吳建宇
(莆田市生物工程研究所,福建 莆田 351100)
金黃熊貓(Xanthostemonchrysanthus)又名金蒲桃、金絲蒲桃、澳洲黃花樹,桃金娘科(Myrtaceae)蒲桃屬常綠小喬木,原產于澳大利亞東北部沿海雨林[1],是澳洲特有的雨林特色風情樹種。金黃熊貓性喜溫暖濕潤、光照充分的環境,對栽培土質選擇不嚴,耐瘠薄,植株長勢良好,樹形挺拔優美,葉色亮麗,全年有花,生長迅速,病蟲害較少,是一種優良的花色特殊的珍奇花木[2],適宜做園林景觀樹木、行道樹、盆栽等[3]。金黃熊貓樹木質堅硬,可用于板材加工及工藝品制作等[3],因此具有較高的經濟開發價值,越來越受到市場的青睞。
目前,對金黃熊貓的研究僅見廣東、福建等地的引種栽培[4-5]、育苗技術[2,6,7]等方面的報道,而對金黃熊貓播種苗生長規律的研究未見報道。為培育優質苗木,本研究擬通過Logistic曲線方程擬合金黃熊貓實生苗的生長曲線,研究苗木動態發育規律的變化,提高金黃熊貓苗木的生長質量,為金黃熊貓育苗管理提供參考。
試驗地設在莆田市仙游縣大濟鎮山岑村仙游縣滿光花木苗圃專業合作社,地處北緯25°21′38.97″,東經118°38′13.46″,屬于亞熱帶海洋性季風氣候,年平均氣溫20.3 ℃,年平均降雨量1610.2 mm,年平均相對濕度76.4%,年平均無霜期318.4 d。年均日照時數1847.6 h,夏秋有臺風,年平均風速1.7 m/s,最多風向為東北偏東風。
金黃熊貓種子采自莆田市仙游縣大濟鎮山岑村的仙游縣滿光花木苗圃專業合作社。
苗圃內整地作苗床,育苗床高0.2 m,寬1.2 m。播種前1周用0.5%高錳酸鉀溶液對苗床地土壤消毒。育苗基質用透氣性好、保水保肥性能好、濕潤的沙壤土,播種前用0.5%高錳酸鉀溶液消毒。
3月20日金黃熊貓播種,播種前種子處理以20 ℃常溫水浸泡4 h。播種采取撒播,播種后覆1~2 cm厚的沙壤土,立即淋透水,讓種子和基質緊密接觸,用塑料薄膜搭小拱棚,以保溫保濕和減少雜草、病蟲危害。出土成苗后及時除草、淋水,做好病蟲害防治等。
5月1日開始,隨機抽取金黃熊貓播種苗50株,并用塑料牌記號做固定樣株,每隔15 d測量固定樣株的苗高和地徑,用卷尺測量苗高,用游標卡尺測量地徑,11月30日完成測量調查。
用Excel 2003軟件整理數據,用SPSS 19.0軟件擬合苗高、地徑的Logistic生長曲線[8]。
播種25 d后開始發芽,4月30日出齊苗,苗高生長量變化見表1。金黃熊貓播種苗高在5~6月份生長較慢,7~9月份生長明顯加快,之后生長又逐漸減慢,直到11月26日苗高停止生長。
2.1.1 苗高生長過程擬合 Logistic方程是常用于林業上描述植物生長的數學模型,一般認為用Logistic方程能夠較好地擬合植物的生長過程[9]。用Logistic曲線方程擬合,建立苗高與生長天數的回歸方程。具體擬合模型見公式(1):
y=k/(1+ea-bx)
(1)
式(1)中,y為苗高連續生長量;x為生長天數;k為生長量極限值,a、b為待定參數。
根據表1的金黃熊貓播種苗高生長變化情況,用Logistic曲線方程擬合金黃熊貓播種苗株高生長量與生長天數,具體回歸方程見式(2):
y=45.135/(1+e4.321-0.038x),R2=0.999,P<0.01
(2)
通過顯著性檢驗可知,金黃熊貓播種苗高生長量與生長天數存在非線性回歸,說明模擬Logistic曲線與實際測量曲線符合程度較高,用回歸值推測實際值具有較高的準確性。金黃熊貓苗高生長曲線擬合情況見圖1,苗高擬合生長曲線和實際觀測生長曲線基本吻合,表明兩者的生長曲線擬合度非常高,因此,用Logistic曲線方程較適合擬合金黃熊貓苗高生長曲線。

表1 金黃熊貓苗高生長量的變化情況
2.1.2 苗高生長動態規律分析 將回歸方程兩邊對x二階求導,可得苗高日生長量的變化速率曲線,令方程等于0,可得苗高生長速增點,即x=a/b=113 d(8月7日)。三階求導,令方程等于0,可得苗高日生長量變化速率最快的2個點x1、x2,分別是生長初期到速生期、速生期到生長后期的分界點,x1、x2之間是速生期。通過計算可得:x1=(a-1.317)/b,x2=(a+1.317)/b,代入a、b求得x1=79 d,x2=149 d。
根據圖2可得,金黃熊貓播種苗高生長期呈“S”型曲線,根據方程計算,并結合實際觀測,金黃熊貓播種苗高生長期可分為出苗期、生長初期、速生期和生長后期。由表2可知,金黃熊貓播種苗高的速生期生長時間占總生長時間的27.78%,凈生長量卻占總生長量的64.73%,而出苗期、生長初期和生長后期凈生長量分別占總生長量的3.25%、18.10%和13.92%。

圖1 苗高生長曲線的擬合情況

表2 金黃熊貓播種苗高生長期的劃分
地徑生長量變化見表3。由此可知,金黃熊貓播種苗的地徑生長規律和苗高都呈“慢-快-慢”變化,在生長初期生長較慢,7~9月份生長明顯加快,之后生長又逐漸減慢,直到11月26日地徑停止生長。
2.2.1 地徑生長過程擬合 根據表2金黃熊貓播種苗的地徑生長變化情況,用Logistic曲線方程擬合金黃熊貓播種苗的地徑生長量與生長天數,具體回歸方程見公式(3):
y=6.066/(1+e3.378-0.031x),R2=0.998,P<0.01
(3)
通過顯著性檢驗可知,金黃熊貓播種苗地徑生長量與生長天數也存在非線性回歸,說明模擬Logistic曲線與實際測量曲線符合程度較高,用回歸值推測實際值具有較高的準確性。金黃熊貓播種苗的地徑生長曲線擬合情況見圖2,地徑擬合生長曲線和實際觀測生長曲線基本吻合,表明兩者的生長曲線擬合度非常高,因此用Logistic曲線方程較適合擬合金黃熊貓播種苗的地徑生長曲線。

表3 金黃熊貓播種苗地徑生長量的變化情況
2.2.2 地徑生長動態分析 將回歸方程兩邊對x二階求導,可得地徑日生長量的變化速率曲線,令方程等于0,可得地徑日生長量最大的時間值,即x=a/b=109 d。三階求導,令方程等于0,可得苗高日生長量變化速率最快的2個點x1、x2,分別是生長初期到速生期、速生期到生長后期的分界點,x1、x2之間是速生期。通過計算可得x1=(a-1.317)/b,x2=(a+1.317)/b,代入a、b求得x1=66 d,x2=152 d。
根據圖2可得,金黃熊貓播種苗地徑生長期呈“S”型曲線,根據方程計算,結合實際觀測,金黃熊貓播種苗地徑生長期可分為出苗期、生長初期、速生期和生長后期。金黃熊貓播種苗地徑在出苗66 d開始進入生長速生期,比苗高早9 d進入速生期,速生期持續時間為90 d,占總生長時間的35.71%,凈生長量占總生長量的63.94%,在生長151 d開始進入生長后期,比苗高晚2 d進入生長后期(表4)。

表4 金黃熊貓播種苗地徑生長期的劃分

圖2 地徑生長曲線的擬合情況
植物苗木生長規律由過去的定性研究發展到現在的定量的數學模擬[10]。金黃熊貓播種苗高和地徑生長期呈“S”型曲線,通過Logistic曲線方程擬合金黃熊貓播種苗高和地徑生長曲線,回歸性達到極顯著水平,說明Logistic曲線方程適合擬合金黃熊貓生長曲線,可以用該方程準確地估測金黃熊貓播種苗高和地徑生長變化,從理論上指導育苗實踐[11]。
根據Logistic曲線方程計算結果,結合實際觀測,可以將金黃熊貓播種苗高和地徑生長期分為出苗期、生長初期、速生期和生長后期。金黃熊貓播種苗高在出苗第79天開始進入生長速生期,速生期持續時間為75 d,9月14日開始進入生長后期。地徑在出苗第66天開始進入生長速生期,持續時間為90 d,9月14日開始進入生長后期。地徑的速生期比苗高提前,這與鄧紹勇[12]、黃家滂[13]、張琰[9]等的研究結果一致。
金黃熊貓播種苗高和地徑的速生期生長時間大約占總生長時間的30%,生長量卻占總生長量的60%以上,所以速生期是樹木生長的關鍵時期[14]。根據生長期的劃分,加強金黃熊貓育苗期的管理。生長初期,及時除草并追施復合肥,以促進根系生長;速生期,應加強水肥管理,以施用氮肥為主,促進苗木的快速生長;生長后期,施用磷肥、鉀肥,促進苗木木質化,從而提高其抗性。