幾種常見綠化樹種扦插苗生長及固碳能力

李彥強　孫小艷　鐘永達

摘要：以羅漢松、雪松、樟樹、茶花、木樨和懸鈴木6種樹種的一年生扦插苗為研究對象，研究各樹種扦插苗各器官干質量凈生物量和總生物量、各器官碳濃度、各器官凈碳含量、總碳含量等主要指標。結果表明：闊葉樹種總葉面積高于針葉樹種，各樹種扦插苗生根類型不同；闊葉樹種扦插苗的全株葉和全株莖生物量高于針葉樹種，而全株根生物量依次為茶花>懸鈴木>羅漢松>樟樹>木樨>雪松；扦插苗各器官碳濃度在420～540 mg/g之間，各樹種的莖碳濃度較大。根據葉、莖、根和全株平均碳濃度可將樹種扦插苗分為兩大類：一類為羅漢松、雪松和樟樹扦插苗；另一類為茶花、木樨和懸鈴木扦插苗；扦插苗全株凈碳含量大小依次為懸鈴木>茶花>樟樹>羅漢松>木樨>雪松。各樹種扦插苗全株凈碳含量占全株碳含量百分比在38%～73%之間，扦插苗根系相對生物量較大樹種的全株凈碳含量也較高。

關鍵詞：綠化樹種；扦插苗；固碳能力；生長；碳含量

中圖分類號： S718.5 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2016）07-0256-03

全球氣候變暖和CO2等溫室氣體排放是生態環境等學科關注熱點問題之一，森林固碳是降低溫室氣體排放主要策略之一[1]。過去學者對于森林固碳的研究多集中于森林土壤碳匯[2-7]、現有森林地上部分及不同樹種固碳[8-9]和現有經營模式下固碳能力研究[10-15]等方面。相關無土輕基質珍珠巖扦插苗碳濃度及固碳能力報道較少。本研究比較了6種樹種扦插苗固碳能力，為今后生態型樹種選擇提供參考。

1 材料與方法

選擇江西省南昌市常見的6種綠化樹種，于2014年1月在實驗室內扦插，插條分別采于樹種大樹上一年生木質化枝。羅漢松（Podocarpus macrophyllus）、雪松[Cedrus deodara（Roxb.） G. Don]各插穗長約10 cm留一半全葉，樟樹[Cinnamomum camphora（L.） Presl.]、茶花（Camellia japonica L.）、木樨[Osmanthus fragrans （Thunb.） Lour]各插穗長約 10 cm 留2葉，懸鈴木（Platanus linn.）插穗長約10 cm無葉。速蘸200 mg/L NAA+200 mg/L IBA激素溶液5 s后，插于已消毒珍珠巖泡沫周轉箱，插后上方搭小拱棚，成活后去小拱棚。室內扦插及生長環境條件：空調調節夜晝溫度分別為（25±1）、（28±1） ℃，光照度160 μmol/（m2·s），光照時間14 h/d。

各樹種插穗處理50株，重復3次，分3類，即針葉樹種（羅漢松、雪松）、常綠闊葉樹種（樟樹、茶花、木樨）、落葉闊葉樹種（懸鈴木）。1年后各樹種各取10株一年生扦插苗，按葉、莖（枝）、根分解后，調查各器官生長指標，測定葉面積和各器官生物量，并測定各器官碳濃度。

葉面積測定公式：

雪松葉面積（cm2）=長（cm）×寬（cm）。

葉面積用游標卡尺測定。其他樹種葉面積采用SketchUp測定[16]。樹種全株葉面積由單葉面積求和。

碳濃度測定：將各器官分解后放置于101 ℃烘箱烘至恒質量測定生物量，粉碎過篩后，各樹種各器官混合樣均按四分法取3份樣品，采用重鉻酸鉀加熱法測定碳濃度[17]。相應公式為：

各器官碳含量（g）=各器官碳濃度（mg/g）×各器官生物量（g）；

總碳含量（g）=各器官碳含量總和（g）；

凈碳含量（g）=各器官碳濃（mg/g）×各器官凈生物量（g）；

各器官凈生物量（g）=扦插苗各器官生物量（g）-插穗各器官生物量（g）。

統計分析用SPSS 19.0軟件，用Excel 2003作表。

2 結果與分析

2.1 各樹種扦插苗生長和葉面積

各樹種扦插苗不定根生根類型因遺傳及生物學特性而不同。生根類型不同影響扦插苗生長。

由表1可知，雪松、樟樹和茶花扦插生根屬愈傷生根，羅漢松、木樨和懸鈴木以愈傷為主，即除大量愈傷生根兼有少量皮部生根。各樹種間扦插苗地徑、苗高和單葉面積變化規律一致，針葉樹種均較小，闊葉樹種均較大。雪松的地徑和苗高均最小，分別為0.25、8.70 cm；懸鈴木地徑和苗高均最大，分別為0.65、31.70 cm。各樹種間單葉面積變化較大（0.605～118.199 cm2），針葉樹種單葉面積均小于2 cm2，常綠闊葉樹種單葉面積均在12 cm2左右，其中茶花單葉面積較大，落葉闊葉樹種懸鈴木單葉面積最大，約118.2 cm2。各樹種全株葉面積基本與單葉面積和苗高變化規律一致，各樹種全株葉面積依次為懸鈴木>樟樹>茶花>木樨>羅漢松>雪松。

2.2 各樹種扦插苗器官生物量

扦插苗生長異于實生苗，扦插苗發育生長過程是一個地上器官經誘導形成不定根發育生長的綜合系統過程。

由表2可知，樹種間葉與莖器官總生物量變化規律基本一致，依次為落葉闊葉樹種（懸鈴木）>常綠闊葉樹種（樟樹>茶花>木樨）>針葉樹種（羅漢松>雪松）。而根與葉、莖器官總生物量變化規律不同，其大小依次為茶花>懸鈴木>羅漢松>樟樹>木樨>雪松。各樹種間全株總生物量依次為落葉闊葉樹種（懸鈴木）>常綠闊葉樹種（茶花>樟樹>木樨）>針葉樹種（羅漢松>雪松）。懸鈴木與其他樹種間的葉、莖和全株總生物量均差異顯著（P<0.05）。雪松與其他樹種間根生物量差異顯著（P<0.05）。根系生長與樹種根系生物學特性、扦插不定根生根難易程度有關，本試驗發現懸鈴木和茶花生根均較易，羅漢松扦插苗根系存在大量根瘤菌[18]。

2.3 各樹種扦插苗器官碳含量

樹種碳含量與樹種生物學特性有關，不同樹種次生代謝產物及碳組分存在差異。本試驗發現針葉樹種扦插苗含樹脂等有機物，樟樹扦插苗葉、莖、根含芳香類有機物。

由表3可知，各樹種扦插苗器官碳含量在420～540 mg/g之間變化，但各樹種間各器官碳含量存在差異。根據葉、莖、根和全株平均碳含量可將樹種扦插苗分為兩大類：一類為羅漢松、雪松、樟樹扦插苗，碳含量較高；另一類為茶花、木樨、懸鈴木扦插苗，碳含量較低。兩大類間葉、莖、根和全株平均碳含量指標均差異顯著（P<0.05）。葉碳含量針葉樹種與闊葉樹種間差異顯著（P羅漢松>樟樹>茶花>懸鈴木>木樨；除樟樹莖碳含量最高外，針葉樹種莖碳含量較高，且與其他闊葉樹種間差異顯著（P雪松>羅漢松>茶花>懸鈴木>木樨；除樟樹外，針葉樹種根和全株平均碳含量均與其他闊葉樹種間差異顯著（P雪松>樟樹>茶花>懸鈴木>木樨。

2.4 各樹種扦插苗器官碳含量

樹種扦插苗碳含量由各器官碳含量和生物量2個因素決定。碳含量在有限的變化范圍內，各器官生物量決定該樹種碳含量大小。

由表4可知，樹種間莖、全株碳量從大到小依次為落葉闊葉>常綠闊葉>針葉樹種。樹種間全株莖碳量從大到小依次為懸鈴木>樟樹>茶花>木樨>羅漢松>雪松，樹種間全株碳量從大到小依次為懸鈴木>茶花>樟樹>木樨>羅漢松>雪松。樹種間全株葉碳量從大到小依次為懸鈴木>樟樹>茶花>羅漢松>木樨>雪松，樹種間全株根碳量從大到小依次為茶花>懸鈴木>羅漢松>樟樹>木樨>雪松。樹種間全株葉、全株莖凈碳量從大到小依次為落葉闊葉>常綠闊葉>針葉樹種，其中樹種間全株葉凈碳量從大到小依次為懸鈴木>樟樹>茶花>木樨>羅漢松>雪松，而各樹種全株葉凈碳含量相對較高，在14%～25%變化，從大到小依次為樟樹（2491%）>雪松（23.53%）>羅漢松（21.18%）>懸鈴木（20.85%）>茶花（16.67%）>木樨（14.65%），說明各樹種全株葉凈生物量相對較高，全株葉凈碳含量較大，但各樹種間全株葉凈碳含量存在差異。樹種間全株莖凈碳含量從大到小依次為懸鈴木>茶花>樟樹>木樨>羅漢松>雪松，而各樹種全株莖凈碳含量在4%～16%變化，從大到小依次為茶花（15.31%）>懸鈴木（13.32%）>樟樹（12.46%）>木樨（1019%）>雪松（8.82%）>羅漢松（4.71%），說明各樹種全株莖凈生物量相對較低，全株莖凈碳含量較小，但各樹種全株莖凈碳含量存在差異，闊葉樹種大于針葉樹種。樹種間全株根凈碳含量從大到小依次為茶花>懸鈴木>羅漢松>樟樹>木樨>雪松，而各樹種全株根凈碳含量在9%～47%變化，波動較大，從大到小依次為羅漢松（47.06%）>茶花（3096%）>雪松（14.71%）>木樨（14.01%）>樟樹（1176%）>懸鈴木（9.92%），說明各樹種扦插苗不定根根系凈生物量生長存在較大差異，全株根系凈碳含量常綠樹種大于落葉樹種。樹種間全株凈碳含量從大到小依次為懸鈴木（3.52 g）>茶花（1.85 g）>樟樹（1.42 g）>羅漢松（0.62 g）>木樨（0.61 g）>雪松（0.15 g）。說明根系生物量相對較高的樹種全株凈碳含量也較高。

3 結論與討論

不同綠化樹種扦插苗生根類型不同。有的相對生根容易，相對生長量和生物量較高。茶花扦插苗根系生物量較高，羅漢松扦插苗不定根根系存在根瘤菌，根系生物量也相對較高，間接地反映出扦插苗根系生物量相對高于其他器官。

葉片是植物進行光合作用的重要器官，葉面積大小影響植物生長。一般情況下，葉面積越大，光合效能越強，生長量越高。單葉和全株葉面積均為闊葉樹種扦插苗大于針葉樹種扦插苗，總碳含量和地上部分碳含量均為闊葉樹種扦插苗大于針葉樹種扦插苗。

各樹種扦插苗各器官碳濃度在420～540 mg/g 之間變化，按葉、莖、根和全株平均碳濃度變化可分為兩大類樹種，一類為羅漢松、雪松和樟樹扦插苗，碳濃度較高，另一類為茶花、木樨和懸鈴木扦插苗，碳濃度較低，可能與樹種扦插苗各器官有機內含物組分有關。針葉樹種扦插苗含樹脂，羅漢松扦插苗根系存在根瘤菌，樟樹扦插苗含芳香類有機物等。有機內含物組分與樹種間碳濃度的差異關系有待今后深入研究。

扦插苗樹種間全株凈碳量從大到小依次為懸鈴木（3.52 g）>茶花（1.85 g）>樟樹（1.42 g）>羅漢松（0.62 g）>木樨（0.61 g）>雪松（0.15 g）。說明根系相對生物量較高的樹種扦插苗全株凈碳量也較大。其中，懸鈴木扦插苗凈碳量最高，主要由于其葉和莖生物量較大。茶花扦插苗凈碳量也較大，根系生物量在各樹種中最高。樟樹扦插苗凈碳量也達1.42 g，主要由于其葉生物量較大。針葉樹種羅漢松扦插苗凈碳量高于雪松扦插苗，主要是由于羅漢松扦插苗根系存在大量根瘤菌且根系生物量也相對較大。根瘤菌固氮作用可能促進羅漢松扦插苗根系生長，但是否具有氮碳協同作用有待今后深入研究。

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