断根措施对杨树和冬枣生长的调控作用1)

杜振宇 邢尚军 杨守军 冯志敏 井大炜

(山东省林业科学研究院，济南，250014) (中国农业大学烟台研究院) (山东农业大学)

杨树是我国速生丰产林工程的主要造林树种，根系是林木生长的中心。随着林木长高，其旁侧根系向四周延伸的距离也在不断增加。杨树林分郁闭后，地下根系交织在一起，此时期根系逐渐老化，会降低杨树根系的营养吸收能力，从而影响树木生长。在杨树郁闭后采用断根措施去除老化侧根，可能会诱发新根，促进根系对养分的吸收，增加杨树生长量。这方面的研究鲜有涉及。

断根是盆景艺术的必要组成部分，不但使植株矮化，而且也能刺激新根的发生以维持植株的生长［1］。在农业生产中，也常应用根剪来对苹果树、梨树、葡萄等果树的营养生长进行控冠［2－5］。断根能提高光线通过树冠的穿透率，改善苹果颜色，减少收获前的落果现象，被认为是抑制营养生长的有效选择［6］。冬枣是我国特有的优质鲜食枣树品种［7］。在山东黄河三角洲主要产区，冬枣的营养生长非常旺盛，每年需要采用修枝和环剥措施，以促进座果。但是这些措施易造成树体衰弱，易患真菌和生理病害，也常发生环剥树死的现象［8－9］。能否采用断根措施减少冬枣过旺的营养生长，以促进其生殖生长，目前尚无这方面的研究报道。

为探讨断根措施对杨树和冬枣生长的调节作用，本试验中以 I107杨(Populus euramericanacv.Neva)和沾化冬枣(Zizyphus jujubaMill.cv.Zhanhua)为试材，研究了断根对这两种林木生长的影响作用以及树体对断根的生理响应，为断根措施应用于林木生长调控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 杨树试验

试验于2008年4月进行。杨树断根试验设在山东省章丘市水寨乡辛丰村。试验地土壤为砂质潮土，基本理化性状如下:pH=7.7(土水质量比1∶2.5)，有机质 4.21 mg/g，碱解氮 30.18 μg/g，速效磷 9.95 μg/g，速效钾 101.02 μg/g。供试杨树为 3 年生的I107杨人工林，株行距3 m×4 m，南北行向，林木生长均匀，平均树高8.91 m，平均胸径10.03 cm。试验共设重度、中度和轻度3个断根处理，分别在距离植株两侧60、80、100 cm的行间切断根系(分别相当于6倍、8倍和10倍胸径)，断根深度为30 cm，以未断根处理为对照。采用随机区组设计，每处理重复3次，每个小区30株树，小区之间设保护行。断根时以树干为基准，在其行间两侧一定距离处利用锐器垂直切断侧根及须根，切口要保证平滑，以利于伤口愈合和须根生长，按大田常规方法管理。

1.2 冬枣试验

试验于2008年4月进行。冬枣断根试验设在山东省滨州市林业局冬枣园基地，土壤为壤质潮土，pH=7.5(土水质量比1 ∶2.5)，有机质10.25 mg/g，碱解氮 38.74 μg/g，速效磷 18.46 μg/g，速效钾125.31 μg/g。试材为生长正常，长势相近的6年生冬枣，砧木为酸枣，平均胸径为7.5 cm，株高为2.1～2.5 m，株行距为3 m×3 m。冬枣试验也设置重度、中度和轻度3个断根处理，分别为3、5、7倍胸径(22.5、37.5、52.5 cm)断根，断根深度为20 cm，以未断根处理为对照。采用随机区组设计，每处理重复3次，每小区20株树，小区之间设保护行。切根方法同杨树试验，常规方法管理。

1.3 分析方法

植株生长情况调查和冬枣果实品质测定:在试验实施时、当年和第二年杨树落叶后，分别调查杨树试验各处理的胸径和树高生长状况，当年落叶后的调查结果与试验实施时调查结果的差值为当年生长量，第二年落叶后的调查结果与当年落叶后调查结果的差值为第二年生长量;对于冬枣试验，在断根当年和第二年7月上旬取样调查各处理冬枣的枣头二次枝长度和数量。在试验当年和第二年冬枣收获时，对各处理冬枣进行测产，同时取果实鲜样100 g，贮于液氮罐用于果实品质分析。果实中维生素C质量分数的测定采用2，6二氯靛酚滴定法，总糖的测定采用蒽酮比色法［10］。

叶片营养成分测定:断根后35、161 d分别对杨树和冬枣断根试验不同处理采集叶片样品，采样时每处理分别选取2～3株树。每株树采集树冠南侧上中部成熟叶片，每株取5～10片，混合均匀，带回实验室。将叶片洗净，置于烘箱中105℃杀青15 min，转至80℃下烘至恒质量，粉碎后贮藏于玻璃瓶中，采用常规方法测定叶片的N、P、K质量分数。

叶片光合速率的测定:断根处理后35、161 d分别对不同处理的杨树和冬枣的光合速率进行了测定。所用仪器为便携式光合作用仪(Lci型，英国ADC公司生产)，测定时选取树冠外围南部上中部叶片，每棵测定3～5片，每处理测定3株，10:00—14:00进行测定，每小时测定1次，取4次测定的平均值。

生长素测定:在杨树断根后35、161 d，分别摘取树冠中部叶4～6片，置于液氮罐内，带回实验室测定生长素(IAA)质量分数。在冬枣断根后35、161 d，取枣头二次枝顶端鲜样2～4 g，立刻装入液氮罐，用于IAA测定。所用仪器为美国产Agilent HP 1100 series型液相色谱仪，乙腈浸体，减压浓缩，过C18柱［11］。

数据处理:数据统计分析采用Excel 2003和SPSS 15.0，数据为3个重复的平均值，处理差异显著性应用单因素方差分析(ANOVA)和LSD多重比较法进行分析。

2 结果与分析

2.1 断根对杨树和冬枣生长的影响

断根措施对杨树的生长产生了一定影响。由表1可以得出，重度断根处理明显降低了杨树的胸径生长量，而中度断根则显著提高了其胸径生长量，轻度断根处理没有明显影响作用。中度和轻度断根均显著增加了杨树的树高生长量，以中度断根的增幅较大。试验结果表明，距树体基部两侧6倍胸径距离断根对杨树根系伤害较大，影响到其正常生长。相比之下，8倍胸径距离断根则促进了杨树的生长。

表1 断根对杨树生长的影响

枣头二次枝的长度和数量是衡量冬枣树体竞争力的重要指标。由表2可见，3个断根处理均明显减少了冬枣二次枝的长度和数量。随着断根距离的增加，抑制效应逐渐减弱，轻度断根的测定结果与对照接近，无显著性差异。调查结果表明，冬枣适度断根对其营养生长产生了明显的抑制作用。

从表3看出，断根措施在2008年未对冬枣产量产生显著影响，只使产量略有提高;但在试验的第二年，重度断根显著增加了冬枣产量，其它两个断根处理的效果并不明显。中度和重度断根处理后，冬枣的Vc和总糖质量分数也有了显著提高，以重度断根处理提高幅度最大。调查和分析结果说明，重度断根不仅提高了冬枣产量，而且改善了其果实品质。

表2 断根对冬枣二次枝生长的影响

表3 断根对冬枣果实产量和品质的影响

2.2 断根对杨树和冬枣叶片N、P、K质量分数的影响

叶片的营养元素质量分数能在一定程度上反映树木的水肥吸收能力。从表4可以看出，断根后35 d时杨树叶片N、P、K质量分数均明显低于未断根处理，表明这一措施在短时间内抑制了杨树根系对土壤中营养元素的吸收。在161 d时随着根系生长的恢复，其对N、P、K的吸收能力有了较大改善。从分析结果可知，中度断根显著增加了叶片的N和K质量分数，对P质量分数也有明显提高作用，但没达到显著水平。

表4 断根对杨树叶片N、P、K质量分数的影响 mg·g－1

由表5可以看出，接受断根处理35 d时，重度和中度断根的冬枣叶片N、P、K质量分数较对照均有明显下降，以重度断根降低幅度最大，质量分数分别减少了5.6%、16.6%和10.3%。相比之下，轻度断根提高了冬枣叶片的N、P、K质量分数。断根后161 d时，重度和中度断根处理的叶片N、P、K质量分数与未断根处理间的差异达到显著水平。可见不同强度的断根措施会对冬枣的树体营养产生迥然不同的影响。重度和中度断根处理由于距树干较近，去除的根量较大，较大幅度地减少了根系对养分离子的吸收，从而降低了叶片中的营养元素质量分数。

表5 断根对冬枣叶片N、P、K质量分数的影响 mg·g－1

2.3 断根对杨树和冬枣叶片光合速率的影响

从表6看出，杨树和冬枣叶片的光合速率在断根处理35 d时较对照均有显著降低，以重度断根处理的下降幅度最大，其次为中度和轻度断根处理;在161 d时，断根对杨树和冬枣叶片光合速率的影响出现较大差异。中度和轻度断根处理显著增加了杨树叶片的光合速率，以中度断根增幅最大;而重度和中度断根显著增加了冬枣叶片的光合速率，以重度断根提高幅度最大。可见断根强度对不同林木的光合作用产生的影响也会不同，这同断根措施对根系的损伤程度以及植株自身的生物学特性有关。

表6 断根对叶片光合速率的影响μmol·m－2·s－1

2.4 断根对杨树叶片和冬枣枣头二次枝顶端IAA质量分数的影响

生长素大多集中在生长旺盛的部位，能促进细胞的生长以及RNA和蛋白质的合成，表现为典型的顶端优势。分析结果表明(表7)，断根处理在35 d时显著降低了杨树叶片中的IAA质量分数，断根距离越近，降低幅度也越大;而在161 d时，中度和轻度断根处理的叶片IAA质量分数则显著高于对照处理，以中度断根处理的质量分数最高，表明中度和轻度断根可显著促进杨树叶片的生长。可以看出，在35 d时冬枣试验3个断根处理的枣头二次枝顶端IAA质量分数均显著高于对照，说明断根在短期内促进了枣头二次枝IAA质量分数的增加;而在161 d时，与对照相比断根处理的IAA质量分数均有显著降低，表明断根显著抑制了冬枣二次枝的生长，断根强度越大，抑制效果也越大。

3 结论与讨论

杨树人工林在郁闭后，会出现根系老化，相邻两行树体的根系相互交织盘结，一定程度上影响了其对土壤中水分和养分的吸收，从而对生长不利。如果对杨树根系进行适当修剪，应该会促进毛细新根的萌发，提高根系营养吸收能力。有研究表明，树木断根处理后，一方面为尽快恢复根系的吸收与生长，将同化物大部分运抵根部［12］，可提高根部有机质的质量分数，增加根系分泌物。另一方面，断根刺激了断根点重新长出大量的侧根和须根，增强了根系的吸水吸养能力，表现出后期树高生长量明显增长［13］。由于杨树根系分布于土中，对其修剪非常困难，因此找出一套简便可行的断根方法是必要的。本研究通过对杨树人工林行间两侧不同距离处切断侧根，研究了3个不同强度断根处理对杨树生长的调控作用。研究结果表明，两侧8倍胸径距离处断根更好地促进了杨树生长，显著提高了其胸径和树高生长量，提高了根系对N、P、K养分的吸收利用，同时增强了叶片光合作用，显著提高了叶片的IAA质量分数。本试验结果表明，对因根系老化而引起的林木早衰，适当地修剪根系可刺激新根发生，继而达到促进地上部生长的目的。

表7 断根对杨树叶片和冬枣二次枝顶端生长素质量分数的影响 ng·g－1

林木根系修剪目前多应用于苹果、梨等果树的控冠技术研究，在枣树上还没有研究报道。本研究对冬枣的断根效果进行了初步探讨，发现在冬枣树基两侧3倍胸径距离处断根能有效地抑制枣头二次枝的生长和数量。Feree［14］的研究也发现，根系的严重切除能降低果树的营养生长。断根降低了根系对养分的吸收，根系不可能在同一时间既支持根的发展又保持枝条的生长，而是储备更多的资源用于根的发展，因此造成了枝条数量和长度的减少［13］。随着时间的延长，抑制效应有所减弱。本试验通过分析认为3倍胸径断根是调控营养生长的最佳距离，在断根后当年虽然没有明显提高冬枣产量，但在次年的增产效果却达到显著水平，而且改善了果实品质。由于冬枣断根以抑制营养生长为目的，所以断根强度相对杨树要大一些，断根后冬枣植株在一定时间内不能吸收足够的水分和养分，导致光合速率相应降低［15］。枣头一次枝顶端生长素质量分数在断根后35、161 d出现了迥然不同的变化，35 d时断根显著增加了IAA质量分数，而161 d时却显著降低了IAA质量分数。可能是由于根系严重切除，短期内导致生长素向地下部输送量减少，在枣头二次枝上有所积累，所以在35 d时断根处理没有降低反而增加了IAA质量分数。

本研究对断根措施在两种不同经济林木的经营管理中进行了应用效果研究，但研究目标截然不同。杨树断根的目的是促进其营养生长，通过改善根系的吸收功能，提杨树的生长量;而冬枣断根是为了抑制其营养生长，促进其生殖生长，提高冬枣果实产量。研究结果表明，只要断根强度适宜，断根措施是能够实现这两种不同生长调控目标的。应当指出的是，本试验只在这两种树木上进行了两年的初步研究，还不能提出一套完善的根剪调控措施，对于如何确定杨树整个轮伐期和冬枣盛果期内适宜的断根时间、次数和强度，尚需在以后的研究中进一步深入探讨。

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