4种抗风树种枝条含水量对抽条的影响研究

汪海舰 年晓晨 王冲冲 王磊 张明 刘桂林

摘 要：以构树、榆树、金钟花和锦带花4种抗风性良好的树种为试验材料，研究不同树种枝条在冬季休眠期含水量变化和临界含水量与其对失水的忍耐能力的关系。结果表明：在冬季休眠期的构树、榆树、金钟花和锦带花4种树木，其枝条含水量先下降后上升，2018—2019年在保定地区，构树、锦带花、榆树和金钟花休眠期枝条失水主要集中在1月30日至2月19日。4种枝条在冬季休眠期间，枝条含水量的变化趋势与相对电导率的变化趋势呈极显著负相关（r=-0.809）。发生抽条临界含水量，榆树在40%～35%，锦带花在35%～30%，金钟花在30%～25%，构树在25%～20%;说明4种树种中，以构树的抗抽条能力最强。

关键词：抗风树种;抽条;相对电导率;临界含水量

中图分类号 S66文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）23-0056-04

Study on the Influence of Water Content of Four Kinds of Wind-Resistant Tree Species on Pumping

Wang Haijian et al.

（Tangshan Caofeidian Longdao Construction Investment Co.， Ltd.，Tangshan 063200， China）

Abstract：With four wind-resistant tree species，Broussonetia papyrifera，Ulmus chinensis，Forsythia viridissimaandWeigela florida as experimental materials，the relationship between water content change during dormancy period and critical water content of branches during safe wintering and their anti-stripping ability was studied in order to select garden tree varieties with stronger anti-stripping ability for arid and windy areas. The results are as follows：the water content of four kinds of trees that survive safely in winter first decreases and then increases. From 2018 to 2019 in Baoding area，the water loss of branches during dormancy period of brocade，elm and golden bell mainly concentrates from January 30 to February 19. During the safe wintering period of the four branches，the trend of water content in the branches was negatively correlated with the trend of electrolyte leakage rate （r=-0.809）. The critical water content of the four branches was determined. The results showed that the critical water content of Ulmus chinensis was 40%-35%，and the critical water content of Weigela florida was 35%-30%，the critical water content of Forsythia viridissima was 30%-25%，and the critical water content of Broussonetia papyrifera was 25%-20%. The critical water content of branches reflects their tolerance to water loss and is related to their resistance to pumping.

Key words：Wind-resistant tree species;Pumping strip;Electrolyte exudation rate;Critical water content

早春气候干燥多風，树木枝条出现严重失水、皱缩的现象即为抽条[1]。通常在2、3月份树木多有抽条情况发生，这一时期地面温度较低而气温开始回升，且降水量较少，空气干燥，从而在很大程度上增加了树木发生抽条的可能性。当前，多位专家学者已开展关于抽条的研究[2-5]，但是关于构树、榆树、金钟花和锦带花4种树木的抽条现象研究还未见报道。

龙岛位于唐山曹妃甸东南老龙沟海域，是古滦河入海与海洋波浪潮流共同作用形成的沙质岛屿，夏季气候高温干燥多风，树木容易发生抽条现象。而抗风树种在较强风吹环境下枝条失水较少，仍能正常发芽生长。为此，本研究选取构树、榆树、金钟花和锦带花4种抗风性良好的树种作为试材，研究不同树种枝条在冬季休眠期的枝条含水量变化及其临界含水量与抗抽条能力的关系，旨在为干旱多风地区选择抗抽条能力更强的树种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料 构树（Broussonetia papyrifera）、榆树（Ulmus chinensis）、金钟花（Forsythia viridissima）和锦带花（Weigela florida）的树木一年生枝条，来自唐山市植物园。

1.2 方法

1.2.1 休眠期枝条含水量及相对电导率变化的测定 选择构树、榆树、金钟花和锦带花4种树种，分别于2018年12月20日、2019年1月9日、2019年1月29日、2019年2月18日、2019年3月10日、2019年3月30日前后6次采集其一年生枝条。每种树选取3株长势、高度、地理位置相差不大的树，每棵树采6个树枝，测量其含水量和相对电导率，每次3组重复。含水量测定采用烘干法，即首先称取枝条鲜重，再在104℃烘至恒重，枝条含水量（%）=（鲜重-干重）/鲜重×100。相对电导率的测定参照Wilner[6]的测定方法。

1.2.2 枝条临界含水量的测定 枝条临界含水量测定方法参照李春牛[7]的方法。2018年10月初，采集构树、榆树、金钟花和锦带花一年生枝条各81个，所采集的同种枝条之间应生长均匀。每种选取3个枝条测定其初始含水量（C0），测定方法采用烘干法，剩余78个待处理枝条先称量其初始质量（M0），并计算出各待处理枝条到达相应含水量梯度范围对应的质量范围，在10℃室温下进行室内风吹失水试验，每4～6h称量1次枝条质量。每种枝条设5个含水量梯度，其中构树和金钟花为20%、25%、30%、35%和CK（实验前测定各离体枝条不做处理时的初始含水量，构树枝条初始含水量为52.0%，金钟花枝条初始含水量为64.9%）。榆树和锦带花为25%、30%、35%、40%和CK（榆树枝条初始含水量为52.1%，锦带花枝条初始含水量为64.4%）。然后对构树、榆树、金钟花和锦带花四种枝条进行风吹失水。每隔一段时间称1次枝条重量，当各枝条达到设定质量后，对其进行复水处理[4]。每个含水量梯度取3个枝条测定其相对电导率，其余75个枝条分梯度于20℃室内水培15d，每5d换1次水，观察不同含水量梯度的枝条萌发及展叶情况。萌发及展叶的枝条记为发芽，不萌发或萌发但不能展叶的枝条记为抽条，以上试验进行3次重复，如实记录复水处理发芽的枝条数量和发生抽条的枝条数量。

1.3 数据处理 采用SPSS 11.5软件对试验数据进行方差分析、t检验。

2 结果与分析

2.1 冬季休眠期的休眠枝条含水量及电导率变化

2.1.1 含水量 每隔20d取样测量唐山地区自然越冬的构树、榆树、金钟花和锦带花4种树木枝条含水量，结果见图1。由图1可知，冬季休眠期的枝条含水量先减少后增加。唐山地区，构树、锦带花、榆树和金钟花休眠期的枝条含水量在2月18日左右降到最低，之后开始回升。其中金钟花的含水量最高，2月18日测得其最低含水量为48.7%;而锦带花的含水量始终为最低的，2月18日达到其最低含水量42.2%。构树、榆树、金钟花和锦带花的失水速率在1月29日至2月18日达到最大。构树从1月29日至2月18日枝条含水量从46.8%降至43.3%，下降了3.5%。榆树从1月29日至2月18日枝条含水量从46.9%降到43.2%，下降了3.7%。金钟花从1月29日至2月18日枝条含水量从53.0%降到48.7%，下降了4.3%。锦带花从1月29日至2月18日枝条含水量从44.3%降到42.2%，下降了2.1%。因此，2018—2019年在唐山地区，构树、榆树、金钟花和锦带花4种树木的休眠期枝条失水主要集中在1月29日至2月18日。

2.1.2 相对电导率 由图2可知，12月20日至次年2月18日，4种枝条的相对电导率逐渐增大，到2月18日均达到最大值，此时金钟花枝条的相对电导率达到42.8%，构树相对电导率增至接近50%，榆树和锦带花的相对电导率达到50%以上。2月18日至3月30日，4种树木枝条的相对电导率逐渐减小，3月30日，构树、金钟花枝条的相对电导率减小到30%以下。这表明，12月20日至2月18日，4种枝条组织不断受到损伤，2月18日至3月30日，枝条组织所受的损伤逐渐恢复。综合图1图2可知，枝条含水量与相对电导率的变化趋势相反，通过相关性分析得出枝条相对电导率与枝条含水量呈显著负相关（r=-0.809）。

2.2 不同含水量处理的4种枝条相对电导率变化 相对电导率反映了植物组织的受损伤程度。在本试验中，构树、榆树、金钟花和锦带花的枝条经风吹处理达到不同含水量梯度时，相对电导率随着离体枝条含水量的降低而增加（图3），枝条含水量与枝条相对电导率呈负相关（r=-0.809）。这与已有的研究结果一致[9]。

2.3 4种树木抽条临界含水量 由表1可知，4种树木未处理的枝条发芽率均在90%以上。当枝条含水量从初始含水量降至35%时，构树和金钟花地发芽率为100%且无抽条现象发生;锦带花地发芽率在90%以上，抽条发生率为15%左右;榆树的发芽率锐减至62.22%，抽条发生率增至46.67%。当枝条含水量降至30%时，构树、金钟花和锦带花地发芽率均在80%以上，此时金钟花抽条发生率为6%;构树抽条发生率为11.11%，锦带花抽条发生率为60%;榆树发芽率锐减至31.11%，抽条发生率达82.22%，大部分枝条无法萌芽或展叶。当枝条含水量下降至25%时，构树的发芽率降至77.78%，抽条发生率增至20%;金鐘花的发芽率急剧下降到65.11%，抽条发生率增大到60%;锦带花的发芽率骤降至40%，抽条发生率增大到68.89%;榆树的发芽率减至13.11%，抽条发生率增至100%。当枝条含水量降到20%时，金钟花发芽率锐减至30%左右，抽条发生率增至80%以上。构树发芽率锐减至15.56%，抽条发生率达100%，所有的枝条均不能萌芽或幼芽无法长成叶片。因此，在离体条件下，锦带花和榆树发生抽条的临界含水量为35%～30%，金钟花发生抽条的临界含水量在30%～25%，构树发生抽条的临界含水量在25%～20%，枝条的临界含水量高低与其抗抽条能力大小相关。由此可得出，上述4种树种抗抽条能力最强的为构树，其次是金钟花，锦带花和榆树抗抽条能力相对较差。在枝条含水量降至临界含水量之前，枝条的抽条率增加，发芽率降低，同一种枝条在不同含水量梯度下的抽条发生率和发芽率具有差异，表明抽条的发生与枝条含水量密切相联。

3 结论

（1）2018年底至2019年，唐山地区构树、榆树、金钟花和锦带花枝条冬季休眠期的含水量呈先下降后升高的趋势。枝条含水量与相对电导率具有显著负相关关系（r=-0.809）。2019年2月18日，4种树木枝条含水量降到最低，此时相对电导率最高。4种树木作对比来看，各个时期金钟花枝条含水量始终较高，其他3种树种稍差。

（2）不同种的树木抽条临界含水量和对失水的忍耐能力不同。在离体条件下，对4种枝条临界含水量的测定试验表明，榆树发生抽条的临界含水量在40%～35%，锦带花发生抽条的临界含水量在35%～30%，金钟花发生抽条的临界含水量在30%～25%，构树发生抽条的临界含水量在25%～20%。枝条临界含水量反映了其对失水的忍耐能力，与抗抽条能力相关。其中，抗抽条能力最强的为构树，其次是金钟花和锦带花，榆树抗抽条能力相对较差。

（3）榆树和锦带花在其相对电导率剧烈升高的含水量与其临界含水量有偏差，这与刘红宇[9]对樟树的实验结论不同，因而不能仅用该指标直接判定植物的临界含水量。

4 讨论

（1）因实验室环境与自然环境存在较大差异，不同种树木枝条的临界含水量只能得到一个数量范围，不能得到准确数值。由于本次试验的枝条含水量为每隔20d测1次，因此不能判定4种枝条含水量到达最低点的具体日期。通过查询该时期唐山地区天气情况可知，2019年2月21—24日气温升至10℃以上，因而估计在2019年2月21—24日4种枝条含水量到达了最低点。

（2）临界含水量的高低反映了植物组织和细胞对失水的耐受程度，抗抽条能力反映了能忍受失水时间的长短[7]。室内风吹试验中枝条持续失水，当枝条含水量达临界含水量以上，则枝条能复水，正常发芽生长，否则发生抽条，不能正常生长，说明抽条与枝条含水量密切相关。不同种树木的临界含水量不同，临界含水量与其抗抽条能力有关，但枝条抽条临界含水量的高低不是决定抽条的唯一要素，枝条细弱营养不足、根系供水能力及枝條保水力对枝条抽条也有一定的影响[10-11]。本试验中的榆树枝条较细营养不足，测定其临界含水量与相对电导率剧烈升高的含水量有偏差，今后仍需作进一步研究其他原因对树木抽条的影响。

参考文献

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[2]张军，苏文清.高寒地区沙棘休眠期枝条含水量与干缩关系的研究[J].沙棘，2000，13（2）：18-21.

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[6]Wilner J.Note on an electrolytic procedure for differentiating between frost injury of roots and shoots in woody plants[J].Canadian Journal of Plant Science，1959，39（4）：512-513.

[7]李春牛.杂交榛抽条致因及控制措施研究[D].长沙：中南林业科技大学，2010.

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[9]刘红宇，陈超燕，刘晓莉，等.樟树黄化病与树皮电阻值，含水量关系的研究[J].安徽农业科学，2006，34（12）：2802-2802.

[10]李向民，许春霞，苏陕民.黄土高原沟壑区苹果树休眠枝条含水量研究[J].果树学报，1998，1：001.

[11]李春牛.平欧杂交榛抗抽条能力及抽条临界含水量研究[D].长沙：中南林业科技大学，2010. （责编：张宏民）