桉樹膠合板材林栽培與無(wú)性系早期選擇

李光友，徐建民＊，彭仕堯，吳世軍，陳文平，簡(jiǎn) 明，歐 生，韓 超，胡新賢

(1. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520；2. 中國(guó)國(guó)營(yíng)林場(chǎng)開發(fā)總公司雷州林業(yè)局，廣東 遂溪 524348)

國(guó)內(nèi)研究膠合板材林的樹種有馬尾松(Pinus massoniana)、山楊(Pobulus davidiana)、樺木(Betula spp.)、蘭考泡桐(Paulownia elongata)、楊樹(Populus spp.)等[1-4]，通過(guò)采取適當(dāng)?shù)臓I(yíng)林措施可提高材種的生長(zhǎng)量和徑級(jí)，定向培育大徑級(jí)、優(yōu)質(zhì)的膠合板用材林。膠合板材以超20 cm以上大徑林為主，要求質(zhì)優(yōu)、干形直、圓滿、尖削度小和少節(jié)，以滿足市場(chǎng)需求[5]。膠合板材林以生產(chǎn)膠合板為培育目標(biāo)，對(duì)定向培育示范林林分結(jié)構(gòu)進(jìn)行密度效應(yīng)分析、探討最大和最佳經(jīng)營(yíng)密度、間伐時(shí)間和強(qiáng)度、主伐時(shí)間，調(diào)整林分密度，改善林分結(jié)構(gòu)，促使林分中大徑木比例的增加，同時(shí)縮短培育周期。

通過(guò)研究桉樹(Eucalyptus spp.)無(wú)性系示范林不同林齡、不同密度下的膠合板材林培育技術(shù)，在幼林期采用集約化經(jīng)營(yíng)，根據(jù)林分結(jié)構(gòu)等情況，采取合理施肥、密度控制和修枝等措施，由早期桉樹無(wú)性系生長(zhǎng)水平確定主伐年齡，并評(píng)價(jià)不同措施下的經(jīng)濟(jì)效益，最后獲得不同地點(diǎn)不同品系的膠合板材林綜合培育技術(shù)，將集成技術(shù)用于推廣，為多年生大徑級(jí)材培育和優(yōu)化栽培模式奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)桉樹產(chǎn)業(yè)升級(jí)的需要。

1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

草律林隊(duì)膠合板材無(wú)性系測(cè)定林試驗(yàn)點(diǎn)位于廣東省雷州半島國(guó)營(yíng)雷州林業(yè)局紀(jì)家林場(chǎng)，地理位置為 20°54′ ～ 21°56′ N，109°41′～110°44′ E，平均海拔約30 ～ 45 m。年平均溫度22.7℃，年降雨量1 800 mm，雨量大部分集中在4—9月，干濕季節(jié)明顯，7—10月為臺(tái)風(fēng)季節(jié)，年熱帶風(fēng)暴登陸2 ～ 3次。試驗(yàn)點(diǎn)土壤屬于薄層淺海沉積磚紅壤。主要土壤特性：有機(jī)質(zhì) 13.73 g·kg-1，全 N 396 mg·kg-1，全 P 138 mg·kg-1，全 K 1.23 g·kg-1，速效 N 為 32.74 mg·kg-1，速效 P 為 11.54 mg·kg-1，速效 K 為 39.21 mg·kg-1，有效B為0.18 mg·kg-1，pH值(水提)4.62。土壤相對(duì)缺 P，需要施足。造林前茬亦為桉樹林。林下植被以鷓鴣草(Eriachne pallescens)、大葉油草(Axonopus compressus)為主，還有馬纓丹(Lantana camara)、了哥王(Wikstroemia indica)、飛機(jī)草(Eupatorium odoratum)和灌木白背葉(Mallotus apelta)等。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料由兩個(gè)試驗(yàn)組成。其一圍繞單一無(wú)性系GR518設(shè)計(jì)的密度和修枝多處理復(fù)合試驗(yàn)；其二為相同密度的無(wú)性系示范林生長(zhǎng)比較，無(wú)性系10個(gè)(含GR518)，由桉樹產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及參試無(wú)性系分別見表1和表2。其中生長(zhǎng)示范林生長(zhǎng)調(diào)查方法以固定標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查進(jìn)行，以15株為1個(gè)固定樣地，每個(gè)無(wú)性系設(shè)置4個(gè)樣地。機(jī)耕方式開帶，帶溝深40 cm；無(wú)性系試驗(yàn)株行距為1 m × 3 m。兩個(gè)試驗(yàn)施用相同肥料，即基肥以富含磷(P2O5含量高達(dá)12.42%)的甘蔗廢泥加入有機(jī)復(fù)合基肥，每穴1 kg；撫育追肥為每穴施入雷林2#專用肥0.25 kg。

表1 密度/修枝試驗(yàn)林組成因素及水平

表2 參試無(wú)性系概況

2.2 研究方法

膠合板材林密度/修枝多處理復(fù)合試驗(yàn)林，包括6種密度、4種修枝方式、2次重復(fù)；膠合板材無(wú)性系示范林分塊種植，參試無(wú)性系10個(gè)，在相同無(wú)性系同一地塊內(nèi)固定樣地，設(shè)置4次重復(fù)，15株小區(qū)，株行距1 m × 3 m。2012年3月造林后每年調(diào)查樹高、胸徑、保存率等，同時(shí)計(jì)算單株材積及單位面積蓄積。材積(V)采用公式V=H×DBH2/30000[6]計(jì)算。用SAS軟件進(jìn)行樹高H (m)、胸徑DBH (cm)、單株材積SV(m3)及單位面積蓄積V(m3·hm-2)等方差分析和多重比較[7-8]。

方差分析模型為: yij=μ+αi+βi+εij

式中: yij為觀測(cè)值、μ為總體平均值、αi為重復(fù)效應(yīng)值、βi為無(wú)性系效應(yīng)，εij為誤差。

3 結(jié)果與分析

3.1 膠合板材林密度/修枝試驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)GR518無(wú)性系密度/修枝(6種密度，4種修枝方式)試驗(yàn)林的兩次調(diào)查(0.5年生，1.5年生)生長(zhǎng)性狀作方差分析，采用單株調(diào)查值分析樹高、胸徑及單株材積，結(jié)果見表3。

對(duì)密度/修枝膠合板材試驗(yàn)林林分生長(zhǎng)進(jìn)行了調(diào)查，0.5年生平均樹高2.81 m，保存率97.60%，1.5年生時(shí)平均樹高為8.60 m，平均胸徑為7.73 cm，保存率94.17%。從表3中可以看出，0.5年生膠合板材林的樹高在密度、密度與修枝的交互效應(yīng)上存在極顯著差異，而修枝差異不顯著，表明0.5年生時(shí)不同種植密度影響著樹高的生長(zhǎng)，而修枝對(duì)生長(zhǎng)的影響較小。

表3 密度/修枝試驗(yàn)林的方差分析

從表3還可知，1.5年生時(shí)所有生長(zhǎng)性狀在密度上表現(xiàn)出極顯著差異，與0.5年生時(shí)的結(jié)果一致；而在當(dāng)前的所有密度中修枝對(duì)生長(zhǎng)的影響不大。通過(guò)顯著性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，6種密度在1.5年生時(shí)的單株材積生長(zhǎng)排序?yàn)椋? (3.5 m × 3 m)＞5 (2.5 m × 3 m)＞3 (3 m × 3 m)＞2 (2 m × 3 m)＞4 (1.5 m × 3 m)＞1 (1 m × 3 m)，按從大到小排列各密度的平均單株材積分別為：0.020 32 m3、0.019 99 m3、0.019 07 m3、0.016 15 m3、0.015 78 m3和0.014 79 m3。結(jié)果表明1.5年生時(shí)林分隨密度增加植株接受光照多，光合作用能力較強(qiáng)，生長(zhǎng)呈較快上升趨勢(shì)，但在早期1.5年生時(shí)生長(zhǎng)中修枝對(duì)生長(zhǎng)的影響作用不大，單株材積的簡(jiǎn)單排序表明修枝2/3＞修枝1/3＞修枝1/2＞不修枝，修枝影響下的無(wú)性系平均單株材積從大到小分別為0.018 36 m3、0.018 33 m3、0.018 32 m3和 0.016 12 m3。由于桉樹無(wú)性系生長(zhǎng)快，早期林冠下層枝葉對(duì)生長(zhǎng)影響不大，修枝的作用并不明顯，但可能隨著林齡的增加，修枝效應(yīng)會(huì)逐漸顯現(xiàn)，需要持續(xù)修枝和生長(zhǎng)調(diào)查才能得出全生長(zhǎng)期修枝對(duì)生長(zhǎng)的影響作用。此早期研究結(jié)果與劉球等[9]、張華林等[10]的研究結(jié)論一致，密度和修枝對(duì)植物的生長(zhǎng)有影響。

3.2 無(wú)性系生長(zhǎng)性狀分析和多重比較

分別以10個(gè)無(wú)性系0.5年生和1.5年生調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行生長(zhǎng)性狀的方差分析及差異顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果見表4和表5。

表4 不同林齡各無(wú)性系生長(zhǎng)性狀方差分析

表5 10個(gè)膠合板材示范林無(wú)性系生長(zhǎng)性狀多重比較

調(diào)查結(jié)果表明，10個(gè)無(wú)性系膠合板材示范林0.5年生平均樹高2.89 m，保存率91%，而1.5年生時(shí)平均樹高7.95 m，平均胸徑6.31 cm，保存率達(dá)到89.17%。由表4可知：0.5年生和1.5年生樹高在無(wú)性系間均達(dá)到極顯著差異水平，1.5年生胸徑及單株材積在無(wú)性系間達(dá)到極顯著或顯著差異水平，胸徑及單株材積性狀在無(wú)性系與區(qū)組的交互效應(yīng)上達(dá)到顯著水平，而其它因子則未達(dá)到顯著水平。10個(gè)膠合板材無(wú)性系參與營(yíng)建的示范林生長(zhǎng)存在著較大差異，在當(dāng)前生長(zhǎng)林齡、保存率水平較高、相同生產(chǎn)管理水平下可選擇出更適合的無(wú)性系進(jìn)行推廣種植。由此可通過(guò)無(wú)性系多重比較來(lái)確定10個(gè)無(wú)性系間生長(zhǎng)水平的差異，為進(jìn)一步選擇和推廣做準(zhǔn)備。

10個(gè)桉樹無(wú)性系0.5年生和1.5年生測(cè)定數(shù)據(jù)的多重比較結(jié)果見表5。由表5可知，生長(zhǎng)性狀在不同無(wú)性系之間均表現(xiàn)出極顯著差異水平。0.5年生10個(gè)無(wú)性系平均樹高排名前 3位的分別是 1號(hào)(GR518)、2 號(hào)(KC29)和 9 號(hào)(金光21)，其值分別為 2.87 m、2.81 m和 2.02 m，分別是平均值 1.61 m的178.69%、174.94%和125.46%。1.5年生10個(gè)無(wú)性系平均樹高排名前3位的分別是2號(hào)(KC29)、1號(hào)(GR518)和8號(hào)(DH32-28)，其值分別為10.10 m、9.75 m和9.52 m，分別是平均值8.34 m的121.18%、116.87%和114.19%；平均胸徑生長(zhǎng)排名前3位的是2號(hào)(KC29)、8號(hào)(DH32-28)和1號(hào)(GR518)，其值分別為8.13 cm、7.41 cm和7.37 cm，分別是其平均值6.78 cm的119.84%、109.24%和108.68%；平均單株材積生長(zhǎng)排名前3位的是2號(hào)、1號(hào)和8號(hào)，其值分別為0.024 26 m3、0.019 58 m3和 0.019 15 m3，分別是其平均值0.015 31m3的158.48%、127.88%和125.05%；平均單位面積蓄積排名前3位的是2號(hào)、8號(hào)和1號(hào)，其值分別為63.36 m3·hm-2、62.75 m3·hm-2和59.83 m3·hm-2，分別是其平均值 44.74 m3·hm-2的 141.63%、140.26%和133.73%。通過(guò)單株材積及保存率獲得的平均單位面積蓄積量反映無(wú)性系抗風(fēng)等抗性和引種適應(yīng)性能力[11]，因此能綜合反映無(wú)性系在該地區(qū)的適應(yīng)能力，其中10個(gè)無(wú)性系中優(yōu)于GR518無(wú)性系僅有KC29和DH32-28，且在多重檢驗(yàn)中僅此3個(gè)無(wú)性系(KC29、GR518和 DH32-28)分在同一個(gè)組中，因此在今后的膠合板材優(yōu)化培育模式研究中，應(yīng)加入KC29和 DH32-28無(wú)性系，更能在優(yōu)選無(wú)性系下選擇出多樣培育模式以供生產(chǎn)上選擇使用。

3.3 不同林齡無(wú)性系性狀的遺傳參數(shù)估計(jì)

對(duì)參試膠合板材示范林中 10個(gè)無(wú)性系生長(zhǎng)進(jìn)行了方差分析和多重檢驗(yàn)，由此可以估算出在雷州林業(yè)局紀(jì)家林場(chǎng)草律林隊(duì)各無(wú)性系生長(zhǎng)的遺傳參數(shù)。估算時(shí)以單株調(diào)查值為計(jì)算單位，對(duì)10個(gè)無(wú)性系進(jìn)行重復(fù)力的計(jì)算，由此可以推算出在固定入選率(本研究以30%入選率即前3優(yōu)良無(wú)性系入選)基礎(chǔ)下各無(wú)性系的遺傳增益，其結(jié)果見表6。

表6 參試無(wú)性系不同性狀遺傳參數(shù)的估算(30%入選率)

從表6可知，不同性狀無(wú)性系重復(fù)力都較高，均超過(guò)了0.9，無(wú)性系重復(fù)力在0.938 5 ～ 0.989 3之間；而不同性狀無(wú)性系遺傳增益在30%入選率下，遺傳增益也較高，均超過(guò)10%以上，性狀遺傳增益可達(dá)11.29 % ～ 51.80 %，從數(shù)據(jù)上看0.5年生的無(wú)性系遺傳增益明顯高于1.5年生。

4 結(jié)論與討論

(1) 不同林齡膠合板材GR518無(wú)性系密度/修枝試驗(yàn)林，其不同性狀在密度間均達(dá)到極顯著差異水平，而修枝與否對(duì)1.5年早期生長(zhǎng)影響均不顯著。1.5年生生長(zhǎng)分析表明，多處理復(fù)合試驗(yàn)的最優(yōu)培育模式為最大密度即株行距3.5 m × 3 m以及修枝2/3水平。

(2) 不同生長(zhǎng)性狀在無(wú)性系之間均達(dá)到極顯著水平，而在無(wú)性系與區(qū)組的交互效應(yīng)上只有胸徑和單株材積達(dá)到顯著水平，在區(qū)組上則無(wú)性狀達(dá)到顯著水平。表明通過(guò)參試無(wú)性系示范林的種植再選擇，可選擇到更適應(yīng)于試驗(yàn)區(qū)域推廣的優(yōu)良無(wú)性系。優(yōu)良無(wú)性系的獲得可進(jìn)一步為密度/修枝試驗(yàn)林的持續(xù)研究提供更多無(wú)性系的選擇。

(3) 以單位面積蓄積量為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)參與示范林建設(shè)的10個(gè)無(wú)性系進(jìn)行多重比較和分組選擇，最優(yōu)無(wú)性系為 2號(hào)(KC29)、8號(hào)(DH32-28)和 1號(hào)(GR518)入選且分為同一組，其值分別達(dá)到63.36 m3·hm-2、62.75 m3·hm-2和 59.83 m3·hm-2，分別是其平均值44.74 m3·hm-2的 141.63%、140.26%和 133.73%。3個(gè)無(wú)性系單位面積蓄積量都較高，表明在雷林多臺(tái)風(fēng)地區(qū)其具有較快生長(zhǎng)和較高保存率，同時(shí)也表明其具有較高的抗性水平，可用于持續(xù)選擇最優(yōu)培育模式試驗(yàn)林種植使用。但由于選擇林齡僅1.5年生，其空間管理等結(jié)論有待后幾年檢驗(yàn)。

(4) 不同性狀無(wú)性系重復(fù)力都較高，說(shuō)明選擇在該地進(jìn)行示范的所有參試無(wú)性系能較好地保持親本優(yōu)勢(shì)且穩(wěn)定遺傳，符合進(jìn)行示范的選擇要求。而不同性狀無(wú)性系遺傳增益在30%入選率下，性狀遺傳增益可達(dá)11.29 % ～ 51.80 %。從相同樹高上比較，0.5年生無(wú)性系樹高的遺傳增益高于1.5年生樹高的遺傳增益，表明生長(zhǎng)穩(wěn)定后各無(wú)性系整齊度增加，各無(wú)性系平均生長(zhǎng)的差異水平在縮小，在0.5 ～ 1.5年生期間生長(zhǎng)速度逐漸增加。

(5) 優(yōu)化培育模式和優(yōu)良無(wú)性系的入選為下一步推廣種植提供了物質(zhì)和理論基礎(chǔ)，也為間伐和空間管理提供了理論依據(jù)[5]。表現(xiàn)穩(wěn)定的無(wú)性系，可在進(jìn)行抗逆性、材性及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等觀測(cè)和研究后投入到推廣應(yīng)用中，以改變區(qū)域造林無(wú)性系單一的被動(dòng)局面，實(shí)現(xiàn)桉樹人工林的可持續(xù)發(fā)展和維護(hù)區(qū)域生態(tài)安全。

致謝：對(duì)參加調(diào)查工作的雷林林科所李孔生及紀(jì)家林場(chǎng)參與造林等相關(guān)人員表示感謝!

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