4種樹木枝條含水量與抽條關系的研究

劉長永 王沖沖 年曉晨 張全友 孫倉 劉桂林

摘要：以金銀木、榆葉梅、木槿和紫葉李為試驗材料，研究樹木枝條含水量和臨界含水量與抽條之間的關系。試驗結果表明，冬、春季樹木枝條含水量呈現先下降后上升的趨勢，4種樹木枝條失水主要集中在1月30日～2月20日，在2月20日左右枝條含水量降到最低。休眠期枝條含水量與相對電導率相關性顯著（P=0，023<0.05）。對這4種枝條臨界含水量的測定表明，金銀木、榆葉梅和木槿發生抽條的臨界含水量為25%-30%，紫葉李發生抽條的臨界含水量為30%～35%。金銀木、榆葉梅和木槿在其相對電導率驟升的含水量與臨界含水量一致，而紫葉李在其相對電導率劇烈升高的含水量與其臨界含水量存在差異，因此不能僅用該指標快速判定枝條的臨界含水量。

關鍵詞：抽條;含水量;相對電導率;臨界含水量

在我國干旱多風地區，風害是制約樹木健康生長的重要自然災害之一，樹木越冬過程中由于風害的影響，加之氣候較為干燥以及早春溫度回升，使得枝條含水量降低，當含水量降低到樹體所能忍受的臨界含水量時，枝條出現干縮、枯死等現象。抗風樹種在干旱多風條件下失水較少，能夠忍受強風脅迫而維持較高的含水量，可以正常地發芽生長。因此在干旱多風地區選育抗風樹種就顯得尤為重要。許多專家也做過一些樹木抗風抗抽條的研究，但對抗風樹種抽條與枝條含水量的關系研究則少見報道。曹妃甸龍島，地處唐山市南部沿海，四面環海，景色秀麗，而大陸性季風特征顯著，島上干旱、風大的自然條件使得栽植的樹木出現嚴重的抽條現象。為在龍島地區選育一些抗風抗抽條的樹種，促進龍島地區旅游業的發展。本試驗研究了4種樹木枝條含水量與枝條抽枝和萌芽之間的關系，旨在為揭示不同樹木抗抽條能力的強弱機理提供一定的理論依據，并篩選出抗抽條能力較強的樹種，為龍島地區的植被綠化作貢獻。本研究選取金銀木、榆葉梅、木槿和紫葉李4種樹木為試材，研究枝條含水量和臨界含水量與抽條之間的關系。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗材料選于唐山市植物園，受季風性氣候影響，冬春季雨雪較少，蒸發量較大，往往形成干旱天氣。全市多年平均氣溫10.6%，1月份氣溫最低，月平均氣溫-5-8℃，最低氣溫可達-26℃。多年平均降水量644.2mm，其中汛期降水量526.5mm，占年降水量的82%左右。

1.2試驗材料

試驗材料為金銀木、榆葉梅、木槿和紫葉李，試材取于唐山市植物園，試驗樹種均為5年生，試驗枝條為粗細較為一致的當年生休眠枝條。

1.3試驗方法

1.3.1枝條含水量及相對電導率的測定。選擇金銀木、榆葉梅、木槿和紫葉李的1年生枝條，從2018年12月1日開始每隔20d左右，采集1次，同種樹選取長勢相似的3棵樹，每棵樹采集27個枝條，測定枝條的含水量和相對電導率，研究樹木枝條含水量變化規律，每次設置3個重復。相對電導率的測定采用Wilner的方法。

1.3.2枝條臨界含水量的測定。臨界含水量是植物生長發育所能忍受的最低水分含量，超出這個限度一段時間，植物就會喪失復水能力而死亡。2018年10月1日起，樹木進入緩慢生長期，體內的含水量趨于穩定，并且枝條保留一定生活力，能夠正常發芽展葉。此時，采集4種材料的1年生枝條，測定每種材料的初始含水量（金銀木含水量為47.3%，榆葉梅含水量為44.7%，木槿含水量為47.4%，紫葉李含水量為41.4%），根據其初始含水量，各設置5個含水量梯度，即金銀木、榆葉梅、紫葉李和木槿設置CK、40%、35%、30%和25%。在室溫條件下，用電扇進行風吹失水，每隔3～5h測量1次枝條質量。每隔一定時間轉換枝條方向使其失水均勻并不斷稱取枝條質量，當枝條達到所設定含水量后，每個梯度取3個枝條進行相對電導率的測定，剩下的枝條放于室內水培，水培的枝條每隔5d換水，觀察并統計枝條的發芽及抽條情況，枝條萌芽但不展葉及不萌芽的均視為抽條，每次試驗設置3個重復。

枝條設定含水量的測量方法：采集完枝條后馬上測定其初始含水量（c1），并稱量枝條的質量（M），枝條設定含水量為c2，則枝條所需設定含水量的質量為：M（1-c1），（1-c2）時，即實現設定含水量。

1.4數據處理

采用SPSS軟件對試驗數據進行方差分析、相關性分析及顯著性分析，簡單統計分析采用Excel2003處理。

2結果與分析

2.1枝條含水量變化

2018年12月21日起，每隔20d取樣測量唐山地區自然越冬的金銀木、榆葉梅、木槿、和紫葉李4種樹木的枝條含水量，結果見圖1。4種樹木枝條含水量總體呈先降低后升高的趨勢，從12月21日起，4種樹木的枝條含水量開始降低。其中，木槿枝條含水量始終高于金銀木、榆葉梅和紫葉李的枝條含水量，其余3種枝條含水量相差較小。從12月21日～翌年1月30日，紫葉李和榆葉梅枝條的失水速率較低，而木槿和金銀木枝條的失水速率較高。至2月20日左右，4種樹木枝條失水速率均達到最大，含水量均下降到最低值，失水時期主要集中在這段時間，此時紫葉李、榆葉梅和金銀木枝條的含水量均在42%左右，而木槿枝條的含水量為47%，高于其余3種試材枝條含水量。2月20日后，4種材料枝條含水量開始上升，紫葉李、榆葉梅和金銀木枝條含水量開始急劇上升，木槿枝條含水量變化較小。至4月1日，4種樹木的枝條含水量均恢復至44%以上。所以，可以確定唐山地區紫葉李、榆葉梅、木槿和金銀木枝條失水主要集中在1月30日～2月20 H。

2.2枝條相對電導率變化

相對電導率的高低可以反映枝條的失水情況，4種樹木枝條相對電導率變化規律如圖2所示，試驗期間，金銀木的枝條相對電導率顯著高于其他3種枝條，說明金銀木枝條失水受損害程度較其余3種材料枝條高。12月21日～翌年2月20日，4種樹木枝條相對電導率逐漸增加，到2月20日左右達到最高值。其中，木槿枝條的相對電導率為44.9%，榆葉梅和紫葉李枝條的相對電導率達到51.2%和56.5%，金銀木枝條的相對電導率高達69.0%。2月20日～4月1日，4種樹木枝條的相對電導率逐漸降低。至4月1日，紫葉李和木槿枝條的相對電導率降至23.9%和24.3%，榆葉梅枝條的相對電導率降至37.1%，金銀木枝條因為受到損害的程度較高，其相對電導率高達55.3%。試驗結果表明，從2月20日～4月1日，枝條逐漸復水。對枝條相對電導率與枝條含水量進行相關性分析，得出枝條相對電導率與枝條含水量相關性顯著（P=0.023<0.05）。

2.3不同種材料臨界含水量測定

由表1可知，4種不經過任何處理的枝條發芽率都在85%以上。在枝條含水量降到35%后，金銀木、木槿和紫葉李的發芽率有所降低，但發芽率仍在80%以上，此時4種枝條抽條率均有所升高。當枝條含水量降到30%后，金銀木、榆葉梅和木槿表現較好，發芽率仍在60%以上，而紫葉李發芽率降至46.7%，抽條發生率高達66.7%，枝條表皮因失水出現皺縮，無法萌芽或展葉。當枝條含水量降到25%時，金銀木、榆葉梅和木槿的枝條發芽率均大幅度降低，金銀木發芽率從60%降到26.7%，抽條發生率從40%增長至80%，榆葉梅發芽率從80%降到46.7%，抽條發生率從20%增長至80%，木槿發芽率從73.3%降到20.0%，抽條發生率從40%增長至86.7%。由此表明，金銀木、榆葉梅和木槿發生抽條的臨界含水量在25%～30%，紫葉李的臨界含水量在30%～35%。枝條的臨界含水量與抽條率密切相關，隨著含水量的降低，發芽率呈現下降的趨勢，抽條率則逐漸升高（表1）。在相同含水量條件下對4種材料抽條率進行對比發現，榆葉梅較其余3種枝條存在明顯優勢，說明榆葉梅的抗抽條能力更強。

2.4不同含水量條件下的枝條相對電導率變化

相對電導率的高低可以反映植物的失水情況及受損程度。試驗中，隨著枝條含水量的降低，4種材料枝條相對電導率均呈現出逐漸升高的趨勢（圖3）。此外，得出枝條含水量與枝條相對電導率相關性極顯著（P=0.007<0.01）。金銀木、榆葉梅和木槿在其臨界含水量時的相對電導率劇烈升高，而紫葉李在其相對電導率劇烈升高的含水量（25%～30%）低于其臨界含水量（35%～30%）。

3結論

枝條含水量與抽條關系表明，金銀木、榆葉梅和木槿發生抽條的臨界含水量為25%～30%，紫葉李抽條發生的臨界含水量為30%～35%。抗抽條能力與枝條臨界含水量緊密相關，但不能簡單地以臨界含水量的高低預測枝條抗抽條能力的強弱。相同含水量條件下枝條抽條率對比結果顯示，榆葉梅相對于其他3種枝條抽條率更低，說明榆葉梅的抗抽條能力最強，紫葉李抗抽條能力較強，金銀木的抗抽條能力次之，木槿抗抽條能力最弱。

隨著枝條含水量的降低，4種樹木枝條相對電導率均表現出逐漸升高的趨勢，此外，枝條含水量與枝條相對電導率相關性極顯著（P=0.007<0.01），然而紫葉李枝條在其相對電導率劇烈升高時的含水量（25%～30%）低于其枝條的臨界含水量（30%～35%），因此不能僅用該指標判定枝條的臨界含水量。

對枝條含水量變化和枝條相對電導率變化關系的研究，表明冬春季的樹木枝條含水量呈現先下降后上升的趨勢，4種樹木枝條失水時期主要集中在1月30日～2月20日，枝條含水量在2月20日左右降到最低。枝條相對電導率的變化趨勢與含水量的相反，即枝條相對電導率隨著枝條含水量的升高而降低，隨著枝條含水量的降低而升高。

4討論

（1）本次試驗得出的結論是4種植物枝條失水時期主要集中在1月30日～2月20日，枝條含水量在2月20日左右降到最低。通過查詢唐山地區2月份氣溫情況，得知在2月21日～2月24日氣溫驟增至10%以上，因此大概可以確定，枝條含水量在2月21日～2月24日降到最低。2月25日后，枝條含水量開始回升。

（2）試驗采用電風扇吹枝條來模擬龍島地區多風對樹木的影響，由于島上地區風力風向時刻變化，不同時間差異較大，實驗室內環境與龍島地區樹木自然生長環境仍存在差異，從而導致試驗可能存在偏差。

（3）枝條含水量與抽條緊密相關，多位學者試驗表明，抗抽條能力強的樹種相較于抗抽條能力弱的樹種臨界含水量低，但臨界含水量不是衡量樹木抽條的唯一標準，它反映的是枝條生長發育所能忍受的含水量下限，而抗抽條能力則表示枝條達到臨界含水量后所能持續的時間長短。在早春，枝條內的水分逐漸散失，根系處于一個活力較低的階段，無法供給枝條足夠的水分，而此時地上部分溫度的驟然升高導致枝條處于一段時間的失水嚴重階段，從而發生抽條。若此時樹體根系能夠提供給枝條足夠的水分，枝條仍可能正常發芽生長。因此，不能簡單地以臨界含水量的高低預測枝條抗抽條能力的強弱，還需進一步研究越冬樹體根系對枝條供水情況與抽條的關系。（收稿：2019-10-18）