樟子松無(wú)性系種子園去劣疏伐技術(shù)研究

李樹(shù)森，王福森，李晶，貫春雨

（黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

去劣疏伐是林木種子園經(jīng)營(yíng)管理的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。早期建立的林木種子園由于母樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育，種子園母樹(shù)樹(shù)體高大，枝丫交錯(cuò)，園內(nèi)郁閉度大，透光性差，嚴(yán)重影響種子園種子產(chǎn)量和質(zhì)量。為使種子園種子優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，必須進(jìn)行去劣留優(yōu)疏伐。為此，我們開(kāi)展了樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園去劣疏伐試驗(yàn)，為種子園集約經(jīng)營(yíng)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)區(qū)位于黑龍江省龍江縣錯(cuò)海林場(chǎng)樟子松種子園15個(gè)小班，小班面積1hm2。4個(gè)優(yōu)樹(shù)產(chǎn)地及植株年齡分別為內(nèi)蒙古的罕達(dá)蓋30年生和31年生、黑河的卡倫山30年生和31年生、大興安嶺的塔爾根33年生、古蓮33年生，無(wú)性系237個(gè)。1977—1980年嫁接建園。初植密度，分別為620、496、400、336和273株·hm－2等5種，其對(duì)應(yīng)的株行距為4 m×4m、4m×5m、5m×5m、6m×5m、6m×6 m 5種。樟子松種子園母樹(shù)嫁接植株保存率89%。平均樹(shù)高6.1m，平均胸徑12.4cm，平均冠幅4.7 m。

1.2 研究方法

1.2.1 種子園疏伐原則 （1）清除園內(nèi)砧木、病蟲(chóng)害嚴(yán)重、樹(shù)體殘缺形體不好的母樹(shù)；（2）根據(jù)優(yōu)樹(shù)子代生長(zhǎng)和結(jié)實(shí)測(cè)定結(jié)果，伐除表現(xiàn)不良的無(wú)性系；（3）注意不要形成天窗；（4）為了遺傳多樣性，保持盡可能多的無(wú)性系；（5）保持同一無(wú)性系之間的有效距離；（6）按設(shè)計(jì)疏伐強(qiáng)度進(jìn)行疏伐。

1.2.2 種子園密度與郁閉度調(diào)整 種子園密度與郁閉度是種子園經(jīng)營(yíng)管理的最重要指標(biāo)之一。密度指標(biāo)是按hm2保留株數(shù)計(jì)算。郁閉度是用母樹(shù)的樹(shù)冠垂直投影占總面積的方法測(cè)算。不同密度公頃郁閉度Y＝G2π／4×N／10 000，其中，Y為郁閉度，G為冠幅，N為hm2保留株數(shù)。

1.2.3 無(wú)性系調(diào)整 根據(jù)樟子松優(yōu)樹(shù)子代測(cè)定結(jié)果，卡倫山、罕達(dá)蓋、塔爾根、古蓮4個(gè)產(chǎn)地共選出優(yōu)良家系111個(gè)，這些是改建1.5代種子園要盡量保留的無(wú)性系，其他（126個(gè)無(wú)性系）是主要疏伐對(duì)象。

1.2.4 疏伐后結(jié)實(shí)量與種子產(chǎn)量 方法是以小班（面積1hm2）為單位，每小班抽查出1行（21～31株），每株選取1級(jí)和2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)枝，查定標(biāo)準(zhǔn)枝數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)枝球果個(gè)數(shù)，測(cè)定單個(gè)球果重量，計(jì)算單株球果重，單位面積結(jié)實(shí)量，推算單位面積種子產(chǎn)量。

1.2.5 疏伐后種子園播種品質(zhì) 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2772－81《林木種子檢驗(yàn)方法》測(cè)定種子園種子的千粒質(zhì)量、發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園的調(diào)整情況

2.1.1 密度與無(wú)性系調(diào)整 按照疏伐原則，2004年和2005年兩次對(duì)樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園進(jìn)行疏伐，疏伐強(qiáng)度均為15%，4個(gè)產(chǎn)地，5種初植密度。疏伐后，卡倫山產(chǎn)地種子園母樹(shù)由原來(lái)的425株·hm－2減少到277株·hm－2，無(wú)性系數(shù)由原來(lái)的36.6個(gè)，減少到現(xiàn)在的34.2個(gè)；罕達(dá)蓋產(chǎn)地種子園母樹(shù)由原來(lái)的425減少到283株·hm－2，無(wú)性系數(shù)由原來(lái)的36.6個(gè)，減少到現(xiàn)在的33.6個(gè)；塔爾根和古蓮產(chǎn)地種子園母樹(shù)由原來(lái)的411株·hm－2減少到265株·hm－2，無(wú)性系數(shù)由原來(lái)的56.0個(gè)，減少到現(xiàn)在的54.3個(gè)。種子園內(nèi)母樹(shù)減少，個(gè)體競(jìng)爭(zhēng)減弱，有利于種子園的母樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育和開(kāi)花結(jié)實(shí)。

2.1.2 郁閉度調(diào)整 郁閉度是衡量種子園疏密程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，我們用母樹(shù)的樹(shù)冠垂直投影占總面積的方法測(cè)算了種子園4個(gè)產(chǎn)地的5個(gè)不同密度的郁閉。

表1 樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園疏伐前后比較

從表1中可看出，通過(guò)30%的疏伐，卡倫山產(chǎn)地的郁閉度由疏伐前的1.0下降到0.79；罕達(dá)蓋產(chǎn)地的郁閉度由疏伐前的0.97下降到0.75；塔爾根和古蓮產(chǎn)地的郁閉度由疏伐前的1.0，下降到0.76。但卡倫山、罕達(dá)蓋、塔爾根和古蓮產(chǎn)地4m×4m、4 m×5m兩個(gè)株行距的郁閉度伐后還是在0.88以上，有的甚至接近1.0，還是密度過(guò)大，影響母樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育。

疏伐前2004年種子園樹(shù)齡為30～33a，郁閉度已達(dá)0.91～1.0，已嚴(yán)重影響母樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育和開(kāi)花結(jié)實(shí)。經(jīng)2次達(dá)30%的疏伐，種子園的保存率為63.5%～66.5%，4m×4m、4m×5m的郁閉度為0.88～0.89，還是稍密一些；5m×5m、6m×5m、6 m×6m的郁閉度為0.61～0.78，保留180～250株·hm－2比較合適。

2.2 疏伐與種子園結(jié)實(shí)的關(guān)系

疏伐前，對(duì)不同產(chǎn)地、不同密度樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園的單株結(jié)實(shí)量、單位面積結(jié)實(shí)量和單位面積的產(chǎn)種量進(jìn)行抽樣調(diào)查。2007年11月，以同樣的方法進(jìn)行了上述各因子的調(diào)查研究，詳見(jiàn)表2。結(jié)果表明，疏伐2年后樟子松母樹(shù)單株結(jié)實(shí)量、公頃球果結(jié)實(shí)量及種子產(chǎn)量分別比疏伐前提高2.98倍、1.45倍和1.00倍。

表2 樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園疏伐前后結(jié)實(shí)情況比較

2.3 疏伐與種子園種子播種品質(zhì)的關(guān)系

種子園疏伐增加母樹(shù)光照強(qiáng)度和營(yíng)養(yǎng)空間，促進(jìn)母樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育，提高結(jié)實(shí)量和種子成熟度，增加種子飽滿(mǎn)度和種粒質(zhì)量，從而提高種子的播種品質(zhì)，見(jiàn)表3。從表3看出，疏伐后種子千粒質(zhì)量達(dá)8.32g，比疏伐前提高2.7%，發(fā)芽率提高25.2個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)芽勢(shì)提高32.5個(gè)百分點(diǎn)，種子園疏伐后效果十分明顯。

表3 樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園疏伐前后播種品質(zhì)比較

2.4 樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園疏伐年齡

2.4.1 樟子松母樹(shù)樹(shù)高、胸徑和冠幅生長(zhǎng)規(guī)律 根據(jù)種子園、母樹(shù)林等樟子松母樹(shù)10a、11a、14a、17 a、20a、27a、30a、33a和40a的樹(shù)高、胸徑和冠幅的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，選用樹(shù)木生長(zhǎng)的對(duì)數(shù)模型、二次曲線、混全曲線、冪函數(shù)、S形曲線、生長(zhǎng)曲線、指數(shù)函數(shù)和logistic曲線等8種函數(shù)模型進(jìn)行擬合運(yùn)算，根據(jù)決定系數(shù)選取最優(yōu)模型。樹(shù)高與樹(shù)齡關(guān)系擬合運(yùn)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 樹(shù)高與樹(shù)齡關(guān)系擬合運(yùn)算結(jié)果

決定系數(shù)R2最大為0.971，所以樹(shù)高生長(zhǎng)最優(yōu)模型 為S形 曲 線，H＝e3.199－26.012／A（其中，H為 樹(shù)高，A為年齡）。檢驗(yàn)值Sig.＝0.000，達(dá)到極顯著水平。

同理，胸徑生長(zhǎng)與樹(shù)齡關(guān)系最優(yōu)模型為S形曲線，D1.3＝e4.125－30.240／A（其 中，D1.3為 胸 徑，A為年齡）；冠幅大小與樹(shù)齡關(guān)系最優(yōu)模型為二次曲線，G＝ －1.332＋0.282A－0.001A2（其中，G為冠幅，A為年齡）。檢驗(yàn)結(jié)果均達(dá)到極顯著水平。

2.4.2 種子園疏伐年齡確定 郁閉度是反映種子園疏密程度的重要指標(biāo)。本項(xiàng)研究以1hm2（10 000m2）樟子松種子園為單位。不同密度郁閉度Y＝G2π／4×N／10 000（其中，Y為郁閉度，G為冠幅，N為公頃株數(shù)）。把G＝ －1.332＋0.282A－0.001A2代入郁閉度公式中，郁閉度與年齡關(guān)系為Y＝0.000 078 54N（1.7476 84－0.745 608A＋0.082 168A2－0.000 564A3＋0.000 001A4）（其中，Y為郁閉度，N為不同密度公頃株數(shù)，A為年齡）。生產(chǎn)中，郁閉度在0.9左右應(yīng)該進(jìn)行疏伐。設(shè)定郁閉度等于0.9進(jìn)行間伐，經(jīng)計(jì)算，樟子松種子園4m×4m、4m×5m、5m×5m、6m×5m和6m×6m不同密度疏伐年齡分別為22a、24a、26a、28 a和31a，為種子園集約經(jīng)營(yíng)管理提供科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)論

3.1 種子園經(jīng)過(guò)2次共計(jì)30%的疏伐，現(xiàn)在的保存率為63.5%～66.5%；無(wú)性系每公頃由原來(lái)的36.6～56.6個(gè)，降到33.6～54.3個(gè)，郁閉度由原來(lái)的1.0降到0.75～0.79，公頃保留180～250株較為合適；調(diào)整了母樹(shù)分布結(jié)構(gòu)，改善了種子園的光照條件，增加了母樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)空間，使樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園達(dá)到了去劣疏伐種子園的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了種子園的提檔升級(jí)。

3.2 樟子松初級(jí)無(wú)性系種子園疏伐2年后調(diào)查，樟子松母樹(shù)單株結(jié)實(shí)量、公頃球果結(jié)實(shí)量及種子產(chǎn)量分別比疏伐前提高2.98倍、1.45倍和1.00倍。密度對(duì)種子園結(jié)實(shí)影響較大，因此，適時(shí)進(jìn)行疏伐調(diào)整種子園密度非常必要。

3.3 疏伐能提高種子園種子的播種品質(zhì)，其中，疏伐后種子千粒質(zhì)量達(dá)8.32g，比疏伐前提高2.7%，發(fā)芽率提高25.2個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)芽勢(shì)提高32.5個(gè)百分點(diǎn)，種子園疏伐后效果十分明顯。

3.4 根據(jù)母樹(shù)的生長(zhǎng)規(guī)律篩選樹(shù)高、胸徑和冠幅生長(zhǎng)模型，從而確定不同密度種子園疏伐年齡。研究表明：株行距4m×4m、4m×5m、5m×5m、6m×5m、6m×6m的樟子松種子園疏伐年齡分別為22a、24a、26a、28a和31a。為種子園集約經(jīng)營(yíng)管理提供科學(xué)依據(jù)。