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椴树属(Tilia Linn.)植物是很好的绿化树种,其树形通直,冠型良好,叶片心形,秋季叶片金黄,十分优美,在世界范围内均为良好的景观树种。德国著名的“菩提树大街(Under den Linden)”以椴树为行道树,整条大街因浪漫婀娜,如诗如画而享誉世界。椴树属植物分布遍布全球,以北温带地区为主要分布区,分布于我国的有13属85种,椴树在我国的研究与应用主要以紫椴(Tilia amurensis)、南京椴(Tiliamiqueliana)等为主。而在我国北方地区如大连、沈阳、青岛等地广泛引进的,包括欧洲小叶椴(Tilia cordata)、欧洲大叶椴(Tilia platyphylla)、银叶椴(Tilia tomentosa)、美洲椴(Tilia america)在内的原产地为北美的椴树属树种(又称金桐力),国内未见有关其系统的研究报道。由于引种地与原产地的气候条件差异而造成了适应性差异,在北方,能否经历秋冬低温与早春“倒春寒”是影响引种树种成活的关键。所以针对北美椴开展抗寒能力差异分析与栽培措施对抗寒能力的影响研究,有利于科学评价北美椴的抗寒能力,也为我国北方城市绿化中金桐力的栽培提供参考依据。 本研究分别于春季与秋冬两个受寒害的关键时期,研究引进北美椴的抗寒能力。在早春季节(植物萌芽期与展叶期),以欧洲小叶椴、欧洲大叶椴、银叶椴、美洲椴四种引进树种的枝条为试验材料,采取室内等速降温试验法,模拟“倒春寒”对植物造成的低温损害,通过研究枝条生理指标变化特征以及枝条解剖形态特征与半致死温度的关系,探寻早春时节四种引进椴的抗寒能力差异及抗寒机理。在秋季则主要针对欧洲大叶椴开展大田水肥调控工作,采用水肥二因子耦合的试验方法,根据欧洲大叶椴适宜的养分与灌溉条件设置9(3×3)个处理(施肥种类为氮磷钾全效复合肥,施肥量分别为40 g/株、60 g/株、80 g/株;灌溉时间分别截止到9月30日、10月20日、11月10日)。通过对处理间枝条结构性抗寒指标变化与生理抗寒指标变化的研究,借助隶属函数法构建抗寒相对系数以反映各处理下枝条的抗寒能力,从而探索水肥二因子及其耦合作用对抗寒能力的影响机理。研究结果表明: 1.经历春季不同幅度降温时,四种椴树进行抗寒调节的形态和生理指标随处理温度的改变而发生不同变化,这是引起其抗寒能力差异的主要原因。萌芽期引进椴对可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量的调控能力是反映植株抗寒力的重要因素,而在展叶期,椴树的抗寒力则主要受结构指标以及丙二醛含量的影响。 2.欧洲小叶椴、欧洲大叶椴、银叶椴和美洲椴在萌芽期(3月30日左右)的半致死温度分别为-15.1℃、-17.4℃、-23.0℃和-20.8℃,在展叶期(4月15日左右)则分别为6.0℃、4.7℃、5.5℃和4.3℃。银叶椴在萌芽期的抗寒能力最强,而美洲椴在展叶期的抗寒能力最强。结合大连地区两个物候期时的气候状况,对引种椴早春防寒工作提出如下建议:在萌芽期,引种椴受冻害概率较低,相应防寒措施应重点集中于展叶期进行。 3.随着秋冬季节自然界的逐渐降温,植物通过渗透调节应对寒冷胁迫,同时枝条木质化形成抗寒结构。植物处于寒冷环境中时,两个过程的调节功能相对独立,水肥调控既可以影响结构指标,也能影响枝条渗透调节的过程。本试验中,结构指标与水势主要受灌溉因子影响,生理指标如脯氨酸、丙二醛以及可溶性糖含量主要受肥量因子影响。在试验设计的水平范围内,水肥二因子对材皮比的大小有互相促进的作用,对丙二醛、可溶性糖含量的作用则为互相替代。丙二醛与可溶性糖含量对肥量因子变化更敏感,枝条水势、皮层比例与木质部比例对灌溉因子变化更敏感。 4.在降水量正常的年份,大连地区对三年生欧洲大叶椴枝条抗寒能力影响最佳的水肥策略是高肥(80 g/株)、且在11月10日最后一次冬灌,在此处理下枝条在11月15日的可溶性糖含量最高、皮层比例最小、木质部比例与材皮比均为最大。其他综合抗寒指数得分较高的处理组合依次为中肥(60 g/株)、停止灌溉时间为11月10日,高肥(80 g/株)、停止灌溉时间为10月20日。 本文首次在国内从生理与结构两方面研究了引种北美椴的抗寒能力,对引进椴处于不同物候期的抗寒机理进行了初步探究,分析了水肥耦合对结构与生理指标两个方面的影响,探究了在大连地区对提升引进椴树抗寒能力最佳的栽培措施。为引种的北美椴在北方地区的栽培与推广技术提供了理论依据。