杜仲短周期矮林的密度效应和调节剂调控作用

发布时间：2020-10-23 10:48

　　 杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)是生产反式-1,4-聚异戊二烯(TPI或杜仲橡胶)的原料树种。杜仲短周期矮林能在短期内供给杜仲胶产业化生产所需的大量原料,但有关这种种植模式的密度效应、生物量精准估算以及生长调节剂的施用对活性成分含量、杜仲胶含量及产量影响的研究较少且不系统。本研究以2015年营建的13333株hm-2、16667株hm-2、22222株hm-2、33333株hm-2、66667株hm-2等5个栽植密度的杜仲短周期矮林为研究对象,通过分析不同密度下杜仲生长指标的差异,结合三年的生物量数据,探讨杜仲矮林栽培模式的密度效应,确定合理的种植密度;为提高生物量估算的精度,选择株高、基径等易测指标及其组合的最优自变量拟合了单株干重的生物量模型;选取芸苔素内酯、DCPTA、DTA-6、赤霉素等4种植物生长调节剂,采用完全随机区组试验设计,连续2年分别测定了激素处理后杜仲的生长指标和生物量的差异、叶片中的有效成分含量差异、叶片和树皮中杜仲胶含量的变化,并以杜仲胶理论产量为依据,筛选出适宜杜仲矮林田间应用的激素种类及其浓度组合。主要的研究结果如下:1.杜仲单株的分支数、基径、单株叶片数量、单位面积叶片质量等生长指标与栽植密度均呈显著的负相关关系,而叶面积指数与密度呈极显著正相关关系。单株叶干重、单株皮干重、单株杆干重与密度均呈极显著的负相关,单位面积叶生物量、皮生物量、杆生物量均与密度呈极显著的正相关关系。第二轮伐期,密度66667株hm-2的平均叶面积指数达到7.98,单位面积的叶、皮和杆材的生物量分别为3473.06 kg hm-2、1568.58 kg hm-2、11069.38 kg hm-2,分别是密度13333株hm-2的2.5、2.8、2.7倍。到第三轮伐期,密度为33333株hm-2(相当于99999茎干hm-2)的叶、皮和杆材生物量最高,分别达到5157.45 kg hm-2、2008.83 kg hm-2、12099.91 kg hm-2。因此,基于每年采收叶片、树皮和杆材的管理理念,为获得更高的产量,杜仲短周期矮林栽培模式应选择每公顷保留66667个以上的茎干。2.单株叶干重和皮干重均以二次函数模型的拟合效果最好,而杆干重以二次项和幂函数模型的拟合效果最好,其中叶、皮、茎干拟合的最优模型方程式分别为Y=2.618+1.097*(DL)+0.003*(DL)2、Y=0.068+0.387*(DL)+0.001*(DL)2、Y=25.545+3.042*(DL)+0.010*(DL)2/Y=0.690*(DL)1.377。残差分析结果表明样本数据可靠;模型精度分析表明误差在要求范围内。进一步采用常规的判定系数、估计值标准误和残差分析3个指标来综合评价模型的拟合效果,系统全面地反映了各模型的优劣。3.所有的调节剂处理中,100 mg L-1 DTA-6处理对叶绿素a、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量提高最为显著,分别比对照提高40.01%、38.69%、39.56%;5 mg L-1芸苔素内酯处理的叶绿素b含量提高最为显著,高于对照52.49%。各处理对杜仲叶中桃叶珊瑚苷含量、京尼平苷酸含量有极显著的提高作用,均比对照提高35%以上;而对绿原酸含量促进作用弱。各处理桃叶珊瑚苷含量提高37%,最高的500 mg L-1 DTA-6处理提高72.06%;除DC2处理外,京尼平苷酸含量提高63%-90%。活性成分含量因调节剂的不同差异较大,DTA-6和赤霉素两种调节剂对绿原酸作用更明显,含量比对照提高6.36%-23.10%;DTA-6和芸苔素内酯处理对桃叶珊瑚苷和京尼平苷酸作用更明显,含量均比对照提高40%以上。DTA-6显著促进光合色素和有效活性成分的合成,表现出较为稳定的作用。4.调节剂处理后,杜仲的叶片增大、数量增多、树皮产量增高、株高增加、叶片中杜仲胶含量显著提高,进而使得第1、2轮伐期的叶片、树皮生物量增加,杜仲胶产量显著提高。5 mg L-1芸苔素内酯、500 mg L-1 DCPTA和20 mg L-1 DTA-6处理后第2轮伐期杜仲胶产量分别达到406 kg hm-2、391 kg hm-2和382 kg hm-2,均超过对照的1.4倍。同时与高大乔木相比,矮林收获叶和树皮更加省时省力。杜仲矮林每年1次的轮伐周期、应用植物生长调节剂提高TPI均可缩短投资回收期。因此,对从第1轮伐期杜仲矮林来说,应用生长调节剂可作为一种增加TPI产量的经济手段。
【学位单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S792.99
【部分图文】：

图 3-1 连续 3 年不同密度单株干重的比较Figure 3-1 Comparison of dry weight among different planting densities列的不同字母表示在 p＜0.05 水平上有显著性差异ent letters in the same series indicate significant differences at p < 0.05 according to

图 3-2 连续 3 年不同密度生物量的比较Figure 3-2 Comparison of biomass among different planting densities列的不同字母表示在 p＜0.05 水平上有显著性差异rent letters in the same series indicate significant differences at p < 0.05 according to

3.2.3 模型残差分析本研究采用单株各器官干重模型标准化残差对模型进行诊断分析，结果表明，单株叶、皮、杆干重的模型标准化残差频率直方分布图呈正态分布，且在横坐标方向上呈现随机分布状态，而标准化残差绝对值均未超过默认值 3，样本的数据相对可靠。整体来看，本研究所选的估算模型比较合理。
【参考文献】

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本文编号：2852936