不同肥力基質(zhì)條件下張氏紅山茶扦插苗的生長(zhǎng)和光合生理特性1)

趙鴻杰 薛克娜 張學(xué)平 殷愛華 周少瓊

(佛山市林業(yè)科學(xué)研究所，佛山，528222)

張氏紅山茶(Camellia changii)，又名假大頭茶［1］、杜鵑紅山茶［2］，是我國(guó)特有種，是一個(gè)極其珍稀和古老的山茶品種，分布在中國(guó)廣東省陽(yáng)春市鵝凰嶂自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，現(xiàn)存原生種不過千株，2004年被《中國(guó)物種紅色名錄》［3］列為極危種。張氏紅山茶的葉型和花似杜鵑，花紅色，可四季開放，株型緊湊，并且抗性強(qiáng)，不僅是珍貴的育種材料［4］，還是盆栽觀賞和園林綠化的優(yōu)良樹種。集諸多優(yōu)點(diǎn)于一身，使張氏紅山茶的研究與開發(fā)利用得到了前所未有的關(guān)注。科研人員從生物學(xué)特性［5－6］、細(xì)胞生物學(xué)［7］、遺傳多樣性［6，8－10］、繁育技術(shù)［11－15］、新品種選育［16－18］、瀕危機(jī)制及保護(hù)［6，19－20］等方面進(jìn)行了研究報(bào)道。但對(duì)精細(xì)栽培如基質(zhì)、肥料、施肥量和施肥時(shí)間等不同組合處理對(duì)張氏紅山茶光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率的研究還未見報(bào)道。不同基質(zhì)含水量差異較大，這對(duì)植物的光合作用、蒸騰擴(kuò)散、氣孔開閉和水分利用等都有影響，不同的養(yǎng)分供給、用量及施肥間隔時(shí)間也對(duì)各生理生態(tài)指標(biāo)有一定的作用。本研究旨在分析不同基質(zhì)、肥力下，張氏紅山茶生理生態(tài)特性，為栽培管理提供依據(jù)。

1 研究地概況

試驗(yàn)地位于佛山市林業(yè)科學(xué)研究所基地內(nèi)，低丘陵地形，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，氣候溫和，雨量充足。年平均氣溫21.7℃，1 月份最冷，平均為 13.4 ℃，7 月份最熱，平均 28.8℃;年平均降雨日151 d，年降水量1 600～1 700 mm，集中在4—9月份，日照時(shí)數(shù)達(dá)1 800 h。

2 研究方法

試驗(yàn)設(shè)計(jì):2009年4月將張氏紅山茶扦插苗(平均苗高10.56 cm，基徑0.34 cm)。移栽于中央內(nèi)徑為15 cm，高度為20 cm的白色塑料盆里。試驗(yàn)因子及水平見表1，共11個(gè)處理。每處理各栽植8盆，在75%的遮陰棚中澆水管理。

測(cè)定方法:于9月中旬，用便攜式LCA4光合蒸騰儀開放氣路系統(tǒng)(英國(guó)ADC公司制造)對(duì)每個(gè)處理進(jìn)行氣體交換參數(shù)的測(cè)定。凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率等環(huán)境因子同時(shí)測(cè)定記錄。測(cè)定時(shí)間為09:00—10:00。每處理選取5株，對(duì)中上部3～5片成熟葉進(jìn)行測(cè)定。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理生長(zhǎng)量的差異

高生長(zhǎng)和地徑生長(zhǎng)是植物物質(zhì)積累最直接的表現(xiàn)。從表1可知，11個(gè)處理間的樹高存在顯著差異。處理1、處理5、處理6和處理8的樹高在13.11 cm以上，其余處理的樹高在11.92 cm以下，處理11的樹高最小，為8.34 cm。11個(gè)處理的地徑生長(zhǎng)也有較大差異。處理9的地徑最大，達(dá)0.54 cm，其次是處理8、處理1，其余處理小于0.37 cm，處理2最小，為0.25 cm(表1)。

表1 不同栽培條件下張氏紅山茶扦插苗的生長(zhǎng)量

3.2 不同處理光合指標(biāo)的差異

從表2可見，不同處理張氏紅山茶凈光合速率存在顯著差異。由大到小依次為處理8、處理9、處理1、處理6、處理5、處理4、處理3、處理10、處理7、處理11、處理2。表明處理8、處理9、處理1的張氏紅山茶生長(zhǎng)旺盛，其次是處理6、處理5、處理4、處理3、處理10、處理7。11個(gè)處理中，處理1和處理8的蒸騰速率都在 2.31 mmol·m－2·s－1以上，處理 6、處理 9、處理4和處理5的蒸騰速率也較大，處理11的最小，為0.46 mmol·m－2·s－1，其余處理的蒸騰速率都在1.35 mmol·m－2·s－1以下。由此可見，不同處理對(duì)蒸騰速率有很大的影響。氣孔導(dǎo)度是反映葉片氣體交換的重要指標(biāo)，它影響著光合作用、呼吸作用及蒸騰作用［21－22］。表2顯示，不同處理間氣孔導(dǎo)度差異顯著。氣孔導(dǎo)度在0.085 mol·m－2·s－1以上的有處理8和處理1;氣孔導(dǎo)度在0.064～0.074 mol·m－2·s－1的有處理9、處理6、處理 5;在 0.043～0.053 mol·m－2·s－1的有處理4、處理10和處理3;其余處理的氣孔導(dǎo)度在0.031 mol·m－2·s－1以下。11個(gè)處理的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的試驗(yàn)結(jié)果與苗木生長(zhǎng)量基本一致，說(shuō)明張氏紅山茶生長(zhǎng)量的增長(zhǎng)和光合作用具有密切的關(guān)系。從不同處理的張氏紅山茶水分利用效率(WUE)情況看，處理11 的 WUE 最大，達(dá)4.37 μmol·mmol－1，處理10、處理9 和處理7 的 WUE 為3.22～3.37 μmol·mmol－1;處理1 的 WUE 最小，為2.18 μmol·mmol－1，其余處理為2.29～2.96 μmol·mmol－1，各處理間水分利用效率差異顯著。由此說(shuō)明，相同環(huán)境條件，處理11能使張氏紅山茶的WUE最高，處理10、處理9和處理7次之，處理1對(duì)張氏紅山茶的WUE作用最小。

表2 不同處理張氏紅山茶的光合生理指標(biāo)

3.3 聚類分析

依據(jù)測(cè)定的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、水分利用率和樹高、地徑進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見圖1。以1.887 9為閾值可將11個(gè)處理分為4類:第1類為除水分利用效率外，其他光合指標(biāo)都較高，與樹高、地徑生長(zhǎng)一致，有處理1、處理5、處理6、處理8、處理9;第2類為除水分利用效率最高外，其他測(cè)定指標(biāo)都最小，這類只有處理11;第3類為水分利用效率中等，其他測(cè)定指標(biāo)也較小，這類是處理2;第4類為各測(cè)定指標(biāo)中等，有處理3、處理4、處理7、處理10。

圖1 11個(gè)處理的聚類分析

4 結(jié)論與討論

處理1、處理3、處理4、處理5、處理6、處理8、處理9有相對(duì)較高的凈光合速率，即比其他4個(gè)處理固定大氣CO2的能力更強(qiáng)。處理1、處理4、處理5、處理6、處理8、處理9蒸騰速率較高，一方面表明這6個(gè)處理的張氏紅山茶生理活動(dòng)比其他處理旺盛，另一方面，從生產(chǎn)實(shí)踐的角度看，它們將消耗更多的土壤水分，較其他處理需更多的水分以補(bǔ)充消耗的水分，進(jìn)行正常的生命活動(dòng)。11個(gè)處理張氏紅山茶的氣孔均能不同程度地開張以控制水分的蒸騰和光合速率，但處理1、處理5、處理6、處理8、處理9的氣孔開張較其他處理大。從水分利用效率來(lái)看，處理7、處理9、處理10、處理11比其他處理更能節(jié)約并有效地利用土壤水分，即消耗等量的水分生產(chǎn)更多的干物質(zhì)。生長(zhǎng)量方面，處理1、處理5、處理6、處理8、處理9的樹高、基徑都比其他處理生長(zhǎng)的好，并且與光合指標(biāo)相一致。

植物在滿足水肥的條件下，能夠顯著提高生產(chǎn)力［23］。本研究表明，在處理1、處理5、處理6、處理8、處理9的栽培條件下張氏紅山茶表現(xiàn)為高光合、高蒸騰、高或中水)分利用效率，可見其適宜栽培張氏紅山茶，其中，處理5、處理6、處理8的基質(zhì)是翠筠無(wú)土栽培基質(zhì)，處理1和處理9分別為KLASMANN42型泥炭和椰糠+珍珠巖+蛭石。由測(cè)定指標(biāo)看，翠筠無(wú)土栽培基質(zhì)效果最好。泥炭、椰糠、蛭石和珍珠巖都具有透氣、保水等特點(diǎn)，又因各具不同特性［24］在實(shí)際應(yīng)用中多以混配基質(zhì)，發(fā)揮最佳效果。林霞等［25］從14種配比基質(zhì)中篩選出3種((V(泥炭)∶V(珍珠巖)=0.6∶0.4;V(泥炭)∶V(珍珠巖)∶V(稻殼)=0.46∶0.27∶0.27;V(泥炭)∶V(鋸屑)∶V(稻殼)=0.46∶0.27∶0.27))使無(wú)柄小葉榕容器苗的生長(zhǎng)和葉片光合作用最強(qiáng)。沈軍等［26］發(fā)現(xiàn)在配比基質(zhì)V(爐渣)∶V(蛭石)∶V(泥炭)∶V(棉子殼)=3∶1∶1∶1上生長(zhǎng)的珍珠南瓜，其植株凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和光合有效輻射最高，蒸騰速率較低。本試驗(yàn)最初設(shè)計(jì)為4種基質(zhì)，除提到的3種外，還有黃心土，在該基質(zhì)中栽植的張氏紅山茶4個(gè)處理，由于積水，致使苗木全部死亡，可見疏松透氣的基質(zhì)是栽培張氏紅山茶的首選。

施肥是培育壯苗必不可少的環(huán)節(jié)。趙明等［27］報(bào)道不同肥料品種與施肥量對(duì)茄果類蔬菜幼苗生長(zhǎng)的影響具有顯著差異，特別是增施磷肥可使幼苗株高和干物質(zhì)量增加。楊軍等［28］對(duì)柰李施用 4種水平(NP、NPK、NPK2和 NPK3)的鉀肥，發(fā)現(xiàn)NPK2處理更能提高柰李葉綠素含量和光合作用，有效延緩植株的“午休”。本試驗(yàn)的4種肥料，除翠筠控釋肥外，其他3種肥料都能增強(qiáng)張氏紅山茶苗木的生長(zhǎng)和光合作用。試驗(yàn)所用的4個(gè)肥量均偏高，加之容器小，在第2次施肥后，就出現(xiàn)燒苗現(xiàn)象，特別是25 g的處理，致使椰糠+珍珠巖+蛭石處理的張氏紅山茶全部死亡，其他處理也有死苗現(xiàn)象，更多的則是葉片發(fā)黃，這也是有的處理標(biāo)準(zhǔn)差偏大的原因。4種肥料除挪威復(fù)合肥為速效性外，其他3種為緩釋性肥料，根據(jù)肥料類型調(diào)整肥量和施肥間隔時(shí)間，是本試驗(yàn)要改進(jìn)的地方。

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