山成林 1號楊采穗圃密度的研究

劉玉彪

(哈爾濱市林業(yè)局,哈爾濱 150001)

山成林 1號楊采穗圃密度的研究

劉玉彪

(哈爾濱市林業(yè)局,哈爾濱 150001)

為加速新品種山成林 1號楊的推廣應用,采用其二年生無性系,從種條生長量、新芽萌發(fā)、種條質量、生物量、合格條產(chǎn)量等幾個方面研究其采穗圃的密度。同時,研究高生長與質量指數(shù)的關系,又從不同密度各性狀因素的相對生產(chǎn)率、不同密度的成本因素比較兩方面研究確定山成林 1號楊采穗圃的合理密度。

山成林 1號楊;采穗圃;密度

楊樹生長快,適應性強,輪伐期短,是我國北方林區(qū)重要的速生豐產(chǎn)樹種之一。目前,由于其木材價格不斷上漲,在群眾中掀起了營造楊樹人工林的熱潮。為了推出楊樹新品種,使新營造的楊樹人工林生長更快,達到速生豐產(chǎn)的目的,采穗圃的建設是擺在我們面前的重要課題。本文結合山成林 1號楊的選育及區(qū)域化試驗進行了采穗圃的密度試驗,經(jīng)過三年觀測,取得了初步成果。

1 實驗地概況

試驗地位于大慶市肇州縣,屬于松嫩平原南部,大陸性氣候,年平均氣溫3.1℃,最高氣溫38.1℃,最低溫 -38.8℃,1月平均氣溫 -18.9℃,7月平均氣溫23.3℃,年降水量368.7mm,年蒸發(fā)量1 072.3mm,土壤為碳酸鹽草甸黑鈣土,pH值7.6～7.8。

2 試驗材料和方法

2.1 試驗材料

材料為山成林 1號楊二年生無性系。按不完全區(qū)組排列,七個密度級處理,四次重復。區(qū)組土壤條件基本一致。

2.2 試驗方法

本試驗用變量分析方法設計田間試驗,分析了密度變化對苗木性狀發(fā)育的影響;分析了密度與苗木的質量、產(chǎn)量、經(jīng)濟效益之間相互關系,以便為生產(chǎn)上選用合理密度,提供試驗依據(jù)。

3 結果分析

3.1 生長量方差分析

3.1.1 方差分析

表1 二年種條平均高生長表 單位:cm

方差分析顯示,密度之間的 F值遠大于標準值,差異是極顯著的。區(qū)組間雖有差異,但差異并不顯著。這說明在排除環(huán)境因素和種源因素 (同一無性系)的情況下,各密度高生長的差異是受密度處理本身決定的。

表2 高生長量方差分析表

3.1.2 不同密度生長差異顯著性比較

通過差異顯著性檢驗,測得 5%水準的最小顯著差 =5.821cm,1%水準最小顯著差 =7.98cm。用最小顯著差檢查各密度兩兩之間的高生長量,得出各密度生長量差異顯著性比較序列。群落內高生長量隨密度級增長而遞降。如用第Ⅰ密度級作標準,則Ⅰ、Ⅱ級之間差異不顯著,第Ⅳ以后差異極顯著;如用中等密度Ⅲ級為對照,則稀于對照的生長量優(yōu)于對照,密于對照的生長量劣于對照,向兩極差異顯著。單從生長量這個質量因素看,稀植比密植好。

表3 各密度生長量差異顯著性比較表

3.2 相關性分析

3.2.1 新芽當年萌發(fā)與密度的關系

表4 不同密度的當年萌枝率 單位:萬株/畝

回歸方程 y=85.6-3x

山成林 1號楊苗期新芽當年形成新枝,大大降低了種條質量,并增加抹芽去蘗工作量,是當前推廣中的一大障礙。相關性分析說明,當年萌枝率和植株密度變化成緊密相關,密度逐級加大而新枝形成率逐級減小。生產(chǎn)上可以通過控制植株密度來解決控制當年新枝萌發(fā)率的難題。同時也可以在相應的密度范圍內,用密度變量來預測和估計當年的新枝萌發(fā)率。為提高種條質量降低成本提供幫助。

3.2.2 種條質量和密度的關系

種條質量是指苗木高、徑生長量和病蟲害程度的綜合質量,試驗將從各密度內抽取的樣本按一定標準分成五個質量級,并用指數(shù)公式求出每一密度級的質量指數(shù)。

關系變量 密 度 級ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ植株密度 0.61 0.85 1.09 13.4 1.58 1.83 2.07 2.44植株密度 (%)25.0 34.8 44.6 54.9 64.7 75.0 84.8 100質量指數(shù) (%)92.7 82.7 70.1 59.3 60.7 54.3 60.4 46.3回歸系數(shù) 直線回歸方程 相關系數(shù)b=-1.58 y=65.8-1.58x r=-0.74

相關系數(shù) r在 0.5%和 1%的 F值之間,質量指數(shù)和密度因子成直線回歸相關,且比較密切。密度增加時苗木的平均質量相應下降,因而有可能通過控制密度來控制種條質量,把質量和產(chǎn)量調節(jié)到合理的水平上。

3.2.3 生物量與植株密度的關系

表6 生長量與植株密度 單位:萬株 /hm2、t/hm2

相關系數(shù) r=0.8,說明植株密度和生長量之間有相關關系。

植株密度不僅影響了群落的結構,而且影響群落的生產(chǎn)效率和單位面積上的生物量。單位面積的年生長量是由植株數(shù)量和單株重兩個因素的有機變量構成的。二年生苗 (一年條)在稀的Ⅰ、Ⅱ密度時,植株還能獲得充分的營養(yǎng)供給和枝葉舒展的條件,各密度間的單株的生物量的差異還不顯著,個體間的競爭剛開始,單位面積生物量還能隨植株數(shù)量而增加。到第Ⅲ密度級時,生長量已達最高峰,此時植株群體達到利用地上和地下空間效能的最高點,但此時單株生物量下降已經(jīng)明顯。到第Ⅳ—Ⅴ密度級時株數(shù)繼續(xù)增加,抑制因素出現(xiàn),個體間競爭加強,單株生物量進一步減少。到第Ⅶ、Ⅷ密度級時,株數(shù)已大大超量,抑制因素已起到主導作用,合格數(shù)量比率迅速下降,單株生物量迅速下降,苗木質量低劣,但總生長量由于植株數(shù)量增加而得到補償,因而能暫時維持在一定水平上。畦插試驗材料說明,每平方米達到100株時,當年就能引起黃化和全部死亡。

密度因子對生長量影響的強度,是以苗齡、土壤條件和技術條件為轉移的。對一年生種條影響小得多,往往到高密度級才看到顯著;二年以后影響加強,競爭起始點向稀極移動;四到五年后,中級密度以上的植株,由于競爭和營養(yǎng)狀況的急劇惡化而導致種根的老化和衰亡。

在具有不同肥力條件的土壤上,或采用不同的技術措施,植株密度對生物量的影響程度又不相同。在貧瘠的土地上生產(chǎn)同樣多的干物質所需要的營養(yǎng)空間要比肥沃土壤上大,技術措施要更強,否則密度效應顯得更強。

3.2.4 合格條產(chǎn)量和密度的關系

表7 合格條產(chǎn)量和密度的關系表 單位:萬株

合格條產(chǎn)量是整個生產(chǎn)關注的核心。在第Ⅰ-Ⅲ密級范圍內,幼齡苗木還能獲得足夠的營養(yǎng)供給和舒展空間,因而個體間的競爭和分化現(xiàn)象還不充分,這時所產(chǎn)的種條的合格率是 100%。從第Ⅴ密度級以后,植株密度超過營養(yǎng)空間的負荷能力,表現(xiàn)為整個植物群落的質量水平的下降,強弱分化加劇,受抑制的弱條、纖細條、死亡條,越來越多,合格條比率越來越小。

引人注意的現(xiàn)象是,每畝合格條的產(chǎn)量,在一定密度變化范圍內,并不隨密度增大而增減,而是維持到相當穩(wěn)定的水平上。直到過分超密 (100株/m2)引起群體共倒。這種穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn),不是偶然的,其調節(jié)機制是群落個體間的競爭和分化,表現(xiàn)為:各密度始終保持各自的強條;而同時,一級合格條減少,三級合格條依次增多,是質量下降由數(shù)量增多得到代償。這種穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)也說明,超負荷增加單位面積植株數(shù)量,對增加產(chǎn)量是無效的,從而所謂采穗圃“高密度”育苗應該限制在適當?shù)乃缴稀?/p>

影響合格條產(chǎn)量的因素是多方面的,有自然的,有人為的。合格條產(chǎn)量也受扦插密度、出苗率、保存率、以及生產(chǎn)上規(guī)定的合格標準等經(jīng)濟技術因素的限制。合格條產(chǎn)量的增減規(guī)律,要比直線關系復雜得多。

3.2.5 高生長與質量指數(shù)的關系

高生長與質量之間有沒有相關關系,高是易于測知的量,它能否作為質量的一種標志呢?

表8 高生長與質量指數(shù) 單位:cm

由以上各表可知相關系數(shù) r=0.74,上述分析說明平均高生長和種條質量指數(shù)變量相關。在Ⅰ—Ⅴ密級范圍內隨密度增大,高生長不斷下降,而質量指數(shù)大體上相應下降。兩者按 y=0.74x-74方程式組成關系,這就有可能在相應的密度范圍內,根據(jù)高生長的密度變化,來判斷種條的質量了。

3.3 變異系數(shù)的測定

表9 變異系數(shù)表

上述變異系數(shù)顯示了在密度因子作用下,不同計量單位的各種性狀的變異程度和各性狀之間的相對水平。

由表8、表9可知,高生長的變異量比較穩(wěn)定,其變異幅度也最小。這是同層植株爭光向上生長這一生物學習性的反應。直徑生長和生物量變異系數(shù)說明,兩者對群落內部環(huán)境比較敏感。苗木質量和新枝形成的變異系數(shù)很大,其內部的變量幅度也很大,它說明在密度發(fā)生變化時,后兩種性狀最易發(fā)生變化,難以實現(xiàn)遺傳控制,而實現(xiàn)環(huán)境控制則較為有效。因此生產(chǎn)上要根據(jù)性狀變異的穩(wěn)定性程度來考慮經(jīng)營技術措施,包括密度措施,才能獲得較好的生產(chǎn)效果。

3.4 合理密度選擇

為了選出合理的采穗圃密度,我們把各性狀因素劃為產(chǎn)量因素、質量因素和成本因素三類,分別按密度進行相對生產(chǎn)效率的比較和經(jīng)濟效益的比較,根據(jù)各密度的產(chǎn)量、質量、生產(chǎn)效率總值和經(jīng)濟效益大小,將各密度劃分為四個生產(chǎn)效率區(qū)間,從中選擇最適密度區(qū)間和最適密度。

3.4.1 各性狀因素的相對生產(chǎn)率

如表10所示,產(chǎn)量因素中合格條的產(chǎn)量,隨密度增大而增長,到Ⅴ密度級時達到頂峰,Ⅵ密級以上緩緩下降。生物量略成拋物線變化,升降幅度不大。Ⅶ密度級以上穩(wěn)定下來。

質量因素中高生長和直徑生長,都是隨密度增大而依次下降;苗用質量也隨密度增大而下降;但是穗用質量,即穗的有效使用率,則隨密度增大而提高。

苗用質量是說明苗木健壯程度的,它由高、徑生長量和病蟲害程度、綜合形成的指數(shù)形式來表達。穗用質量是作為衡量種條的穗用價值大小的,它以種條當年萌發(fā)的芽數(shù)為標志。它在密度增大時,和苗用質量成相反方向的變化。穗用質量最好時,往往苗木長勢很弱。

表10 不同密度各性狀因素的相對生產(chǎn)效率表

各密度的相對生產(chǎn)效率是由產(chǎn)量因素和質量因素來標志的。為了便于按密度對各性狀因素進行總的比較,我們以各密度性狀因素最高值為 100,把各因素的數(shù)據(jù)都變成相對百分數(shù),然后總加起來,用作衡量各密度總的相對的生產(chǎn)效率。有了總的相對的生產(chǎn)率,就可以從生產(chǎn)效率方面判別合理密度了。

3.4.2 不同密度的成本因素比較

在各項經(jīng)營技術條件一致的情況下,密度的經(jīng)濟成本是每畝合格條產(chǎn)量、條穗成本、以及摘芽用工等項因素決定的。密度變化時上述三項也發(fā)生變化。影響經(jīng)濟效果的因素還有合格率和插穗損耗率,前者影響產(chǎn)量,也影響成本,后者直接影響成本,甚至使成本大于收益。

由表11可知,由Ⅰ密度級起,經(jīng)濟效益增長,到Ⅲ密度級時,收益達到頂峰,Ⅳ級以后收益迅速下降,Ⅵ級形成虧損,Ⅷ級時虧損比三級時最大的收益還多。由此可見,超高密度扦插不僅生物學意義上不適合,而且會帶來大的經(jīng)濟損失。

表11 經(jīng)濟成本因素比較 單位:元/畝

3.4.3 不同密度綜合經(jīng)濟效果比較

根據(jù)產(chǎn)量、質量和成本等綜合因素來評價密度的總的經(jīng)濟效果是正確的。如表12所示,總的經(jīng)濟效益由Ⅰ密度級逐級上升,到Ⅳ級時達到最高值,Ⅴ級以后逐級下降,形成拋物線形。

4 密度選擇的結果

根據(jù)不同密度的生物學因素和經(jīng)濟因素效果的分析,劃分為四個生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效益區(qū)間,從中選擇合理密度區(qū)間以及最適密度。其結果如下:第二區(qū)間為合理密度區(qū)間,第三或第四級密度為最適密度級。密度的數(shù)值:扦插密度,合理區(qū)間:每公頃 14.4～30萬穗 (每壟米插 10～20穗),最適密度:每公頃 20～25萬穗 (每壟米插 14～18穗);植株密度(第二年保存株數(shù)),合理區(qū)間:每公頃 90～18萬株 (每壟米保留 7～14株),最適密度:每公頃 14萬株 (每壟米保留 9株);最適密度的合格條產(chǎn)量標準:每公頃9.7～12.4萬株。

表12 不同密度綜合經(jīng)濟效果比較 單位:%

表13 生產(chǎn)效率區(qū)間劃分

5 結論

(1)方差分析證明,苗木不同密度的生長量差異極顯著,是由試驗處理本身決定的。顯著差檢驗,以Ⅰ密度級的生長量最高,大于第Ⅲ(中等)密級時,生長量顯著下降,小于中等密度時生長量上升。

(2)相關性分析說明:多種性狀都不同程度地受到密度因子的影響,其中以高徑生長量、當年萌枝率、以及質量指數(shù)和密度變化最為密切。而生物量也是受密度制約的,但在一定范圍內,能因植株數(shù)量增加和個體間的競爭的調節(jié),在 1～2年內維持到相對穩(wěn)定的水平上。合格條產(chǎn)量則受到多種自然因素和人為因素的影響,其產(chǎn)量變化規(guī)律比直線相關要復雜。

(3)相關性研究說明,有可能在相應的范圍內,通過控制密度因子來控制另一性狀;有可能用一個性狀的變量去估計另一性狀的變量。

(4)苗木表型性狀之間,也存在著某種數(shù)量關系上的聯(lián)系,有的是密切的,有的是不密切的。楊樹苗木幼年時期,直徑和高生長能組成直線回歸關系,高生長和質量指數(shù)也組成回歸關系,直徑生長也就和質量指數(shù)成相關關系。

(5)變異系數(shù)測定,確定了不同性狀的變異程度和變異幅度,從而確定了密度因子對不同性狀所能發(fā)生的不同效果。結果表明:密度變化對新枝當年萌發(fā)率的影響最大;對苗木質量影響其次;對直徑生長和生物量影響再次之;高生長量比較穩(wěn)定,變異最小。

(6)山成林 1號楊采穗圃扦插密度合理區(qū)間:每公頃14.4～30萬穗 (每壟米插 10～20穗),最適密度:每公頃 20～25萬穗 (每壟米插 14～18穗);植株密度 (第二年保存株數(shù))合理區(qū)間:每公頃 9～18萬株 (每壟米保留 7～14株),最適密度:每公頃 14萬株 (每壟米保留 9株);最適密度的合格條產(chǎn)量標準:每公頃9.7～12.4萬株。

S792.11.05

B

1674-6341(2010)02-0020-04

2009-12-25

劉玉彪 (1974-),男,黑龍江哈爾濱人,工程師,從事林木種苗生產(chǎn)管理研究。

責任編輯:王洪軍