大葉木蓮種實性狀及幼苗生長特征

(貴州省林業(yè)科學研究院,貴陽 550011)

大葉木蓮(Manglietiamegaphylla)，木蘭科木蓮屬常綠大喬木[1]，國家Ⅱ級保護植物。大葉木蓮在木蓮屬中屬于比較原始的種類，對木蓮屬的系統(tǒng)分類研究有較高科研價值。其樹干粗壯挺直光滑，材質(zhì)上佳，是優(yōu)良用材樹種；花大且顯著易觀賞，白色，有香味，是優(yōu)秀的觀賞樹種。大葉木蓮分布區(qū)非常狹窄，僅分布在云南省東南部、廣西省西南部和貴州省冊亨縣。在分布區(qū)內(nèi)，當?shù)厝罕姵？撤ゴ笕~木蓮來作用材，其天然資源受到嚴重破壞，目前殘存的大樹已非常稀少，幼樹和幼苗也很少見，只發(fā)現(xiàn)一些伐后萌生的幼樹。在貴州，文獻記載分布于冊亨縣秧壩鎮(zhèn)畜牧場，海拔約400 m，但經(jīng)過多次在野生分布地尋找都未調(diào)查到，野生資源在貴州可能已經(jīng)滅絕[2]。貴州省林科院樹木園、龍里林場珍稀植物園、黎平東風林場樹木園有引種保存，但基本未自然結(jié)果。因此，對大葉木蓮開展資源保護和科學研究刻不容緩。目前，國內(nèi)外對大葉木蓮的相關(guān)報道較少，只有李蕓瑛等[3]對其幼樹光合特性對高溫的響應(yīng)、謝福惠等[4]對其木材的材性與用途進行了一定研究，缺少對繁殖、育苗的研究報道。本試驗主要對大葉木蓮的種實性狀特征、播種萌發(fā)情況、幼苗生長過程等開展科學研究，以期為大葉木蓮的科學保護和合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 果實采集

大葉木蓮果實于2017年10月11日采自貴州省林科院辦公綠地，水肥條件較好。采種母樹于1999年引種自云南省馬關(guān)縣八塞林站，胸徑25.40 cm，樹高9.8 m，冠幅7.5 m×8.5 m，分枝高度3.0 m，長勢良好，多年來于6月開花，花朵數(shù)量較多，但只在2017年自然結(jié)果，2018年又未結(jié)果。

1.2 種實性狀測定

種實性狀測定包括大葉木蓮聚合果、蓇葖果和種子的測定。

聚合果測定是逐一測定大葉木蓮聚合果重量(鮮重)、長度和寬度、單果產(chǎn)蓇葖果數(shù)量；蓇葖果測定是在完成聚合果測定后，再逐一測定改聚合果所產(chǎn)蓇葖果的結(jié)實情況、單蓇葖果去皮前后重量(鮮重)和種子數(shù)量；種子測定是在蓇葖果測定完成后，充分混合所有的種子，隨機選取100粒種子，逐一測定其去除假種皮前后的重量、長度、寬度和厚度。

質(zhì)量測定工具為精度0.01 g的電子天平，長度、寬度和厚度測定工具為精度0.01 mm的數(shù)顯游標卡尺[5]。

1.3 播種發(fā)芽試驗

播種發(fā)芽試驗在貴州省林科院樹木園苗圃內(nèi)進行[6]。去除假種皮后，種子采用濕砂貯藏法，種子與砂按1∶3的比例分層攤放，并注意通風、保濕。2017年3月26日，將砂藏的種子篩出，進一步精挑細選，去除霉種和雜質(zhì)，用0.5%的高錳酸鉀溶液浸泡5 min，撈出后沖洗干凈，采用寬幅條播的方式播種到苗床，播幅10～15 cm，深1.0～1.5 cm，用厚度0.5～1 cm粉碎后的腐熟樹皮覆蓋。在播種時，隨機選取50粒種子，集中播于1行，用作播種發(fā)芽試驗。從播種次日起每隔2 d進行1次觀察和統(tǒng)計，種子發(fā)芽以子葉出土為標準，直至連續(xù)5次(10 d)無新的種子發(fā)芽為止[5]。5月6日開始出苗。

1.4 幼苗生長觀測

出苗整齊后，于5月26日將已出土幼苗從苗床間苗到容器網(wǎng)袋繼續(xù)培養(yǎng)，基質(zhì)為腐殖土，并按常規(guī)育苗進行日常管理。

幼苗生長采用定株觀測法，即隨機抽取30株苗，幼苗掛牌編號作為觀測對象，并用短竹簽插在被測苗根部附近，微露出土面，作為固定測量的位置，測量苗高和地徑。每10 d測量1次，至當年苗木停止生長。苗高使用精度0.1 cm的鋼卷尺測量，地徑使用精度0.01 mm數(shù)顯游標卡尺測量[5]。采用 Logistic 方程分別對苗高和地徑進行擬合，模型為y=k/(1+ae-bt)，式中，y為觀測指標累積生長量，t為生長時間，k為觀測指標生長終極量，a、b為待定參數(shù)。通過模型計算連日生長量最大時的天數(shù)T，即速生點；連日生長量變化速率最快的2個點T1、T2，即由生長初期到生長盛期和由生長盛期轉(zhuǎn)入緩慢生長的分界點，T1～T2為生長盛期[7]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

圖表處理用 Excel 軟件；方差分析、線性方程回歸、Logistic方程擬合以及其他統(tǒng)計分析處理均用SPSS 19.0軟件[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實性狀

大葉木蓮的果實是由許多蓇葖果組成的離生心皮聚合果。聚合果長圓狀卵圓形，組成的蓇葖果頂端尖，稍向彎，沿背縫及腹縫開裂；初為綠色，后顏色逐漸變深，成為紅褐色并逐漸裂開，露出包裹鮮紅色假種皮的種子。

測定結(jié)果顯示，大葉木蓮果枝長27.23 cm，果枝徑1.54 cm，中空，較脆。聚合果長7.38 cm，寬6.45 cm，厚5.01 cm，鮮重111.94 g，干重80.75 g，由67個蓇葖組成。其中4個無胚珠，41個只有胚珠，22個有種子和胚珠。蓇葖長2.0～3.0 cm，褐色，頂端尖，稍向外彎，沿背縫及腹縫開裂，每個蓇葖含胚珠和種子數(shù)0～5粒，以1～3粒為多，共含種子46粒，胚珠89粒?？梢姶笕~木蓮結(jié)實率較低，只有34.07%。套用種子生產(chǎn)力的概念，胚珠是理論上可形成的種子生產(chǎn)力，種子是實際產(chǎn)生的種子生產(chǎn)力[8]。對比數(shù)據(jù)，可見大葉木蓮種子的理論生產(chǎn)力遠大于其實際生產(chǎn)力，存在敗育現(xiàn)象且敗育率較高。

2.2 種子性狀

大葉木蓮的種子外面有鮮紅色假種皮，在靠近蓇葖腹縫處有白色斑區(qū)，形狀多為楔形，偶有橢圓形。去掉假種皮的種子形狀心形、扁平略彎，外表深灰褐色、有縱刻紋，質(zhì)地堅硬致密、較厚。

對比大葉木蓮種子去除假種皮后的各項數(shù)據(jù)(表1)，可見其種子不同個體之間的形狀差異較大，最為明顯的是重量。另外，占大葉木蓮種子重量的大部分的假種皮，顏色鮮艷，甜美多汁，為鳥類、鼠類喜食，是大葉木蓮野外自我繁殖能力低下的原因之一。

2.3 播種萌發(fā)

在貴州省林科院樹木園苗圃，大葉木蓮播種的初始發(fā)芽時間為40 d，發(fā)芽持續(xù)時間30 d。從圖1可以看出，大葉木蓮種子于播種后第49天(5月13日)出現(xiàn)發(fā)芽高峰期，當日發(fā)芽數(shù)量分別達到7粒，發(fā)芽峰值和累積發(fā)芽率變化比較明顯；5月26日已有36粒種子發(fā)芽，占總發(fā)芽種子數(shù)量的92.31%，其后只有零星種子萌發(fā)。50粒種子共發(fā)芽39株，發(fā)芽率為78%。

2.4 幼苗生長

2.4.1苗高生長規(guī)律

大葉木蓮的幼苗期為5月26日至11月16日，共170 d。分析大葉木蓮一年生幼苗的苗高生長規(guī)律，可以看到，其生長過程基本為“生長緩慢—生長迅速—生長緩慢”的“S”型曲線。利用 SPSS 19.0 軟件對大葉木蓮苗高的生長過程進行Logistic方程擬合：y=18.669/(1+6.714×e-0.30 t)，相關(guān)系數(shù)為0.995，擬合方程的回歸性達到了極顯著水平；實測曲線與擬合曲線間模擬程度較好，說明利用Logistic方程能較好地表達大葉木蓮苗高的年生長規(guī)律。根據(jù)Logistic方程計算，苗高速生點T=63.47，苗高連日生長量變化速率最快的2個點T1=19.55、T2=107.35，結(jié)合苗木生長特性，將大葉木蓮幼苗苗高年生長情況劃分為4個階段，即出苗期、生長初期、生長盛期和生長后期[9]。根據(jù)表2可見，大葉木蓮苗高生長盛期較短，只有87 d，占生長周期的45.79%；生長量為10.97 cm，占總生長量的61.49%。

表1 大葉木蓮種子性狀分析

表2 大葉木蓮苗高生長時期及生長情況

表3 大葉木蓮地徑生長時期及生長情況

圖1 大葉木蓮種子發(fā)芽動態(tài)

圖2 大葉木蓮幼苗苗高生長動態(tài)

2.4.2地徑生長規(guī)律

分析大葉木蓮一年生幼苗的地徑生長規(guī)律，也基本為“生長緩慢—生長迅速—生長緩慢”的“S”型曲線。利用 SPSS 19.0 軟件對大葉木蓮地徑的生長過程進行Logistic方程擬合：y=3.959/(1+5.731×e-0.033 t)，相關(guān)系數(shù)為0.989，擬合方程的回歸性達到了較顯著水平；實測曲線與擬合曲線間模擬程度較好，說明利用Logistic方程能較好地表達大葉木蓮地徑的年生長規(guī)律。根據(jù)Logistic方程計算，地徑速生點T=52.91，連日生長量變化速率最快的2個點T1=13.00、T2=92.81，結(jié)合苗木生長特性，將大葉木蓮幼苗地徑年生長情況劃分為4個階段，即出苗期、生長初期、生長盛期和生長后期[9]。根據(jù)表3可見，大葉木蓮地徑生長盛期較短，只有80 d，占生長周期的42.11%；生長量為2.41 mm，占總生長量的60.40%。

圖3 大葉木蓮幼苗地徑生長動態(tài)

3 結(jié)論與討論

1) 大葉木蓮在貴州省能健康生長，盛開花朵，但正常結(jié)實較為罕見。分析原因，可能是其開花授粉時是正逢雨季，低溫多雨使其不能正常結(jié)實。

2) 大葉木蓮種子顏色鮮艷，甜美多汁，為鳥類、鼠類喜食；其種子不同個體之間的形狀差異較大，最為明顯的是重量；理論生產(chǎn)力遠大于其實際生產(chǎn)力，存在敗育現(xiàn)象且敗育率較高，發(fā)芽率低。這可能是其在野外自然更新困難，直至在貴州天然分布絕跡的主要原因。

3) 大葉木蓮的一年生播種苗的苗高、地徑生長過程可以用 Logistic方程進行擬合。結(jié)果表明，大葉木蓮一年生播種苗的苗高、地徑生長呈現(xiàn)“生長緩慢—生長迅速—生長緩慢”的 “S”型的生長節(jié)律，但地徑與苗高生長不同步，地徑的速生點比苗高的速生點小10.56，地徑生長比苗高生長提早7 d結(jié)束生長初期進入生長盛期，提早13 d進入生長后期。相比其他木蓮屬植物幼苗在同一地點的觀測記錄[7]，大葉木蓮進入生長后期的時間較早，這與大葉木蓮原生環(huán)境較貴陽地區(qū)溫暖有關(guān)。

4) 大葉木蓮具有較高的觀賞、材用價值，在天然分布地受到嚴重破壞，生境惡化，應(yīng)加強資源保護。同時，針對大葉木蓮天然結(jié)實困難的情況，利用扦插、嫁接、人工授粉等手段，開展科學實驗，為大葉木蓮的科學保護和合理利用提供科技支撐。