長白楤木物候觀測及不同光照強度對其生長影響研究

于寶玉 宋珊珊 王曉紅

(長春大學園林學院，吉林 長春 130000)

長白楤木(Aralia continentali.Kitagawa)為五加科楤木屬，多年生草本植物，在吉林省主要分布于樺甸、通化、安圖、長白山等山區(qū)；長白楤木的嫩芽營養(yǎng)豐富、味道獨特，是一種深受人們喜愛的山野菜。其不僅是一種具有食用價值的植物，還是一種兼具藥用價值的經濟作物，據有關研究表明，長白楤木嫩芽中含豐富的蛋白質、糖類、維生素以及鈣、鐵等微量元素，有非常高的營養(yǎng)價值；同時根可以入藥，有補氣安神、鎮(zhèn)靜補虛等功效。

長白楤木是一種藥食同源的經濟作物，在春天，人們喜歡采集其嫩芽為食，而過度采摘造成長白楤木資源的匱乏，導致長白楤木產量和數(shù)量的減少，所以要研究出能快速繁殖長白楤木的方法，用于進行種植和推廣。國內外都有學者對長白楤木進行研究，王曉紅、李力瑩、樸永振、韓承偉、范文麗等在栽植方面都有一定研究，這為以后大面積種植奠定了基礎。同時通過對長白楤木植株的物候觀測可以了解到其生長發(fā)育的全過程，不僅是深入研究的前提，更為其建立規(guī)范種植模式打好基礎。因此對長白楤木物候期的研究是十分必要的。

長白楤木在長白山區(qū)林下分布較為廣泛，生長環(huán)境多為陰暗潮濕，所以長白楤木較為耐陰。要想進行引種栽培，就要使其生長環(huán)境與其原生境相似，這就需要進行遮光處理，光照強度對植物的生長發(fā)育、物候期有密切關系，遮蔭對植物的影響隨著植物的種類、遮蔭度、遮蔭時期的不同而發(fā)生不同變化。在引種栽培的過程中，需要根據具體情況具體分析，因地制宜，充分研究植物的生長習性以及最適宜的遮蔭環(huán)境，以期為長白楤木進一步深入研究打下良好基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

物候觀測試驗在長春市朝陽區(qū)長春大學西校區(qū)園林試驗基地進行，觀測對象均為長白楤木多年生植株。朝陽區(qū)年平均氣溫5.1℃，年平均降水量550mm。不同光照強度對長白楤木生長影響試驗在吉林省德惠市興旺莊村進行，試驗材料為長白楤木二年生植株。興旺莊村平均海拔194m，年平均氣溫4℃，年平均降水量520mm，按照50cm×50cm的株行距栽植。正常水肥管理。

1.2 試驗方法

1.2.1 物候觀測

本試驗自2021年9月開始觀測，至2022年10月截止，觀測周期為1年。主要觀察長白楤木物候期及其植物學特征，選擇30株長白楤木進行標記，觀察和統(tǒng)計整個生長期參數(shù)，記錄物候期和形態(tài)特征；株高用直尺測量；莖粗的測量使用游標卡尺；氣溫使用酒精溫度計觀測，生長前期每隔3d測量1次，后期每隔7d測量1次。

1.2.2 有效積溫

有效積溫，是作物在某個生長發(fā)育期或全部生長發(fā)育期內有效溫度的總和，即作物在某一段時間內日平均氣溫與生物學零度之差的總和。由于有效積溫扣除了生物學下限溫度的那部分無效積溫，因此較為穩(wěn)定，可以更加確切地反映作物對熱量的需求。自然界中每一種作物都有其對應的生物學上、下限溫度，超出這個溫度范圍，就會影響作物正常生長。長白楤木的生物學上限溫度為40℃，生物學下限溫度為5℃。

有效積溫(A)的計算方法：

式中，ti為某時期內的日平均溫度；B為生物生長發(fā)育所需要的最低臨界溫度(生物學零度)；n為某時期的天數(shù)。

日平均溫度(ti)計算公式：

式中，tx為日最高氣溫，℃；tn為日最低氣溫，℃。

1.2.3 不同光照強度對長白楤木生長的影響研究

采取使用遮陽網的方法來進行遮光處理，利用縮微TES數(shù)位式照度計來測定光照強度，共設置4個光照強度梯度水平：完全不遮光(CK)，單層遮陽網處理(30%遮光)，雙層遮陽網處理(60%)遮光，3層遮陽網處理(80%)遮光。試驗期間，天氣晴朗時，正午測定光照強度為9.79×104lx，各處理下平均光照強度分別為6.66×104lx、4.21×104lx、2.06×104lx。5月18日開始測量莖粗和株高，每隔10d測量1次。采用葉綠素儀測定葉綠素，葉片厚度測量儀測量葉片厚度。

2 結果與分析

2.1 萌芽期和展葉期有效積溫的測定結果與分析

從3月24日起，氣溫開始回暖，此前氣溫均為零下，故不做統(tǒng)計。認為自3月24日以后，有效積溫開始積累，4月16日，植株處于萌芽期，4月26日，植株處于展葉期。依據表1和有效積溫公式，長白楤木植株萌芽期的有效積溫為66.5℃，展葉期的有效積溫為156.5℃。

表1 氣溫觀測一覽表

2.2 長白楤木各物候期觀測結果與分析

由表2可以看出，長白楤木生長期約為6個月，4月上旬開始萌動，此時有效積溫為66.5℃，植株處于萌芽期。隨后莖葉開始生長，6月上旬—7月下旬，株高和莖粗增長速度明顯，7月下旬達到現(xiàn)蕾期，約15d以后，部分植株開始開花。植株從萌芽期開始，直到現(xiàn)蕾期都進行營養(yǎng)生長，現(xiàn)蕾期后，進行生殖生長。8月中旬，植株達到花期，整個花期持續(xù)約為1個月。8月下旬—9月下旬，果實成熟。果實成熟期較長，采集時需分批次進行。10月中旬以后，植株地上部分開始慢慢枯萎，營養(yǎng)向根部回流，11月，將進入休眠狀態(tài)。

表2 長白楤木各物候期一覽表

長白楤木生長迅速，并在果期達到峰值，不再進行高生長，最大株高達到1.8m，莖粗最高達到10.46mm。此外，新種植的二年生長白楤木植株在前期生長較為遲緩，6—8月期間，生長迅速，而后進行生殖生長，高生長速率又逐步減慢，直至停止生長。6月中旬—8月中旬，植株長勢相對較快，此階段日平均溫度為22～26℃。此溫度可能最適宜長白楤木植株生長。

2.3 不同遮光處理對長白楤木的生長影響研究結果與分析

2.3.1 不同遮光處理對長白楤木高生長的影響

從圖1可以看出，在30%、60%和80%的遮光條件下，長白楤木的株高是不盡相同的。其中在對照組(無遮光處理)和30%遮光的條件下，長白楤木的株高均顯著高于60%和80%遮光處理，60%和80%遮光抑制了植株的生長。30%遮光處理的長白楤木植株在生長前期和對照組植株的生長速度沒有明顯差異，在7月中旬—8月上旬，一直保持著較高的生長速度。至此，試驗表明30%遮光處理會促進長白楤木植株的生長，而在較高的遮蔭環(huán)境下(60%和80%)，植株的株高生長受到了抑制。

圖1 長白楤木株高隨時間變化曲線

2.3.2 不同遮光處理對莖粗的影響

從圖2可以看出，不同遮光處理后的長白楤木莖粗差異不大，粗度基本一致，但是均低于對照組。試驗結果表明，長白楤木莖粗受光照影響，進行遮光處理不適宜莖粗的生長，但不同遮光條件下對莖粗的影響差異不顯著。

圖2 長白楤木莖粗隨時間變化曲線

2.3.3 不同遮光處理對長白楤木植株葉綠素含量的影響

通過設置不同遮光梯度，觀察測定不同光照強度對長白楤木植株葉綠素含量的影響，結果表明30%遮光處理下的長白楤木植株葉綠素含量最高，由圖3可以看出，遮光30%>CK>遮光60%>遮光80%。其中，80%遮光處理的長白楤木植株葉綠素含量顯著低于CK組水平，植株的生長勢并不好，也表明光照對葉綠素含量的積累有直接影響。長白楤木為喜陰植物，適度遮光會為長白楤木植株帶來葉綠素的積累，過度遮光則會適得其反。

2.3.4 不同遮光處理對長白楤木植株葉片厚度的影響

葉片厚度的變化，能夠反映植物的生長狀態(tài)。由圖4可以看出，CK組無遮光處理下，長白楤木植株的葉片厚度最大，80%光照強度處理下最小，且CK>遮光30%>遮光60%>遮光80%，可見遮蔭對長白楤木植株的葉片厚度影響較大，遮光不利于葉片厚度的增長。

圖4 果期不同光照強度下長白楤木葉片厚度情況

3 結論與討論

本試驗對長白楤木的物候期、有效積溫與物候期的關系和不同光照強度對長白楤木生長的影響進行研究，得出長白楤木基本生長規(guī)律以及適宜栽培的光照強度，以期為長白楤木進一步深入研究和綜合利用打下基礎。主要結果如下。

經過對長白楤木植株物候期和氣溫的觀察測定，得到長白楤木萌芽期的有效積溫為66.5℃，展葉期的有效積溫為156.5℃。長白楤木的生長期約為6個月，二年生植株在生長期前半段，高生長速率緩慢，6月下旬后逐漸加快，9月以后，高生長逐漸遲緩直至停止生長，在此生長期里高生長速率經歷了緩慢-加快-緩慢的一個過程。

通過不同光照強度對長白楤木株高和莖粗的影響試驗可以看出，在一定的遮光環(huán)境下，可以促進長白楤木的生長，在30%的遮蔭處理下，植株株高達到峰值，而在較高的遮蔭環(huán)境下(60%和80%)，植株的株高生長受到了抑制。但是遮光處理對莖粗的影響不明顯，沒有顯著差異。

在研究不同光照強度對長白楤木植株葉綠素含量影響時發(fā)現(xiàn)，30%遮光處理下的長白楤木植株葉綠素含量最高，60%和80%光照強度處理下的長白楤木植株，且其葉綠素含量均低于CK組水平。說明喜陰植物也并不是遮光越多長勢越好，光對植物生長也有抑制作用，適當遮光才能促進其生長發(fā)育。

在不同光照強度對長白楤木植株葉片厚度的影響試驗中，結果表明，CK組無遮光處理下，長白楤木植株的葉片厚度最大，且CK>遮光30%>遮光60%>遮光80%，可見遮光對長白楤木植株的葉片厚度影響較大，遮光并不利于葉片厚度的增長。

在本試驗范圍內，30%遮光處理下的長白楤木植株長勢最好，表明在一定的遮光環(huán)境條件下會促進長白楤木的生長，但過度遮光，會影響植株的光合作用，生長受限。在研究長白楤木的物候期與有效積溫的關系時，僅對長白楤木萌芽期與展葉期的有效積溫進行研究，其它各生長發(fā)育時期如現(xiàn)蕾期、花期和果期等有效積溫還有待于進一步研究。長白楤木植株在花期不斷有新的花朵開放，在物候觀測過程中，只對同一花序進行觀測研究。該結果可為長白楤木的栽培管理和規(guī)模種植推廣提供一定的科學依據。