红松(Pinus koraiensis)是我国东北重要的珍贵树种，由于对红松多年的大量采伐，其资源已日趋枯竭(李景文, 1997)。为了迅速恢复红松森林资源，不少地区陆续营造了大面积的人工红松林。近些年来，以生产松籽为目的的红松果林在东北林区发展迅速(张海廷等，2001; Yang et al., 2001)。人工红松果林在全光照条件下，8年生开雄花，12年生开雌花，15年生能收到成熟种子，结实期最低可持续100年以上(齐鸿儒，1991)。但是，目前的人工红松果林却花量不足，致使种子产量很低(刘继国，1991)。

关于植物的开花问题虽然研究得很早，但至今仍有一些根本问题未能得到解决。例如开花的生理机制早在20世纪50—60年代就有了C/N比学说、阶段发育学说、光周期学说和开花激素学说等诸多的学说和理论，这本身就足以说明这一问题的复杂性。木本植物，特别是针叶树的开花问题研究起来更为困难(Chalupka，1978; Heidmann，1982)，但可以观察到某些植物激素对植物开花有刺激作用，研究较多的是赤霉素(GA₃)对开花的作用。例如，GA₃对赤松(Pinus densiflora)、日本黑松(Pinus thunbergii)等着花的促进作用，GA₄和GA₇混合物对赤松嫁接苗着生雌花和雄花效果显著，对日本黑松着生雄花效果显著(金川侃等, 1982); GA₃对红松和杨树的开花调节作用(王江等, 1993; 王庆成等, 2001)。此外，关于木本植物的不同生长发育阶段中内源激素含量的研究也有报道，例如，辽宁山楂(Crataegus sanquinea)种子休眠与后熟期、苹果梨(Pyrus pyrifolia cv. Pingguoli)花芽分化期内源激素的含量变化(李秉真等, 1998; 2000);茶树(Camellia sinensis)春梢萌动期内源激素的含量变化(黄亚辉等, 2000); 苹果(Malus pumila)、软枣猕猴桃(Actinidia arguta)果实生长发育期内源激素的含量变化(李秀菊等, 2000; 陶汉之等, 1994), 苹果紧凑型品种和矮化砧木内源激素水平的变化(王丽琴等, 2002)。但有关针叶树植株体内激素的动态变化还缺少系统的研究。本试验重点研究红松从幼龄到开花阶段植株体内激素水平的变化、激素水平的季节动态以及施入GA₃对植株开花的作用，为了解红松开花机制、提高红松种子的产量提供科学依据。

1 材料和方法 1.1 材料来源

试验地安排在黑龙江省鹤北林业局红旗林场、兴隆林业局蚂螂河森林经营所, 位于小兴安岭东南坡，坡度7~9°, 年平均气温1~3 ℃，≥10 ℃积温2 450 ℃, 无霜期约120 d, 年均降水量630 mm, 土壤为暗棕壤。红松果林为人工林疏伐而成，树龄7~19年, 密度为1 200株·hm^-2。在坡度较一致的地段设样地6块, 在样地内从不同树龄阶段的植株中随机抽选出胸径、冠幅、球果数等基本类似的健康个体80株作为试验植株，测量完基本数据后按每木编号。

1.2 试验方法 1.2.1 不同生长发育阶段的激素水平

从果林中选取7~8年生、11~12年生和17~18年生3个年龄阶段的植株为对象进行研究。其中12年生和8年生均系改建为果林之后陆续补植的。取材时选择密度小(株距3 m以上)、互不遮荫且无病虫危害的健康植株。取材都在5月末的同一天晴朗的上午。由于针叶树的性型研究(刘恩海等, 1995)正在逐渐引起人们的注意，所以本试验在取材时充分注意到了这一点，除幼龄阶段其性型无从辨别外，11~12年生以后的材料均选择雌型植株进行测定。

1.2.2 激素的季节动态

选17~18年生的植株，于5月30日、7月15日和8月30日取材。这3个时间基本上代表了小兴安岭东南坡春、夏、秋的气候特征。对待测植株的要求同前。取样在10：00—11：00。

1.2.3 不同性型植株的激素状况

借鉴西伯利亚红松(Pinus sibirica)的性型划分标准(Титов，1991)，对红松果林内17~18年生的植株进行观察和判别，以确定出不同的性型。从中找出树冠顶部宽圆并且已开雌花、结球果的雌型植株和树冠顶部窄尖且尚未开雌花的雄型植株。分别从密度小、互不遮荫且无病虫危害的健康雌型和雄型植株上取材。

1.2.4 密度及光照强度的影响

从果林中选择密度较大的局部地段，在株距1~1.5 m左右、树冠彼此紧密贴靠在一起、部分植株的向阳面被其他植株明显庇荫时，选择被庇荫的雌型植株取样，光强一般仅为5 000~10 000 lx; 同时从全光下的雌型植株取样，光强常达40 000~80 000 lx。

1.2.5 激素的作用

测定植株体内生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)和脱落酸(ABA) 3种天然激素。施用的外源激素为赤霉素(GA₃)和玉米素(ZT)2种，都是中国科学院上海生物化学研究所生产。其中，GA₃分3个剂量，每株树施用剂量5、20和50 mg，ZT的施用剂量为20 mg。每一处理均设5个重复。

1.2.6 外源激素的施用

外源激素的施用时间为5月30日。在树干向阳一侧距地表 2 m高处用锋利的刀片从上向下将树皮切一2 cm长的刀口，切口深度以恰好切开一部分木质部为宜。仔细将激素倒入切口，用手掌将切开的树皮按紧，使之贴合。由于松属植物能迅速分泌松脂，因而会使切口很快愈合。施用激素2周后，激素即能从切口处消失而完全被植株吸收。7月中旬，通过树冠顶部侧枝取样，测定施入外源激素后对植株自身激素水平的影响。7月中旬至8月下旬，恰恰是第2年春季开花的红松花芽分化时期(刘一樵等，1993)。翌年春季，调查施用激素与未施激素的植株的开花情况。由于雌球花数量直接关系着种子产量，所以，本研究重点研究新生雌球花的数量。

1.3 测试方法

样品的提取、纯化、计算采用酶联免疫检测法(李宗霆等，1996)，激素测定使用的仪器为DG3022A型酶联免疫检定仪，测定范围0~2.00 Å，灵敏度0.01，稳定度±0.01 Å。在拟定的时间剪取植株顶梢以下的第一轮侧枝中的阳面枝条，保留40~50 cm长，测定前从冰柜中取出材料，切取嫩枝顶端，以鲜重1 g左右的材料作为一个待测样品，每个处理取3份样品作为重复, 提取液为80%甲醇。

2 试验结果 2.1 不同生长发育阶段的激素水平

为了揭示植物激素在红松不同发育阶段的数量变化，对不同阶段植株的生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)和脱落酸(ABA)做了测定，其结果见表 1。从表 1可以看出，红松幼龄阶段IAA、ZR和ABA 3种激素的含量都较低; 11~12年生时，3种激素的水平都明显升高; 到开花年龄，IAA、ZR的含量有所下降，但ABA的含量又有升高。

2.2 激素水平的季节动态

在红松生长季节中的3个时期取材测定了IAA、ZR和ABA 3种激素的变化情况(表 2)。从表 2可以看出，IAA和ZR春季含量最高，夏季明显降低，秋季降到最低。ABA的季节动态与前二者恰恰相反，春季最低，入夏增高，秋季达到最高。

2.3 不同性型植株激素水平的差异

植物的系统发育由两性花到单性花是一种进化现象，由雌雄同株到雌雄异株更是进化现象。目前，针叶树虽为雌雄同株，可是已出现了偏雌和偏雄现象。有人把它们叫做性型，即雌型、雄型及介于二者之间的中间型。西伯利亚红松(Pinus sibirica)雌型与雄型相比有以下差异：1)雌型树冠顶端为圆形, 雄型树冠顶端呈尖形; 2)雌型在12~16年生时先开雌花，雄型在同样年龄阶段仅开雄花(Вороъьева et al.，1992)。由于红松与西伯利亚红松同为松属植物，亲缘关系较近，根据这些特点将红松雌型植株和雄型植株分开，分别在春、夏、秋3个季节取样测定激素水平(表 3)。从表 3可清楚地看出，IAA、ZR、ABA，雌型植株的水平均高于雄型植株，3种激素的平均值分别高出36.11%、43.58%和31.68%。

2.4 光照对激素水平的影响

全光下的植株所接受的光为直射日光，各种波长的光比较均匀，光强常达40 000~80 000 lx，甚至更多; 而在高密度下被庇荫的植株所接受的光多为散射光，其中蓝、紫光相对较多，光强一般仅为5 000~10 000 lx, 植株的针叶呈现出明显的暗绿色, 其激素水平和全光下植株也有显著不同，详见表 4。光照条件的变化不可避免地会影响到植株的激素水平。庇荫下的植株其IAA和ZR的含量无论在哪个季节都明显地高于全光下的植株; 相反，其ABA含量却总是低于后者。

2.5 外源激素的作用

春季施入外源激素，一个半月后测定体内的激素含量(表 5)。从表 5可以看出，施入外源激素后，植株体内的IAA和ZR都有所提高，其中，ZT的作用比GA₃更加明显。例如GA₃使内源IAA比对照提高27.91%，ZT可使IAA比对照提高37.21%。GA₃使ZR比对照提高31.25%，而ZT可使ZR提高达90.63%。ABA的情况有所不同，施入GA₃后，ABA的含量却稍有下降; 而施入ZT后，ABA的含量几乎无甚变化。

施入适当的外源激素，对雌球花的形成有一定作用，调查结果见表 6。从表 6可以看出，当年为红松种子丰年，第2年为低产年。将第2年雌球花数量减少的百分率考虑进去，可以看到激素对雌球花数量的影响：低剂量GA₃对形成雌球花稍有促进作用; 20 mg GA₃效果较好，可使雌球花数量比对照增加50%;将GA₃的剂量提高到50 mg时，对雌球花的形成反而起抑制作用。施用20 mg的ZT，对雌球花的形成有更好的促进效果，使雌花的数量比对照增加68.18%。

3 结论与讨论

生长素(IAA)和玉米素核苷(ZR)都是天然植物激素中非常重要的成员，红松幼龄时含量偏低，在11~12年生时含量明显升高; 随着树龄增大，其含量又逐渐降低。以后，红松的生长趋于平稳，18~19年生时已到正常开花年龄，由单纯的营养生长向生殖生长转化，激素的整体水平又有所下降。这一研究结果与黄亚辉等(2000)在茶树、李秀菊等(2000)在苹果上观察到的现象相似, 也符合正常的规律。

内源激素对花的性别分化起着重要的作用。李秉真等(2000)对苹果梨花芽分化期间的内源激素的测定表明:容易形成雌花的部位保持着较高的ZR、GA₃水平和较低的IAA、ABA水平。5月末正值红松生长的旺盛季节，IAA和ZR的含量达到了最高水平。7月中旬，红松高生长已经停止，IAA和ZR含量也明显降低，此时，红松的花芽分化刚刚开始，花芽分化的多少将直接影响着翌年春季雌球花的数量。本项试验仅限于雌型植株和雄型植株枝条的测定, 从植株的激素水平来看，雌型植株枝条内IAA、ZR和ABA的量在春、夏、秋3个季节均高于同龄的雄型植株枝条，3种激素的平均值分别高出36.11%、43.58%和31.68%。

密度较大、侧方被庇荫的植株体内IAA和ZR的含量总是明显地高于全光下的植株; 相反，其ABA的含量却总是低于全光下的植株。密度较大时，由于植株体内IAA和ZR的含量高，ABA的含量低，植株的高生长量明显大于全光下的植株; 同时，开花年龄推迟，雌球花的数量也偏低。

施入外源激素后，植株体内的IAA和ZR在一个时期内会比对照植株有所提高。外源激素剂量适合时，对增加雌球花数量有一定效果。20 mg的GA₃或ZT效果较好，由于GA₃比较廉价，因而更有实用价值。金川侃等(1982)用GA₃处理赤松和西部黄松(Pinus ponderosa)12年生或16年生种苗或嫁接苗, 发现对着花促进效果甚微; 而用GA₃与萘乙酸(NAA)结合处理小干松(Pinus contorta)、西部黄松和欧洲赤松(Pinus sylvestris)的种苗和嫁接苗, 则对促进着花取得了较好的效果。但以红松为试验材料的研究不多, 王江等(1993)对GA₃促进人工林开花作了初步的探讨。有关红松植株体内激素的动态研究至今报道甚少。

红松果林开花是一个比较复杂的问题, 受多种因素的影响, 因此, 要促进红松果林多开花多结实，应采取综合措施：1)通过对性型的选择，做到雌、雄型植株合理配置; 2)减小密度，使植株充分接受直射日光，加快向生殖生长过渡; 3)施用适量的外源激素，促进花芽分化; 4)建立种子园和果林时尽量选择地下水位较低、排水良好、地形开阔的阳坡地带。