大叶木莲种实性状及幼苗生长特征

(贵州省林业科学研究院,贵阳 550011)

大叶木莲(Manglietiamegaphylla)，木兰科木莲属常绿大乔木[1]，国家Ⅱ级保护植物。大叶木莲在木莲属中属于比较原始的种类，对木莲属的系统分类研究有较高科研价值。其树干粗壮挺直光滑，材质上佳，是优良用材树种；花大且显著易观赏，白色，有香味，是优秀的观赏树种。大叶木莲分布区非常狭窄，仅分布在云南省东南部、广西省西南部和贵州省册亨县。在分布区内，当地群众常砍伐大叶木莲来作用材，其天然资源受到严重破坏，目前残存的大树已非常稀少，幼树和幼苗也很少见，只发现一些伐后萌生的幼树。在贵州，文献记载分布于册亨县秧坝镇畜牧场，海拔约400 m，但经过多次在野生分布地寻找都未调查到，野生资源在贵州可能已经灭绝[2]。贵州省林科院树木园、龙里林场珍稀植物园、黎平东风林场树木园有引种保存，但基本未自然结果。因此，对大叶木莲开展资源保护和科学研究刻不容缓。目前，国内外对大叶木莲的相关报道较少，只有李芸瑛等[3]对其幼树光合特性对高温的响应、谢福惠等[4]对其木材的材性与用途进行了一定研究，缺少对繁殖、育苗的研究报道。本试验主要对大叶木莲的种实性状特征、播种萌发情况、幼苗生长过程等开展科学研究，以期为大叶木莲的科学保护和合理利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 果实采集

大叶木莲果实于2017年10月11日采自贵州省林科院办公绿地，水肥条件较好。采种母树于1999年引种自云南省马关县八塞林站，胸径25.40 cm，树高9.8 m，冠幅7.5 m×8.5 m，分枝高度3.0 m，长势良好，多年来于6月开花，花朵数量较多，但只在2017年自然结果，2018年又未结果。

1.2 种实性状测定

种实性状测定包括大叶木莲聚合果、蓇葖果和种子的测定。

聚合果测定是逐一测定大叶木莲聚合果重量(鲜重)、长度和宽度、单果产蓇葖果数量；蓇葖果测定是在完成聚合果测定后，再逐一测定改聚合果所产蓇葖果的结实情况、单蓇葖果去皮前后重量(鲜重)和种子数量；种子测定是在蓇葖果测定完成后，充分混合所有的种子，随机选取100粒种子，逐一测定其去除假种皮前后的重量、长度、宽度和厚度。

质量测定工具为精度0.01 g的电子天平，长度、宽度和厚度测定工具为精度0.01 mm的数显游标卡尺[5]。

1.3 播种发芽试验

播种发芽试验在贵州省林科院树木园苗圃内进行[6]。去除假种皮后，种子采用湿砂贮藏法，种子与砂按1∶3的比例分层摊放，并注意通风、保湿。2017年3月26日，将砂藏的种子筛出，进一步精挑细选，去除霉种和杂质，用0.5%的高锰酸钾溶液浸泡5 min，捞出后冲洗干净，采用宽幅条播的方式播种到苗床，播幅10～15 cm，深1.0～1.5 cm，用厚度0.5～1 cm粉碎后的腐熟树皮覆盖。在播种时，随机选取50粒种子，集中播于1行，用作播种发芽试验。从播种次日起每隔2 d进行1次观察和统计，种子发芽以子叶出土为标准，直至连续5次(10 d)无新的种子发芽为止[5]。5月6日开始出苗。

1.4 幼苗生长观测

出苗整齐后，于5月26日将已出土幼苗从苗床间苗到容器网袋继续培养，基质为腐殖土，并按常规育苗进行日常管理。

幼苗生长采用定株观测法，即随机抽取30株苗，幼苗挂牌编号作为观测对象，并用短竹签插在被测苗根部附近，微露出土面，作为固定测量的位置，测量苗高和地径。每10 d测量1次，至当年苗木停止生长。苗高使用精度0.1 cm的钢卷尺测量，地径使用精度0.01 mm数显游标卡尺测量[5]。采用 Logistic 方程分别对苗高和地径进行拟合，模型为y=k/(1+ae-bt)，式中，y为观测指标累积生长量，t为生长时间，k为观测指标生长终极量，a、b为待定参数。通过模型计算连日生长量最大时的天数T，即速生点；连日生长量变化速率最快的2个点T1、T2，即由生长初期到生长盛期和由生长盛期转入缓慢生长的分界点，T1～T2为生长盛期[7]。

1.5 数据处理

图表处理用 Excel 软件；方差分析、线性方程回归、Logistic方程拟合以及其他统计分析处理均用SPSS 19.0软件[7]。

2 结果与分析

2.1 果实性状

大叶木莲的果实是由许多蓇葖果组成的离生心皮聚合果。聚合果长圆状卵圆形，组成的蓇葖果顶端尖，稍向弯，沿背缝及腹缝开裂；初为绿色，后颜色逐渐变深，成为红褐色并逐渐裂开，露出包裹鲜红色假种皮的种子。

测定结果显示，大叶木莲果枝长27.23 cm，果枝径1.54 cm，中空，较脆。聚合果长7.38 cm，宽6.45 cm，厚5.01 cm，鲜重111.94 g，干重80.75 g，由67个蓇葖组成。其中4个无胚珠，41个只有胚珠，22个有种子和胚珠。蓇葖长2.0～3.0 cm，褐色，顶端尖，稍向外弯，沿背缝及腹缝开裂，每个蓇葖含胚珠和种子数0～5粒，以1～3粒为多，共含种子46粒，胚珠89粒。可见大叶木莲结实率较低，只有34.07%。套用种子生产力的概念，胚珠是理论上可形成的种子生产力，种子是实际产生的种子生产力[8]。对比数据，可见大叶木莲种子的理论生产力远大于其实际生产力，存在败育现象且败育率较高。

2.2 种子性状

大叶木莲的种子外面有鲜红色假种皮，在靠近蓇葖腹缝处有白色斑区，形状多为楔形，偶有椭圆形。去掉假种皮的种子形状心形、扁平略弯，外表深灰褐色、有纵刻纹，质地坚硬致密、较厚。

对比大叶木莲种子去除假种皮后的各项数据(表1)，可见其种子不同个体之间的形状差异较大，最为明显的是重量。另外，占大叶木莲种子重量的大部分的假种皮，颜色鲜艳，甜美多汁，为鸟类、鼠类喜食，是大叶木莲野外自我繁殖能力低下的原因之一。

2.3 播种萌发

在贵州省林科院树木园苗圃，大叶木莲播种的初始发芽时间为40 d，发芽持续时间30 d。从图1可以看出，大叶木莲种子于播种后第49天(5月13日)出现发芽高峰期，当日发芽数量分别达到7粒，发芽峰值和累积发芽率变化比较明显；5月26日已有36粒种子发芽，占总发芽种子数量的92.31%，其后只有零星种子萌发。50粒种子共发芽39株，发芽率为78%。

2.4 幼苗生长

2.4.1苗高生长规律

大叶木莲的幼苗期为5月26日至11月16日，共170 d。分析大叶木莲一年生幼苗的苗高生长规律，可以看到，其生长过程基本为“生长缓慢—生长迅速—生长缓慢”的“S”型曲线。利用 SPSS 19.0 软件对大叶木莲苗高的生长过程进行Logistic方程拟合：y=18.669/(1+6.714×e-0.30 t)，相关系数为0.995，拟合方程的回归性达到了极显著水平；实测曲线与拟合曲线间模拟程度较好，说明利用Logistic方程能较好地表达大叶木莲苗高的年生长规律。根据Logistic方程计算，苗高速生点T=63.47，苗高连日生长量变化速率最快的2个点T1=19.55、T2=107.35，结合苗木生长特性，将大叶木莲幼苗苗高年生长情况划分为4个阶段，即出苗期、生长初期、生长盛期和生长后期[9]。根据表2可见，大叶木莲苗高生长盛期较短，只有87 d，占生长周期的45.79%；生长量为10.97 cm，占总生长量的61.49%。

表1 大叶木莲种子性状分析

表2 大叶木莲苗高生长时期及生长情况

表3 大叶木莲地径生长时期及生长情况

图1 大叶木莲种子发芽动态

图2 大叶木莲幼苗苗高生长动态

2.4.2地径生长规律

分析大叶木莲一年生幼苗的地径生长规律，也基本为“生长缓慢—生长迅速—生长缓慢”的“S”型曲线。利用 SPSS 19.0 软件对大叶木莲地径的生长过程进行Logistic方程拟合：y=3.959/(1+5.731×e-0.033 t)，相关系数为0.989，拟合方程的回归性达到了较显著水平；实测曲线与拟合曲线间模拟程度较好，说明利用Logistic方程能较好地表达大叶木莲地径的年生长规律。根据Logistic方程计算，地径速生点T=52.91，连日生长量变化速率最快的2个点T1=13.00、T2=92.81，结合苗木生长特性，将大叶木莲幼苗地径年生长情况划分为4个阶段，即出苗期、生长初期、生长盛期和生长后期[9]。根据表3可见，大叶木莲地径生长盛期较短，只有80 d，占生长周期的42.11%；生长量为2.41 mm，占总生长量的60.40%。

图3 大叶木莲幼苗地径生长动态

3 结论与讨论

1) 大叶木莲在贵州省能健康生长，盛开花朵，但正常结实较为罕见。分析原因，可能是其开花授粉时是正逢雨季，低温多雨使其不能正常结实。

2) 大叶木莲种子颜色鲜艳，甜美多汁，为鸟类、鼠类喜食；其种子不同个体之间的形状差异较大，最为明显的是重量；理论生产力远大于其实际生产力，存在败育现象且败育率较高，发芽率低。这可能是其在野外自然更新困难，直至在贵州天然分布绝迹的主要原因。

3) 大叶木莲的一年生播种苗的苗高、地径生长过程可以用 Logistic方程进行拟合。结果表明，大叶木莲一年生播种苗的苗高、地径生长呈现“生长缓慢—生长迅速—生长缓慢”的 “S”型的生长节律，但地径与苗高生长不同步，地径的速生点比苗高的速生点小10.56，地径生长比苗高生长提早7 d结束生长初期进入生长盛期，提早13 d进入生长后期。相比其他木莲属植物幼苗在同一地点的观测记录[7]，大叶木莲进入生长后期的时间较早，这与大叶木莲原生环境较贵阳地区温暖有关。

4) 大叶木莲具有较高的观赏、材用价值，在天然分布地受到严重破坏，生境恶化，应加强资源保护。同时，针对大叶木莲天然结实困难的情况，利用扦插、嫁接、人工授粉等手段，开展科学实验，为大叶木莲的科学保护和合理利用提供科技支撑。