栽植密度對(duì)北美紅櫟幼苗生長(zhǎng)影響及評(píng)價(jià)

圣倩倩，文 冰,2，祝遵凌,1b

(1. 南京林業(yè)大學(xué) a.風(fēng)景園林學(xué)院；b. 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210037；2. 天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051)

栽植密度對(duì)北美紅櫟幼苗生長(zhǎng)影響及評(píng)價(jià)

圣倩倩1a，文 冰1a,2，祝遵凌1a,1b

(1. 南京林業(yè)大學(xué) a.風(fēng)景園林學(xué)院；b. 藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210037；2. 天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051)

以4種栽植密度[株行距分別為A1(5 cm*5 cm)、A2(10 cm*10 cm)、A3（15 cm*15 cm)、A4(20 cm*20 cm) ]下的北美紅櫟幼苗為材料進(jìn)行容器育苗對(duì)比試驗(yàn)，研究不同栽植密度下北美紅櫟容器苗苗高、地徑生長(zhǎng)和各生物量積累規(guī)律，利用相關(guān)性分析、主成分分析對(duì)北美紅櫟的栽植密度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：不同栽植密度對(duì)北美紅櫟容器苗生長(zhǎng)影響差異顯著，A4(20 cm*20 cm)組栽植密度的苗高、地徑生長(zhǎng)量以及各生物量表現(xiàn)值最大，說明其最有利于北美紅櫟容器苗生長(zhǎng)。

北美紅櫟；栽植密度；容器育苗；評(píng)價(jià)

北美紅櫟Quercus rubra屬殼斗科Fagaceae櫟屬植物，落葉喬木，高可達(dá)30 m，原產(chǎn)于加拿大東南部和美國(guó)東部，是我國(guó)近幾年來新引進(jìn)的優(yōu)良彩葉樹種。具有生長(zhǎng)迅速、易移栽、抗污染、抗寒抗旱、對(duì)土壤要求不嚴(yán)、適應(yīng)性強(qiáng)等特性，能在我國(guó)東北、華北、西北和長(zhǎng)江中下游地區(qū)廣泛種植。當(dāng)前我國(guó)對(duì)北美紅櫟的研究集中于引種試驗(yàn)、硬枝嫁接、扦插繁殖技術(shù)的研究[1-3]，而對(duì)北美紅櫟在不同栽植密度下幼苗生長(zhǎng)狀況的研究尚未見到相關(guān)報(bào)道。種群造林密度是人工林經(jīng)營(yíng)的最重要內(nèi)容，直接關(guān)系到造林成效的優(yōu)劣，是影響林分結(jié)構(gòu)、林木生長(zhǎng)、林地利用率及林分生產(chǎn)力的關(guān)鍵因子[4-5]。國(guó)外對(duì)密度制約的研究始于20世紀(jì)60年代[6-8]。而國(guó)內(nèi)也有學(xué)者開展了這方面的研究，但主要以農(nóng)作物為研究對(duì)象[9-10]，而對(duì)觀賞植物的研究較少。通過對(duì)北美紅櫟在不同栽植密度的育苗試驗(yàn)、選擇出對(duì)北美紅櫟生長(zhǎng)發(fā)育影響較好的栽植密度，為北美紅櫟在今后的繁殖推廣中提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于南京林業(yè)大學(xué)花房?jī)?nèi)空曠場(chǎng)地，其地理位置為 32°08′N，118°20′E，屬于中緯度北亞熱帶北緣的北亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，年降水量1 106 mm，年平均溫度15.4℃，年極端氣溫最高39.7℃，最低-13.1℃。日照時(shí)數(shù)2 212.8 h，日照百分率49%，相對(duì)濕度79%，無霜期137d。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，排水良好。

1.2 基質(zhì)來源與配比選擇

1.2.1 基質(zhì)來源

試驗(yàn)用的容器栽培基質(zhì)為當(dāng)?shù)貥淞直韺油痢⒄渲閹r、蛭石、泥炭土。當(dāng)?shù)貥淞直韺油林苯訌哪暇┝謽I(yè)大學(xué)后山人工挖取，珍珠巖購(gòu)自信陽(yáng)市港虹保溫材料有限公司生產(chǎn)的大顆粒珍珠巖，蛭石購(gòu)自河北靈壽縣騰達(dá)礦產(chǎn)品加工廠生產(chǎn)的普通蛭石，泥炭土購(gòu)自吉林省永吉縣雙河綠洲草炭廠生產(chǎn)的泥炭土。

1.2.2 容器規(guī)格

育苗容器為購(gòu)自南京金橋市場(chǎng)的40 cm×60 cm×18 cm的塑料筐，在塑料筐下墊一定數(shù)量磚塊防止植物根的穿容器生長(zhǎng)。

1.2.3 處理方法

試驗(yàn)分為4個(gè)密度對(duì)照處理，分別為A1(5 cm×5 cm)、A2(10 cm×10 cm)、A3(15 cm×15 cm)、A4(20 cm×20 cm)。土壤材料全部取自南京林業(yè)大學(xué)后山表層土。

將生長(zhǎng)旺盛，苗高、徑高、根莖粗大體均勻一致的剛出圃的北美紅櫟幼苗隨機(jī)選取按照表1密度設(shè)置裝入容器筐中，相互對(duì)比進(jìn)行田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)，4個(gè)相互對(duì)照處理組，每組重復(fù)10次。

1.3 數(shù)據(jù)測(cè)定及處理

試驗(yàn)于2012年5月5日進(jìn)行，北美紅櫟幼苗移栽入塑料筐內(nèi)一個(gè)月內(nèi)，考慮到測(cè)量幼苗地徑時(shí)游標(biāo)卡尺容易傷及植物幼嫩的莖桿，選擇讓北美紅櫟幼苗適應(yīng)一個(gè)月后再進(jìn)行測(cè)量。

日常數(shù)據(jù)測(cè)定：日常數(shù)據(jù)測(cè)定從2012年6月5日開始，至2012年9月5日結(jié)束，每隔15日測(cè)定一次苗高、地徑，共測(cè)7次。

破壞性數(shù)據(jù)測(cè)定：9月北美紅櫟生長(zhǎng)期結(jié)束后，將苗木小心挖出，不損壞根地洗凈泥土，用標(biāo)簽紙分類標(biāo)記后測(cè)量以下各項(xiàng)數(shù)據(jù)：莖桿長(zhǎng)度、主根長(zhǎng)度、莖鮮重、根鮮重、莖干重、根干重。其中莖長(zhǎng)度、主根長(zhǎng)度用普通標(biāo)尺測(cè)量；測(cè)量濕重時(shí)，將幼苗洗凈后至陰涼通風(fēng)處風(fēng)干10分鐘后，用電子天平分株測(cè)量；測(cè)量干重時(shí)將秤完鮮重的幼苗分株裝入信封中，放入烘干箱中在110℃下烘烤30 min殺青后，在80℃下烘烤24 h至恒重，烘干后用電子天平分株稱量。同時(shí)記錄各部分測(cè)量數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理由SPSS19.0軟件完成，采用單因素分析法（One-Way ANOVA）分析方差，采用最小顯著差異法（LSD）進(jìn)行多重比較，圖表繪制采用Excel軟件完成。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同栽植密度對(duì)北美紅櫟苗苗高、地徑生長(zhǎng)的影響

苗高、地徑是評(píng)價(jià)苗木質(zhì)量等級(jí)的重要指標(biāo)[11]。對(duì)不同密度處理下的北美紅櫟幼苗進(jìn)行不同時(shí)間苗高增量比較分析，不同密度處理對(duì)于北美紅櫟幼苗苗高生長(zhǎng)增量有明顯的影響。栽植密度A4的每個(gè)時(shí)間段的苗高增長(zhǎng)量顯著大于其他密度處理組的； A4的地徑數(shù)值為各基質(zhì)處理組中的最大值；A1組地徑增長(zhǎng)比率相對(duì)較低。說明A4組栽植密度最適宜北美紅櫟的育苗生長(zhǎng)。

2.2 不同栽植密度對(duì)北美紅櫟幼苗主根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)、根莖長(zhǎng)度比的影響

圖1 不同密度處理下苗高增量和地徑增量比較Fig.1 Comparison of seedling height increment and diameter increment under different densities

不同栽植密度處理對(duì)主根長(zhǎng)度影響差異顯著（p＜0.05）。A4組的主根是6個(gè)處理組中最長(zhǎng)的，并顯著大于其他密度處理，達(dá)到16.83 cm，A4組對(duì)主根長(zhǎng)的影響極顯著高于基質(zhì)A2和A1。A4組的根莖長(zhǎng)度比與其余幾組之間存在極顯著差異，達(dá)到最大值0.88。

表1 不同密度處理下主根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)、根莖長(zhǎng)度比的影響Table 1 Effects of main root length, stem length, root length ratio under different densities

2.3 不同栽植密度對(duì)北美紅櫟幼苗各生物量的影響

不同栽植密度處理對(duì)各生物量的影響表現(xiàn)顯著。在根鮮重方面，處理組A4為其最大值，達(dá)到8.80 g，A1為最小值4.60 g。A4的根鮮重表現(xiàn)顯著大于A3，極顯著大于A1達(dá)0.0056。在莖鮮重方面，A4組達(dá)到最大值4.47g，A1為最小值。不同基質(zhì)配方對(duì)莖鮮重的影響表現(xiàn)顯著P=0.0401（P＜0.05）。在根干重、莖干重、根莖干重比、全株干重方面，各處理之間差異不顯著，但A4處理組的各干物質(zhì)重量均達(dá)到最大值，說明A4處理組北美紅櫟生長(zhǎng)最好。

2.4 栽植密度各指標(biāo)評(píng)價(jià)

2.4.1 栽植密度各指標(biāo)之間的相關(guān)性分析

從相關(guān)系數(shù)矩陣可看出，除苗高與其他指標(biāo)相關(guān)性較小外，其他指標(biāo)之間均存在極顯著或顯著相關(guān)（表3），從而使它們所提供的信息發(fā)生了重疊，由于各指標(biāo)在植物栽植密度中所起的作用有所不同，因此直接利用這些指標(biāo)對(duì)植物幼苗進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，會(huì)產(chǎn)生較大偏差。

表2 不同密度處理對(duì)北美紅櫟各生物量的影響Table 2 Effects of different density treatments on biomass of Quercus rubra

表3 北美紅櫟的11個(gè)指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)矩陣?Table 3 Correlation coefficient matrix of 11 indicators Quercus rubra

2.4.2 各指標(biāo)的主成分分析

對(duì)11個(gè)指標(biāo)在不同基質(zhì)處理下的均值進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如表4所示，第一主成分貢獻(xiàn)率達(dá)80.881%，已經(jīng)對(duì)大多數(shù)數(shù)據(jù)信息給出了充分概括，因此確定提取這一個(gè)主成分，本文共提取兩個(gè)主成分，這樣將原來11個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)換成了2個(gè)新的相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)，分別用C1，C2表示。根據(jù)各綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率大小即可知道它們的相對(duì)重要性，同時(shí)根據(jù)11個(gè)指標(biāo)指標(biāo)在不同基質(zhì)下平均值的標(biāo)準(zhǔn)化值及各綜合指標(biāo)的指標(biāo)系數(shù)求出每一樹種的綜合評(píng)價(jià)值。如表5所示，A4組的綜合評(píng)價(jià)值最高為7.598，說明在此栽培密度培養(yǎng)下北美紅櫟生長(zhǎng)效果最好。

表4 各綜合指標(biāo)的系數(shù)及貢獻(xiàn)率Table 4 Coefficients of comprehensive index and contribution rate

表5 各基質(zhì)綜合指標(biāo)值和綜合評(píng)價(jià)值Table 5 The comprehensive index of each planting density group value and the value of comprehensive evaluation

3 結(jié)論與討論

A1(5 cm*5 cm)、A2(10 cm*10 cm)、A3(15*15 cm)、A4(20 cm*20 cm)等四種栽植密度間的高、徑、各生物量有顯著差異。苗高與地徑生長(zhǎng)，A4(20 cm*20 cm)幾乎始終居首位，而主根長(zhǎng)與莖長(zhǎng)、根莖干重與鮮重生長(zhǎng)，A4(20 cm*20 cm)始終處于最優(yōu)。任何單一指標(biāo)的測(cè)定與研究都不能有效準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)不同栽植密度對(duì)北美紅櫟的影響，因此，利用苗高、地徑、根莖生長(zhǎng)、林分生物量等指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是比較科學(xué)合理的。本結(jié)果與張建軍等[12]等通過對(duì)黃土區(qū)刺槐水土保持林合理密度的研究，得出幼林的密度應(yīng)該控制在2300株/hm2以內(nèi)相一致。但造林密度是關(guān)系到林木生長(zhǎng)能否合理、有效利用有限的天然降水及土壤貯水，以提高單位面積產(chǎn)量的重要因素[13]，雖然本試驗(yàn)四種栽植密度均符合，但為了充分利用資源，A4(20 cm*20 cm)組栽培密度是北美紅櫟容器育苗的最佳選擇。由于本試驗(yàn)僅對(duì)不同栽植密度下北美紅櫟的苗高、地徑及各生物量進(jìn)行了初步研究，對(duì)于生理生化、光合特性、礦物元素等方面有待進(jìn)一步研究和探討。

[1] 朱惜晨,李曉儲(chǔ),李青云,等. 無錫太湖丘陵引種北美櫟樹試驗(yàn)初報(bào)[J]. 江蘇林業(yè)科技,2004, (2): 1-3.

[2] 曹 麗.紅槲櫟硬枝嫁接試驗(yàn)[J]. 遼寧林業(yè)科技,2009,5:50-51.

[3] 丁 彤,黃成林. 北美紅櫟扦插繁殖技術(shù)的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 39(4): 507-513.

[4] 泰國(guó)峰,周志春,金國(guó)慶,等. 馬尾松速生豐產(chǎn)林不同培育目標(biāo)的適宜造林密度[J]．林業(yè)科學(xué)研究,1999, 12(6): 620-627.

[5] 虞沐奎,邱 輝,楊靈山,等．火炬松造林密度研究[J]．安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999, 26(4): 398-402.

[6] 王伯蓀,彭少麟. 南亞熱帶常綠闊葉林種間聯(lián)結(jié)測(cè)定技術(shù)研究I種間聯(lián)結(jié)測(cè)式的探討與修正[J]. 植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)叢刊,1985, 9(4): 274-285.

[7] 李新榮. 俄羅斯平原針闊混交林群落的灌木層植物種間相關(guān)研究[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),1999, 19(1):55-60.

[8] 張 峰,上官鐵梁. 山西翅果油樹群落種間關(guān)系的數(shù)量分析[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào),2000, 24(3): 351-355.

[9] 李建民,謝 芳,陳存及,等. 光皮樺天然林群落優(yōu)勢(shì)種群的種間聯(lián)結(jié)性研究[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2001, 12(2): 167-170.

[10] 張麗霞,張 峰,上官鐵梁. 蘆芽山植物群落種間關(guān)系的研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào),2001, 21(6): 1085-1091.

[11] 王印肖,田 冬. 苗木質(zhì)量分級(jí)與檢測(cè)方法[J]. 河北林業(yè)科技,2005, 78(4): 61-62.

[12] 張建軍,畢華興,魏天興. 晉西黃土區(qū)不同密度林分的水土保持作用研究[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002, 24(3): 50-53.

[13] 魯子瑜,關(guān)秀琦,韓蕊蓮,等. 半干旱黃土丘陵區(qū)造林密度試驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)水土保持,1993(7): 26-37.

[14] 陳 香, 田雪琴, 王志云,等. 6個(gè)南方鄉(xiāng)土綠化樹種大容器苗栽培基質(zhì)研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2013,33(5):41-46.

[15] 趙嫦妮, 徐德祿, 李志輝. 配方施肥對(duì)赤皮青岡容器苗生長(zhǎng)的影響[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 33(5): 22-25.

Effects of planting density on growth ofQuercus rubraseedlings

SHENG Qian-qian1a, WEN Bing1a,2, ZHU Zun-ling1a,1b
(a. Institute of Landscape Architecture; b. College of Art and Design; Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)

By takingQuercus rubracontainer seedlings as the tested materials, with four kinds of planting density [A1(5 cm×5 cm),A2 (10 cm×10 cm), A3 (15×15 cm), A4(20 cm×20 cm)], the comparative experiments of container seedlings were conducted. The growth and accumulation rhythm of height, diameter and biomass with different ratio of planting density were investigated, the effects of different planting density onQ. rubracontainer seedlings were comprehensively evaluated by adopting methods of correlation analysis, principal component analysis. The results show that different planting density had signif i cant inf l uence on north American red oak container seedling growth, the planting density group A4(20cm×20cm) presented the highest increment values of seedling height,ground diameter and each organs' biomass values, so A4 is the most suitable for north American red oak container seedling.

Quercus rubra; planting density; container seedlings; growth assessment

S723.1

A

1673-923X(2014)08-0074-04

2013-10-31

江蘇省“青藍(lán)工程”資助項(xiàng)目；江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目

圣倩倩（1989-），女，安徽固鎮(zhèn)人，碩士，主要研究園林植物應(yīng)用、園林植物栽培等；E-mail：njfu_sqq@126.com

祝遵凌（1968-），男，河南固始人，博士，教授。主要研究園林植物應(yīng)用、園林植物栽培等；

E-mail：zhuzunling@aliyun.com

[本文編校：吳 彬]