最大结实量优于台地,并且结实量在山沟样方 (4 m × 4 m)中最高;地形对果实纵径、
果重以及纤维产量变化的影响显著;(3)密度影响分枝数和轮生枝台数的产生,树高、胸径和冠幅与分枝数呈
负相关关系;随初植密度增加,结实量没有呈现明显的变化规律;但是高密度定植时果实横径差异极显著,不
利于纤维产量的增加。从地形与密度因子来看,山沟 4 m × 4 m、台地 4 m × 3 m定植时有利生长和结实,结实率
分别为 72. 58 %和 22. 45 %;(4)结实植株土壤速效氮和叶片氮含量高于未结实植株,氮供应与结实存在一定
关系,氮缺乏可能导致吉贝不能结实,并且结实对土壤中 K的消耗比较明显,结实与未结实株土壤全 K含量差
值为 4. 834 9 g /kg,对 P的消耗则相对较弱,其差值较小;(5)果实横径的增加有利纤维产量的增长,当果实长
度超过 20 cm则有减少的趋势,种子数量与纤维产量成反比关系。对单株而言果实平均纵径超过 15. 7 cm、平均
单果重超过 45. 43 g的植株有利于提高纤维产量。单果纤维产量的影响因子中土壤全 P >速效 P >速效 N >胸径
>侧枝台数 >树高,并对单果纤维产量的增加具有正效应。
关键词:吉贝;结实特征;地形;密度;土壤养分;元江干热河谷
中图分类号:Q 948. 12 文献标识码:A 文章编号:1672 - 8246 (2015)03 - 0053 - 08
Fruiting Characteristics and Influencing Factors of Six-year-old
Ceiba pentandra Plantation
YANG Jian-jun,MA Huan-cheng,ZHAO Gao-juan,PING Pan,GE Luan,HUANG Dong,Wang Yan-qi
(Key Laboratory of State Forestry Administration for Biodiversity Conservation in Southwest China,
Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,P. R. China)
Abstract:The fruiting characteristics and fruit characters of six-year-old Ceiba pentandra plantation in Bohe town,
Gejiu City,Honghe prefecture were investigated to find out the influence of terrain and planting density on the
growth and fruits as well as the relationships among soil,leaf nutrient,and fruits. The results showed that:(1)
The ranges of height,canopy,and DBH of six-year-old C. pentandra were 3. 5 ~ 6. 5 m,8. 74 ~ 17. 01 cm,re-
spectively. The average fruit setting amount was 17. 09,and the fiber yield of single fruit was 11. 03 kg. (2)
The height,DBH and canopy of C. pentandra planted in valley were significantly (P < 0. 05)higher than those in
terrace,and the fruit yield and seed number of single tree surveyed in valley were higher than those in terrace. A
highest fruit yield of C. pentandra in the plot (4 m ×4 m)of terrace was found. The terrain had significant effects
第 44 卷 第 3 期
2015 年 6 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 44 No. 3
Jun. 2015
* 收稿日期:2015 - 02 - 04
基金项目:国家自然科学基金 (31260175)和云南省高校科技创新团队建设项目资助。
第一作者简介:杨建军 (1989 - ),男,硕士研究生,主要从事干热河谷植物抗旱性研究。E-mail:yndlyangjianjun@ 163. com
通讯作者简介:马焕成 (1962 -),男,教授,博士生导师,主要从事干热河谷植被恢复研究。E-mail:mhckm@ foxmail. com
on the length,weight and fiber yield of the fruits. (3)The density influenced the numbers of branches and vertic-
illation branches. The height,DBH and canopy were inversely proportional to the numbers of branches. There
was no obvious variation to fruiting with the increase of density. The diameter was extremely influenced by high
planting density. The planting densities of 4 m ×4 m in the plot of valley and 4 m ×3 m in terrace were helpful to
growth and fruiting with the fruiting rate of 72. 58 % and 22. 45 % respectively. (4)The soil available nitrogen
and leaf nitrogen of fruiting were higher than those of fruitless. There existed the relationship between nitrogen sup-
ply and fruiting. Fruiting trees consumed more total potassium than fruitless trees,and the difference of soil K
content was 4. 834 9 g /kg. However,the demand for total P contents was relatively weak. (5)A wider diameter
of fruit increased fiber yield,but it has a tendency to reduce for fruit length which was more than 20 cm. To im-
prove fiber yield,the tree with more than 15. 7 cm in average of fruit length and 45. 43 g in average of weight was
helpful to fiber yield. The influencing degree on single fruit fiber followed the order:soil total P > available P > a-
vailable N > DBH > the number of verticillate branch > height,all of those factors positively influenced on single
fruit fiber.
Key words:Ceiba pentandra;fruiting characteristics;terrain;density;soil nutrient;Yuanjiang Hot-dry Valley
吉贝〔Ceiba pentandra (Linn. )Gaertn. 〕为木
棉科 (Bombacaceae)吉贝属 (Ceiba Miller)落叶
大乔木,又名爪哇木棉和美洲木棉[1],原产热带
美洲和东印度群岛[2],中国云南、广东、广西等
地引进栽培的历史一般不超过 40 年[1 ~ 3]。吉贝纤
维因为具有驱虫防臭的特点而被用作高端纺织原
料,中国市场上吉贝纤维原料全部依赖进口。因
此,营造高产优质的吉贝人工林是解决中国吉贝纤
维原料短缺的必然趋势。吉贝因其具有果大、果实
纤维含量高和不飘絮等特点成为干热河谷纤维人工
林的首选树种。在云南省干热河谷地区已经有超过
2 000 hm2 的吉贝种植基地,但关于吉贝人工林相
关结实规律和影响因子分析的研究国内外尚无报
道。
发展吉贝人工林,是填补中国高端纤维原料短
缺的重要措施。目前,棉花 (Gossypium hirsutum
L. )纤维是重要的战略物资和纺织工业原料,但
中国的棉花纤维强度偏低、品质类型单一、纤维黄
度持续存在等问题[4],导致棉纤维产品缺乏国际
竞争力[5],开发利用天然的高端纤维是解决棉纤
维所面临困境的有效手段。但是,关于吉贝果实的
研究有见云南省吉贝种质资源的果实性状调查分
析[6]和木棉纤维长度与果实长度关系的报道[7];
国内外对吉贝的研究也多集中于纤维的物理性
质[8 ~ 9]、化学成分[3,10 ~ 11],遗传多样性、传粉生物
学[12 ~ 14]等方面。
果实产量是集约化栽培下的重要经济性状,如
何提高吉贝果实产量与纤维品质是一个亟待解决的
问题。本项研究通过对吉贝结实特征以及果实性状
特征进行调查,探讨集约化栽培下吉贝生长特点和
结实特性,以及结实与地形、种植密度、土壤和叶
片养分的关系。以期为提高吉贝人工林结实率和纤
维产量提供理论参考。
1 材料与方法
1. 1 样地概况
调查样地位于云南省红河州个旧市保和乡冷镦
村 (北纬 23°1129″ ~ 23°1216″,东经 102°5650. 2″
~ 102°5532. 8″)。属于典型干热河谷气候,具有
热量充足、太阳辐射较强、水分缺乏、干湿明显等
特点[15],极端温度可达 49 ℃,年积温 > 5 500 ℃,
年降水量 600 mm,土壤为燥红壤。
吉贝林分初植于 2008 年 1 月,2011 年始花,
花期 2 - 3 月,有 2 次开花现象,中间相差 40 - 50
天,2012 年进入初果期。在 2013 年 6 月果实采收
期开始调查。
1. 2 调查方法
1. 2. 1 样地划分与调查
根据小地形、种植密度等因素划分样地 6 个
(表 1),分为山沟 (沟内被填平呈阶梯状)和台
地 (定植时水平阶整地)两种类型;每种类型的
样地 35 m × 35 m,其生境条件相近。每样地进行
每木检尺,并统计轮生枝的台数和一级侧枝数,结
实植株的结实量。
1. 2. 2 果实特性调查
每样地结实株随机选取果实 5 个,描述果实形
态,测量其果实纵径、横径、果实重量、纤维重量、
45 西 部 林 业 科 学 2015 年
种子数目及重量。将所有果实按果形系数[16] (果
形系数指果子长与宽的比值)和果实纵径分级。
表 1 样地特征
Tab. 1 Characteristics of sample plots
样地
编号
地形
株行距
/m × m
面积
/m2
调查株
数 /株
植株密度
/株·hm -2
1-1 台地 4 × 4 1 656 60 568
1-2 台地 4 × 3 1 395 49 712
1-3 台地 2 × 3 1 041 51 1 256
2-1 山沟 4 × 4 1 346 62 498
2-2 山沟 4 × 3 1 541 79 832
2-3 山沟 2 × 3 1 625 56 1 284
1. 3 土样和叶片采集
每样地分别选取典型的结实和未结实植株各 3
株,且未结实植株周围 6 m内没有结实的植株;在
不同方向每样株根区布设 3 个取样点,分别在上层
土 0 ~ 20 cm 和下层土 20 ~ 60 cm 采集根区土壤,
按 2 个土层的土样混合后装袋;并在不同的方向选
取 4 个标准结果枝,采集枝顶端第 5 片和第 6 片成
熟叶片混合后装袋。
1. 4 土样与叶样测定
实验室分析根据中华人民共和国林业行业标准
森林土壤养分的测定方法[17]测定全 N (扩散法)、
全 P (钼锑抗比色法)、全 K (氢氧化钠碱熔-火焰
光度法)。土壤速效养分采用连续流动分析仪
(Auto Analyzer 3)测定速效 N、P,速效 K 火焰光
度法测定[17],分析不同地形结实和未结实植株土
壤养分状况。植物叶片养分测定全 N (扩散法)、
全 P (钼锑抗比色法)、全 K (火焰光度法)。
1. 5 数据处理与分析
采用 Excel 2007、SPSS 13. 0 进行数据统计处
理与分析,Sigma Plot 12. 0 制图。采用单因素方差
分析法和多元线性回归分析法分析。
2 结果与分析
2. 1 地形与密度对树木生长的影响
不同生境吉贝 6 年生人工林生长指标见表 2。
由表 2 可知,吉贝的树高和冠幅分别在 3. 5 ~ 6. 5
m和 2. 5 ~ 6. 0 m 之间,其中样地 2-1 树高和冠幅
极显著高于其他样地;胸径的变化只有在 2-1 样地
显著性最高,而 1-3 样地显著性最低;相同的密度
条件 (4 m × 4 m 和 2 m × 3 m),台地与山沟的分
枝数和轮生枝台数无差异;表明山沟内吉贝树高、
胸径和冠幅显著高于台地,地形对吉贝人工林分枝
数与轮生枝台数的影响不显著。
表 2 不同样地的吉贝植株生长情况
Tab. 2 Tree growth of Ceiba pentandra in different sample plots
样地编号 树高 /m 胸径 /cm 分枝数量 /枝 轮生枝台数 /台 冠幅 /m
1-1 3. 84 ± 0. 15cC 9. 97 ± 0. 58cB 9. 40 ± 1. 19cC 2. 78 ± 0. 18cD 3. 11 ± 0. 15cC
1-2 4. 11 ± 0. 09cC 10. 95 ± 0. 31bcB 14. 00 ± 0. 51aA 4. 61 ± 0. 16aA 3. 11 ± 0. 08cC
1-3 3. 81 ± 0. 07cC 8. 74 ± 0. 27dC 11. 23 ± 0. 38bcBC 3. 75 ± 0. 13bBC 2. 72 ± 0. 08cC
2-1 6. 41 ± 0. 16aA 17. 01 ± 0. 49aA 9. 68 ± 0. 35cC 3. 19 ± 0. 11cCD 5. 82 ± 0. 16aA
2-2 5. 11 ± 0. 13bB 11. 52 ± 0. 31bB 11. 86 ±0. 50bABC 3. 91 ± 0. 17bB 3. 83 ± 0. 19bB
2-3 5. 31 ± 0. 16bB 11. 23 ± 0. 48bcB 12. 64 ± 0. 54abAB 4. 20 ± 0. 18abAB 3. 96 ± 0. 18bB
注:结果为平均值 ±标准误,同一列内不同的样地之间不同的小写字母表示在0. 05水平差异显著,不同的大写字母表示在0. 01水平差异极显著。
除 2-1 样地之外,随初植密度的增加,吉贝的
树高、胸径和冠幅等生长指标不显著;台地的吉贝
树木生长指标随密度的增加有先增后降的趋势,山
沟的吉贝林,其树高和胸径的变化随密度的增加出
现降低的趋势,分枝数和轮生枝台数则升高。1-2
和 2-3 样地较其他样地分枝数和轮生枝台数的差异
极显著。由此说明,分枝的产生,初植密度作用明
显高于地形因素。
综上所述,山沟内吉贝林其株行距为 4 m × 4
m样地树木生长最好。地形对植株生长的作用要明
显高于密度效应,山沟内吉贝的树高、胸径和冠幅
显著高于台地;密度则影响分枝数和轮生枝台数。
2. 2 地形与密度和结实量的关系
图 1显示,样地 2-1 与其他样地相比较平均单
株结实量差异极显著,而其他样地结实量都未达显
著水平。山沟中的吉贝植株结实量高于台地,单株
最大挂果量最高达 97个,结实株率最高达 72. 58 %;
而台地结实株率较低,最高为 22. 54 % (表 3)。2-
55第 3 期 杨建军等:6 年生吉贝人工林结实特征及其影响因子分析
3 样地结实株率最低,但结实量和单株最大结实量
要低于 2-1 样地而高于其他样地。随初植密度增
加,台地结实总数和平均单株结实量呈先增后降的
趋势,而山沟其变化趋势呈先减后增,这与植株生
长变化趋势一致,表明结实量与植株生长变化密切
相关。其中,分枝数量大与轮生枝台数多结实量相
对较高,这说明吉贝结实与叶面积有关。较低的地
形 (山沟)低密度 (4 m × 4 m)定植可以增加吉
贝的结实量。
图 1 不同样地平均单株结实量
Fig. 1 Average individual fruit setting amount in
different sample plots
表 3 不同样地 6 年生吉贝人工林结实状况
Tab. 3 Fruiting parameters of six-year-old Ceiba pentandra
plantation in different sample plots
样地
编号
株行距
/m × m
结实株
率 /%
结实量
/个
单株最大
结实量 /个
纤维产
量 /kg
1-1 4 × 4 10 44 18 0. 58
1-2 4 × 3 22. 45 100 18 1. 08
1-3 2 × 3 7. 84 32 12 0. 32
2-1 4 × 4 72. 58 997 97 10. 78
2-2 4 × 3 16. 46 99 26 1. 4
2-3 2 × 3 7. 14 152 50 1. 59
2. 3 果实特征
相同的地形条件,随初植密度增加,台地的吉
贝果实的横径、纤维产量、种子重和种子数呈先增
后降的趋势,而山沟内其变化趋势相反 (图 2)。
相同的密度 (株行距)条件,仅有 4 m × 3 m 定植
时台地内果实横径、纤维产量、种子质量和种子数
量要显著高于山沟;4 m × 4 m 定植时台地内吉贝
仅是果实纵径和纤维产量显著高于山沟;而 2 m ×
3 m定植时,台地与山沟相比横径和纵径差异显
著。由此表明,地形对果实性状特征的影响在 4 m
×3 m定植时较为明显;初植密度对果实性状的作
用在 2 种地形条件下其变化趋势相反。
图 2 不同样地吉贝的果实性状特征
Fig. 2 Fruit characteristics of Ceiba pentandra in different sample plots
65 西 部 林 业 科 学 2015 年
吉贝单个果实平均可产生 11. 03 g 纤维,折合
667 m2 纤维仅有 1. 094 kg。样地 2-3 的吉贝的果重
和纵径都较大,种子数量多,纤维产量较少;相
反,样地 1-2 的吉贝纵径相对较小但果实横径最
大,其纤维产量最高。吉贝果实长度和横径的增
加,果实内表皮的表面积变大,纤维形成的位点增
多,但种子在数量上占据优势以争夺养分,从而削
弱了纤维产量的增加;而养分在果实内分配机制还
有待研究。简而言之,果实长度的增加对纤维产量
的影响不显著,吉贝的果实横径的增加有利于纤维
产量的升高,种子数量增多反而不利于纤维产量的
增加。
调查中发现,吉贝人工林中单果平均纵径超过
15. 7 cm、平均单果重超过 45. 43 g 的植株纤维产
量高。但是仅有 1. 16 %的果实其纵径大于 25 cm,
55. 49 %的果实其纵径在 15. 0 ~ 25. 0 cm 之间,其
单果平均纤维产量分别为 14. 81 g 和 11. 66 g,表
明吉贝纤维产量高的果实较少,需要进行吉贝高纤
维含量品种选优和制定增产措施,这些方面的研究
还需进一步开展。
2. 4 土壤和叶片养分与结实的关系
2. 4. 1 土壤养分与结实的关系
若单从结实与未结实植株根区养分状况来看而
不考虑地形因素,结实株土壤全 N、全 P、全 K以
及 pH均值都要低于未结实株;不同土层结实植株
和未结实植株根区养分差异不显著,仅有上层土全
K和下层土有机质达到显著水平 (图 3)。土壤中
全 K和有机质含量水平较高;而全 N 含量较低且
不足 0. 15 g /kg,全 P 的含量也相对较低,其含量
要远低于其它类型的土壤[18]。相比之下结实与未
结实株土壤全 K相差较大,其含量差值为 4. 834 9
g /kg。由此可知,吉贝结实对 N 和 K 的消耗比较
明显,而对 P 的消耗不明显;与此同时,结实株
根区土壤有机质含量较高 (表 4,图 3)。
图 3 吉贝结实和未结实株不同土层养分状况
Fig. 3 Soil nutrition of different layers of fruiting and fruitless Ceiba pentandra trees
速效养分是植物可利用土壤养分,土壤的有效
氮的含量与 pH值呈显著的负相关关系(R = -0. 514)。
2 种地形条件,结实与未结实植株土壤速效 N、P、
K差异性都不显著;其中,台地结实株的土壤速效
P、K低于未结实株,山沟则相反 (表 4)。不同土
层速效 N和速效 K则表现为结实株高于未结实株,
未结实株根区 0 ~ 20 cm 土层土速效 P 的含量高于
结实株 (图 3),这可能与 pH 值差异显著 (P =
75第 3 期 杨建军等:6 年生吉贝人工林结实特征及其影响因子分析
0. 012)有关,随 pH 值的增加速效 P 有先增后降
的趋势 (表 4)。
总之,植株结实与土壤氮供应有一定关系,氮
缺乏可能导致吉贝不能结实,土壤 pH 值影响养分
的转化和植物吸收。
表 4 不同地形吉贝结实植株与未结实植株的土壤养分状况
Tab. 4 Soil nutrition of fruiting and fruitless Ceiba pentandra trees planted in different terrain
项目
全 N(TN)
/g·kg -1
全 P(TP)
/g·kg -1
全 K(TK)
/g·kg -1
有机质(OGM)
/g·kg -1
台地
结实 0. 098 5 ± 0. 014 2ab 0. 783 8 ± 0. 040 8a 29. 73 ± 2. 025b 39. 89 ± 1. 383a
未结实 0. 126 5 ± 0. 012 1a 0. 786 3 ± 0. 049 8a 35. 55 ± 1. 466a 31. 28 ± 5. 813a
山沟
结实 0. 092 3 ± 0. 013 2ab 0. 820 3 ± 0. 203 4a 32. 02 ± 1. 118ab 31. 60 ± 3. 573a
未结实 0. 065 6 ± 0. 008 0b 0. 853 5 ± 0. 041 2a 35. 87 ± 1. 705a 18. 59 ± 2. 055b
项目
速效 N(AN)
/g·kg -1
速效 P(AP)
/g·kg -1
速效 K(AK)
/g·kg -1
pH值
台地
结实 0. 003 9 ± 0. 000 8a 0. 0011 ± 0. 000 3a 0. 4524 ± 0. 025 9a 8. 083 ± 0. 088 0b
未结实 0. 002 7 ± 0. 000 1a 0. 002 6 ± 0. 001 6a 0. 460 1 ± 0. 047 1a 8. 207 ± 0. 093 8ab
山沟
结实 0. 003 6 ± 0. 000 3a 0. 0014 ± 0. 000 4a 0. 4528 ± 0. 031 6a 8. 178 ± 0. 029 0ab
未结实 0. 0028 ± 0. 0001a 0. 001 ± 0. 000 04a 0. 360 4 ± 0. 033 1a 8. 347 ± 0. 022 3a
注:结果为平均值 ±标准误,同一列内不同小写字母表示在 0. 05 水平差异显著。
2. 4. 2 叶片养分与结实的关系
吉贝结实植株与未结实植株叶片的总氮含量差
异极显著 (P = 0. 002),总磷和钾没有达到显著水
平 (图 4)。结实株叶片中 N 含量高于未结实株,
与根区土壤氮供应差异一致,氮水平较低可能是导
致吉贝不能结实的原因。叶片中 P 和 K 对吉贝结
实的影响不显著。
图 4 吉贝结实与未结实株叶片养分状况
Fig. 4 Leaf nutrition of fruiting and fruitless
Ceiba pentandra trees
2. 4. 3 纤维产量与营养条件的关系
为了寻找单果纤维产量和单株纤维产量的影响
因子,建立胸径、树高、冠幅和营养元素的多元线
性回归方程:其中单果纤维 R = 0. 616,P < 0. 001;
单株纤维产量 R = 0. 493,P < 0. 013。从方程中可
看出,正向影响单果纤维产量因子:土壤全 P >速
效 P >速效 N >胸径 >侧枝台数 >树高;负向因
子:全 K >全 N >冠幅;正向效应中土壤速效 P对
单果纤维产量增加的影响最大,速效 N 次之,而
冠幅影响单果纤维提高的负效应最小。初步得出影
响单株纤维产量增加的因子:全 K >全 N >胸径 >
树高。速效 N 和 P 对单个果实的纤维产量有促进
作用,对单株纤维产量而言则具有负效应,这可能
是过多的速效养分容易引起植株营养生长旺盛而不
利于结实。
单果纤维 = - 0. 914 + (0. 009 04 DBH)+
(0. 093 5 High)-(0. 012 4 Canopy)+(0. 257 N)-
(70. 264 TN)+ (171. 519 TP)- (4. 019 TK)+
(413. 405 AN)+(2 144. 549 AP)。
单株纤维产量 = - 1 425. 092 +(16. 287 DBH)
+(17. 166 High)-(5. 064 Canopy)-(9. 484 N)+
(3 522. 801 TN)-(244. 311 TP)+(58. 163 TK)-
(95 764. 992 AN)-(177 115. 601 AP)。
3 结论与讨论
3. 1 地形对吉贝树木生长、结实状况和果实性状
影响
植物结实是种质资源延续的主要形式,也是实
85 西 部 林 业 科 学 2015 年
现经济性状的重要途径。结实条件和果实的性状特
征受遗传特性、环境因素[19 ~ 20]、营养条件[21 ~ 22]等
多重因素的影响。树体生长是结实的基础,山沟内
吉贝的树高、胸径、冠幅显著高于台地,其植株结
实量和单株最大结实量优于台地;在较低的地形
(山沟)立地条件好,吉贝低密度 (4 m ×4 m)定
植时结实量多;而分枝数量大与轮生枝台数多,植
株光合面积增加,结实量同样增加,说明结实量受
树冠大小和植株个体大小的影响[23]。其中胸径和
冠幅对结实的影响与李立[19]等对云南铁杉 (Tsuga
dumosa)开花结实特性的研究结果一致,但树高
对结实的作用则不同。地形对吉贝的果实纵径、果
重以及纤维产量变化的影响显著。
3. 2 密度对吉贝树木生长、结实状况和果实性状
影响
人工栽培下,植株所获得的光资源和土壤养分
资源相对均一,高密度种植则不利个体发育,并在
结实后期群体光合速率下降[24]。随密度增加对资
源的竞争加剧,胸径和冠幅的变化极显著[25]。胸
径的生长主要受水分条件限制[26],而密度对植株
分枝产生的作用显著则是对光资源竞争的结果。台
地的光照条件好,蒸发量高于山沟,低密度种植土
壤水分蒸散量大,高密度种植时耗水增多而生长减
缓;山沟水分供应相对较好,低密度则有利生长,
因此,株行距山沟 4 m ×4 m、台地 4 m ×3 m定植
吉贝,其生长较好。密度影响吉贝分枝和轮生枝台
数的产生,树高、胸径和冠幅与分枝数成反比关
系。萌枝的发生引起主干资源向外转移[27],与此
同时,分枝数增加可引起净光合效率的下降,而叶
片数的增加能够消除此种负效应[28],从而造就吉
贝树体高、胸径和冠幅大而分枝数量却很少,或是
分枝多而胸径和树高则相对降低;此 2 种现象都是
植株为了提高光合产能的结实策略。随密度增加,
结实量没有出现明显的变化规律;高密度定植果实
横径变化差异极显著。
结果表明,山沟内树高、胸径和冠幅显著高于
台地;密度则影响分枝和轮生枝台数的产生。3 种
密度条件,山沟株行距为 4 m × 4 m 定植,其生长
和结实最好。
3. 3 营养状况与结实
营养条件是结实的基础[21]。氮素是植物必须
的营养元素之一,吉贝结实植株根区氮的供应水平
和植株叶片氮含量要高于不结实植株,并且发现在
豆科植物旁边的吉贝能够结实而相距较远 (约 6
m)的吉贝不结实的现象,由此,可以推断当土壤
氮缺乏时可能导致吉贝不结实。缺钾可导致光合器
官受损、叶绿素含量和气孔导度降低[29],吉贝结
实对钾素的消耗量大,可能是保护光合器官,促进
光合产能。因此,较高的需钾量可能是吉贝完成有
性生殖适应干热环境所采取的一种适应策略。
叶片养分在植物体构成和生理代谢方面发挥着
重要作用[30],是反映树体营养状况的重要标
志[31],结实所需要的营养受叶片养分支配。吉贝
叶片中养分含量的高低随土壤养分供应水平变化而
变化,叶片养分含量的多少决定了再分配的能力,
因而叶片养分再分配能力受土壤养分库的影响,此
结果与鲁叶江[32]等对缺苞箭竹 (Fargesia denuda-
ta)的研究结果一致。
3. 4 树木生长和营养条件与纤维产量的关系
吉贝果实横径的增加有利纤维产量的增长,当
果实长度超过 20 cm纤维产量则有减少的趋势,而
果实种子数量与纤维产量成反比关系,种子数量增
加可能引起纤维发育所获得的养分降低,从而影响
纤维产量的升高。对单株而言果实平均纵径超过
15. 7 cm、平均单果重超过 45. 43 g 的植株有利于
提高纤维产量。与此同时,纤维产量的增加光照条
件有关。从多元线性回归分析中可以推断,速效 N
和速效 P 的含量可能存在特定的促进结实的变化
范围,达不到该范围的下限则不能结实,超过上限
则营养生长大于生殖生长,是否存在此种机制仍需
进一步研究。
3. 5 应用展望
为了最有效地获得更多的果实纤维、提高纤维
产量,适合吉贝增产的措施可以归结为:选择纤维
产量高的优良个体进行推广栽培,株行距采用山沟
4 m ×4 m、台地 4 m × 3 m 的定植形式;合理修剪
以增加侧枝量,结实期调控树体结实量和结实分
布;林下种植豆科植物提高土壤固氮能力,并注重
速效 N和 K的供应,适量补充磷素。
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