不同無性系、不同規(guī)格杉木扦插苗造林效果研究

方貴榮，邱湧斌，徐金良，江 波，吳初平，周天相，沈愛華*

（1. 浙江省開化縣林場，浙江 開化 324300；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023）

不同無性系、不同規(guī)格杉木扦插苗造林效果研究

方貴榮1，邱湧斌1，徐金良1，江 波2，吳初平2，周天相1，沈愛華2*

（1. 浙江省開化縣林場，浙江 開化 324300；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023）

1992年，在浙江省開化縣對(duì)開天3、開天57和開天新6三個(gè)杉木（Cunninghamia lauceolata）無性系的5個(gè)規(guī)格扦插苗進(jìn)行造林試驗(yàn)，研究不同無性系、不同苗木規(guī)格對(duì)杉木造林的影響。2014年調(diào)查結(jié)果表明不同無性系及不同苗木規(guī)格造林成活率、保存率均在 95%、85%以上，無顯著差異；3個(gè)無性系間樹高、胸徑、材積生長量差異極顯著，以開天新6號(hào)表現(xiàn)最好，23年生時(shí)其平均樹高15.56 m、胸徑15.48 cm、單株材積0.159 8 m3；不同苗木規(guī)格間其胸徑、材積差異顯著，Ⅰ級(jí)苗木生長表現(xiàn)最好，23年生時(shí)平均樹達(dá)14.39 m、胸徑14.34 cm、單株材積0.130 9 m3。對(duì)不同規(guī)格杉木苗1、3、5、8年生時(shí)各生長性狀的比較發(fā)現(xiàn)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)苗造林后隨樹齡增加，其樹高、胸徑、材積間的差距也逐步減少，8年生時(shí)其樹高由原來差異極顯著變成差異不顯著，胸徑、材積由原來極顯著變成顯著；高徑比在無性系及不同規(guī)格苗木間差異都不顯著，以開天57最大，達(dá)到100.64；冠徑比在不同無性系間差異顯著，開天新6冠徑比最小，為14.26，不同規(guī)格苗木之間差異不顯著。選育的開天新6無性系在生長性狀與形質(zhì)指標(biāo)上均表現(xiàn)良好，適宜在開化縣類似杉木產(chǎn)區(qū)中等立地推廣。

杉木；無性系；扦插苗；苗木規(guī)格；造林

良種壯苗是林木速生豐產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。苗木的遺傳品質(zhì)與規(guī)格共同構(gòu)成苗木的質(zhì)量，影響造林成活率、林木生長量甚至木材品質(zhì)[2]。對(duì)紅豆樹、紅松、日本落葉松等造林樹種都已開展了種苗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和苗木分級(jí)造林研究[3～6]，為制定苗木等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，對(duì)推進(jìn)速生豐產(chǎn)林建設(shè)發(fā)揮了重要作用。

杉木（Cunninghamia lanceolata）是中國特有的常綠針葉樹種，也是中國南方最重要的商品用材樹種[7]。杉木在中國的栽培歷史已有2 000多年，無性繁殖與有性繁殖都是杉木栽培的重要方式[8]。有性繁殖由于遺傳品質(zhì)的差異，后代分化大，而無性繁殖具有保持親本優(yōu)良性狀、遺傳增益大、選育成本低、林相整齊及收獲期一致等優(yōu)點(diǎn)[9]。通過有性繁殖創(chuàng)造變異，無性繁殖固定利用來選育良種，已成為共識(shí)。我國自“七·五”時(shí)期系統(tǒng)開展杉木無性系選育以來，歷經(jīng)“八·五”、“九·五”無性系早期測定及“十·五”、“十一·五”連續(xù)評(píng)價(jià)與選育，逐步發(fā)展到多水平、多目標(biāo)、多性狀選育階段，在選育程序、繁殖技術(shù)、生長性狀、材性性狀、抗逆性狀、生長與材質(zhì)聯(lián)合性狀、早晚相關(guān)性、穩(wěn)定性等方面取得了系列重要成果，選育出了大量優(yōu)良杉木無性系，促進(jìn)了杉木無性系的發(fā)展[10～15]。

浙江省開化縣林場在杉木無性系選育和推廣應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，同一無性系、同一批次的扦插苗，由于插穗長短、粗細(xì)等不同以及苗木所處微環(huán)境的不同，苗木規(guī)格也會(huì)產(chǎn)生差異。有人認(rèn)為杉木無性系扦插苗過于粗壯高大，會(huì)影響造林成活率。本文以1992年1月營造的杉木無性系不同規(guī)格苗木試驗(yàn)林為對(duì)象，對(duì)其造林效果進(jìn)行了研究，比較苗木規(guī)格對(duì)杉木無性系造林的影響，篩選出適宜于試驗(yàn)區(qū)發(fā)展的杉木優(yōu)良無性系，以推動(dòng)杉木無性系選育與優(yōu)良無性系推廣應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于浙江省開化縣，試驗(yàn)區(qū)年平均氣溫16.4℃，年平均降水量1 814 mm，無霜期252 d，年日照總時(shí)數(shù)1 334.1 h，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。根據(jù)杉木分布及產(chǎn)區(qū)區(qū)劃和杉木種子區(qū)劃結(jié)果，浙江省開化縣位于杉木中帶東區(qū)北緣和黃山天目山種子區(qū)，為杉木的邊緣產(chǎn)區(qū)，其立地條件和氣候與福建、江西等杉木中心產(chǎn)區(qū)都有一定差異。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為浙江省開化縣林場經(jīng)過第1次篩選的開天3、開天57和開天新6三個(gè)無性系的1年生扦插苗。依據(jù)苗高和根徑，將苗木分為5種規(guī)格，其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表1 杉木無性系苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Grade for seedling of Chinese fir clones

試驗(yàn)采用裂區(qū)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，主處理為3個(gè)無性系，副處理為5種苗木規(guī)格，單行6株小區(qū)，重復(fù)5次。試驗(yàn)區(qū)四周種植兩行灰杉作保護(hù)行和標(biāo)志。試驗(yàn)地前作為馬尾松（Pinus massoniana）疏林，土壤為中壤質(zhì)中層黃壤，土層厚度50 cm，肥力中等，株行距1.7 m×2.0 m。各重復(fù)均種植在同一個(gè)整齊的坡面上，局部控制好，按單行3株小區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.4 調(diào)查統(tǒng)計(jì)

造林時(shí)間為1992年1月，當(dāng)年冬調(diào)查全高、新梢高、成活率，造林翌年冬調(diào)查全高，第3 至第 8年每年調(diào)查樹高、胸徑、保存率，2014年9月調(diào)查樹高、胸徑、冠幅、枝下高和保存率，分析生長性狀指標(biāo)：樹高、胸徑、冠幅、枝下高、材積，形質(zhì)指標(biāo)：高徑比、冠徑比。采用DPS進(jìn)行方差分析及Duncan’s多重比較。

單株材積根據(jù)李林[16]編制的開化杉木二元立木材積公式計(jì)算：

式中：V為單株材積（m3），D為平均胸徑（cm），H為平均樹高（m）。

2 結(jié)果與分析

2.1 造林保存率差異分析

調(diào)查結(jié)果表明，3個(gè)無性系5種規(guī)格的苗木，造林保存率都在85%以上，無性系間、苗木規(guī)格間及其互作間均無顯著差異（表2），與1年生成活率、8年生保存率結(jié)果一致[17～18]。表明不同規(guī)格杉木無性系扦插苗，對(duì)造林成活率、保存率沒有顯著影響。只要把握好起苗、保鮮、栽植等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)及其相互銜接，成活率可以達(dá)到95%以上。

表2 杉木無性系不同規(guī)格苗木造林保存率方差分析Table 2 ANOVA on conservation rate of Chinese fir plantation with different seedling specifications and clones

2.2 生長量分析

造林后第1至第23年，3個(gè)無性系5種規(guī)格苗木的生長情況見圖1-3。由圖1-3表明，不同規(guī)格苗木的樹高、胸徑、材積生長量有規(guī)律地顯示出隨苗木規(guī)格的提高而增大。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)苗造林第23年時(shí)平均樹高分別為14.39、14.28、13.99、13.97、13.85m，Ⅰ-Ⅳ級(jí)苗分別大于Ⅴ級(jí)苗3.9%、3.1%、1.0%、0.9%；平均胸徑分別為14.34、13.98、13.59、13.62、13.41 cm，Ⅰ-Ⅳ級(jí)苗分別大于Ⅴ級(jí)苗6.9%、4.3%、1.3%、1.6%；平均單株材積分別為0.130 9、0.125 8、0.116 3、0.116 7、0.112 8 m3，Ⅰ-Ⅳ級(jí)苗分別大于Ⅴ級(jí)苗16%、11.5%、3.1%、3.5%。

圖1 杉木無性系不同苗木規(guī)格的樹高生長量Figure 1 Height grow th of Chinese fir clones with different seedling

圖2 杉木無性系不同規(guī)格苗木的胸徑生長量Figure 2 DBH of Chinese fir clones with different seedling

3個(gè)無性系5種規(guī)格苗木之間生長的相對(duì)差異表現(xiàn)出隨林齡增大而縮小的趨勢。以Ⅰ級(jí)苗和Ⅴ級(jí)苗為例，l ～ 8年生和23年生時(shí)平均樹高，Ⅰ級(jí)苗分別大于Ⅴ級(jí)苗53.7%、21.5%、17.8%、11.4%、11.3%、11.3%、7.9%、8.4%、3.9%；3 ～ 8年生和23年生時(shí)平均胸徑和材積，Ⅰ級(jí)苗分別大于Ⅴ級(jí)苗29.5%、17.5%、16.7%、15.9%、12%、9.8%、6.9%和79%、49.9%、52.5%、45.1%、32.8%、28.3%、16%。以上結(jié)果表明，壯苗造林后第l ～ 3年時(shí)的生長量在林分中占優(yōu)勢，但因同一個(gè)無性系的基因型是一致的，只要環(huán)境條件基本一致，其表現(xiàn)型即生長表現(xiàn)隨著時(shí)間的延長也逐步趨于一致。

2.3 生長性狀差異分析

對(duì)23年生開天3、開天57和開天新6三個(gè)杉木無性系5種規(guī)格苗木造林后的生長性狀進(jìn)行研究，結(jié)果見表3。不同無性系間樹高、胸徑、材積、冠幅、枝下高差異極顯著，對(duì)其1、3、5、8年生時(shí)的各生長性狀進(jìn)行比較，樹高僅1年生時(shí)各無性系間有顯著差異，3、5、8年生時(shí)無顯著差異；3、5、8年生時(shí)胸徑、材積各無性系間差異極顯著。不同規(guī)格苗木間在胸徑、材積指標(biāo)上差異顯著，在樹高、冠幅、枝下高生長指標(biāo)上差異不顯著，對(duì)其1、3、5、8年生時(shí)進(jìn)行比較，1年生樹高與3、5、8年生樹高、胸徑、材積差異均極顯著。對(duì)無性系和苗木規(guī)格交互作用分析，各項(xiàng)生長指標(biāo)均差異不顯著，兩者間關(guān)系不密切。

圖3 杉木無性系不同規(guī)格苗木的材積生長量

不同區(qū)組間樹高、枝下高、材積差異極顯著，胸徑差異顯著，冠幅差異不顯著。對(duì)其1、3、5、8年生時(shí)進(jìn)行比較，除3年生時(shí)胸徑、材積差異顯著外，其他年份間差異極顯著。說明樹高對(duì)立地質(zhì)量的反應(yīng)比胸徑更敏感，用樹高確定立地質(zhì)量等級(jí)比胸徑可靠；冠幅對(duì)立地質(zhì)量的反應(yīng)不敏感，在無性繁殖條件下，冠型遺傳力高。

表3 杉木無性系生長性狀指標(biāo)方差分析Table 3 ANOVA on grow th traits of different clones

通過Duncan’s新復(fù)極差測驗(yàn)的多重比較，3個(gè)無性系以開天新6號(hào)表現(xiàn)最好，平均樹高15.56 m、胸徑15.48 cm、單株材積0.159 8 m3、冠幅2.21 m、枝下高9.06 m。

表4 杉木無性系生長性狀指標(biāo)的Duncan’s多重比較Table 4 Duncan’s multiple comparison on grow th traits of different clones

不同苗木規(guī)格之間，以苗木Ⅰ級(jí)表現(xiàn)最好，平均樹高14.39 m、胸徑14.34 cm、單株材積0.130 9 m3、冠幅達(dá)2.07 m、枝下高達(dá)8.48 m，但與Ⅱ級(jí)苗間差異不顯著；在胸徑指標(biāo)上，Ⅰ級(jí)與Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)苗間差異顯著，Ⅱ級(jí)與Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)苗差異不顯著；在材積指標(biāo)上，Ⅰ級(jí)與Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ苗間差異不顯著，但Ⅰ級(jí)與Ⅴ級(jí)苗間差異顯著，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)苗間差異不顯著（表4）。8年生時(shí)對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行比較，8年生樹高Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)苗均極顯著大于Ⅳ、Ⅴ級(jí)苗；胸徑Ⅰ級(jí)苗極顯著大于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)苗，Ⅱ級(jí)苗極顯著大于Ⅳ、Ⅴ級(jí)苗，Ⅲ級(jí)苗顯著大于Ⅳ、Ⅴ級(jí)苗，8年生材積與8年生胸徑相同[17～18]?？梢婋S著林齡的增長，杉木無性系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)苗木在樹高、胸徑、材積的差距也逐步減小，樹高指標(biāo)由原來差異極顯著變成差異不顯著，胸徑、材積指標(biāo)由原來極顯著變成顯著。因此，按本試驗(yàn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，杉木無性系扦插苗造林苗木規(guī)格要求至少達(dá)到Ⅳ級(jí)，即苗高28 cm、根徑0.51 cm以上。

2.4 形質(zhì)指標(biāo)差異分析

高徑比和冠徑比是林木的形質(zhì)指標(biāo)[19]。高徑比是反映林木圓滿程度的指標(biāo)，高徑比越大，說明林木越飽滿，林木的出材率越大。冠徑比是描述林木增高潛力大小的指標(biāo)，即冠徑比越小，林木增高的潛力會(huì)越大，冠徑比與材積呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即冠徑比越小，林木蓄積越大，其材積出材率越大。

由表5和表6可知，高徑比在不同無性系間差異不顯著，在不同苗木規(guī)格之間差異也不顯著。冠徑比在不同無性系間差異顯著，其中以開天新6冠徑比最小，為14.26；不同苗木規(guī)格之間差異不顯著。不同區(qū)組間高徑比差異不顯著，冠徑比差異顯著。

表5 杉木無性系形質(zhì)性狀指標(biāo)方差分析Table 5 ANOVA on form index of different clones

表6 杉木無性系形質(zhì)性狀指標(biāo)的Duncan’s多重比較Table 6 Duncan`s multiple comparison on form index of different clones

3 結(jié)論與討論

（1）通過對(duì)23年生開天3、開天57和開天新6三個(gè)無性系5種苗木規(guī)格造林試驗(yàn)及檢測表明，其造林保存率均在85%以上，各無性系間及不同苗木規(guī)格間均無顯著差異，與1年生時(shí)成活率、8年生時(shí)保存率結(jié)果一致。與16年生杉木二代優(yōu)良家系不同等級(jí)苗造林效果研究結(jié)果一致，I級(jí)苗造林成活率最高，Ⅲ級(jí)苗最低，兩者相差6.5%，超級(jí)苗和Ⅱ級(jí)苗相近，不同等級(jí)苗間差異未達(dá)顯著水平[20]；與6年生時(shí)東門林場的3個(gè)尾巨桉無性系不同級(jí)別扦插苗造林在保存率、胸徑、樹高、活立木蓄積生長上不存在顯著差異研究結(jié)果相似[21]。但與杉木實(shí)生苗造林苗木規(guī)格對(duì)造林成活率的影響達(dá)顯著水平，I級(jí)苗造林成活率顯著大于特級(jí)苗，I級(jí)苗與Ⅱ級(jí)苗、特級(jí)苗與Ⅱ級(jí)苗間造林成活率沒有顯著差異[22]的研究結(jié)果不同。

（2）隨著林齡的增長，杉木無性系不同苗木規(guī)格間的樹高、胸徑、材積差距也逐步減小，樹高生長量由原來差異極顯著變成差異不顯著，胸徑、材積生長量由原來極顯著變成顯著。以平均單株材積為例，Ⅴ級(jí)苗為100，Ⅰ-Ⅳ級(jí)苗3、8、23年生時(shí)分別為179、151.7、137.7、122.6，128.3、117.8、116.2、103.2和116.1、111.5、103.1、103.5。由于同一無性系基因型一致，不同苗木規(guī)格間的生長差異并非遺傳因素所致，而是非遺傳因素所致，其作用原理有待進(jìn)一步探討。與16年生杉木二代優(yōu)良家系不同等級(jí)苗造林效果研究結(jié)果相似，對(duì)l-5年生、8年生和16年生時(shí)的杉木生長量進(jìn)行分析，不同等級(jí)的苗木造林后的前4年在樹高、胸徑和材積生長方面差異達(dá)顯著水平，但隨著年齡增大其差異明顯減弱，5年生后差異不顯著[20]。按本試驗(yàn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，杉木無性系造林苗木規(guī)格要求至少達(dá)到Ⅳ級(jí)，即苗高28 cm、根徑0.51 cm以上的苗木；在苗木充足時(shí)，杉木無性系造林苗木規(guī)格以Ⅱ級(jí)，即苗高40 cm、根徑0.71 cm以上的苗木為好，可提前1 a左右郁閉成林，節(jié)省一次撫育成本，用其造林23年生時(shí)比Ⅴ級(jí)苗可增產(chǎn)10%以上，提高造林的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益。

（3）不同無性系具有不同的基因型，無性系母株來源的材料基礎(chǔ)、選育背景及水平對(duì)無性系的生長都影響很大[22]。參試的3個(gè)杉木無性系23年生時(shí)的胸徑、樹高、單株材積、冠幅及枝下高生長指標(biāo)間均存在極顯著差異，這與有關(guān)胸徑、樹高、材積等生長性狀在無性系間差異顯著的研究結(jié)果一致，說明杉木無性系存在良好的選擇潛力[23～24]。無論是樹高還是胸徑，杉木無性系早—晚齡的表型和遺傳相關(guān)都是極顯著的，但少數(shù)生長型和生長動(dòng)態(tài)模式偏離常態(tài)的無性系影響著這些參數(shù)在樹齡間的穩(wěn)定性[26]。浙江省開化縣林場采用與生長量指標(biāo)及大面積生產(chǎn)性驗(yàn)證相結(jié)合的3年初選、7年復(fù)選、10年決選的分階段無性系選育策略，從302個(gè)杉木無性系中選育出12個(gè)優(yōu)良無性系。參試的3個(gè)杉木無性系，復(fù)選階段淘汰開天57，開天新6無性系因大面積生產(chǎn)性驗(yàn)證林的林齡偏小而未入選。決選的開天3已經(jīng)大面積推廣，在中等立地條件下，10 a后連年生長量開始下降，15 a成熟，林木蓄積量可達(dá)250 m3/hm2；在上等立地條件下，15 a后連年生長量開始下降，20 a成熟，林木蓄積量可達(dá)400 m3/hm2。本試驗(yàn)選出開天新6無性系，第7年生長速度開始加快，20 a時(shí)生長仍然旺盛，其生長性狀與形質(zhì)指標(biāo)均表現(xiàn)良好，23年生時(shí)林木蓄積量達(dá)400 m3/hm2，超過開天3無性系，適宜開化縣類似杉木產(chǎn)區(qū)中等立地推廣。

（4）不同無性系具有不同的營養(yǎng)型特征，在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮到其生長穩(wěn)定性，實(shí)施適地適無性系造林。參試的3個(gè)杉木無性系不同區(qū)組間23年生時(shí)樹高、枝下高、材積差異極顯著，胸徑差異顯著，冠幅差異不顯著，最好的區(qū)組平均單株材積達(dá)0.163 3 m3，比最差區(qū)組大78.08%。說明杉木無性系與環(huán)境互作顯著，在推廣時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)，選育適宜的優(yōu)良無性系，如適宜連載的杉木優(yōu)良無性系等。

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Grow th of Cunninghamia lanceolata Cuttings with Different Clones and Specifications

FANG Gui-rong1，QIU Yong-bin1，XU Jin-liang1，JIANG Bo2，WU Chu-ping2，ZHOU Tian-xiang1，SHEN Ai-hua2*
（1. Kaihua Forest Farm of Zhejiang, Kaihua 324300, China; 2. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China）

Afforestation was implemented in 1992 in Kaihua, Zhejiang province, by cuttings of Cunninghamia lanceolata with three different clones and five different seedling specifications. Investigations in 2014 demonstrated that survival and conservation rate of cutting seedlings had no evident difference among clones and specifications, topped to 95% and 85%. Height grow th, DBH and individual volume had extremely significant difference among clones, the best clone was Kaitian New 6 with height of 15.56m, DBH of 15.48 cm and individual volume of 0.1598m3. DBH and individual volume had great difference among seedling specifications, the best seedling specification was grade I with height of 14.39m, DBH of 14.34 cm and individual volume of 0.1309m3. Comparisons on grow th traits of 1-, 3-, 5-, and 8-year Chinese fir with different seedling specifications demonstrated that height grow th, DBH and individual volume reduced difference along with ages among seedling of gradeⅠ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ. Height diameter ratio had no evident difference among clones and specifications, Kaitian 57 had the biggest of 100.64. Crown diameter ratio had significant difference among clones, the lowest was Kaitian New 6 of 14.26. The afforestation and investigation resulted that Kaitian New 6 had the best effect in grow th and form traits, could be recommended to plant in medium site conditions of Kaihua country.

Cunninghamia lanceolata; clone; cutting; seedling specification; forestation

S723.1

：A

1001-3776（2016）02-0068-06

2015-11-21；

：2016-02-14

浙江省“十二五”農(nóng)業(yè)新品種選育”項(xiàng)目（2012C12908-11）

方貴榮（1956－），男，安徽黟縣人，工程師，從事杉木良種繁育工作；*通訊作者。