利用人工气候室研究林木生长特性

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1、利用人工气候室研究林木生长特性 佐佐木惠彦(日) 著 万克 民译王春 贵校 人工气候室 迁移到筑波的 林业试验场 , 已建造了许多新的科研设备 。 人工气候室就 是其 中之 一 , 人工气候室的 别名 , 叫人工气侯调节器 或生 物环境调节器 , 是一种调节控制生物环 境的设 备 , 人工气候调节器主要研究对象是 植 物 , 生物环境调节器 研究各 种 生 物为目 的 。 林业试验 场的人工气侯室 , 能够调节控制温度 、 湿度 、 光三个重要因素 , 是作为研 究林木生长规律的设备 , 在筑波科研 基地的环境保护研究所 、 农业科学研究所 、 果树科 学研究所也建造了类似的科研设备 。 世界

2、上如美国 、 法国 、 德国 、 瑞典 、 荷兰 、 新西兰 等都建造了大型的 人工气候调节器 , 林业试验场的人工气侯室 同世界各国相 比 , 可以说 规模并不算大 , 但 从设计开始 , 就努力创造具有新的独特的设备 . 人工气侯 室的设备 作为 栽培 林木的光源 , 有人工和 自然两种 , 目前 , 主 要采用人工光源 , 自然光源因 一年四季日照长短 、 太阳高 度不 同 , 以及 天气阴晴 的变化 、 光照强度难以保证 。 为掌握 人工光源和 自然光源的不 同 , 把利用自然光源的温室建成六个室 , 所 谓 自然光源的温 室 , 就是 能够渭节 控制退度 、 湿度的玻 璃温室 , 这

3、 种温室一定要避免 太阳光以外的其他 光源的影响 , 如路灯 、 建 筑物上 的灯光 , 要防止因延长日照时间 , 显著 的影响试验 效 果 。 在亡然兴源约退室中 , 有二个室是特殊 类型 的 , 室内高度七米 , 并在 吐庆里填进了 二米深的土壤 , 能宜 接裁 位大粉 ,一之神特 殊 的 自然 光源 室 , 从世界上来着 , 也是罕见 的 , 引人注目的 , 由上表看 出 : 在我圃东 片试验 , 在 幼虫刚孵 化 时 , 由于缩短了打药周期 , 受 害率 3 肠 . 在西片试验 , 在幼 虫孵化呀 , 由于喷药周期较长 , 受害率9肠 . 可见抓住 幼虫孵化 期连续防 治 , 缩短喷药

4、周期是提 高 防 治效果 的关键措施 . 3 . 幼虫刚孵化后 , 在及时防治的基础 上 , 若 仍有 幼虫蛀 入树干时 , 可利用 “ 内吸传 导法 ” 的原理进行 防治数果很好 . 方法可采取将5 0 肠久效磷在 苗千涂环1一8倍稀释液 , 杀虫效果 达9 0 肠以上 。 另外用1 0一,倍 稀释液涂 抹干瘤虫澳效果达9 5肠 , 但后在虫孔处 发现有千皮 现象 . 4 . 蛹羽化成虫时 , 用c%可湿性66 6合成毒泥 , 杀虫效果很好 。 我圃80年5月用毒泥 堵 塞 虫孔 , 干检查 大部死亡 . 由于适时抓好 综合防治 , 在一九八一年的树苗中 , 经在全 圃多次检 查 , 危害率

5、降至。 . 丁% , 基本上控 制了白杨透翅蛾 的危害 . 人工气候室 人工光源是由水银 灯 、 日光灯 、 简易灯组成的 , 光照强度达5万个勒克斯 , 其他国 家的人工光源 , 主要采用简易灯 , 光照强度仅 1万个勒克斯 , 并且光谱 中不含有长波红 光 . 所以有些 植物形态发生变 异 , 为解决这个问题 , 很多国家采用钨丝灯和碘气灯 , 补 增长波红光 , 不过即使这样 , 植物 形态的变异也比 自然界容易发生 . 目前 , 世界各国都 在研制高功效 的光源 问题 。 外国主要利 用依亮线 照明为主体的复(多)卤素光灯 , 没有 研 制利用光 分子 照明的日光 灯 。 现在世界上许

6、 多国家研制成功的高功效光源 , 多数感到 光 波区间窄 , 很 不理想 。 但林业试 验场研 制成功的光源 , 不存在上述问题 , 林木能正常 的 生长发育 。 最近 , 在筑波科研基地 , 利用 现有设备 , 对人工光 源进行对比试验 , 其结 果表明 , 林业试 验场的光源体系是 最好的 . 林业试 验场除备有一般人工光 源外 , 还装备了窄 波段的单色光源装置 , 这种装置是 利用四盏五千瓦的氨气灯 , 通过 金属滤光器获单色光源 , 可 以发生四种单色光 , 既可单 独使用 , 又可混合 使用 。 利 用这种装置 , 就可能观察林木对 各种 波长光 的反 应 . 目前 , 只有林业试

7、 验场和农研所具有这种设备 。 此外 , 林业试 验场还有为研究林木对光反应 , 而能够改变光质的调光装置和由滤光 胶片构成的大型滤光器等 . 我们之所以把能够改变光照条件的装置 , 重 点的装备起来 , 是 因为认识到了 , 林内 光照条件是非常重要的 因素 , 特别是林 内天然更新时 , 更新成败 , 往往受光照条件的制 约 . 阳光通过林冠不但 改变了光量 , 而且改变了光质 。 因叶片吸收了红光 , 在林内散射 光中 , 几乎不存在红色光 . 但青绿蓝 色光 及波长较长的红光 , 能够通过林冠 , 所以林内 散射光中 , 青绿蓝色光 , 长波红光数量增多了 , 为此测定了林 内散射光的

8、 波长分布 , 如 图1 。 这是典型的林 内散 射光 所具有的波长特性 . 瓜 叭 气 七川叼 丫 下 , 卜 阵俘 扣 8 产 , fu s矛 任 戴 3004口 C 印孙内 杨勺 建她成 5以 , Joo 7口。 ”即 .二 e 比 汽必。、 800 二 几o 如此的光照条件 , 看到林木的 生理 反应 , 有种种变化 , 影响了林木 生长 . 所以光照 条件与林木的生理 活动是密切的 , 是非常重要 的 问题 . 利用人工气侯 室的目的 参观人工气侯室的人 们认为 , 这似 乎是一种 想像的园艺 栽培 设 备 , 并质问道 : 林 业生产是否打算在温室里进行 。 实 际上林业生产不可能

9、像栽培黄瓜 那样 , 在温室里进行 生产 。 为了何种目的建造 这种技术设 备呢 ? ” 我 们利用人工气候 室的目的 , 不是在温室 里进 行林木生产 , 而是给林木创造特殊的环境条件 作为观察林木生长反应和林木生长规 律 , 掌握林木生物学特性的特殊设备 。 利 用温室以创造在自然界不存 在 的特殊环境条件 , 很多来参观的学 者又问道 : “ 在 自然中不存在 的特殊环境条件下进行试验有何意义呢 ? 就是创 造 类似 自然环境 的环境条 件 , 林 木 生长情况 , 也只能和 自然界中生长情况一祥 , 其结 果 , 往往找不到分析 林木生 长规律的头 绪来 , 掌握不 了林木 生长规律

10、。 而利用气候室可以给 林木一种特殊 的环境条件 , 分析不同处理下的 生长状况 , 基于 这 样 的理由常常可以创造 夜间温度比白天温度高的和 另外的特殊环境条件 。 在人工气候室里的科研成果 林木试 验场的各 科研 小组 , 利 用气侯室的设备 , 从事着 科学研究 , 随着 科研 的不断 深入 , 我们逐 步的掌握了树木的生物学特性 . 1 . 种子发芽与光 通过种子发芽试验 , 我们 看到有6 0 肠的树种 , 种子发芽需要光 , 但实 际中林地内的 光照条件下 , 给予种子发芽 , 以如何影响是不清楚的 , 直到最近 , 对林内散 射光进行了测 验 , 结果表明 , 林 内散 射光中

11、 , 几乎没有促进种子发芽的红光 , 而抑制种子 发芽的长波 红光的确相 当多 . (如 图1) 利用气侯室的条件和设备 , 创造 类似 林 内光照条件的环境 , 进行种子 发芽试验 , 看到相当多的树种的种子发芽 受到抑制 。 事实上散射光 抑制了先锋树种 , 如 : 白桦 、 赤杨 、 愉树等种子 的发芽阳性 针 叶树种 : 松树 、 柳 杉等也被抑制 。 从生理学的观点 看 , 种子发 芽即使 稍微 的反应 , 也 是很复杂的 , 要区别开 , 对发芽需要红光 的 林木种 子 , 长波红光是抑制种子 发芽 的物 质 , 蓝色光 是促进种子发 芽的 物质 。 不过 , 光对种子发芽 的作用

12、 , 随温度的变 化而不 同 . 今后要把 蓝色光 、 长波红光对 各种林木种子 发芽 的作用 , 当成一个课题进行研 究 , 这个课题不同于 理论基础的研究 , 林内散射光抑制各种种子的发芽 , 从天然更 新的角度来讲 , 是个非常重 要的 问题 , 在林 内天然更新时 , 不仅考虑幼苗 的成活问题 , 而且要把林 内光照的光量 、 光质对种子发芽 的影响 , 必须 当成影响天然 更新的 条件加以考虑 . 2 . 苗木 生长 与光 如前所述 , 光合效率高的红色光 , 在林内散射光中 , 数量 很少 , 除影响光合作用 外 , 而且 , 红 光 、 长波红光对林 术形态的 生长也 发生影响

13、, 大家知道 , 长波红光能促使节间伸长 , 松树 、 白桦 、 柳杉 、 樟树 柞树等 , 在林内 徒长现 象明显 . 桦木 类的树种 , 如果 在 除去长波红光 , 只有 蓝色光的光照条件下 , 节间 植物生长室 即不 会伸长 。 这种 自然现象是 因为 除去 了长波红光 , 由蓝色光 引起 的吗?目前还不 十分 清楚 , 不过 , 树种不同对蓝色 光的反应也不一样 , 关于蓝色光 的作用 , 还有很多不清楚 的地方 . 如日本扁 柏等耐 荫树种 , 在蓝色光照条件下适应 性如何 , 还待 今后深入研 究 。 知道 林内散 针 尤的特性 , 对林木生长影响很大 , 同 一翔乞, 在浪室里由

14、于光源不同 , 林木生长也有显著的差异 。 外国温 室的光源 , 多 采用 简 易灯 , 所存在 的问题 , 前面已经 阐述了 , 高兴的是 , 我国温室里的七 源 , 采用近似大阳尤的日光灯和B o C灯 , 这 些 光 源 , 具有不 戊的皮长 , 日光灯兮有 较 多的红光和长波红尤 , B o C灯 篮 色尤 多 , 以这二 种光照条件下进行试 验 , 林木在日尤灯 光照条件下明显的 走长 , 在B o C汀光照条件下 抑 制节间伸长 。 另外 , 在 亮线为主的复 (多)卤素光灯 光照条件下 , 林木叶片变小 , 叶 内花 色素增加 , 叶片带红色 , 由于光源的不同 , 林 木 的形

15、态及主长情兄也 出现 了差异 。 目 前 , 光照强度 大的人工光源较少 , 林木 在强光照条件下约 生理反 应 , r乙乎没有 开始着手 研究 , 但是 , 随着温室技 术设备 的不听完善 , 关于光强对 林 术主理方面的反应 , 特别是 蓝 色光和长波红光对林木的作用 , 是 能够逐渐被揭示清楚的 。 今后 , 把这些理论 知识 , 应用到生产中 , 提高苗木的木质化程度 , 防止日灼 , 促进 时荫树种 生长等方面 . 3 . 林木生长与日照长短 把柳衫栽植在7米高的玻璃温室里 , 在白天温度2 5 C , 夜 间温度2 0 C , 柳衫能全年 正常生长 , 栽植后第二年生长量显著增加

16、, 年高生长量达4米 , 这 种现象 , 是 生长在适宜 的环境条件下发 生的 。 同样 的道理 , 柳 杉如果 生长在 适宜的 自然温度环境条件下 , 即是 在短 日的冬天 , 也 能继续生长 , 柳衫在温暖的印度 、 巴西等地 , 生长 ;刃决 。 正如上 述 , 速生是柳衫的特注 , 但是 白桦等落叶阔叶树种 , 即使栽在白天 泛度与 。 C , 夜间温度 20 c环境的 玻瑞温室里 , 一到秋天就停止 生长 , 受短 刁巨的影响 , 形成冬华而落叶 , 导 致休泯 , 假若 把 / 气工尤进行短时间照射处理 , 也 出现 同牛约沐况现 象 , 如果给 予 弱光长 时间照射 , 树木能继续生长 , 夜间给 予短时的弱尤照射 , 树术绝续生长的效果比补光 处 理更 明显 , 这种长 日照引起 的反应 , 对系产北方和 高山的 树种这种反 应更灵敏 , 北方的 针叶树 , 如冷衫 、 云杉 、 鱼鳞松等也有同样的现象 。 但是 , 有 些树种在强度无照条件 下 , 假若不经过长时间照衬 , 是不生长的 , 而有 些树种只要在弱 一: 照条件下 , 就能