全 文 ：第 29卷第 10期 西 南大 学 学报 (自然科学版) 2007年10月
Vol.29 No.10 Journal of Southw est Unive rsity (N atural Science Edi tion) Oct. 2007
文章编号:1673-9868(2007)10-0104-05
美国山核桃不同品种接穗对嫁接苗木
根系生长发育影响的研究①
常 君1 , 2 , 姚小华1 , 杨水平2 , 王开良1
1.中国林业科学研究院 亚热带林业研究所 , 国家林业局亚热带林木培育重点开放性实验室 , 浙江 富阳 311400;
2.西南大学 资源环境学院 , 重庆 400716
摘要:两年生砧木 , 不同品种的美国山核桃接穗嫁接一年后 , 其苗木根系长度 、 根系表面积 、 根系体积 、 生物量等
指标均表现极显著差异 , 根系总长最大可达 2 911.36 cm , 为最小 1.82 倍;根系表面积最大为 573.07 cm2 , 为最小
1.79 倍;根系体积最大可达 10.83 cm3 , 为最小 2.11 倍.各指标两两之间(个别例外)均呈极显著相关 , 个别呈极显
著负相关 , 关于其具体相关关系可做进一步的研究.根系长度 、 根系表面积 、根系体积在不同根级之间和同一根级
内均存在较大差异.而巨大的根系表面积对水分的供应和养分的吸收具有极其重要的作用.
关 键 词:美国山核桃;接穗;根系
中图分类号:Q949.735 文献标识码:A
根是固着植物 , 并从土壤中吸收和运输水分与养分的器官 , 是土壤资源的直接利用者和产量的重要贡
献者[ 1] , 是土壤与植物的动态界面.植物依赖根系来吸收土壤中的矿质营养和水分并输送到地上部分供它
利用.从生态系统的角度看 , 植物根系在生态系统的生物地球化学循环中扮演着重要角色 , 一般说来 , 森
林生态系统中年净初级生产量的 50%以上被分配到地下部分的根系[ 2 , 3] , 通过细根周转输入到土壤中的养
分相当于或多于通过地上部分凋落物输入量[ 4-7] .森林的根系在全球碳素平衡和流动中也起着关键作用.
在许多森林生态系统里 , 根系的生产量要占碳素年循环量的大约 50%[ 8] , 占全球年初级生产量的 33%[ 9] .
随着研究的深入 , 人们越来越重视作为森林生态系统整体的一部分 ———林木根系的研究.
相对作物根系研究来说 , 我国对森林生态系统根系的研究起步较晚 , 美国山核桃(Carya i l linoensis
K.koch)又名薄壳山核桃 、长山核桃 , 是胡桃科山核桃属植物[ 10] , 是世界著名干果之一 , 也是优良的果材
兼用树种[ 11] , 属深根性树种 , 目前国内对其苗木根系特征研究几乎没有 , 由不同接穗对其根系生长发育特
征影响角度研究其根系特征尚属空白.本文在浙江省建德市美国山核桃育苗基地取样 , 对美国山核桃根系
各参数(根系长度 、根系表面积 、根系体积 、根系生物量等)进行测定 , 以期得出其根系生长发育特征 , 为美
国山核桃育苗生产实践提供理论保障.
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验安排在浙江省建德市美国山核桃育苗基地 , 该基地位于建德市邓家东坞村 , 地理位置为29°28′N ,
119°23′E , 海拔高度50 m , 年均温 16.9 ℃, 无霜期 254天 , 年降雨量1 500 mm , 土壤为紫砂土.2006年3
月 18日 , 选取大小基本一致 , 无病虫害的美国山核桃两年实生苗为砧木进行嫁接 , 接穗为 30 , 27 , 51 , 5 ,黄
① 收稿日期:2007-06-06
基金项目:948资助项目《薄壳山核桃优质苗木繁殖技术引进》(2006-4-82);科技部农业成果转化资助项目(2006GB24320401);浙江
省农业科技成果转化资助项目(2005D70027).
作者简介:常 君(1981-), 男, 山西怀仁人 , 硕士研究生 , 主要从事经济林育种与栽培技术研究.
通讯作者:姚小华 , 研究员 , 首席专家 , 博士生导师.
DOI :10.13718/j.cnki.xdzk.2007.10.010
山 1号和马汗等 6个品种(30 , 27 ,51和 5号为实生群体选育出的优良无性系), 2007年 3 月 18日取样 , 不
同接穗嫁接苗重复 15次 , 每次取苗 1株.
1.2 测量内容和方法
用游标卡尺 、卷尺分别测定苗粗 、苗高;根系重量用 1/100电子天平称量;根冠比为根系干质量/地上
部分干质量;采用加拿大 Regent公司的S TD1600+、双光源专用扫描仪对根系扫描 , 根系图像分析采用该
公司的根系图像分析软件 WinRHIZO Pro 2005b;得出根系长度 、根系表面积 、根系体积 、各根级根系长
度 、根系表面积 、根系体积等指标.
1.3 数据分析
所有数据是在 Excel ,Dps处理软件中进行分析处理.
2 结果与分析
2.1 不同接穗对美国山核桃苗木根系影响特征
从表 1方差分析中可以看出 , 美国山核桃不同接穗嫁接苗根系长度 、根系表面积 、根系体积 、根系鲜
质量 、根系干质量和根冠比等之间都存在极显著的差异 , 地上部分的生长指标嫁接点以上的粗度 、嫁接点以
上的长度也存在极显著差异.根系总长最大为黄山 1号 , 为 2 911.36 cm , 最小为 27号 , 仅为 1 601.34 cm ,
达1.82倍;根系表面积最大也为黄山1号 , 为573.07 cm 2 , 最小的是27号 , 仅为 319.51 cm2 , 达1.79倍;
根系体积差异也比较大 , 最大为黄山 1号 , 可达 10.83 cm3 , 最小为 30号 , 仅为 5.14 cm3 , 达 2.11倍.
表 1 不同接穗美国山核桃嫁接苗各参数方差分析
变因 df 根系长度/ cm
MS F
根系表面积/cm2
MS F
根系体积/ cm3
MS F
嫁接点以上粗度/ cm
MS F
组间 5 3 083 289 3.513 ＊＊ 169 782 6.064 ＊＊ 100.5 5.614＊＊ 0.498 0 43.81＊＊
组内 84 877 587 27 998 17.90 0.01 137
变因 df 嫁接点以上长度/ cm
MS F
根系鲜质量/g
MS F
根系干质量/ g
MS F
根冠比/干质量
MS F
组间 5 4 690 44.89 ＊＊ 16 781 7.845 ＊＊ 6 966 10.48＊＊ 4.363 9.034＊＊
组内 84 104.5 2 139 664.7 0.482 9
注:＊为差异显著;＊＊为差异极显著.
从表 2中可以看出 , 黄山 1号 、马汗 2者在各指标之间未表现出显著性差异外 , 与其他不同接穗嫁接
苗均差异显著(51号除外);嫁接点以上粗度 、嫁接点以上长度差异显著性完全一致 , 黄山 1号 、马汗和 5
号 3者两两之间未表现出差异显著性 , 分别与51号 、 27号 、 30号均差异显著;地下部分鲜质量 、地下部分
干质量差异显著性也比较一致 , 黄山 1号 、马汗两者之间未表现出显著性差异 , 与 5号 、 51号 、 27号 、 30
号均差异显著 , 5号与 51号 、 30号与 27号之间未表现出显著性差异;根冠比为衡量根系机能的一个重要
指标 , 根冠比值高说明根系的机能活性强 , 反之则弱 , 由表 2多重比较可看出 , 30号根冠比值与 27号 、 5
号 、 51号 、黄山1号 、马汗均差异显著 , 27号与5号两者之间未表现出显著性差异 , 27号分别与黄山1号 、
马汗 、51号差异显著 , 51号 、黄山 1号与马汗 3者两两之间均未表现出显著性差异.就造林成活率角度考
虑 , 黄山 1号无论是根系长度 、根系表面积还是根系体积均最大 , 适宜造林 , 但其结果性状还有待于进一
步追踪观测 , 马汗品种虽然根系长度 、根系表面积和根系体积不是最大 , 造林时对其成活率可能有一定影
响 , 但其结实性状较好 , 经济价值较高 , 为目前主要推广品种.关于不同接穗美国山核桃品种的综合经济
效益评价还有待于进一步的研究.
表 2 不同接穗美国山核桃嫁接苗各参数均值 、多重比较
接穗 根系长度/ cm
根系表面
积/cm2
根系体积
/cm3
嫁接点以
上粗度/cm
嫁接点以
上长度/ cm
根系鲜质量
/g
根系干质量
/ g
根冠比
/干质量
黄山 1 号 2 911.36a 573.07a 10.83a 0.993a 53.59a 161.42ab 94.21a 2.52cd
51号 2 332.53ab 463.05ab 7.94ab 0.692b 19.80b 121.39c 59.92bc 2.58cd
马汗 2 272.73ab 514.84a 10.67a 0.992a 50.33a 164.32a 87.33a 2.21d
5 号 1 995.88b 360.86bc 5.81b 0.942a 46.32a 128.59bc 67.24b 2.84bc
30号 1 873.92b 325.42c 5.14b 0.615b 19.12b 93.71cd 45.89c 3.73a
27号 1 601.34b 319.51c 5.53b 0.637b 23.27b 83.55d 40.92c 3.16b
注:显著水平为 5%, 字母相同为相互不显著.
105第 10期 常 君 , 等:美国山核桃不同品种接穗对嫁接苗木根系生长发育影响的研究
2.2 不同接穗美国山核桃苗各参数相关性分析
从表 3中可以看出 , 除根冠比外 , 根系长度 、根系表面积 、根系体积 、嫁接点以上粗度 、嫁接点以上长
度 、地下部分鲜质量 、地下部分干质量 、地上部分鲜质量 、地上部分干质量两两之间均呈极显著正相关 , 根
系表面积与根系长度 、根系体积(r=0.850 9＊＊ ,0.871 5＊＊), 嫁接点以上粗度与嫁接点以上长度 、地上部
分鲜质量 、地上部分干质量(r=0.916 3＊＊ , 0.834 5＊＊ , 0.825 3＊＊), 地下部分鲜质量与地下部分干质量 、
地上部分鲜质量 、地上部分干质量(r=0.980 3＊＊ , 0.829 1＊＊ ,0.822 0＊＊), 地下部分干质量与地上部分鲜
质量 、地上部分干质量(r=0.843 3＊＊ ,0.841 9＊＊), 地上部分鲜质量与地上部分干质量(r=0.997 7＊＊)的相
关系数均在 0.8以上 , 估计精度在 95%的可靠性水平也都在 90%以上.根冠比值与嫁接点以上粗度 、嫁接点
以上长度 、地上部分鲜质量 、地上部分干质量(r=-0.388 2＊＊ , -0.378 6＊＊ , -0.443 0＊＊ , -0.443 3＊＊)
均表现出极显著负相关 , 但与地下部分鲜质量 、地下部分干质量相关不显著 , 根冠比值与地上部分关系
较为密切.
表 3 不同接穗美国山核桃苗各参数相关性分析
指标 根系长度/cm
根系表面积
/cm2
根系体积
/cm3
嫁接点以上
粗度/ cm
嫁接点以上
长度/ cm
地下部分
鲜质量/ g
地下部分
干质量/g
地上部分
鲜质量/g
地上部分
干质量/g 根冠比
根系长度/cm 1
根系表面积/cm2 0.850 9＊＊ 1
根系体积/cm3 0.510 7＊＊ 0.871 5＊＊ 1
嫁接点以上粗度/cm 0.379 7＊＊ 0.510 2＊＊ 0.498 4＊＊ 1
嫁接点以上长度/cm 0.304 2＊＊ 0.426 9＊＊ 0.428 8＊＊ 0.916 3＊＊ 1
地下部分鲜质量/g 0.457 7＊＊ 0.703 7＊＊ 0.720 3＊＊ 0.687 5＊＊ 0.610 7＊＊ 1
地下部分干质量/g 0.461 9＊＊ 0.695 5＊＊ 0.709 2＊＊ 0.718 1＊＊ 0.661 9＊＊ 0.980 3＊＊ 1
地上部分鲜质量/g 0.446 6＊＊ 0.660 5＊＊ 0.658 9＊＊ 0.834 5＊＊ 0.798 7＊＊ 0.829 1＊＊ 0.843 3＊＊ 1
地上部分干质量/g 0.453 6＊＊ 0.664 5＊＊ 0.661 7＊＊ 0.825 3＊＊ 0.791 7＊＊ 0.822 0＊＊ 0.841 9＊＊ 0.997 7＊＊ 1
根冠比/干质量 -0.058 2 -0.077 2 -0.061 6 -0.388 2＊＊-0.378 6＊＊ 0.066 6 0.054 6 -0.443 0＊＊-0.443 3＊＊ 1
注:＊为显著相关 , ＊＊为极显著相关.
2.3 不同接穗美国山核桃苗木根系生物量与根系分级
生物量是生态系统获取能量能力的主要体现 , 对生态系统结构的形成具有十分重要的影响.从图 1可
以看出 , 接穗不同对美国山核桃嫁接苗木根系生物量影响比较大 , 经方差分析都表现极显著差异(F鲜质量=
7.85 , F干质量 =10.48 , F0.01 =3.24), 其中以马汗根系生物量最大(W鲜质量 =164.32 g), 其次为黄山 1号 、 5
号和 51号 , 30号根系生物量最少 , 含水率经方差分析也表现出极显著差异(F =13.53 ,F0.01 =3.24), 变化
范围不大 , 集中在 40%～ 50%之间.
细根在森林生态系统初级生产力分配中占有较大比例 , 并在养分循环中起着重要作用.许多研究表
明 , 虽然细根仅占森林总生物量 3%～ 30%, 但它具有巨大的吸收表面积 、生理活性强 , 是树木水分和养分
吸收的主要器官.同时细根生长和周转迅速 , 对树木碳分配和养分循环起着十分重要的作用.其生长量可
占森林初级生产力的 50%～ 75%.从图 2可以看出 , 接穗不同美国山核桃苗木不同根级根系长度存在较大
差异 , 根系长度均在 0.0
3.0 mm根级根系长度最小 , 在同一根级中不同接穗美国山核桃苗木根系长度也存在较大差异 , 如在 0.0<
d<=0.5 mm 根级中 , 黄山 1号根系长度最大 , 其次分别为 5号 、 30号 、 51号和马汗 , 27号根系长度最
小 , 在其它 3个根级中 , 除个别例外外 , 表现出与 0.0
在 1.0
它3个根级中 , 除个别例外外 , 表现出与 0.0
<=3.0 mm 和 0.5
0.0
体积最大 , 根系长度反而最小 , 而在 0.0
重要保障.
图 1 不同接穗美国山核桃苗木根系生物量及含水率 图 2 不同接穗美国山核桃苗木根系长度
图 3 不同接穗美国山核桃苗木根系表面积 图 4 不同接穗美国山核桃苗木根系体积
由于不同接穗对苗木根系影响的不同 , 结合生产实践 , 为提高造林成活率 , 可选择不同接穗促进苗木
根系生长 , 尤其是促进细根的生长.除此之外.还应综合评价其经济效益 , 结合开花结实习性 , 做出综合评
价 , 以用于指导生产实践.
3 总 结
3.1 对不同接穗美国山核桃苗木根系生物量 、根系长度 、根系表面积 、根系体积 、苗木的粗度和高度等指
标分析表明 , 不同接穗美国山核桃苗木根系之间均存在极显著差异 , 根系总长均值最大可达 2911.36 cm ,
为最小值的 1.82倍;根系表面积最大为 573.07 cm 2 , 为最小值的 1.79倍;根系体积差异也比较大 , 最大
可达 10.83 cm 3 , 是最小值的 2.11倍.
3.2 对不同接穗美国山核桃苗木根系长度 、根系表面积 、根系体积 、嫁接点以上粗度 、嫁接点以上长度 、
根系生物量 、根冠比等指标相关分析表明 , 各指标两两之间(极个别例外)均呈极显著相关 , 其中根冠比分
别与嫁接点以上粗度 、嫁接点以上长度 、地上部分鲜质量 、地上部分干质量呈极显著负相关 , 其它均呈极
显著正相关.关于其具体相关关系有待进一步的研究.
3.3 接穗不同美国山核桃苗木不同根级之间根系长度 、根系表面积 、根系体积均存在较大差异 , 根系长度最
大在 0.0
级.在同一根级内接穗不同美国山核桃苗木根系长度 、根系表面积 、根系体积也存在较大差异.
107第 10期 常 君 , 等:美国山核桃不同品种接穗对嫁接苗木根系生长发育影响的研究
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Effects of Different Cions on Root
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CHANG Jun1 , 2 , YAO Xiao-hua1 , YANG Shui-ping2 , WANG Kai-liang1
1.Research Institute of Subtropical Forestry , CAF;Key Laboratory of Subtropical Tree Breeding andCultivation ,
State Forestry Administration , Fuyang Zhejiang 311400 , China;
2.School of Resourses and Environment , Southwest University , Chongqing 400716 , China
Abstract:Tw o-year-old nur sery ro ot-sto cks were g raf ted w ith dif ferent cultiv ars o f pecan(Carya i ll inoen-
sis)as sions.As w as shown in the data determined one year late r , roo t length , roo t surface area , and ro ot
volume and biomass of the g ratfed plants wi th di fferent cions of pecan displayed significant differences.
The maximum to tal leng th of roots w as 2911.36 cm , or 1.82 t imes the minimum.The maximum roo t sur-
face a rea w as 573.07 cm2 , or 1.79 times the minimum.The largest roo t volume w as 10.83 cm3 , or 2.11
times the smalle st.Highly signif icant co rrelations w ere observed betw een the indexes , w ith very few ex-
cept ions , which merits further study.Roo t leng th , roo t surface area and roo t volume in the different ro ot
levels and wi thin the same root level show ed considerable dif ferences.T he great root surface area is ve ry
impo rtant for w ater supply and nutrient uptake.
Key words:Carya i l linoensis K.koch;cion;roo t
责任编辑 欧 宾
108 西南大学学报(自然科学版) 第 29卷