两种源湿地松苗木生长特性和生理生态性状_熊启慧.pdf
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1、2023,45(2)DOI:10.13836/j.jjau.2023026Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensishttp:/江西农业大学学报 两种源湿地松苗木生长特性和生理生态性状熊启慧1,靳藏馥1,张露1*,程泽龙2,谢金文1,刘瑶2,蒋祥英2(1.江西农业大学 林学院/江西省森林培育重点实验室,江西 南昌 330045;2.江西省景德镇枫树山林场,江西 景德镇 333000)摘要:【目的】对比两种源湿地松(Pinus elliottii)苗期生长特性的异同,探究调控苗木生长的生理生态性状。【方法】以美国和广东两种源湿地松1年生容器苗为研究对
2、象,采用随机区组抽样,测定5个苗木生长指标、8个针叶生理性状和8个根叶生态性状,进行两种源差异t检验分析、不同指标和性状的相关性分析。【结果】广东种源苗高、地径和单株地上生物量均显著高于美国种源(P0.05);广东种源针叶叶绿素含量、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性显著高于美国种源(P0.05),过氧化氢酶活性和丙二醛活性正好相反;广东种源针叶面积和针叶重分别较美国种源高22.9%、52.6%,但总根长低于美国种源。相关性分析表明,两种源湿地松苗木生长性状、生理性状和生态性状之间存在不同的内在相关性。主要区别在于,美国种源苗高与地径、地径与地上生物量、地径与整株生物量、地上生物量和地下生物量
3、、叶绿素含量与可溶性蛋白含量、高径比与针叶面积、高径比与根总表面积等均呈显著正相关;而广东种源上述指标均无显著相关性,但相比于美国种源苗木其叶绿素含量与过氧化物酶活性显著正相关(0.70)。相关性分析还表明,湿地松苗木生长性状与针叶生理性状、根叶生态性状间相关性均有所不同。如相比于其他根叶生态性状,苗高、地径、地上生物量、整株生物量与针叶面积的相关性最强,相关系数分别为0.93、0.61、0.94、0.87;而根系生物量与根冠比的相关性最强,相关系数为0.88。【结论】两种源生长、生理生态特征上有显著差异,其调控途径也有不同。初步得出广东种源湿地松生长快,生长特性与根叶生理生态性状更加协同,具
4、有较好的培育前景,可作为江西优先推荐的造林种源。关键词:湿地松;种源;生长性状;生理性状中图分类号:S791.2 文献标志码:A 开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1000-2286(2023)02-0252-11Growth Characteristics and Ecophysiological Traits of Pinus elliottii Seedlings from Two ProvenancesXIONG Qihui1,JIN Cangfu1,ZHANG Lu1*,CHENG Zelong2,XIE Jingwen1,LIU Yao2,JIANG Xiangyi
5、ng2(1.College of Forestry,Jiangxi Provincial Key Laboratory of Silviculture,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,China;2.Fengshushan Forest Farm,Jingdezhen,Jiangxi 333000,China)Abstract:Objective This study aims to explore the differences and similarities of growth characteristics 收稿日期:20
6、230205 修回日期:20230222基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFD0600502-5)和江西省林业科技创新专项(201811,202114)Project supported by the National Key R&D Program of China(2017YFD0600502-5)and Jiangxi Province Forestry S&T Innovation Program(201811,202114)作者简介:熊启慧,硕士生,orcid.org/0000-0001-8544-3350,;*通信作者:张露,教授,博士生导师,主要从事林木遗传育种和森林培育
7、研究,orcid.org/0000-0003-2168-0546,。熊启慧,靳藏馥,张露,等.两种源湿地松苗木生长特性和生理生态性状 J.江西农业大学学报,2023,45(2):252-262.XIONG Q H,JIN C F,ZHANG L,et al.Growth characteristics and ecophysiological traits of Pinus elliottii seedlings from two provenancesJ.Acta agriculturae universitatis Jiangxiensis,2023,45(2):252-262.第 2 期
8、熊启慧等:两种源湿地松苗木生长特性和生理生态性状of Pinus elliottii seedlings from two different provenances,as well as determine and discuss the physiological traits and ecological traits which regulates seedling growth.Methods Taking the annual container seedlings of P.elliottii from the United States provenance and Guang
9、dong provenance as the research objects,five seedling growth indexes(seedling height,ground diameter,aboveground biomass,root biomass,total biomass),eight needleleaf physiological characters(chlorophyll content,chlorophyll a/b,soluble sugar content,soluble protein content,peroxidase activity,superox
10、ide dismutase activity,catalase activity,malonaldehyde content)and eight root and needleleaf ecological characters(height-diameter ratio,root-shoot ratio,needleleaf area,needleleaf weight,root length,root surf-area,root avg-diameter,root volume)were determined by random block sampling,the difference
11、 t test analysis and the correlation analysis of different indexes and characteristics between the two provenances were conducted.Results Among the growth indicators,the seedling height,ground diameter and aboveground biomass of Guangdong provenance seedlings were significantly higher than those of
12、American provenance seedlings(P0.05).Among the physiological characteristics of needleleaves,chlorophyll content,peroxidase activity and superoxide dismutase activity of needleleaves from Guangdong provenance seedlings were also significantly higher than those of American provenance seedlings,while
13、catalase activity and malondialdehyde activity were opposite(P0.05).In terms of the ecological traits of roots and needleleaves,the area and weight of Guangdong provenance were 22.9%and 52.6%higher than those of American provenance seedlings respectively,the root length was lower than that of Americ
14、an provenance seedlings.Correlation analysis showed that there were different intrinsic correlations between the growth traits,physiological traits and ecological traits of the two sources of seedlings.The main differences were that:There was a significant positive correlation between seedling heigh
15、t and ground diameter,ground diameter and aboveground biomass,ground diameter and total biomass,aboveground biomass and root biomass,chlorophyll content and soluble protein content,height-diameter ratio and needle-leaf area,height-diameter ratio and root surf-area of American provenance seedlings.As
16、 for Guangdong provenance seedlings,there was no significant correlation between the above indexes.Comparing with that of American provenance seedlings,there was a significant positive correlation between chlorophyll content and peroxidase activity of Guangdong provenance seedlings,the correlation c
17、oefficient was 0.70.The correlation analysis also showed that the correlation between growth traits and needle-leaf physiological traits,growth traits and root-needleleaf ecological traits of P.elliottii seedlings were different.For example,compared with other root and needle-leaf ecological traits,
18、seedling height,ground diameter,above-ground biomass,and total biomass had the strongest correlation with needleleaf area,with the correlation coefficients of 0.93,0.61,0.94,and 0.87 respectively.However,as for the root biomass,the strongest correlation was shown between root biomass and root-shoot
19、ratio,with the correlation coefficient of 0.88.ConclusionThe growth characteristics of the seedlings and their physiological and ecological regulation paths were different among two provenances.Compared with the American provenance seedlings,the seedlings of P.elliottii from Guangdong provenance gre
20、w faster,and the growth traits were more coordinated with the physiological and ecological traits of roots and needleleaves,which can be used as the preferred afforestation provenance in Jiangxi province.Keywords:Pinus elliottii;provenance;growth traits;physiological traits【研究意义】湿地松(Pinus elliottii)
21、作为世界性人工用材林主栽树种,20世纪引种我国成功后,现已覆盖南方15个省份,成为荒山绿化、生态防护、造林和采脂的主要树种1-2。湿地松的研究涉及木材材性3-4、松脂产量5-6和松脂性状7等方面,在湿地松体细胞胚胎发生8也开展了有益探讨。湿地松极大的研究价值,使其良种繁育和造林十分重要。研究不同种源湿地松苗木的生长特性,探究不同种源苗木生理生态性状对其生长性状的影响,有利于寻找优良种源作为造林种源,助力现有湿地松良种基地建设。【前 253江 西 农 业 大 学 学 报第 45 卷人研究进展】长期的生殖隔离和环境因子的共同作用,导致不同种源的同一树种在生长发育和生理生态等方面产生了显著差异9-1
22、0。种源试验是在相同栽培条件下,观察比较不同种源树种的生产力和适应力,选择具有稳定遗传优良性状的个体或种群,为林木遗传性状改良提供思路11。陈存等12研究表明,不同种源美洲黑杨(Populus deltoides)的苗高、地径、根茎叶生物量等生长性状和叶绿素含量、净光合速率等生理性状存在显著差异,基于此,对不同种源的苗木生长优劣进行了分类和排序。陈嘉静等13研究发现不同种源刨花楠(Machilus pauhoi)叶面积和叶干重等叶片性状具有显著差异,苏石诚等14也报道不同种源花榈木(Ormosia henryi)总根长、根尖数等根系性状具有显著差异。松科树种中,乡土树种华山松(Pinus ar
23、mandii)15、云南松(Pinus yunnanensis)16等种源苗期研究取得了一定进展,并已运用于生产实践;而湿地松生长性状和生理性状的研究多探究不同试验处理之间的异同17-19,对不同种源间生长及生理生态性状差异的研究少有报道。【本研究切入点】以美国和广东两种源湿地松种子所育一年生苗木为研究材料,利用t检验分析不同种源湿地松苗木生长性状、针叶生理性状和根叶生态性状的异同,并通过相关分析揭示不同种源湿地松苗木各性状间协同和权衡的机制,剖析湿地松生长特性与生理和生态性状之间的内在关联。【拟解决的关键问题】对比分析两种源湿地松苗木生长特性的异同,探究造成苗木生长差异的关键生理生态机制。研
24、究结果可了解两种源湿地松苗木在江西省的生长差异性及适应性,为湿地松造林用种提供依据。1 材料与方法1.1试验区概况育苗地位于江西省景德镇市国营枫树山林场浮南分场(2992935N,117311737E)。该区属亚热带季风气候,温暖湿润,四季分明,日照充足,日照时数2 000 h左右,年均积温6 238,年平均温度为17.1,年最高气温41.8,年最低气温-10.9,年平均降雨量1 6501 850 mm。海拔约80 m,土壤类型为红壤,pH值为4.6,肥力中等偏低20。1.2研究材料与试验设计湿地松种子来源于美国路易斯安那州和广东省台山市红岭种子园生产的良种。2020年3月催芽,当芽苗长至23
25、 cm移栽入育苗容器内,育苗容器为白色无纺布袋(口径14 cm高度16 cm),育苗基质为黄心土,采用0.02%多菌灵消毒基质。采用区组对比试验设计,共设9个区组,每个区组每个种源移栽50株于育苗容器中,共900株。容器苗置于遮荫网下(遮阴率60%),并做好浇水、除草等常规管理工作,两种源苗木管理方式一致。1.3样本采集与指标测定1.3.1苗木生长指标测定于2020年11月苗木生长停止后,从每个区组每个种源随机选取10株,共180株。苗高和地径测定:用卷尺测量苗高(SH,cm),用游标卡尺测量地径(GD,mm)。测完苗高和地径后做好标记并挖苗,洗净拭干,分为地下部分(根系)和地上部分(茎叶),
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