一年生云南松不同家系苗生物量研究

陳詩+李根前

摘要：用一年生云南松苗木19個家系的285株苗木作為試驗材料，分析苗期各器官生物量及其相關(guān)規(guī)律。結(jié)果表明，根、莖、葉生物量所占比例分別為32.69%、16.33%、50.98%，以葉片比例最大；苗高與地徑生長量存在極顯著正相關(guān)；苗高和莖干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比、莖根比呈極顯著正相關(guān)；地徑和根干質(zhì)量、全株干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，與葉干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比呈極顯著負(fù)相關(guān)；19個家系中，1號、2號、14號、19號家系的總生物量相對較大，其中，針葉生物量累積以19號家系最大、13號家系最小，地下部分生物量累積以2號家系最大、8號家系最小，地上部分生物量累積以14號家系最大、13號家系最??；莖分配比例以9號家系最大、6號家系最小，針葉分配比例以18號家系最大、6號家系最小，根系分配比例以6號家系最大、10號家系最小，莖根比以19號家系最大、6號家系最小。

關(guān)鍵詞：云南松；家系；生物量；莖根比；干質(zhì)量

中圖分類號： S791.257.01文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0311-03

收稿日期：2016-01-30

基金項目：云南省教育廳科學(xué)研究基金（編號：2014Z106）。

作者簡介：陳詩（1981—），男，實驗師，主要從事森林培育研究。E-mail：cshi1981@qq.com。云南松（Pinus yunnanensis）是中國西南地區(qū)的一個特有種，是云南的主要造林樹種，分布廣、面積大、適應(yīng)性強，在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)中起著極其重要的作用[1-4]。目前，對云南松家系的研究主要以苗木的生長規(guī)律、生長量等作為優(yōu)良家系的選擇指標(biāo)[5-7]，而以幼苗家系間生物量為優(yōu)良家系選擇指標(biāo)的研究較少。有研究表明，植物地下部分與地上部分生物量大小可反映植物對土壤養(yǎng)分或光照的需求和競爭能力[6]，地上部分和根系的分配會影響其獲取資源的速率，苗木的干、鮮質(zhì)量不僅可以反映苗木吸收、同化養(yǎng)分能力的大小，還是衡量苗木生產(chǎn)力高低的主要指標(biāo)之一[8-9]。因此，在相同培育環(huán)境下，開展一年生云南松不同家系苗生物量研究，以期從苗期進行優(yōu)勢家系的比較選擇，為云南松優(yōu)良家系的早期選擇及壯苗培育提供更充分的理論依據(jù)和現(xiàn)實指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1材料

供試種采自云南省楚雄洲白馬河林場云南松母樹林中的19個單株，按照1～19的順序進行編號，并分家系保存。經(jīng)測定，其種子千粒質(zhì)量為14.98 g。以云南松商品種子育苗作為對照。

1.2試驗地情況

試驗地設(shè)置在西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院格林溫室，位于102°45′41″ E、25°04′00″ N，海拔1 945 m，屬于亞熱帶半濕潤高原季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.7 ℃、絕對最低溫-9 ℃、絕對最高溫32.5 ℃；年降水量為700～1 100 mm，年平均相對濕度為68.2%。

1.3試驗設(shè)計

參試家系田間排列采用順序錯位法布設(shè)，設(shè)置3個重復(fù)，完全區(qū)組設(shè)計，每個重復(fù)由19個家系構(gòu)成19個小區(qū)。床面細(xì)致整平，寬100 cm、高15 cm，步道寬30 cm、長27 m。2010年5月9日進行苗床點播，播種時種臍向下，并拌入松林表土，株行距為5 cm×5 cm。種子催芽、營養(yǎng)土配制、消毒和苗期管理等均按照常規(guī)方法進行。

1.4調(diào)查和統(tǒng)計分析

2014年12月底云南松停止生長時，除測量云南松苗高、地徑等性狀外，還開展干物質(zhì)積累量等測定。每試驗小區(qū)挖取5株平均大小的苗木，分別稱其根、莖、葉的鮮質(zhì)量；帶回實驗室，105 ℃殺青30 min，85 ℃恒溫下烘干至恒質(zhì)量。試驗數(shù)據(jù)用SPSS 13.0軟件進行單因素方差分析和多重比較（P<0.05），比較不同家系生物量的差異及各指標(biāo)之間的相關(guān)性。

2結(jié)果與分析

2.1云南松苗木生物量及其比例

由表1可見，一年生云南松地上部分干物質(zhì)分配占總生物量的67.31%，地下部分干物質(zhì)分配占總生物量的 32.69%，云南松幼苗把更多的干物質(zhì)分配到地上部，表明其對光照具有較強的需求和競爭能力；各器官生物量中，葉的干物質(zhì)分配比例相對最大，占50.98%，比莖的干物質(zhì)分配高出212.19%，根的干物質(zhì)分配比例次之，占32.69%，莖的干物質(zhì)分配比例相對最少，僅占16.33%。

2.2云南松生物量與地徑、苗高等生長量的相關(guān)性

生物生長規(guī)律的重要特點之一是相對生長，無論是群體與個體之間，還是個體中的各個器官之間均存在這一規(guī)律[10]。由表2可以看出，苗高與地徑生長量存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，苗高和莖干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與高徑比、莖根比呈極顯著正相關(guān)；地徑和根干質(zhì)量、全株干質(zhì)量、苗高呈極顯著正相關(guān)，與葉干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.3云南松各家系間生物量的投資與分配比較分析

2.3.1云南松各家系間總生物量方差分析由圖1、表3可見，云南松各家系間總生物量存在一定的差異，生物量以1號、2號、14號、19號家系相對較大，其中2號家系最大。由表3可見，在可靠性為95%時，一年生云南松各家系間總生物量指標(biāo)的差異均達到顯著水平。

2.3.2云南松各家系間根、莖、葉生物量的累積情況由表4可見，一年生云南松各家系莖、針葉、根、地上部分生物量的累積值分別為（0.278 5±0.108 5）、（0.866 7±0.234 9）、（0.511 5±0.161 2）、（1.146 2±0.331 0） g；針葉、地上部分、地下部分的生物量累積在顯著水平（P<0.05）上均可分為2組；針葉生物量累積以13號家系最小、19號家系最大；地下部分（根）生物量累積以8號家系最小、2號家系最大；地上部分生物量累積以13號家系最小、14號家系最大。

2.4云南松苗各家系生物量的分配情況

莖根比是一個能夠反映苗木地上部分與地下部分分配的重要指標(biāo)。由表5可見，一年生云南松總生物量在莖、針葉、根系的分配比例及莖根比分別為（16.50±3.11）%、（52.36±547）%、（31.09±6.67）%、（2.35±0.73）%；莖、針葉、根系的分配比例及莖根比在顯著水平（P<0.05）上均可分為2組；莖分配比例以6號家系最小、9號家系最大；針葉分配比例以6號家系最小、18號家系最大；根系分配比例以10號家系最小、6號家系最大；莖根比6號以家系最小、19號家系最大。

3結(jié)論與討論

通過比較19個家系285株云南松苗木各器官生物量總和及其分配規(guī)律發(fā)現(xiàn)，一年生云南松把更多的干物質(zhì)分配給地上部分，而地下部分分配較少，葉上分配的干物質(zhì)相對最多，根上分配的干物質(zhì)次之，莖上則最少；通過比較云南松生長量與生物量各指標(biāo)的相關(guān)性得出，苗高與地徑生長量存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，苗高和莖干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比、莖根比呈極顯著正相關(guān)，地徑和根干質(zhì)量、全株干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，與葉干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比呈極顯著負(fù)相關(guān)，苗木干物質(zhì)積累量與苗高、地徑關(guān)系最為密切，苗高、地徑可作為苗期干物質(zhì)積累量的間接評價指標(biāo)；各家系總生物量有明顯差異，總生物量以1號、2號、14號、19號家系相對較大，針葉生物量累積以13號家系最小、19號家系最大，地下部分生物量累積以8號家系最小、2號家系最大，地上部分生物量累積13號家系最小，14號家系最大；各家系中，莖分配比例以6號家系最小、9號家系最大，針葉分配比例以6號家系最小、18號家系最大，根系分配比例以10號家系最小、6號家系最大，莖根比以6號家系最小、19號家系最大。

苗木地上部分是苗木占領(lǐng)生存空間、獲取光能資源，并進行光合同化作用的主要器官，地下部分是吸收水分和養(yǎng)分的主要構(gòu)件[8-9]。干質(zhì)量是反映物質(zhì)積累狀況的主要指標(biāo)，苗木的生產(chǎn)力受到各構(gòu)件生物量累積及總生物量分配于各構(gòu)件比例的影響，因此，干質(zhì)量也是苗木質(zhì)量好壞的指標(biāo)。在實際造林生產(chǎn)中，可根據(jù)立地條件選擇家系，如造林地水分和養(yǎng)分充足，可以優(yōu)先選擇2號、9號、18號、19號家系，能產(chǎn)生更大的生產(chǎn)力，如造林地條件水分和養(yǎng)分不足，苗木需首先考慮存活，應(yīng)選擇根系比較發(fā)達的家系，可以優(yōu)先選擇6號、14號家系。

參考文獻：

[1]中國森林編輯委員會. 中國森林：第2卷針葉林[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，1999：971-985.

[2]云南森林編寫委員會.云南森林[M]. 昆明：云南科學(xué)技術(shù)出版社，1986：125-153.

[3]蔡年輝，李根前，束傳林，等. 云南松天然林區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)的空間動態(tài)研究[J]. 西北植物學(xué)報，2006，26（10）：2119-2124.

[4]李本德，劉中天. 云南松（Pinus yunnanensis）林的分布及其分區(qū)[J]. 云南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1984，6（1）：33-46.

[5]張躍敏，李根前，李蓮芳，等. 云南松生長特性及其促成培育[J]. 陜西林業(yè)科技，2008（3）：4-7.

[6]劉代億，李根前，李蓮芳，等. 云南松優(yōu)良家系及優(yōu)良個體苗期選擇研究[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報，2009，24（4）：67-72.

[7]張躍敏，李根前，李蓮芳，等. 云南松實生苗生長對N、P配施的響應(yīng)[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，37（8）：5-8.

[8]Aikio S，Kaisa R K，Mannin S. Dynamics of biomass partitioning in two competing meadow plant spccics[J]. Plant Ecology，2009，205（1）：129-137.

[9]Aikio S，Markkola A M. Optimality and phenotypic plasticity of shoot-to-root ratio under variable light and nutrient availabdity[J]. Evolution Ecology，2002，16（1）：67-76.

[10]周國模，吳家勝，應(yīng)葉青，等. 喜樹種源苗期生物量研究[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，1999，12（4）：386-391.

陳詩 李根前

摘要：用一年生云南松苗木19個家系的285株苗木作為試驗材料，分析苗期各器官生物量及其相關(guān)規(guī)律。結(jié)果表明，根、莖、葉生物量所占比例分別為32.69%、16.33%、50.98%，以葉片比例最大；苗高與地徑生長量存在極顯著正相關(guān)；苗高和莖干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比、莖根比呈極顯著正相關(guān)；地徑和根干質(zhì)量、全株干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，與葉干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比呈極顯著負(fù)相關(guān)；19個家系中，1號、2號、14號、19號家系的總生物量相對較大，其中，針葉生物量累積以19號家系最大、13號家系最小，地下部分生物量累積以2號家系最大、8號家系最小，地上部分生物量累積以14號家系最大、13號家系最??；莖分配比例以9號家系最大、6號家系最小，針葉分配比例以18號家系最大、6號家系最小，根系分配比例以6號家系最大、10號家系最小，莖根比以19號家系最大、6號家系最小。

關(guān)鍵詞：云南松；家系；生物量；莖根比；干質(zhì)量

中圖分類號： S791.257.01文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0311-03

收稿日期：2016-01-30

基金項目：云南省教育廳科學(xué)研究基金（編號：2014Z106）。

作者簡介：陳詩（1981—），男，實驗師，主要從事森林培育研究。E-mail：cshi1981@qq.com。云南松（Pinus yunnanensis）是中國西南地區(qū)的一個特有種，是云南的主要造林樹種，分布廣、面積大、適應(yīng)性強，在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)中起著極其重要的作用[1-4]。目前，對云南松家系的研究主要以苗木的生長規(guī)律、生長量等作為優(yōu)良家系的選擇指標(biāo)[5-7]，而以幼苗家系間生物量為優(yōu)良家系選擇指標(biāo)的研究較少。有研究表明，植物地下部分與地上部分生物量大小可反映植物對土壤養(yǎng)分或光照的需求和競爭能力[6]，地上部分和根系的分配會影響其獲取資源的速率，苗木的干、鮮質(zhì)量不僅可以反映苗木吸收、同化養(yǎng)分能力的大小，還是衡量苗木生產(chǎn)力高低的主要指標(biāo)之一[8-9]。因此，在相同培育環(huán)境下，開展一年生云南松不同家系苗生物量研究，以期從苗期進行優(yōu)勢家系的比較選擇，為云南松優(yōu)良家系的早期選擇及壯苗培育提供更充分的理論依據(jù)和現(xiàn)實指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1材料

供試種采自云南省楚雄洲白馬河林場云南松母樹林中的19個單株，按照1～19的順序進行編號，并分家系保存。經(jīng)測定，其種子千粒質(zhì)量為14.98 g。以云南松商品種子育苗作為對照。

1.2試驗地情況

試驗地設(shè)置在西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院格林溫室，位于102°45′41″ E、25°04′00″ N，海拔1 945 m，屬于亞熱帶半濕潤高原季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.7 ℃、絕對最低溫-9 ℃、絕對最高溫32.5 ℃；年降水量為700～1 100 mm，年平均相對濕度為68.2%。

1.3試驗設(shè)計

參試家系田間排列采用順序錯位法布設(shè)，設(shè)置3個重復(fù)，完全區(qū)組設(shè)計，每個重復(fù)由19個家系構(gòu)成19個小區(qū)。床面細(xì)致整平，寬100 cm、高15 cm，步道寬30 cm、長27 m。2010年5月9日進行苗床點播，播種時種臍向下，并拌入松林表土，株行距為5 cm×5 cm。種子催芽、營養(yǎng)土配制、消毒和苗期管理等均按照常規(guī)方法進行。

1.4調(diào)查和統(tǒng)計分析

2014年12月底云南松停止生長時，除測量云南松苗高、地徑等性狀外，還開展干物質(zhì)積累量等測定。每試驗小區(qū)挖取5株平均大小的苗木，分別稱其根、莖、葉的鮮質(zhì)量；帶回實驗室，105 ℃殺青30 min，85 ℃恒溫下烘干至恒質(zhì)量。試驗數(shù)據(jù)用SPSS 13.0軟件進行單因素方差分析和多重比較（P<0.05），比較不同家系生物量的差異及各指標(biāo)之間的相關(guān)性。

2結(jié)果與分析

2.1云南松苗木生物量及其比例

由表1可見，一年生云南松地上部分干物質(zhì)分配占總生物量的67.31%，地下部分干物質(zhì)分配占總生物量的 32.69%，云南松幼苗把更多的干物質(zhì)分配到地上部，表明其對光照具有較強的需求和競爭能力；各器官生物量中，葉的干物質(zhì)分配比例相對最大，占50.98%，比莖的干物質(zhì)分配高出212.19%，根的干物質(zhì)分配比例次之，占32.69%，莖的干物質(zhì)分配比例相對最少，僅占16.33%。

2.2云南松生物量與地徑、苗高等生長量的相關(guān)性

生物生長規(guī)律的重要特點之一是相對生長，無論是群體與個體之間，還是個體中的各個器官之間均存在這一規(guī)律[10]。由表2可以看出，苗高與地徑生長量存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，苗高和莖干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與高徑比、莖根比呈極顯著正相關(guān)；地徑和根干質(zhì)量、全株干質(zhì)量、苗高呈極顯著正相關(guān)，與葉干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.3云南松各家系間生物量的投資與分配比較分析

2.3.1云南松各家系間總生物量方差分析由圖1、表3可見，云南松各家系間總生物量存在一定的差異，生物量以1號、2號、14號、19號家系相對較大，其中2號家系最大。由表3可見，在可靠性為95%時，一年生云南松各家系間總生物量指標(biāo)的差異均達到顯著水平。

2.3.2云南松各家系間根、莖、葉生物量的累積情況由表4可見，一年生云南松各家系莖、針葉、根、地上部分生物量的累積值分別為（0.278 5±0.108 5）、（0.866 7±0.234 9）、（0.511 5±0.161 2）、（1.146 2±0.331 0） g；針葉、地上部分、地下部分的生物量累積在顯著水平（P<0.05）上均可分為2組；針葉生物量累積以13號家系最小、19號家系最大；地下部分（根）生物量累積以8號家系最小、2號家系最大；地上部分生物量累積以13號家系最小、14號家系最大。

2.4云南松苗各家系生物量的分配情況

莖根比是一個能夠反映苗木地上部分與地下部分分配的重要指標(biāo)。由表5可見，一年生云南松總生物量在莖、針葉、根系的分配比例及莖根比分別為（16.50±3.11）%、（52.36±547）%、（31.09±6.67）%、（2.35±0.73）%；莖、針葉、根系的分配比例及莖根比在顯著水平（P<0.05）上均可分為2組；莖分配比例以6號家系最小、9號家系最大；針葉分配比例以6號家系最小、18號家系最大；根系分配比例以10號家系最小、6號家系最大；莖根比6號以家系最小、19號家系最大。

3結(jié)論與討論

通過比較19個家系285株云南松苗木各器官生物量總和及其分配規(guī)律發(fā)現(xiàn)，一年生云南松把更多的干物質(zhì)分配給地上部分，而地下部分分配較少，葉上分配的干物質(zhì)相對最多，根上分配的干物質(zhì)次之，莖上則最少；通過比較云南松生長量與生物量各指標(biāo)的相關(guān)性得出，苗高與地徑生長量存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，苗高和莖干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比、莖根比呈極顯著正相關(guān)，地徑和根干質(zhì)量、全株干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，與葉干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與高徑比呈極顯著負(fù)相關(guān)，苗木干物質(zhì)積累量與苗高、地徑關(guān)系最為密切，苗高、地徑可作為苗期干物質(zhì)積累量的間接評價指標(biāo)；各家系總生物量有明顯差異，總生物量以1號、2號、14號、19號家系相對較大，針葉生物量累積以13號家系最小、19號家系最大，地下部分生物量累積以8號家系最小、2號家系最大，地上部分生物量累積13號家系最小，14號家系最大；各家系中，莖分配比例以6號家系最小、9號家系最大，針葉分配比例以6號家系最小、18號家系最大，根系分配比例以10號家系最小、6號家系最大，莖根比以6號家系最小、19號家系最大。

苗木地上部分是苗木占領(lǐng)生存空間、獲取光能資源，并進行光合同化作用的主要器官，地下部分是吸收水分和養(yǎng)分的主要構(gòu)件[8-9]。干質(zhì)量是反映物質(zhì)積累狀況的主要指標(biāo)，苗木的生產(chǎn)力受到各構(gòu)件生物量累積及總生物量分配于各構(gòu)件比例的影響，因此，干質(zhì)量也是苗木質(zhì)量好壞的指標(biāo)。在實際造林生產(chǎn)中，可根據(jù)立地條件選擇家系，如造林地水分和養(yǎng)分充足，可以優(yōu)先選擇2號、9號、18號、19號家系，能產(chǎn)生更大的生產(chǎn)力，如造林地條件水分和養(yǎng)分不足，苗木需首先考慮存活，應(yīng)選擇根系比較發(fā)達的家系，可以優(yōu)先選擇6號、14號家系。

參考文獻：

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