娜塔栎苗期在扬州地区的生长表现与研究

作者：陈凤玲 吴云初 陶 俊 等

来源：《农业开发与装备》 2018年第12期

摘要：通过对娜塔栎一年生小苗年生长节律的测定，初步掌握了幼年娜塔栎的株高、地茎粗、叶片长、叶片宽、叶片数量、分枝的年生长规律。娜塔栎的快速生长期在6—9月，有2个明显的速生期，6—7月，8—9月。通过对一年生娜塔栎抗寒性的观察发现娜塔栎小苗在秋冬季移植易发生冻害。通过对娜塔栎转色叶片中的色素含量的测定表明：在秋冬转色期，随着时间的推移和温度的下降，叶绿素a和叶绿素b呈逐渐下降趋势，而花色苷的含量则明显上升，因此叶片呈现鲜红、棕红等色彩。可见掌握幼年娜塔栎的生长规律，及时认真做好前期的抚育管理工作，对促进娜塔栎生长、培育优良的株形具有重要的作用。

关键词：一年生娜塔栎；生长节律；冻害；转色

0 引言

娜塔栎（Quercus nuttallii Palmer）为壳斗科（Fagaceae），栎属（QuercusLinn），原产于北美，在美国东南部有较大分布。直到1927年才被定为1个种，也被称为红栎、红河栎和针栎[1]。娜塔莉在韩语中是美少女的意思。落叶乔木，树体高大、树干奇特苍劲，树形优美多姿，枝繁叶茂，叶形奇特，具深裂。叶色春夏亮绿，深秋后由鲜红转棕红，红叶期长、落叶晚，主要作为冬季彩叶景观树种栽植，极具观赏价值。耐修剪、易造型，经拉片造型后冠如华盖，千姿百态，神韵独具。极耐水湿，也是重要的湿地景观树种。抗城市污染能力强，气候适应性强，耐寒、耐旱，喜排水良好的沙性、酸性或微碱性土，是优良的行道树种选择，可作为庭院、公园等景点单植或丛栽，也可与其他绿叶树种搭配造景，是风景园林不可缺少的一个优异的彩色树种。

1 研究材料与方法

1.1 扬州地区气候特点

扬州市地处江苏省中部，江淮下游，位于北纬31°56′～33°25′，东径119°01′～119°54′之间，属北亚热带湿润气候区，四季分明，气候温和，日照充足，雨量丰沛，年平均气温为14.8℃，与同纬度地区相比，冬冷夏热较为突出，最冷月为1月，月平均气温为1.8℃，最热月为7月，月平均气温为27.5℃，全年无霜期平均为220天；年降水量1 020 m；年日照时数2 140 h；光、热、水三要素时空配置较为协调，生物物种资源丰富，生态环境较好。

1.2 植物材料

1.2.1 播种前的准备

种子的购买与储藏娜塔栎目前大多数采用种子繁殖，娜塔栎的种子在9—10月成熟。本研究所使用的娜塔栎种子购自美国路易斯安那州，购买后进行沙藏翌年春播种。

苗圃地准备苗圃地要在播种的前一年秋季进行耕地深翻，在春季解冻后施有机肥，约1 500 kg/667m2。土壤测得的pH值为7。在播种前一周，整地作畦后并将泥炭土与珍珠岩按3：1比例覆盖于畦面，厚度约为2 cm，并浇透水。

1.2.2 播种

播种的方法有点播和条播。本试验采取的是条播。于2017年的3月下旬进行条播，株行距为10～20 cm，开沟深为5～6 cm，播种时一定要逐粒平放。娜塔栎种子纵剖面的一端为种尖，即带尖的一头为“小头”，也就是胚根区，另一端为种脐即“带帽”的一头为“大头”，也就是子叶区。曹基武等认为：如果播种时种尖“小头”向上，发芽时胚根就会打弯线下生长，对胚根影响很大，甚至死亡；如果“小头”向下，则对胚芽的生长发育十分不利。

对所获得的一年生（2017年播种）小苗进行相关指标的观察与测定。

1.2.3 试验方法

1）植株形态指标测定。在2017年5月、6月、7月、8月、9月、10月采用米尺对一年生娜塔栎小苗的株高、叶片长、叶片宽、叶片数量及分枝进行测定；采用游标卡尺对一年生娜塔栎植株的地茎粗进行测定，3组重复，每组30株。

2）植株抗寒性观测。在2018年4月对2017年播种苗及移植苗群体进行冻害观察。

2 结果与分析

2.1 一年生植株形态指标观察

图1 娜塔栎一年生植株株高动态观察

对2017年播种的娜塔栎一年生植株株高进行动态观察，由图1可见，株高随着时间的推移在不断增加，株高在5月份时只有10.5 cm，而在10月份时已达111 cm，是5月份株高的10.5倍，生长速度较快。

图2 娜塔栎一年生植株株高增长量观察

通过进一步观察可以发现，娜塔栎种子从3月下旬播种到5月，其株高增长量达10.5 cm，5到6月株高平均增长了15.9 cm，6到7月株高平均增长了25.8 cm，7到8月株高平均增长了20.8 cm，8到9月株高平均增长了26.5 cm，而9到10月株高平均增长了11.5 cm。可见6—7月、7—8月和8—9月是娜塔栎小苗快速生长期（图2）。

图3 娜塔栎一年生植株地茎粗动态观察

图3为娜塔栎一年生植株地茎粗动态观察结果，随着时间的推移，植株地茎粗也在不断增加，在5月份时只有0.26 cm，到了9月份时茎粗已超过1 cm，而10月份时已达到1.23 cm，其为5月份茎粗的4.73倍。

图4 娜塔栎一年生植株叶长动态观察

娜塔栎一年生植株的叶长同样随着时间的推移呈现上升趋势，5月份的叶长仅为8.15 cm，6月份的叶长已超过10 cm，6—10月份的叶长分别为5月份的1.36、1.52、1.67、1.92和2.06倍（图4）。

图5 娜塔栎一年生植株叶宽动态观察

娜塔栎一年生植株的叶宽也随着时间的推移呈现上升趋势，5月份的叶宽仅为4.45 cm，6月份的叶长已超过5 cm，6—10月份的叶宽分别为5月份的1.25、1.45、1.63、1.85和2.06倍（图5）。

图6 娜塔栎一年生植株叶片数量动态观察

就叶片数量而言，娜塔栎一年生植株的叶片数在5月份时为7，而后不断增加，到了8月份时为35.9，为前者的5.13倍，而10月份时已增长至64.3，为5月份叶片数的9.18倍（图6）。

图7 娜塔栎一年生植株在7月份出现一层分枝动态观察

经观察在7月10日发现小苗生长中出现分枝现象。随着分枝数量的增加，叶片数不断的增加。在7月份，所观察的90株娜塔栎小苗中有32株出现一层分枝，约占总数的30%（图7）。

图8 娜塔栎一年生植株在7月份出现一层分枝动态观察

经观察在7月10日发现小苗生长中出现分枝现象。随着分枝数量的增加，叶片数不断的增加。在7月份，所观察的90株娜塔栎小苗中有32株出现一层分枝，约占总数的30%（图8）。

图9 娜塔栎一年生植株在8月份出现一层分枝与二层分枝动态观察

到8月10日止，发现有70株出现分枝，约占总数的80%，其中一层分枝占60%，两层分枝占10%，三层分枝占10%，还有一小部分未出现分枝（图9）。

图10 娜塔栎一年生植株在9月份出现一层分枝、二层分枝三层分枝动态观察

在进入到9月底植株基本停止生长，发现所有小苗都发生了分枝。其中出现一层分枝的占30%，两层分枝的占40%，三层分枝的占30%。植株长势越好，分枝的层数越多，株形逐渐呈现宝塔状。可见娜塔栎小苗这一时期分枝是日后植株长成良好株形的关键时期（图10）。

2.2 一年生娜塔栎植株抗寒性观察

图11 一年生娜塔栎植株抗寒性观察

冬季低温是影响娜塔栎植株生长的重要环境因子。扬州地区在2018年1月4日、1月25日和1月27日连降3场大雪，期间最低温度持续在-7～-8℃，最高温度在6～8℃，持续时间近20天，此时娜塔栎小苗正处于越冬休眠期。在这一前提下，我们于4月对不同移栽时间的娜塔栎小苗进行了冻害调查，结果如图11所示，不移栽和在2017年6月份移栽的娜塔栎小苗均未出现冻害，而在11月份和12月份移栽的娜塔栎小苗的冻害率分别为28.7%和45.2%，这表明一年生娜塔栎小苗适宜在春季移栽，移植的时间越晚，娜塔栎小苗发生冻害的几率就越高。

2.3 叶片转色观察及色素含量分析

图12 娜塔栎转色叶片照片

图12为娜塔栎不同时期转色叶片的照片，从图中可以看出，娜塔栎在10月份叶片的绿色逐渐褪去转变为红黄色，而后由红黄色转变为红色，并且红色逐渐加深，在12月份时表现为鲜艳的红色。

图13 娜塔栎转色叶片中叶绿素a含量

随后，我们对娜塔栎转色叶片中的色素含量进行了测定。就叶绿素a而言，其在10月的含量最高，而后逐渐降低，10月的叶绿素a含量为11月的2.69倍，而11月和12月两者之间差距不大（图13）。

图14 娜塔栎转色叶片中叶绿素b含量

就叶绿素b而言，其在10月的含量最高，为0.95 mg/g，而11月和12月两者之间基本一致，分别为0.21 mg/g和0.20 mg/g，前者分别是后两者的4.49和4.70倍（图14）。

图15 娜塔栎转色叶片中叶绿素a+b含量

就叶绿素b而言，其在10月的含量最高，为0.95 mg/g，而11月和12月两者之间基本一致，分别为0.21 mg/g和0.20 mg/g，前者分别是后两者的4.49和4.70倍（图15）。

图16 娜塔栎转色叶片中花色苷含量

花色苷是类黄酮色素群的主要种类，其呈色范围广泛。就娜塔栎转色叶片中花色苷含量而言，12月份叶片呈现鲜红色时的花色苷含量最高，其次为11月份，而10月份叶片中花色苷含量最低，其仅为12月份的30.43%（图16）。

3 结语

1）通过对一年生娜塔栎小苗株高、地径、叶片及分枝生长节律的观测，他们的生长都呈递增趋势，娜塔栎小苗的株高、地径及叶片在6—7月，7—8月，8—9月进入快速生长期。对一年生小苗而言，实足底肥是关键。此外在5月适时追施适量氮肥对小苗6月份进入快速生长期具有很大促进作用。在7月份小苗出现了第一层分枝现象，截至到9月底，小苗第一层分枝占总数30%，第二层分枝占总数40%，第三层分枝占总数30%，分枝现象的出现对植株以后的宝塔状的造型具有重大意义，如何提高娜塔栎小苗分枝的层数，有待进一步研究。

2）通过对一年生娜塔栎小苗抗寒性的观测，对于一年生娜塔栎移植苗而言，在11、12月移植苗发生了冻害，表明一年生娜塔栎小苗适宜在春季移植，秋冬移植发生冻害的几率高。

3）通过对娜塔栎转色叶片中的色素含量的测定表明：在秋冬转色期，随着时间的推移和温度的下降，叶绿素a和叶绿素b呈逐渐下降趋势，而花色苷的含量则明显上升。

娜塔栎秋冬叶色变化的根源是叶片色素的变化。这和陈益泰（2012）对5种北美栎树在我国长三角地区的引种生长表现中对秋冬季转色娜塔栎叶片含量测定、山东农业大学的姜琳

（2016）以鲜红栎、纳塔栎、沈氏栎、针栎、加州白栎为试材的研究秋色叶变化、上海的徐晓波（2015）等对娜塔栎秋色叶变化的研究结果也一致。

参考文献

[1] 曹基武.北美橡树[M].北京：科学出版社，2015：39-40.

[2] 邹奇.植物生理学实验指导[M].北京：中国农业出版社，2000.

[3] Meng XC，Wang XJ. Regulation of flower development and anthocyanin accumulation in Gerbera hybrida[J].Journal of Horticultural Science and Biotechnology，2004，79（1）：131-137.

[4] 陈益泰，孙海菁，王树凤，等.5种北美栎树在我国长三角地区的引种生长表现[J].林业科学研究，2013，26（3）：344-351.

[5] 姜琳.几种栎树叶色变化及生理特性研究[D].山东农业大学，2016.

[6] 徐晓波.新优树种娜塔栎秋色叶变化及其对环境的适应性[J].中国农学通报，2015，31（16）：14-18.