兩種建園方式的杉木種子園前期效果比較

徐清乾， 楊秉曉， 許忠坤*， 張 勰

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004； 2.會(huì)同縣林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)隊(duì)， 湖南 會(huì)同 418300)

兩種建園方式的杉木種子園前期效果比較

徐清乾1， 楊秉曉2， 許忠坤1*， 張 勰1

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004； 2.會(huì)同縣林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)隊(duì)， 湖南 會(huì)同 418300)

對(duì)苗圃培育容器嫁接苗移植到種子園區(qū)的分步式與傳統(tǒng)建園方式兩種杉木種子園營(yíng)建方式進(jìn)行比較性研究。結(jié)果表明：分步式建園方式營(yíng)建杉木種子園相對(duì)傳統(tǒng)建園方式，可提高種子園建園前期接株的樹高、冠幅、正冠率、成活率，并使種子園林相更整齊。

杉木； 種子園； 分步式； 建園方式； 效果

20世紀(jì)70年代起，杉木種子園營(yíng)建一直沿用傳統(tǒng)建園方式，其建園程序?yàn)椋旱?年于苗圃培育杉木砧木苗，同時(shí)對(duì)種子園區(qū)進(jìn)行整地；第2年將1年生杉木壯苗定植到種子園；第3年繼續(xù)培育砧木；第4年春通過(guò)高位嫁接建成無(wú)性系種子園[1-4]。由于園區(qū)砧木生長(zhǎng)差異大，導(dǎo)致種子園林相不整齊；每個(gè)小區(qū)一般配置10～15個(gè)無(wú)性系，容易產(chǎn)生自交，澀粒種子率較高；更新?lián)Q代時(shí)必須立即皆伐園區(qū)立木，重新定植砧木；在園區(qū)培育砧木的2年期間，土地利用率低，勞動(dòng)力成本高，投入大[5-6]。為減少園區(qū)砧木管理、嫁接等用工，解決傳統(tǒng)建園方式林相不整齊難題，保障遺傳多樣性，提高土地利用率，湖南省林業(yè)科學(xué)院提出分步式營(yíng)建杉木種子園[7-9]。目前湖南省已采用分步式營(yíng)建技術(shù)建立杉木種子園168.8 hm2。分步式營(yíng)建種子園的建園程序?yàn)椋旱?年于苗圃培育杉木實(shí)生苗；第2年將杉木壯苗移植到苗圃配有營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的容器中；第3年春在苗圃低位嫁接容器砧木苗，下半年對(duì)種子園區(qū)進(jìn)行整地；第4年春將苗圃的3年生容器嫁接苗移植到種子園區(qū)，建成4年生無(wú)性系種子園[10-11]。

1 研究區(qū)概況

會(huì)同杉木種子園位于湖南省西南角會(huì)同縣廣坪鎮(zhèn)四岔路，地理坐標(biāo)為109°41′—109°53′E，26°48′—26°59′N；屬于杉木中心產(chǎn)區(qū)，低山地貌，海拔300～350 m，由相互連接的山丘組成，平均坡度20°左右。其氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤(rùn)氣候，具有四季分明，降雨量適中，夏無(wú)酷熱，冬少嚴(yán)寒的特點(diǎn)。年平均氣溫16.6℃，1月平均氣溫4.9℃，極端低溫-8.5℃；7月平均氣溫為27.3℃，極端高溫為39.1℃；全年無(wú)霜期長(zhǎng)達(dá)303天，年均降雨量為1 402.0 mm；年蒸發(fā)量小，相對(duì)濕度大，年均相對(duì)濕度83.0%。土壤為四紀(jì)紅壤，土層深厚，大多在1.00 m深以上；質(zhì)地較粘，石礫含量<5.00%；土壤肥力中等，有機(jī)質(zhì)含量多為1.00%～2.00%。建園前植被為中亞熱帶常綠針、闊葉混交林，以馬尾松、殼斗科植物為主[4]。

2 研究方法

2.1試驗(yàn)方法

于種子園內(nèi)12、14、16立地指數(shù)小區(qū)分別分步式建園方式和傳統(tǒng)建園方式各設(shè)置3塊長(zhǎng)50 m(10株)、寬15 m(3株)的標(biāo)準(zhǔn)地，共18塊標(biāo)準(zhǔn)地。每木調(diào)查接株的存活情況、正偏冠情況、樹高及冠幅。統(tǒng)計(jì)不同建園方式接株的平均成活率、正冠率、樹高、冠幅。

2.2數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Spss19.0及Excel軟件計(jì)算平均值和作柱狀圖，并對(duì)不同建園方式的土地利用率與接株的平均樹高、冠幅及其變異系數(shù)和整齊度的差異進(jìn)行比較[12]。整齊度的計(jì)算公式如下。

整齊度K=(1/變異系數(shù))×100%。

3 結(jié)果與分析

3.1兩種建園方式的接株生長(zhǎng)差異

3.1.1 16立地指數(shù)小區(qū)接株的差異 16立地指數(shù)級(jí)兩種建園方式的3塊標(biāo)準(zhǔn)地每木調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 16立地指數(shù)兩種建園方式的4年生接株生長(zhǎng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表Tab 1 Growthinvestigationofthe4?year?oldgraftedplantbytwoorchardestablishmentmethodswithsiteindex16建園方式樹高冠幅平均值(m)變異系數(shù)平均值(m)變異系數(shù)正冠率(%)成活率(%)分步建園1 530 2431 060 21196 797 8傳統(tǒng)建園1 320 3260 870 2849093 3分步建園相對(duì)傳統(tǒng)建園增長(zhǎng)(%)13 73-34 1617 92-34 606 934 60

從表1可以看出：相對(duì)傳統(tǒng)建園方式，分步建園方式小區(qū)的4年生接株樹高生長(zhǎng)提高13.73%，變異系數(shù)(與整齊度成反比)下降34.16%；冠幅生長(zhǎng)提高17.92%，變異系數(shù)下降34.60%；正冠率提高6.93%，成活率提高4.60%。

3.1.2 14立地指數(shù)小區(qū)接株的差異 14立地指數(shù)級(jí)兩種建園方式的3塊標(biāo)準(zhǔn)地每木調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果列表2。

表2 14立地指數(shù)兩種建園方式的4年生接株生長(zhǎng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表Tab 2 Growthinvestigationofthe4?year?oldgraftedplantbytwoorchardestablishmentmethodswithsiteindex14建園方式樹高冠幅平均值(m)變異系數(shù)平均值(m)變異系數(shù)正冠率(%)成活率(%)分步建園1 460 2450 980 22695 696 7傳統(tǒng)建園1 280 3320 820 29888 991 1分步建園相對(duì)傳統(tǒng)建園增長(zhǎng)(%)12 33-35 5116 33-31 867 015 79

從表2可以看出：相對(duì)傳統(tǒng)建園方式，分步建園方式小區(qū)的4年生接株樹高提高12.33%，變異系數(shù)下降35.51%；冠幅提高16.33%，變異系數(shù)下降31.86%；正冠率提高7.01%，成活率提高5.79%。

3.1.3 12立地指數(shù)小區(qū)接株的差異 12立地指數(shù)級(jí)兩種建園方式的3塊標(biāo)準(zhǔn)地每木調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果列表3。

從表3可見：相對(duì)傳統(tǒng)建園方式，分步建園方式的4年生接株樹高提高10.95%，變異系數(shù)下降32.09%；冠幅提高15.38%，變異系數(shù)下降27.85%；正冠率提高7.09%，成活率提高5.86%。

3.1.4 3種立地小區(qū)接株的平均差異 12、14、16等3種立地指數(shù)小區(qū)的分步建園方式相對(duì)傳統(tǒng)方式的樹高、冠幅、樹高整齊度、冠幅整齊度、正冠率、成活率等的增長(zhǎng)量(%)平均值見圖1。

表3 12立地指數(shù)兩種建園方式的4年生接株生長(zhǎng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表Tab 3 Growthinvestigationofthe4?year?oldgraftedplantbytwoorchardestablishmentmethodswithsiteindex12建園方式樹高冠幅平均值(m)變異系數(shù)平均值(m)變異系數(shù)正冠率(%)成活率(%)分步建園1 370 2680 910 23794 595 6傳統(tǒng)建園1 220 3540 770 30387 890分步建園相對(duì)傳統(tǒng)建園增長(zhǎng)(%)10 95-32 0915 38-27 857 095 86

圖1 分步建園方式相對(duì)傳統(tǒng)建園方式接株生長(zhǎng)調(diào)查因子增長(zhǎng)率Fig.1 The increase rate of statistics of the step-by-step establishment method compared with the traditional method

從圖1可知：相對(duì)傳統(tǒng)建園方式，分步建園方式的4年生接株樹高、冠幅生長(zhǎng)量分別提高12.3%和16.5%，樹高、冠幅的整齊度分別提高33.9%和31.4%；正冠率提高7.0%，成活率提高5.4%。說(shuō)明分步建園方式相對(duì)園區(qū)定砧嫁接的傳統(tǒng)建園方式可提高種子園林分的樹高、冠幅以及正冠率、成活率，使其林相更整齊。

3.2兩種建園方式的無(wú)性系配置差異

傳統(tǒng)建園方式需要分無(wú)性系在園區(qū)嫁接，由于穗條堅(jiān)硬蓬松不便在園區(qū)大范圍內(nèi)攜帶，一般小區(qū)內(nèi)只能選擇10～15個(gè)無(wú)性系在小區(qū)中隨機(jī)均等配置或順序錯(cuò)位配置；由于地形復(fù)雜，圖上排列與實(shí)地相差很大，有時(shí)實(shí)際上錯(cuò)開不到15 m。

分步營(yíng)建方式每株容器嫁接苗上掛有標(biāo)簽，移植園區(qū)造林時(shí)，只要將帶標(biāo)簽的無(wú)性系單株運(yùn)至園區(qū)相應(yīng)造林穴位，在園區(qū)可先實(shí)地配置、調(diào)整，再繪小區(qū)無(wú)性系排列圖。該方式不存在園區(qū)內(nèi)攜帶穗條、無(wú)性系配置、嫁接等難操作的問(wèn)題，能夠且較易將沒(méi)有親緣關(guān)系的多個(gè)無(wú)性系在同一個(gè)小區(qū)內(nèi)配置，并保障相同無(wú)性系植株錯(cuò)開40 m以上。

3.3兩種建園方式的時(shí)效差異

傳統(tǒng)建園方式的嫁接采用大砧高位撕皮嵌接，要求接口直徑3 cm以上，需要連續(xù)3年嫁接和補(bǔ)接，不但操作繁雜，還使種子園部分接株投產(chǎn)時(shí)間延后，造成種子園建園前期種子產(chǎn)量低。分步建園方式的容器嫁接苗出圃時(shí)規(guī)格可以控制，以正冠、高度在80 cm以上的無(wú)性系規(guī)格苗一次性移植園區(qū)，相對(duì)傳統(tǒng)建園方式早一年完成嫁接。至建園第4年，分步式種子園已有2年嫁接齡，而傳統(tǒng)建園種子園還只有1年的嫁接齡，分步式種子園接株可提前1年并且整齊地進(jìn)入投產(chǎn)期，提高了種子園建園前期的種子產(chǎn)量[13]。

3.4兩種建園方式的土地利用率差異

傳統(tǒng)建園方式必須在建園的第1年砍伐園區(qū)內(nèi)立木，并進(jìn)行整地和栽植砧木。容器嫁接苗分步式建園第一步(前2年)在苗圃地小面積集約培育容器嫁接大苗，第二步(第3年)才將容器嫁接大苗移植園區(qū)，節(jié)約了2年的園區(qū)用地，提高了土地利用率。

4 結(jié)論與討論

分步建園方式營(yíng)建杉木種子園相對(duì)傳統(tǒng)建園方式，可提高種子園建園前期接株的樹高、冠幅、正冠率、成活率，并使種子園的林相更整齊；每個(gè)小區(qū)由沒(méi)有親緣關(guān)系的盡量多的無(wú)性系隨機(jī)配置代替10～15個(gè)無(wú)性系的順序錯(cuò)位配置，增加了遺傳多樣性；節(jié)約了2年的園區(qū)用地，提高了土地利用率；接株提前1年并且整齊地進(jìn)入結(jié)實(shí)期，提高了種子園建園前期種子產(chǎn)量。

為了提高杉木種子園的播種品質(zhì)，作者于1991—1995年在攸縣杉木種子園開展了不同無(wú)性系個(gè)數(shù)小區(qū)的種子播種品質(zhì)觀測(cè)。播種品質(zhì)觀測(cè)結(jié)果表明：自交是出現(xiàn)澀籽的主要原因[14-15]，15個(gè)以下的無(wú)性系小區(qū)，健全種子占29.6%～48.4%，平均39.0%；自交的澀粒種子占28.4%～35.8%，平均32.1%；授粉不足的空粒種子占26.1%～31.7%，平均28.9%。51個(gè)無(wú)性系的小區(qū)，健全種子占38.1%～55.7%，平均46.9%；自交的澀籽種子占20.7%～28.3%，平均24.5%；授粉不足的空粒種子占25.6%～31.6%，平均28.6%。當(dāng)小區(qū)內(nèi)無(wú)性系從15個(gè)增加到51個(gè)時(shí)，健全種子率提高7.9%；自交比率下降7.6%。由此可以推算，杉木種子園分步式建園方式將50個(gè)以上無(wú)性系在每個(gè)小區(qū)配置，相對(duì)傳統(tǒng)建園方式 10～15個(gè)無(wú)性系小區(qū)配置，無(wú)性系自交率將減少7%以上，種子發(fā)芽率將提高8.5%以上。

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(文字編校：唐效蓉)

EffectoftwoestablishmentmethodsforChinesefirseedorchard

XU Qingqian1， YANG Bingxiao2， XU Zhongkun1*， ZHANG Xie1

(1. Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.Huitong Forestry Investigation and Planning Team, Huitong 418300, China)

The method of cultivation of container grafting seedling transplanted to the seed orchard was used for step-by-step construction of Chinese fir seed orchard, which was compared with the traditional establishment method. The results showed that, the step-by-step establishment method compared with the traditional method could improve the tree height, crown, crown ratio and the survival rate of the grafted plant, and make the forest more tidy.

Chinese fir; seed orchard; step-by-step； establishment method; effect

2014-04-21

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“湖南杉木三代育種技術(shù)研究與示范”(2012BAD01B0201)。

*為通訊作者。

S 791.27.04

A

1003-5710(2014)04-0045-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2014. 04. 010