水曲柳種子園花粉飛散規(guī)律研究

摘要[目的]研究影響水曲柳花粉成熟和飛散的關(guān)鍵因素，揭示花粉飛散規(guī)律，為水曲柳種子園的設(shè)計及升級改造提供依據(jù)。[方法]通過對葦河林業(yè)局青山林場水曲柳種子園進(jìn)行初步研究，對水曲柳開花期間花粉在時間和空間分布，水平和垂直分布，及花粉的飛散規(guī)律進(jìn)行觀測研究。 [結(jié)果]園內(nèi)雄花于5月10日開始散粉，散粉期從5月10～15日，花粉濃度的時間和空間變化以及水平和垂直分布與環(huán)境因素有密切關(guān)系。花粉濃度的最大值（4 737粒）在9：00～15：00。[結(jié)論]影響花粉飛散的因素中，環(huán)境因子（風(fēng)速、溫度、相對濕度、風(fēng)向）起主要作用。影響花粉量大小的因素中，溫度占主導(dǎo)地位。

關(guān)鍵詞水曲柳；花粉飛散；環(huán)境因子

中圖分類號S792.12文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）24-08215-03

Study on the Distributing Rule of Pollen in Fraxinus mandshurica Seed Orchard

LI Xiang， ZHAN Yaguang et al（College of Life Sciences， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040； Key Laboratory of Forest Tree Genetic Improvement and Biotechnology of Nation， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract[Objective] This article studied on the key factor that affected the maturity and distributing of Fraxinus mandshurica pollen and reveal the distributing rule of pollen， which can supply theoretical basis for designing and upgrading the Fraxinus mandshurica seed orchard. [Method] Through a primary research on Fraxinus mandshurica seed orchard in Qingshan forestry station of Weihe forestry bureau， we have observed and researched time and space distribution， horizontal and vertical distribution and the distributing rule of pollen when Fraxinus mandshurica was flowering. [Result] Male flowers started dispersing pollen from May 10， to 15， and time and space changes as well as horizontal and vertical distribution of the pollen concentration had close relationships with environmental factors. A maximum pollen concentration（4 737 grains） was during 9：00-15：00 every day. [Conclusion] Environmental factors （wind speed， temperature， relative humidity， wind direction ） play a leading role and temperature is the most important factor in the factors that affected the amount of pollen.

Key wordsFraxinus mandshurica； Pollen flying； Environmental factors

水曲柳（Fraxinus mandshurica）為木犀科梣屬多年生木本植物，是東北、華北地區(qū)的珍貴用材樹種，可作各種家具、樂器、體育器具、車船、機械及特種建筑材料。具有清熱燥濕、清肝明目、活血調(diào)經(jīng)的功效。到目前為止國內(nèi)外對水曲柳花粉飛散規(guī)律的研究還不多。姚盛智等[1]進(jìn)行了水曲柳無性系種子園花粉試驗觀察研究，其結(jié)果表明在不同氣候條件下，花粉飛散時間與空間花粉密度變化密切相關(guān)。該試驗以黑龍江省葦河林業(yè)局青山林木種子園中水曲柳為研究材料來分析探討水曲柳的花粉飛散規(guī)律，為水曲柳種子園的升級和改造提供理論依據(jù)。

1種子園概況

葦河青山林場水曲柳種子園建于1984年，屬于無性系種子園。種子園位于長白山脈張廣才嶺西麓，溫帶氣候，冬期較長，無霜期164 d，年溫差較大，月平均最高溫度22.5 ℃，最低溫-20.1 ℃。

2材料與方法

2.1供試材料種子園內(nèi)共有29個水曲柳無性系，建于1984年，分為7個區(qū)。該試驗選在地勢平坦、形狀規(guī)整的二區(qū)，共有18行，每行定植29株，行株距5 m×5 m，平均樹高12 m左右。

2.2研究方法為了全面了解水曲柳種子園內(nèi)花粉飛散規(guī)律，在種子園內(nèi)選取5個有代表性的點作為觀測點（圖1）。為了方便比較，每個觀測點采樣高度為2、4、6 m，將準(zhǔn)備好的涂有凡士林的載玻片固定在自制的花粉接收器上[2-6]。選取上、東、西、南、北5個面接收花粉。具體觀測的方法：每天6：00～18：00期間，每3 h觀測1次，更換新載玻片再觀測；18：00至次日6：00觀測1次。將取下的載玻片放置于10×10倍數(shù)的顯微鏡下觀察10個視野，記錄花粉數(shù)量[2-4]。花粉接收過程中，在同一時間種子園的內(nèi)外2個方位進(jìn)行溫度、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向的觀測，記錄氣象因子數(shù)據(jù)[2-6]。

圖1種子園平面圖（每個單元格代表1棵水曲柳）3結(jié)果與分析

3.1花粉濃度的日變化特征由于受到連續(xù)陰雨天、低溫等環(huán)境因素的影響，2013年春季種子園內(nèi)水曲柳開花散粉稍晚。從4月末到5月初氣溫均無明顯變化，5月9日開始有將要開花散粉的跡象，但是由于氣溫較低又有小雨影響，載玻片沒有接收到花粉。從10日開始，氣溫急劇上升，又伴隨著較大的風(fēng)速，花粉開始大量飛散。散粉的時期是從5月10日至5月15日，16日開始雄花凋落，花粉飛散結(jié)束。通過對水曲柳種子園內(nèi)接收到的花粉數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選取每日散粉盛期時候的1個花粉接收點的花粉量和當(dāng)時的風(fēng)速、溫度、相對濕度進(jìn)行綜合分析。由圖2～4可見，花粉量的大小和風(fēng)速、溫度呈正相關(guān)，而與相對濕度呈負(fù)相關(guān)。10日的突然散粉達(dá)到了花粉接收量的最高峰，這是由于環(huán)境的突然變化造成的。13日受風(fēng)速、溫度、相對濕度的多方面積極影響，散粉又達(dá)到了一個高峰，隨后散粉進(jìn)入末期，逐漸減少。可見花粉飛散的程度是受環(huán)境因子變化所影響的，風(fēng)速越大、溫度越高，開花散粉越明顯，而相對濕度越高，會對開花散粉的進(jìn)程有不利影響。

圖2日花粉量與風(fēng)速的關(guān)系圖3日花粉量與溫度的關(guān)系圖4日花粉量與相對濕度的關(guān)系3.2花粉濃度的時變化特征花粉濃度的時變化特征也與環(huán)境因子密切相關(guān)。由圖5～7可知，選取5月11日不同時間區(qū)間的4次取樣作比較分析，6：00～9：00期間取樣的花粉量最小，由于此時處于早晨，雄花上布滿露水，即使平均風(fēng)速最大、溫度最高、相對濕度最低，也無法使花粉進(jìn)行飛散。而經(jīng)過早晨的晾曬，雄花上的水分已經(jīng)干燥完全，將9：00～12：00第2次取樣花粉量與12：00～15：00的第3次取樣花粉量進(jìn)行對比，在這2個時間段內(nèi)，風(fēng)速對散粉量的影響不一致，溫度與散粉量呈正比，相對濕度與散粉量呈反比。最后一次取樣中散粉量又大量減少，與溫度的降低和相對濕度的升高有直接關(guān)系。可以判斷，在影響散粉的環(huán)境因子中，溫度對水曲柳散粉起主導(dǎo)作用，風(fēng)速相當(dāng)于散粉的一個傳播工具，而相對濕度與散粉量呈反比，較低濕度時有利于花粉飛散。

圖5時花粉量與風(fēng)速的關(guān)系圖6時花粉量與溫度的關(guān)系圖7時花粉量與相對濕度的關(guān)系3.3花粉濃度的垂直變化特征花粉飛散過程中，將每日不同高度收集的花粉量進(jìn)行比較分析（圖8），在花粉飛散的盛期時候，花粉濃度在空間上由高到低逐級遞減。不同高度之間的花粉接收量差異顯著，6 m處花粉量最高，4 m處其次，2 m處最低，如5月10日6 m處接收到2 003粒花粉，4 m處接收到1 731粒花粉，2 m處接收到1 410粒花粉。在花粉飛散后期，由于雄花已經(jīng)萎蔫，沒有新鮮花粉，只有空氣中殘留的一些剩余花粉向下飄落，出現(xiàn)6 m處低于2 m、4 m的情況。

圖8花粉量與空間的關(guān)系3.4花粉濃度的水平變化特征花粉濃度的水平分布也呈現(xiàn)不均衡的現(xiàn)象。由表1可見，第1次取樣，2號點花粉量最多，其次是3號點、1號點、5號點，4號點最少，當(dāng)時的風(fēng)向是西風(fēng)，平均風(fēng)速2.8 m/s。由于2號點和3號點處于下風(fēng)向，1號點和4號點處于上風(fēng)向，5號點處于中間，所以相對下風(fēng)向，接收到的花粉少。由于這次取樣經(jīng)過了一個晚上，晚上基本沒有風(fēng)，花粉量相對較大，較平均。第2次取樣，5號點花粉量最多，其次是1號點、4號點、2號點，3號點最少，當(dāng)時的風(fēng)向是東南風(fēng)，3號點在上風(fēng)向，所以接收到的花粉量最大。第3次取樣，4號點花粉量最多，1號點、2號點和3號點相差不大，5號點最少，此時風(fēng)向是北風(fēng)，但是風(fēng)速偏小，基本可以忽略不計，所以此時的花粉接收量主要取決于附近的雄樹數(shù)量。第4次取樣，5號點花粉量最多，其次是2號點、4號點、3號點，1號點最少，此時的風(fēng)向是西南風(fēng)，5號點和2號點花粉量偏多也是正常情況。

綜合上述情況，影響花粉濃度水平分布的因素主要是實時風(fēng)向和雄樹分布情況。

（1）水曲柳花粉飛散主要受環(huán)境因素的影響，溫度、風(fēng)速、相對濕度起主導(dǎo)作用，這3者的共同作用使花粉完全飛散，其中溫度起到最關(guān)鍵影響。5月9日水曲柳花芽已經(jīng)打開準(zhǔn)備散粉，但是由于天氣比較濕冷，所以遲遲沒有開始散粉，5月10日氣溫急劇升高，導(dǎo)致花粉大量飛散。其次對花粉飛散起到影響的是風(fēng)速，風(fēng)吹導(dǎo)致花粉飛散更完全。在環(huán)境因素的推動下，花粉飛散在10日和13日出現(xiàn)了2次峰值，13日之后逐漸減弱直到結(jié)束，花粉飛散持續(xù)了6 d，期間遇到陰雨天，導(dǎo)致散粉周期延長，每日的散粉高峰期是在9：00～15：00，期間個別時段溫度較高、風(fēng)速較大，散粉的程度會相對較大，這主要取決于環(huán)境因素，晚上不會發(fā)生散粉跡象，因為晚上溫度較低，基本無風(fēng)，花粉接收器能夠接收到的是空氣中漂浮的剩余花粉。

（2）花粉濃度的空間分布不均勻，垂直方向：在花粉飛散期間，濃度最高的是6 m處，其次是4 m處，最后是2 m處。由于花粉的質(zhì)量很小，故可以在空氣中處于懸浮狀態(tài)。在白天溫度相對較高的情況下，需要有風(fēng)吹推動飛散，晚上溫度相對較低的時候，花粉會在空中飄落。水平方向：在花粉飛散期間，花粉濃度的大小主要取決于實時風(fēng)向，在上風(fēng)向花粉濃度相對小于下風(fēng)向花粉濃度，花粉受風(fēng)吹推動飛散。此外，花粉濃度的水平分布也與雄樹的分布配比有關(guān)系，雄樹多的地方相比雄樹少的地方，花粉相對較多。

（3）鑒于以上幾點，在建立水曲柳種子園的時候，需要事先了解種子園主風(fēng)方向，有利于進(jìn)行園內(nèi)的雌雄配比，將品質(zhì)優(yōu)良的雄性水曲柳種在主風(fēng)向的上風(fēng)向，這樣有利于進(jìn)行全面散粉，受粉更完全，才能提高水曲柳的種子產(chǎn)量和質(zhì)量。

42卷24期李 想等水曲柳種子園花粉飛散規(guī)律研究參考文獻(xiàn)

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