林业科学  2006, Vol. 42 Issue (1): 63-69   PDF    
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马世超, 李树蓉, 冯春华, 冷平生, 苏淑钗, 李旭.
Ma Shichao, Li Shurong, Feng Chunhua, Leng Pingsheng, Su Shuchai, Li Xu.
北京地区引种阿月浑子生长发育条件分析
Microclimate and Soil Characteristics for Pistacia vera Introduction in Beijing Area
林业科学, 2006, 42(1): 63-69.
Scientia Silvae Sinicae, 2006, 42(1): 63-69.

文章历史

收稿日期:2005-03-11

作者相关文章

马世超
李树蓉
冯春华
冷平生
苏淑钗
李旭

北京地区引种阿月浑子生长发育条件分析
马世超1, 李树蓉1, 冯春华2, 冷平生1, 苏淑钗3, 李旭1     
1. 北京农学院园林系 北京 102206;
2. 中国科学院物理研究所 北京 100080;
3. 北京林业大学资源与环境学院 北京 100083
摘要: 1996—1998年引进美国良种Kerman、Peters及对照新疆阿月浑子,利用自制BEM-1型微机测量系统,研究北京引种试验地3处理小气候和土壤条件与引进良种及对照的生长发育、繁殖的关系。结果表明:与原产地气候相比,最大的差异是7、8月的降水量大及12、1月的低温。大量降水导致空气相对湿度大,8月为60%,阴雨天达70%,利于嫁接成活,但植株病害严重。其他条件如地上100 cm处气温变幅最大,露地低温极值-9.18 ℃、高温峰值42.63 ℃、地表 0 cm低温极值-5.85 ℃、棚内-4.25 ℃和-5.15 ℃;因此露地阿月浑子幼树越冬需简易防寒。光照强度日变幅各处理类同,影响因素有照度、时间和设施(大棚、小棚),以照度影响较大。CO2浓度晨300~330 μmol·mol-1;午230~250 μmol·mol-1,不足光合作用需求。土壤特性呈碱性~强碱性,沙壤土,有机质及全氮含量较高,缺乏速效磷。阿月浑子在pH 8.66~8.80的沙壤土生长良好,在该引种条件下可正常开花结实,而开始结实年龄主要受品种影响。
关键词:阿月浑子    引种    小气候    土壤    
Microclimate and Soil Characteristics for Pistacia vera Introduction in Beijing Area
Ma Shichao1, Li Shurong1, Feng Chunhua2, Leng Pingsheng1, Su Shuchai3, Li Xu1     
1. Department of Gardens, Beijing Agriculture College Beijing 102206;
2. Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences Beijing 100080;
3. College of Resources and Environment, Beijing Forestry University Beijing 100083
Abstract: Based on the existing state of bad results from introducing Pistacia vera for many years in China, the relationships between the growth, development, and propagation of P.vera and microclimate and soil conditions were studied by micro-computers with the software system BEM-1 developed by authors for 8 years in Beijing. In the introducing experiment of P.vera, two improved varieties of Kerman and Peters introduced from the United States of America from 1996 to 1998, and the Chinese Pistacia from Xinjiang used as control, were planted in three different growth conditions(large greenhouse, small greenhouse, and field in Beijing Agriculture College). The investigation results showed that the biggest difference in weather conditions was the larger rainfall from July to August and the lower temperature from December to January in Beijing compared with the weather in the origin of P.vera. The vast amount of precipitation resulted in higher relative humidity in atmosphere, reaching 60% in average in Aug. and 70% in rainy days, which was benefit to the survival of grafting plants, but causing serious diseases at the same time. The biggest change in the atmospheric temperature was found at 100 cm above ground with the lowest temperature -9.18 ℃ and the highest temperature 42.63 ℃ in one year. The lowest temperature was -5.85 ℃ found at the soil surface in field and -4.25 ℃ and -5.15 ℃ were recorded in greenhouses. Therefore, necessary measures were needed to protect the young trees of P. vera from cold injury in winter using simple ways. The daily variation in light intensity was similar for three treatments. The light intensity varied with weather, time and facilities (large greenhouse or small green house) and the effect of weather was the most important. The concentration of CO2 was 300~330 μmol·mol-1 in morning, 230~250 μmol·mol-1 at noon, which was not enough for photosynthesis requirements. The field soil was alkaline with more organic matter and total N, but low available P. P. vera grew well in sandy soil with pH 8.66~8.80 and normal blooming and fruiting were observed under the condition of introduction area, while the fruiting age was influenced mainly by variety.
Key words: Beijing region    Pistacia vera    introduction    microclimate    soil    

阿月浑子(Pistacia vera)为漆树科(Anacardiaceae)黄连木属(Pistacia)的木本油料植物,其果实为优质坚果。原产地中海及西亚的中东地区,东起阿富汗、伊朗、巴基斯坦、印度经土耳其、高加索至地中海沿岸诸国(潘志刚等,1994)。美国于20世纪50年代从伊朗引种,20世纪70年代在加州推广,选育的良种Kerman平均年产22.7 kg·株-1,含油率62%,盛果期长达100年(朱金兆等译,1990)。近期,美国的杂交育种(AK-BE et al., 1998),病害防治(Michailides et al., 1991;1994),施肥(Rosecrance et al., 1996)等项研究和生产水平居世界领先地位(莫文善,1993;朱京林等,1992;蒋建国,1999)。

我国新疆喀什市和疏附县栽培计4 000余株,平均年产4~5 kg·株-1,年总产量250~300 kg(石玉琴,2001),千粒重500 g,含油率54.86%(袁平等,2002)。其他如内蒙古、山东、陕西、南京、甘肃(甘谷除外)曾引种栽培,多为只生长不结实或结实少或所剩无几(许能琨等,1995)。北京植物园1959和1963年从前苏联塔什干和新疆喀什引种籽栽培,1970年伊朗赠给带土团苗,均因夏季高温高湿感染叶褐斑病(Cerospora Spp.)(尾孢属)死亡(潘志刚等,1994)。

北京农学院吸取前人引种阿月浑子教训,首先研究北京地区与原产地及引种地区生态变幅的差异,对引进良种Kerman、Peters进行引种驯化。历经8年试验研究,基本摸清供试良种及对照的生长发育条件。现已繁殖各品种各嫁龄的嫁接树2 000株和中国黄连木(P.chinensis)1万株,并在河北建立试验示范基地。本文旨在提供阿月浑子生态变幅新数据,供良种引进选择适宜地区借鉴。

1 材料及方法 1.1 试验地点和设施

校内基地有LPB10-1型(长33 m、宽10 m、高3.5 m)的大棚3栋,LPB10-2型(长13 m、宽6 m、高2.7 m)的小棚4栋及0.4 hm2露地依其不同条件作为3种处理。均有自动测量小气候的微机系统和喷灌系统。校外基地为露地,分别设在北京市顺义沿河林场、大兴寿宝庄和甘肃省甘谷县为民农场。

1.2 实验材料

新疆阿月浑子120株、中国黄连木200株、Kerman 150株、Peters 35株、UCB-1黄连木75株,大西洋黄连木(P.atlantica)75株。自繁引进3品种各嫁龄树2 000株,新疆阿月浑子实生苗200株,砧木1万株。

1.3 小气候测量

应用BEM-1型微机测量系统,于每月10、20、30日6:00至19:00测量各处理的温度、空气相对湿度、光照强度、CO2浓度,每隔30 min测量1次。温度梯度设在地上100 cm、地表 0 cm、地下10和20 cm,温度测量使用LM355精密集成温度传感器,测量误差<0.5 ℃、分辨率0.1 ℃。空气相对湿度设在地上100 cm处,用Tinytag湿度计。光照强度设在地上100 cm处,用北京师范大学生产的加装视觉灵敏度校正滤光片的硅光电池为照度传感器。CO2浓度测量的取样点在地上100 cm处,传感器THEBMPIL100点矩阵红外检测器,误差<50 μmol·mol-1

1.4 土壤样品分析

2002年在校内外基地按阿月浑子不同品种、嫁龄、结实始期随机选择其剖面分层采混合样。土壤剖面采样、处理及分析用常规分析方法(南京农业大学,1986)。有机质用重铬酸钾硫酸氧化法。全氮,速效氮用凯氏法(前处理不同)。全磷、速效磷用钼兰比色法。全钾、速效钾用火焰光度计法。pH值用pH计法。土壤粒度用粒度分析仪,0.1 mm以上筛分法。

2 结果与分析 2.1 北京地区气候与原产地及国外引种地区比较

北京地区与原产地土耳其伊斯坦布尔及引种地区美国加利福尼亚气候比较(表 1),最大差异是7—8月降水量大和12—1月低温。北京7—8月降水357.8 mm,为原产地区的7倍,正值高温,导致病害严重,阿月浑子枯死(潘志刚等,1994),防治病害是首要措施。北京1月均温-4.3 ℃,较原产地区低8.8~9.9 ℃,因此露地阿月浑子幼树越冬需简易防寒。北京7—8月的日照时数452.6 h,为原产地区的63%~80%,试验表明:阿月浑子4月12日—4月20日授粉后果实迅速膨大,生长快,至8月中旬成熟。果实色泽正常,千粒重1 010 g,未见异常。

表 1 北京地区与原产地气候比较 Tab.1 The comparison of climate conditions between Beijing and original regions
2.2 空气相对湿度 2.2.1 日变化

2002年8月15日,在地上100 cm处测量空气相对湿度,各处理日变幅类同,峰值在6:00—8:00和18:00—20:00露地大于90%,棚内小于90%(升膜通风)。12:00—14:00露地接近50%,棚内30%~40%。可见空气相对湿度与温度有关。据此,为控制湿度,灌水宜在8:00—18:00,嫁接宜在6:00—8:00和18:00—20:00进行。

2.2.2 年变化

2000年全年露地和棚内截然不同(图 1),露地60%出现在1月和8月(降雪和降雨),3月低于27%(旱风)。大小棚年变幅类同,80%~90%出现在12月—1月,6月近28%~30%。8月份,3处理均为60%,阴雨天70%,导致病害严重,尤其是叶褐斑病。此时正值阿月浑子芽体饱满,为嫁接佳期,应采取以防为主,结合化学防治的综合措施,培育壮苗、合理密植、严控灌水(Michailides et al., 1992)、通风降温、露地排水、结合化学防治喷药和喷肥,以将病情指数控制在6%以下。9月下旬,叶色浓绿正常。

图 1 各处理空气相对湿度年变化 Fig. 1 Annual variation of relative humidity in different treatments -□-西大棚West green house -○-东大棚East green house -▽-露地In field -☆-小棚Small green house图 2图 3同。The same to Fig. 2, Fig. 3.
图 2 各处理温度年变化 Fig. 2 Annual variation of temperature in different treatments
图 3 各处理光照强度日变化 Fig. 3 Daily variation of light intensity in different treatments
2.3 温度 2.3.1 日变化

2002年7月20日,在地上100 cm测定气温各处理日高温均在14:00—16:00,但峰值有异,露地40 ℃,小棚42.5 ℃、西大棚37 ℃、东大棚33 ℃。日低温在晨6:00(20:00—5:00未测量),露地22 ℃,小棚23.1 ℃、西大棚27 ℃、东大棚21.5 ℃(差异与棚容积和位置有关)。

2.3.2 年变化

各处理温度年变幅类同,以2001年为例(图 2),低温月为12—2月,高温月为6—9月,处理间以露地温差显著,其排序为露地>小棚>大棚。4测点温度值排序为地上100 cm气温>地表 0 cm土温>地下10 cm土温>地下20 cm土温。露地7月10日4点测定值为38.10 ℃>36.35 ℃>29.10 ℃>26.52 ℃。7—8月地表持续35 ℃以上高温,12—1月地表持续在-5 ℃以下低温。

2.3.3 不同年份高温日变化

1999—2002年高温日变化以2000年为最大,各处理4测点温度均高于其他3年,尤其地上和地表 2测点。峰值7月10日地上100 cm气温和地表 0 cm土温,露地分别为42.63 ℃和43.02 ℃,接近原产地43.50 ℃ (潘志刚等,1994);小棚分别为41.05 ℃和32.05 ℃,东大棚为36.00 ℃和28.89 ℃; 棚内0 cm处35 ℃时报警通风喷水降温(冷平生等,2002)。阿月浑子经历高温,生长良好,正常开花结实,可见其喜热耐高温。高温高湿造成病害严重,甚至死亡(潘志刚等,1994)。其他3年与2000年的温差:地上100 cm和地表 0 cm,露地分别为2.57~4.52 ℃和6.70~7.80 ℃,小棚为3.60~5.25 ℃和0.15~3.60 ℃,足见露地气温差小于地表土温差,而小棚气温差大于土温差。年份不同处理和日期相同的温度差异亦显著。露地7月10日,地上100 cm气温2000年较2001、2002年分别高4.53 ℃和2.59 ℃。因此,高温年份防病尤为重要。

表 2 各处理不同天气不同时间的光照强度比较 Tab.2 The comparison of light intensity in different treatments, in different weathers at different moments
2.3.4 不同年份低温日变化

2000年为低温年,各处理低温极值在1月10日,地上100 cm气温和地表 0 cm土温,露地分别为-9.18 ℃和-5.85 ℃,小棚为-6.13 ℃和-2.03 ℃,东大棚为-3.90 ℃和-4.10 ℃,西大棚为-4.00 ℃和-4.42 ℃(6:00—19:00的日均温)。而北京地区低温月平均气温为-4.3 ℃,平均最低气温为-9.4 ℃(表 1),较原产地低8.8~9.8 ℃,阿月浑子幼树很难适应,故露地需简易防寒。试验表明:自11月下旬至翌年3月中旬,幼树地上部采用套塑料袋或缠塑料条防寒,以套塑料袋效果好。棚内外均采取根颈覆土和冬灌可使根系免受冻害。

2.4 光照强度 2.4.1 日变化

1998年8月10日测定(图 3),各处理光照强度日变幅类同,10:00—14:00最高,6:00—7:00和18:00—19:00最低。各处理数值有差异,峰值:露地在12:25为7万lx,棚内均在12:00,小棚3.6万lx,为露地的51.42%;西大棚5万lx,为露地的62.86%,东大棚5.4万lx,为露地的79.18%。此差异与棚容积、位置、棚膜及树遮荫有关,2000年改用无滴透明防老化膜后, 光强大有改善。

2.4.2 不同处理、天气状况、测定时间、光照强度比较

1998年6月(表 2)露地,10:00测量:17日,晴,120 000 lx; 10日,多云,80 000 lx; 7日,阴,11 720 lx。天气影响的差值比为10:6.6:1.0,顺序为晴>多云>阴。露地于10日测量,多云,8:00,22 800 lx; 10:00,80 000 lx; 16:00,30 000 lx。测量时间影响差值比1.0:3.5:1.5、其顺序为10:00>16:00>8:00。同一时间(10:00)测量的棚设施光强占露地光强比,17日,晴,50.00%;7日,阴雨,63.30%;10日,多云,47.50%。综上所述,以天气状况影响光照强度最大。

2.5 CO2浓度

2002年5月5日各处理日变幅类同,6:00—8:00为300~330 μmol·mol-1,10:00仅为230~250 μmol·mol-1。正值绿色植物光合作用盛期,一般阔叶树CO2适合浓度为1 000~1 500 μmol·mol-1,增施CO2气肥有明显增产效果(冷平生等,2002)。施气肥需大棚密闭不通风保持CO2浓度恒定, 阿月浑子叶面积较大(5月初),阳光及5 h处理(冷平生等,2002),造成棚内高温高湿,加速病菌滋生漫延。为确保防病效果,不宜增施CO2气肥。但在设施完善有控温调湿保持CO2浓度恒定的条件可考虑增施CO2气肥。

2.6 土壤特性 2.6.1 土壤养分

各样地0~80 cm土层的土壤有机质(2.74~26.46 g· kg-1)、全氮(0.31~1.20 g· kg-1)含量较高; 而速效磷东西大棚除外,其他样地各项含量均低(表 3)。东、西大棚历年施追肥,表层有机质18.37~26.46 g·kg-1,全氮0.91~1.20 g·kg-1,碱解氮128.74~146.02 mg·kg -1,全磷6.23~21.12 g·kg-1,速效磷20.02~155.77 mg·kg-1,施肥效果显著,两大棚阿月浑子长势茁壮,营养生长过盛,因此结实株率低。

表 3 不同样地土壤养分 Tab.3 Soil nutrients of different sampling sites

在校内试验地土壤养分条件下,东大棚Kerman 5年结实,在相同栽培条件下西大棚新疆阿月浑子嫁接树6年未见花芽,而甘谷基地(品种不详)土壤贫瘠7年结实。试验似表明:施肥有利于阿月浑子的生长发育,但开始结实年龄主要决定于品种。

各样地土壤均以表层养分含量较高,随深度增加,含量递减。

2.6.2 土壤质地和pH值

各样地(图 4)粒径>0.01的颗粒占80%以上,质地属砂壤—轻壤土(黄昌勇,2000)。北京农学院和顺义样地为砂壤土,大兴和甘谷样地为轻壤土,但各样地50~80 cm粘粒渐增达轻-中壤土。北京农学院样地pH 7.57~8.04,属碱性,其他样地pH 8.66~8.80属强碱性。查新表明:研究发现阿月浑子有一定的适应盐碱能力,在pH 8.66~8.80砂壤土上生长良好,正常开花结实。

图 4 不同样地的土壤质地和pH值 Fig. 4 pH and texture of soil from different sampling sites
3 结论

阿月浑子原产地为亚热带夏季干气候型,引种至北温带北京地区,气候差异很大,前人未有成功的研究报导。历时8年研究了引进阿月浑子良种Kerman、Peters及对照新疆阿月浑子在露地、小棚、大棚3处理的小气候、土壤等生长发育条件。结果表明:北京地区与原产地气候最大的差异是7—8月的降水量大和12—1月的低温,7—8月的降水量357.8 mm,大于原产地7倍,3处理8月份空气相对湿度60%,阴雨天70%,增加了土壤湿度,利于嫁接成活但造成严重病害。采取以防为主,结合化学防治培育壮苗、合理密植、严控灌水、露地排水、定期喷药和喷肥等综合措施,控制病情指数在6%以下。温度年变幅3处理类同,高温月为6 —9月,低温月为12—2月,温差以露地更显著,其排序为露地>小棚>大棚。露地高温峰值在7月10日,地上100 cm气温为42.63 ℃。地表 0 cm土温为43.02 ℃。接近原产地的43.50 ℃。阿月浑子生长正常表明耐高温,但高温高湿会导致病害严重甚至死亡(潘志刚等,1994)。露地低温极值在1月10日,地上100 cm气温为-9.18 ℃,地表 0 cm土温为-5.85?℃(6:00—19:00的日均温)。北京地区1月平均最低气温为-9.4 ℃,因此阿月浑子幼树越冬需防寒,采取地上部套塑料袋或缠塑料条、根颈覆土、灌冬水等简易措施。光照强度日变幅3处理类同,10:00—14:00最高,6:00—7:00和18:00—19:00最低。影响光照强度的因素有天气状况、时间和设施(棚)。天气状况影响的差值比为10:6.6:1.0,其顺序为晴>多云>阴; 测量时间的差值比为1.0:3.5:1.5。因此以天气状况影响较大。7—8月北京地区的日照时数与原产地有差异,但阿月浑子4月12日—4月20日授粉后8月中旬成熟。果实色泽正常,千粒重1 010 g,未见异常。CO2浓度晨300~350 μmol·mol-1,午230~250 μmol·mol-1,不足光合需求,增施CO2会有明显增产效果(冷平生等,2002)。为保持CO2浓度恒定,大棚5月初亦需密闭不通风,但会造成棚内高温高湿,加速病菌滋生漫延以致病害严重,因此为确保防病效果,不宜增施CO2气肥,而在设施完善的条件下,可考虑增施CO2气肥。

校内外基地土壤各样地0~80 cm土层的养分含量自上而下递减,有机质含量2.74~22.6 g·kg-1,全氮含量0.31~1.20 g·kg-1比较丰富。除北农样地外,均缺乏速效磷(6.05~43.90 mg·kg-1)。粒径>0.01 mm占80%以上,且自上而下递减,质地属沙壤—轻壤,适宜阿月浑子生长。土壤pH值碱性—强碱性,研究发现阿月浑子对盐碱有一定的适应能力,在pH值为8.66~8.80强碱性条件下生长能正常开花结实。

北京地区引种阿月浑子在上述生长发育条件下,认真做好防病和露地幼树防寒,定植成活率可达100%,结实株率露地33%(引进Kerman 3株K1 5年结实,K2 6年结实),小棚78%(引进Kerman 12株6年结实,自繁6株,2株4年结实),大棚19%(中大棚引进Kerman 26株,5年结实1株,6年结实4株)。

4 讨论

甘肃省甘谷县丘陵地区阳坡露地6 hm2栽培阿月浑子结实,河北省邢台市丘陵地区阳坡露地1.3 hm2 2年栽培阿月浑子,苗木安全越冬生长正常,表明在北纬34°、海拔1 000 m,和北纬37°、海拔70 m的丘陵地区阳坡排水良好的沙壤土,越冬不需防寒,叶褐斑病经防治后叶色浓绿正常,初步认为该条件较适宜栽培阿月浑子。应继续深入研究阿月浑子抗寒、旱、碱的极限,及促进早实和提高产量品质的综合栽培技术。

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