斷根措施對楊樹和冬棗生長的調控作用1)

杜振宇 邢尚軍 楊守軍 馮志敏 井大煒

(山東省林業科學研究院，濟南，250014) (中國農業大學煙臺研究院) (山東農業大學)

楊樹是我國速生豐產林工程的主要造林樹種，根系是林木生長的中心。隨著林木長高，其旁側根系向四周延伸的距離也在不斷增加。楊樹林分郁閉后，地下根系交織在一起，此時期根系逐漸老化，會降低楊樹根系的營養吸收能力，從而影響樹木生長。在楊樹郁閉后采用斷根措施去除老化側根，可能會誘發新根，促進根系對養分的吸收，增加楊樹生長量。這方面的研究鮮有涉及。

斷根是盆景藝術的必要組成部分，不但使植株矮化，而且也能刺激新根的發生以維持植株的生長［1］。在農業生產中，也常應用根剪來對蘋果樹、梨樹、葡萄等果樹的營養生長進行控冠［2－5］。斷根能提高光線通過樹冠的穿透率，改善蘋果顏色，減少收獲前的落果現象，被認為是抑制營養生長的有效選擇［6］。冬棗是我國特有的優質鮮食棗樹品種［7］。在山東黃河三角洲主要產區，冬棗的營養生長非常旺盛，每年需要采用修枝和環剝措施，以促進座果。但是這些措施易造成樹體衰弱，易患真菌和生理病害，也常發生環剝樹死的現象［8－9］。能否采用斷根措施減少冬棗過旺的營養生長，以促進其生殖生長，目前尚無這方面的研究報道。

為探討斷根措施對楊樹和冬棗生長的調節作用，本試驗中以 I107楊(Populus euramericanacv.Neva)和沾化冬棗(Zizyphus jujubaMill.cv.Zhanhua)為試材，研究了斷根對這兩種林木生長的影響作用以及樹體對斷根的生理響應，為斷根措施應用于林木生長調控提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 楊樹試驗

試驗于2008年4月進行。楊樹斷根試驗設在山東省章丘市水寨鄉辛豐村。試驗地土壤為砂質潮土，基本理化性狀如下:pH=7.7(土水質量比1∶2.5)，有機質 4.21 mg/g，堿解氮 30.18 μg/g，速效磷 9.95 μg/g，速效鉀 101.02 μg/g。供試楊樹為 3 年生的I107楊人工林，株行距3 m×4 m，南北行向，林木生長均勻，平均樹高8.91 m，平均胸徑10.03 cm。試驗共設重度、中度和輕度3個斷根處理，分別在距離植株兩側60、80、100 cm的行間切斷根系(分別相當于6倍、8倍和10倍胸徑)，斷根深度為30 cm，以未斷根處理為對照。采用隨機區組設計，每處理重復3次，每個小區30株樹，小區之間設保護行。斷根時以樹干為基準，在其行間兩側一定距離處利用銳器垂直切斷側根及須根，切口要保證平滑，以利于傷口愈合和須根生長，按大田常規方法管理。

1.2 冬棗試驗

試驗于2008年4月進行。冬棗斷根試驗設在山東省濱州市林業局冬棗園基地，土壤為壤質潮土，pH=7.5(土水質量比1 ∶2.5)，有機質10.25 mg/g，堿解氮 38.74 μg/g，速效磷 18.46 μg/g，速效鉀125.31 μg/g。試材為生長正常，長勢相近的6年生冬棗，砧木為酸棗，平均胸徑為7.5 cm，株高為2.1～2.5 m，株行距為3 m×3 m。冬棗試驗也設置重度、中度和輕度3個斷根處理，分別為3、5、7倍胸徑(22.5、37.5、52.5 cm)斷根，斷根深度為20 cm，以未斷根處理為對照。采用隨機區組設計，每處理重復3次，每小區20株樹，小區之間設保護行。切根方法同楊樹試驗，常規方法管理。

1.3 分析方法

植株生長情況調查和冬棗果實品質測定:在試驗實施時、當年和第二年楊樹落葉后，分別調查楊樹試驗各處理的胸徑和樹高生長狀況，當年落葉后的調查結果與試驗實施時調查結果的差值為當年生長量，第二年落葉后的調查結果與當年落葉后調查結果的差值為第二年生長量;對于冬棗試驗，在斷根當年和第二年7月上旬取樣調查各處理冬棗的棗頭二次枝長度和數量。在試驗當年和第二年冬棗收獲時，對各處理冬棗進行測產，同時取果實鮮樣100 g，貯于液氮罐用于果實品質分析。果實中維生素C質量分數的測定采用2，6二氯靛酚滴定法，總糖的測定采用蒽酮比色法［10］。

葉片營養成分測定:斷根后35、161 d分別對楊樹和冬棗斷根試驗不同處理采集葉片樣品，采樣時每處理分別選取2～3株樹。每株樹采集樹冠南側上中部成熟葉片，每株取5～10片，混合均勻，帶回實驗室。將葉片洗凈，置于烘箱中105℃殺青15 min，轉至80℃下烘至恒質量，粉碎后貯藏于玻璃瓶中，采用常規方法測定葉片的N、P、K質量分數。

葉片光合速率的測定:斷根處理后35、161 d分別對不同處理的楊樹和冬棗的光合速率進行了測定。所用儀器為便攜式光合作用儀(Lci型，英國ADC公司生產)，測定時選取樹冠外圍南部上中部葉片，每棵測定3～5片，每處理測定3株，10:00—14:00進行測定，每小時測定1次，取4次測定的平均值。

生長素測定:在楊樹斷根后35、161 d，分別摘取樹冠中部葉4～6片，置于液氮罐內，帶回實驗室測定生長素(IAA)質量分數。在冬棗斷根后35、161 d，取棗頭二次枝頂端鮮樣2～4 g，立刻裝入液氮罐，用于IAA測定。所用儀器為美國產Agilent HP 1100 series型液相色譜儀，乙腈浸體，減壓濃縮，過C18柱［11］。

數據處理:數據統計分析采用Excel 2003和SPSS 15.0，數據為3個重復的平均值，處理差異顯著性應用單因素方差分析(ANOVA)和LSD多重比較法進行分析。

2 結果與分析

2.1 斷根對楊樹和冬棗生長的影響

斷根措施對楊樹的生長產生了一定影響。由表1可以得出，重度斷根處理明顯降低了楊樹的胸徑生長量，而中度斷根則顯著提高了其胸徑生長量，輕度斷根處理沒有明顯影響作用。中度和輕度斷根均顯著增加了楊樹的樹高生長量，以中度斷根的增幅較大。試驗結果表明，距樹體基部兩側6倍胸徑距離斷根對楊樹根系傷害較大，影響到其正常生長。相比之下，8倍胸徑距離斷根則促進了楊樹的生長。

表1 斷根對楊樹生長的影響

棗頭二次枝的長度和數量是衡量冬棗樹體競爭力的重要指標。由表2可見，3個斷根處理均明顯減少了冬棗二次枝的長度和數量。隨著斷根距離的增加，抑制效應逐漸減弱，輕度斷根的測定結果與對照接近，無顯著性差異。調查結果表明，冬棗適度斷根對其營養生長產生了明顯的抑制作用。

從表3看出，斷根措施在2008年未對冬棗產量產生顯著影響，只使產量略有提高;但在試驗的第二年，重度斷根顯著增加了冬棗產量，其它兩個斷根處理的效果并不明顯。中度和重度斷根處理后，冬棗的Vc和總糖質量分數也有了顯著提高，以重度斷根處理提高幅度最大。調查和分析結果說明，重度斷根不僅提高了冬棗產量，而且改善了其果實品質。

表2 斷根對冬棗二次枝生長的影響

表3 斷根對冬棗果實產量和品質的影響

2.2 斷根對楊樹和冬棗葉片N、P、K質量分數的影響

葉片的營養元素質量分數能在一定程度上反映樹木的水肥吸收能力。從表4可以看出，斷根后35 d時楊樹葉片N、P、K質量分數均明顯低于未斷根處理，表明這一措施在短時間內抑制了楊樹根系對土壤中營養元素的吸收。在161 d時隨著根系生長的恢復，其對N、P、K的吸收能力有了較大改善。從分析結果可知，中度斷根顯著增加了葉片的N和K質量分數，對P質量分數也有明顯提高作用，但沒達到顯著水平。

表4 斷根對楊樹葉片N、P、K質量分數的影響 mg·g－1

由表5可以看出，接受斷根處理35 d時，重度和中度斷根的冬棗葉片N、P、K質量分數較對照均有明顯下降，以重度斷根降低幅度最大，質量分數分別減少了5.6%、16.6%和10.3%。相比之下，輕度斷根提高了冬棗葉片的N、P、K質量分數。斷根后161 d時，重度和中度斷根處理的葉片N、P、K質量分數與未斷根處理間的差異達到顯著水平。可見不同強度的斷根措施會對冬棗的樹體營養產生迥然不同的影響。重度和中度斷根處理由于距樹干較近，去除的根量較大，較大幅度地減少了根系對養分離子的吸收，從而降低了葉片中的營養元素質量分數。

表5 斷根對冬棗葉片N、P、K質量分數的影響 mg·g－1

2.3 斷根對楊樹和冬棗葉片光合速率的影響

從表6看出，楊樹和冬棗葉片的光合速率在斷根處理35 d時較對照均有顯著降低，以重度斷根處理的下降幅度最大，其次為中度和輕度斷根處理;在161 d時，斷根對楊樹和冬棗葉片光合速率的影響出現較大差異。中度和輕度斷根處理顯著增加了楊樹葉片的光合速率，以中度斷根增幅最大;而重度和中度斷根顯著增加了冬棗葉片的光合速率，以重度斷根提高幅度最大。可見斷根強度對不同林木的光合作用產生的影響也會不同，這同斷根措施對根系的損傷程度以及植株自身的生物學特性有關。

表6 斷根對葉片光合速率的影響μmol·m－2·s－1

2.4 斷根對楊樹葉片和冬棗棗頭二次枝頂端IAA質量分數的影響

生長素大多集中在生長旺盛的部位，能促進細胞的生長以及RNA和蛋白質的合成，表現為典型的頂端優勢。分析結果表明(表7)，斷根處理在35 d時顯著降低了楊樹葉片中的IAA質量分數，斷根距離越近，降低幅度也越大;而在161 d時，中度和輕度斷根處理的葉片IAA質量分數則顯著高于對照處理，以中度斷根處理的質量分數最高，表明中度和輕度斷根可顯著促進楊樹葉片的生長。可以看出，在35 d時冬棗試驗3個斷根處理的棗頭二次枝頂端IAA質量分數均顯著高于對照，說明斷根在短期內促進了棗頭二次枝IAA質量分數的增加;而在161 d時，與對照相比斷根處理的IAA質量分數均有顯著降低，表明斷根顯著抑制了冬棗二次枝的生長，斷根強度越大，抑制效果也越大。

3 結論與討論

楊樹人工林在郁閉后，會出現根系老化，相鄰兩行樹體的根系相互交織盤結，一定程度上影響了其對土壤中水分和養分的吸收，從而對生長不利。如果對楊樹根系進行適當修剪，應該會促進毛細新根的萌發，提高根系營養吸收能力。有研究表明，樹木斷根處理后，一方面為盡快恢復根系的吸收與生長，將同化物大部分運抵根部［12］，可提高根部有機質的質量分數，增加根系分泌物。另一方面，斷根刺激了斷根點重新長出大量的側根和須根，增強了根系的吸水吸養能力，表現出后期樹高生長量明顯增長［13］。由于楊樹根系分布于土中，對其修剪非常困難，因此找出一套簡便可行的斷根方法是必要的。本研究通過對楊樹人工林行間兩側不同距離處切斷側根，研究了3個不同強度斷根處理對楊樹生長的調控作用。研究結果表明，兩側8倍胸徑距離處斷根更好地促進了楊樹生長，顯著提高了其胸徑和樹高生長量，提高了根系對N、P、K養分的吸收利用，同時增強了葉片光合作用，顯著提高了葉片的IAA質量分數。本試驗結果表明，對因根系老化而引起的林木早衰，適當地修剪根系可刺激新根發生，繼而達到促進地上部生長的目的。

表7 斷根對楊樹葉片和冬棗二次枝頂端生長素質量分數的影響 ng·g－1

林木根系修剪目前多應用于蘋果、梨等果樹的控冠技術研究，在棗樹上還沒有研究報道。本研究對冬棗的斷根效果進行了初步探討，發現在冬棗樹基兩側3倍胸徑距離處斷根能有效地抑制棗頭二次枝的生長和數量。Feree［14］的研究也發現，根系的嚴重切除能降低果樹的營養生長。斷根降低了根系對養分的吸收，根系不可能在同一時間既支持根的發展又保持枝條的生長，而是儲備更多的資源用于根的發展，因此造成了枝條數量和長度的減少［13］。隨著時間的延長，抑制效應有所減弱。本試驗通過分析認為3倍胸徑斷根是調控營養生長的最佳距離，在斷根后當年雖然沒有明顯提高冬棗產量，但在次年的增產效果卻達到顯著水平，而且改善了果實品質。由于冬棗斷根以抑制營養生長為目的，所以斷根強度相對楊樹要大一些，斷根后冬棗植株在一定時間內不能吸收足夠的水分和養分，導致光合速率相應降低［15］。棗頭一次枝頂端生長素質量分數在斷根后35、161 d出現了迥然不同的變化，35 d時斷根顯著增加了IAA質量分數，而161 d時卻顯著降低了IAA質量分數。可能是由于根系嚴重切除，短期內導致生長素向地下部輸送量減少，在棗頭二次枝上有所積累，所以在35 d時斷根處理沒有降低反而增加了IAA質量分數。

本研究對斷根措施在兩種不同經濟林木的經營管理中進行了應用效果研究，但研究目標截然不同。楊樹斷根的目的是促進其營養生長，通過改善根系的吸收功能，提楊樹的生長量;而冬棗斷根是為了抑制其營養生長，促進其生殖生長，提高冬棗果實產量。研究結果表明，只要斷根強度適宜，斷根措施是能夠實現這兩種不同生長調控目標的。應當指出的是，本試驗只在這兩種樹木上進行了兩年的初步研究，還不能提出一套完善的根剪調控措施，對于如何確定楊樹整個輪伐期和冬棗盛果期內適宜的斷根時間、次數和強度，尚需在以后的研究中進一步深入探討。

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