海南島小果咖啡開花生物學(xué)特性
摘要:實(shí)地觀測(cè)與詳盡分析結(jié)果表明,小果咖啡(Caffea arabica L.)植株生長(zhǎng)節(jié)律、花期歷時(shí)、花粉形狀及其開花習(xí)性的動(dòng)態(tài)變化,可因年、季節(jié)、月份不同的物候而異。
關(guān)鍵詞:小果咖啡;生長(zhǎng)節(jié)律;開花生物學(xué);海南島
與茶、可可享有世界三大飲料盛名的小果咖啡又名咖啡樹,原產(chǎn)于非洲利比里亞、剛果熱帶地區(qū),是海南島主要輔助蜜粉源植物之一。其抗逆性較強(qiáng),適生高溫、陰涼、多濕的氣候環(huán)境,年均溫度21~27℃,年降雨量1000~1800mm的區(qū)域。
小果咖啡在我國(guó)云南、兩廣、臺(tái)灣和海南均有分布。海南島主要分布于西南部、中部、北部,北部的萬寧、樂東、瓊中、通什、瓊海、定安、瓊山、文昌、澄邁等地區(qū)低丘、谷地、曠野和山坡成片、散生或與山麻、白背桐、油桐、鴨腳木、油茶、菠蘿蜜等雜木林伴生其間。2001年種植面積達(dá)1687hm2,近年來進(jìn)一步擴(kuò)種面積達(dá)3246hm2。
1 植株生長(zhǎng)節(jié)律與物候變化的相關(guān)性
隸屬茜草科的咖啡樹為小喬(灌)木型經(jīng)濟(jì)作物,株高5~8m,植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)具有一種獨(dú)特的二型現(xiàn)象。頂端的芽發(fā)育形成直生莖,葉小、薄革質(zhì),呈卵狀披針形,交互對(duì)生;聚傘花序數(shù)個(gè)叢生于葉腋間,花芽為復(fù)芽,一上一下兩個(gè)不同的芽,下芽稱為副芽,發(fā)育形成新的直生枝,上芽則分化發(fā)育成水平枝條,其腋芽可以萌發(fā)、分化、現(xiàn)蕾開花和著果,結(jié)實(shí)的節(jié)伴隨時(shí)間推移逐年沿著水平枝延伸生長(zhǎng)上移,若生長(zhǎng)期間遇著逆境,機(jī)體水分和養(yǎng)分的輸導(dǎo)受阻,植株結(jié)實(shí)的節(jié)數(shù)卻趨于遞減,但其他枝條還可相繼長(zhǎng)出一次生枝和子生枝彌補(bǔ)株齡增長(zhǎng)引起水(養(yǎng))分供不應(yīng)求的負(fù)效應(yīng)。
多年來筆者實(shí)地定片、定株觀察,發(fā)現(xiàn)植株生長(zhǎng)節(jié)律變化,除品種特性外,可隨年份不同、季節(jié)異常而異,而變幅動(dòng)態(tài)在很大程度上受到立地條件氣候因子-溫度、降雨量、光周期的限制和影響。
1.1 溫度與蔭蔽
咖啡樹是半陰性、喜陰涼作物,性向陽好溫?zé)?,生長(zhǎng)期間植株花芽分化開始和持續(xù)時(shí)間,需求極端低溫15qC,極端高溫為27~30℃,年平均溫度21℃。海南島各植區(qū)年均溫度24~26℃為宜,如果冬季連續(xù)低溫陰雨或有寒流霜凍影響,那么植株花器生育受阻,整個(gè)花序開花延續(xù)或推遲7~10天,花藥中花粉萌動(dòng)或胚的發(fā)育均受影響,花粉得不到蜜蜂正常授粉,植株出現(xiàn)生理落花落果。此外,蔭蔽是繼溫度之后制約與影響咖啡樹生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素,對(duì)植株生長(zhǎng)節(jié)律的影響不甚一致,不同立地植區(qū)觀測(cè)表明,幼苗期需求蔭蔽度40%以下,相對(duì)生長(zhǎng)速度、植株高度、側(cè)生枝量、葉子數(shù)量、根干重和莖干直徑等均隨光照的增加而遞增,冠、根比率也隨之遞增,這樣整個(gè)咖啡幼苗、成齡樹都長(zhǎng)得較好,但生長(zhǎng)期不同,蔭蔽度的需求,總的趨勢(shì)是:幼苗期>成(齡)期,開花結(jié)果期,比率以4∶3∶2為宜。
1.2 降雨量及濕度
喜溫?zé)岷完帩瘛⑸L(zhǎng)又忌干旱的咖啡樹,水分是制約其分布和正常生育的重要因素之一,不同生境物候各異,不同年份,旱季較長(zhǎng)的植區(qū),降雨量不足1000mm的季節(jié),長(zhǎng)期賴以生存具有多種屬、多種層齡、干旱高溫的熱帶雨林區(qū),水分制約植株新芽生長(zhǎng)、花芽分化或花芽形成,開花更為顯著。如果降雨量過多(超過2000mm),連續(xù)陰雨與低溫,就會(huì)抑制花芽分化、現(xiàn)蕾受阻,那么植株既不開花也不吐粉泌蜜,降雨量與著果率必然呈負(fù)相關(guān)。文昌縣重興、蓬萊一帶植區(qū),既因降雨量分布不均,干濕季分明,又因年、月份而有差異;重興植區(qū)3月下旬開花吐粉泌蜜;而蓬萊植區(qū)卻在4月上旬或推遲到5月中旬方能開花吐粉和泌蜜,而以5月12日為多(占開花總數(shù)的45.7%)。22~26℃,相對(duì)濕度80%左右的晴朗天氣,植株開花吐粉量多,泌蜜最涌,中午泌蜜量更大。
1.3 光周期現(xiàn)象及其成花效應(yīng)觀測(cè)
咖啡樹生理分化和形態(tài)分化期間,光是成花的必要條件。由于咖啡樹是一種典型的短日照植物,機(jī)體的生長(zhǎng)、開花進(jìn)程是由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化的質(zhì)變,沒有這種質(zhì)變過程就不能成花。如果光照需求失?;虺^13小時(shí),形態(tài)分化中途受阻,常導(dǎo)致花芽發(fā)育不完全,開花時(shí)則出現(xiàn)畸形的“星狀花”,甚至枯落。因此,花芽形態(tài)分化到適當(dāng)程度,這就要求果農(nóng)進(jìn)行短日照處理,形成各個(gè)器官原基,從而促進(jìn)成花效應(yīng),提高成花數(shù)量。
據(jù)調(diào)查,瓊中加釵、大豐植區(qū)果農(nóng)對(duì)咖啡樹進(jìn)行短日照處理,控制適度營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移向生 殖器官,植株花序成花量有264~324朵,花粉萌發(fā)率為46.8%,平均產(chǎn)量不低于732kg/hm2。經(jīng)取樣測(cè)其花芽分化內(nèi)含物含量變化范圍,干物質(zhì)468.05~524.87mg,咖啡因3.604~4.527mg,氮素10.23~14.21mg。
2 花期、花粉形狀及開花習(xí)性
植物的開花期各有不同,生境不同物候各異,咖啡的花芽分化、現(xiàn)蕾、始花、泌蜜和吐粉到開花結(jié)束,整個(gè)花期正值春夏交替時(shí)節(jié),境內(nèi)溫?zé)嵬?,干涼同季,南北地域氣候差別懸殊,其開花期不盡相同,一般咖啡樹從花芽分化、花蕾期、始花期、盛花期到雄蕊凋謝期,所需要的時(shí)間為3~5個(gè)月,但因植區(qū)地域不同,植株花期差異受緯度的影響明顯。如西南部樂東、萬寧植區(qū)咖啡的花芽分化現(xiàn)蕾與始花期為3月上旬至中旬,需要8~12天,以10天為多(占總開花量的48.7%和49。2%),形成明顯的開花高峰階段,開花時(shí)間每日從8∶20時(shí)后開始相繼開花有逐漸增多的趨勢(shì),直到16∶30時(shí)后仍有零星開放。而瓊中烏石、灣嶺等植區(qū)又是同一緯度上的不同立地條件,烏石植區(qū)的咖啡于3月下旬現(xiàn)蕾開花、吐粉,而灣嶺則在4月上旬或延遲到4月中旬才能開花、吐粉泌蜜,兩地次第現(xiàn)蕾開花到結(jié)束,相差20~25天。與此同時(shí)的高緯度植區(qū)比低緯度植區(qū)的咖啡開花吐粉進(jìn)程也有所差異,日開花時(shí)數(shù)不同,如萬寧縣興隆植區(qū)與澄邁縣福山植區(qū)的咖啡植株日開花時(shí)數(shù)相比,前者比后者長(zhǎng)0.5~0.8小時(shí)。由于溫度差異的緣故,低緯度、低海拔植區(qū)日開花時(shí)間要早于和長(zhǎng)于高緯度、高海拔植區(qū)。
聚傘花序的小果咖啡,花白色、氣味芳香,誘蜂力強(qiáng),花尊呈管狀,基部有泌蜜的腺體,3~5月盛花期間,蜜蜂追花繁忙,往往在花叢間鉆入花的基部吸吮腺體蜜汁的時(shí)候,搖動(dòng)著雄蕊,粘了一身花粉,無形中便把花粉從一朵花帶到另一朵花上,進(jìn)行異花授粉。據(jù)統(tǒng)計(jì),每釀1kg蜂蜜,蜜蜂必須在小果咖啡的200多萬朵花上采集方能獲得黏稠蜜汁。它的花粉粒色淺黃,在電鏡下觀察其形狀呈球形或近球形,極面觀卻為3裂圓形,粉粒的大小為34(28.7~39.3)μm×35.8(28.8~42.8)μm,有3~6條溝,其中3條溝具有橢圓形溝孔,橫長(zhǎng)或方形,外壁表面有細(xì)微的網(wǎng)狀雕紋,盛夏時(shí)節(jié),有助于蜜蜂追花釀蜜。小果咖啡不愧為夏季蜂群繁殖的好蜜粉源植物。
引自《蜜蜂雜志》2005(9)
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