楸樹雜種無性系苗期生長參數(shù)的分析研究

趙 鯤，王軍輝，焦云德，郁軍環(huán)，趙紅軍

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楸樹雜種無性系苗期生長參數(shù)的分析研究

趙 鯤1，王軍輝2，焦云德1，郁軍環(huán)1，趙紅軍3

（1.洛陽市林業(yè)科學(xué)研究所，河南 471002； 2.中國林業(yè)科學(xué)研究院，北京 100091；3.孟津縣林業(yè)局）

通過對12個楸樹雜種無性系的研究表明，楸樹雜種無性系苗期苗高、地徑生長節(jié)律符合“S”型曲線，其生長進(jìn)程均表現(xiàn)出明顯的“慢-快-慢”的節(jié)律。采用Logistic生長方程對動態(tài)生長節(jié)律進(jìn)行擬合，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.99以上，擬合的效果極顯著。楸樹速生期的天數(shù)占整個生長期的比重為47%，速生期內(nèi)的生長量占整個生長量的60%以上；楸樹雜種無性系苗高生長峰值出現(xiàn)在7月中旬，地徑峰值在7月上旬，苗高速生期開始時間為6月上旬，地徑速生期開始時間5月下旬。苗高速生期結(jié)束時間為9月初，地徑速生期結(jié)束時間在8月下旬，苗高速生期持續(xù)天數(shù)86 d，地徑速生期持續(xù)天數(shù)89 d。

楸樹雜種無性系；S型曲線；年生長參數(shù)

楸樹的分枝習(xí)性屬3芽輪生分枝，翌年3個側(cè)芽同時競爭發(fā)育，并接干延續(xù)主干生長，因此主干無明顯的頂端優(yōu)勢。實(shí)踐中因部分楸樹的自然接干能力較差，一些無性系不能正常接干，形成彎曲及接疤，嚴(yán)重影響木材的材性和出材率。為解決這一技術(shù)問題，可利用楸樹苗期的速生性，在造林前直接培育能達(dá)到工業(yè)及民用對無節(jié)主干的高度要求（4.2 m），而不依賴于人工接干的生長[1]。因此，了解楸樹無性系的年生長進(jìn)程和變化規(guī)律，對適時采用科學(xué)的水肥管理及土壤管理措施、促進(jìn)苗木生長、提高苗木質(zhì)量、選擇和培育良種、壯苗等都具有重要意義。

采用生長曲線對楸樹苗期生長進(jìn)程進(jìn)行研究，目前在國內(nèi)還未見報(bào)道，以往主要局限對苗期生長進(jìn)程的宏觀描述上。本研究采用楸樹課題組新選的12個雜種無性系，對其造林后平茬苗的年生長節(jié)律進(jìn)行定株定位觀測。采用Logistic曲線方程進(jìn)行生長曲線擬合，對各無性系的生長進(jìn)程進(jìn)行定量研究。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本次參試的楸樹雜種無性系共計(jì)12個，全部由洛陽林科所楸樹課題組通過人工控制雜交育種后選出，參試苗木為梓楸嫁接苗。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)地概況及設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地位于河南省洛陽市白馬寺，土壤為沙壤土，肥力中等，海拔150 m，年平均降雨量600 mm，年平均氣溫14.5℃，無霜期238 d，pH值7.5。田間設(shè)計(jì)為隨機(jī)完全區(qū)組，4次重復(fù)，4株小區(qū)，株行距為2 m×2 m。2006年3月8號造林，造林后距地面2~3 cm處平茬，按常規(guī)進(jìn)行大田管理。

1.2.2數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理與生長模型的建立

2006年5月10日起，每10 d進(jìn)行一次全面動態(tài)生長調(diào)查（苗高、地徑）。直到10月10號苗木基本停止生長，共觀測16次，統(tǒng)計(jì)小區(qū)平均值，采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

采用的曲線方程為

y= K ÷（1+ea-bt） ……（1）；

式中:y任一時刻t時苗木累積生長量，K表示環(huán)境容納量或苗木生長極限。K值可通過等差三點(diǎn)法求得[2]。

K=[y22（y1+y3）-2y1y2y3]÷（y22-y1y3）……（2）；

t為生長天數(shù)；a和b是待定系數(shù)（a為生物量的內(nèi)稟自然增長率），可通過對（1）式進(jìn)行直線化后用最小二乘法求出。對（1）式求一階導(dǎo)數(shù)得生長速度方程：

V=kbea-bt÷（1+ea-bt）2……（3）；

求二階導(dǎo)數(shù)。并令

d2y/dt2=0則t=ab-1……（4）；

由此求出的日期t為苗高或地徑連日生長量最大時的日期，又稱速生點(diǎn)。

苗期苗高、地徑年生長階段的劃分可通過對（1）式求三階導(dǎo)數(shù)，并令d3y/dt3=0，從而求得：

t1=（a-1.317）b-1……（5）；

t2=（a+1.317）b-1……（6）

在符合S型生長曲線的楸樹個體生長過程中，苗木的速生期是整個生長過程的關(guān)鍵時期，同時S型生長曲線的幾個參數(shù)對我們育種和栽培而言都有重要參考價(jià)值[3]。其一是生長極限K，它是生物體在相應(yīng)栽培管理?xiàng)l件下的直接目標(biāo)，也就是生產(chǎn)力的理論最高表現(xiàn)值。其二是物候期參數(shù)：速生點(diǎn)t、速生點(diǎn)的最大生長速度V；速生期始點(diǎn)t1、終點(diǎn)t2及速生持繼期t２-t1。這些參數(shù)對于指導(dǎo)我們育種、栽培管理等都有重要價(jià)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長模型的建立與擬合

利用（2）式求出相應(yīng)K值。對曲線方程進(jìn)行直線轉(zhuǎn)換，利用最小二乘法求出系數(shù)a、b及相關(guān)系數(shù)r[4]。建立各無性系的對應(yīng)曲線方程，相關(guān)系數(shù)均達(dá)0.99以上，相關(guān)極顯著。用F值對各無性系的線性回歸進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，無性系各線性回歸均達(dá)極顯著水平，說明用Logistic生長方程對楸樹無性系進(jìn)行生長節(jié)律擬合是完全可行的。無性系苗高、地徑生長模型見表1。

2.2 各無性系生長期的劃分與生長對比分析

利用公式（4）、（5）、（6）可分別求出12個無性系的t、t1、t2、利用公式（3）求出無性系的速生點(diǎn)；依據(jù)t1和t2將平茬苗的年生長進(jìn)程劃分為3個時期：生長前期、速生期和生長后期[5]。結(jié)果見表2。

分析表明，無性系2-6和2-8苗高速生始期最早，速生結(jié)束期最晚，且速生期持續(xù)時間最長，是兩個適應(yīng)性較好的無性系。但其苗高生物量并不是最高，這表明無性系的生長期長短和速生期早晚并不是生物量的決定因素，基因型或其它生態(tài)因素同苗高生長也有一定的制約關(guān)系。

無性系地徑速生期最早的是9-1和9-2,結(jié)束最晚的是1-1、008-1和1-4，持續(xù)時間最長的是9-1和008-1。因此，從地徑生長時間分析，9-1和008-1是兩個適應(yīng)性較好的無性系。但其地徑生長量不是最大，這說明地徑的生物量同樣受基因型或其它生態(tài)因素的制約。

綜上所述，楸樹苗高和地徑速生期長短及速生點(diǎn)早晚同無性系生物量的關(guān)系是一個十分復(fù)雜的關(guān)系。

2.3 楸樹不同無性系各時期生長量的對比分析

采用上述相關(guān)參數(shù)，通過生長方程擬合各無性系不同時期的生物量，結(jié)果見表3。

從表3可以看出，苗高速生點(diǎn)的生長速度以9-1、1-4 、1-1和008-1最大，高生長達(dá)3.4~3.5 cm??d-1；而地徑的生長速度以2-8、001-1、1-1生長最快，達(dá)0.036 cm?d-1。這一理論值同我們實(shí)踐中的觀測結(jié)果是相吻合的，說明我們采用的生長方程是合適的。

表1 楸樹無性系苗高、地徑的Logistic模型

注：查t表：自由度為15時t0.01=0.606，t0.05=0.482，F(xiàn)0.01=8.86 **為相關(guān)極顯著。

表2 楸樹無性系苗期生長期相關(guān)參數(shù)

表3 由生長方程求出的各無性系速生點(diǎn)的速度及生長量

楸樹速生期的天數(shù)占整個生長期的比重約為47%，而速生期內(nèi)的生長量占整個生物量的60%以上。說明楸樹速生期內(nèi)的生物量在其整個生長期的生長量中起主導(dǎo)作用。

中耕除草等育苗措施，以促進(jìn)苗木生長，提高苗木質(zhì)量。

3 結(jié)論與討論

3.1采用Logistic生長方程擬合苗期楸樹無性系苗高、地徑的年生長節(jié)律，相關(guān)系數(shù)均達(dá)0.99以上,F值檢驗(yàn)達(dá)極顯著，擬合效果是顯著的。

3.2 通過生長方程導(dǎo)出的速生點(diǎn)t及速生期,在楸樹無性系選擇及育苗管理上具有重要指導(dǎo)意義。速生期內(nèi)的生長量占整個生物量的60%以上。因此在速生期內(nèi)，應(yīng)強(qiáng)化育苗管理措施，提高苗木質(zhì)量。

3.3 各無性系的生長量極限值K是生物體在相應(yīng)栽培管理?xiàng)l件下的直接目標(biāo)，也是無性系生產(chǎn)力的理論最高表現(xiàn)值，對指導(dǎo)我們良種選擇具有現(xiàn)實(shí)意義。本次研究表明，高生長表現(xiàn)較高的四個無性系分別為9-1、1-4、1-1、2-7；而地徑表現(xiàn)較好的無性系是1-1、1-4、008-1，這同我們實(shí)際初選的楸樹良種相吻合。

3.4苗高和地徑的速生點(diǎn)有一定的差異，地徑的速生點(diǎn)較苗高早，且持續(xù)時間較苗高長；不同無性系間苗高的速生期起點(diǎn)、終點(diǎn)和速生持續(xù)期差異不大。但地徑的速生期起點(diǎn)、終點(diǎn)和持續(xù)期差異較大。

3.5無性系速生點(diǎn)出現(xiàn)的早晚及速生期持續(xù)時間的長短，是衡量一個無性系能否充分適應(yīng)環(huán)境的主要標(biāo)準(zhǔn)，可以作為無性系選擇及田間管理的一個參考指標(biāo)，但無性系的生長量與速生期長短有關(guān)外，還與無性系的基因型及相關(guān)生態(tài)因子有很大關(guān)系，有關(guān)這方面的生長機(jī)理，我們正在進(jìn)一步研究之中。

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The Research of Growth Parameters of Hybridal Clone ofDuring Seedling Stage

ZHAO Kun1,WANG Jun-hui2,JIAO Yun-de1,YU Jun-huan1,ZHAO Hong-jun3

（1.Luoyang Forestry Institute, Henan Luoyang 471002,China; 2,Research Institute of Forestry, CAF, Beijing 100091,China; 3. Luoyang Mengjin Forestry Bureau, Henan Luoyang, 471100,China）

The research of 12 hybridal clone ofshowed that the growth rhythm of the seedling height during seedling stage and ground diameter matched perfectly with "S" curve, the growth process was showed obviously "slow - fast - slow" rhythm. The dynamic growth rhythm was fitted by Logistic Growth Equation and the correlation coefficient was above 0.99, reaching significant level. The rapid growth period was accounted for 47% of the total growth period and the amount of growth during this period was accounted for 60% of the total increment. The growth peak value of seedling height of hybridal clone appeared in mid-July while the peak value of ground diameter appeared in early-July. The rapid growth period of seedling height and ground diameter started in early June and late May respectively. The ending time of rapid growth period of seedling height and ground diameter were at the beginning of September and in late August respectively. The rapid growth period of seedling height and ground diameter lasted for 86 days and 89 days respectively.

hybridal clone of; Sigmoid Curve ; parameters of annual growth

S792. 99

A

1003-2630（2010）03-0001

2010-06-18

趙鯤（1961～），男，河南南陽人，高級工程師，主要從事林木良種選育及高效栽培技術(shù)研究工作。

“十?一五”國家科技支撐項(xiàng)目《楸樹和水曲柳珍貴用材林培育關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》，編號：2006BAD24B08。本文由中國林業(yè)科學(xué)研究院林木育種專家馬常耕先生審核修改，在此表示感謝。

（責(zé)任編輯：王團(tuán)榮）