杉木第3代優(yōu)良家系早期生長(zhǎng)增益分析*

蔣紅（福建省三明市郊國(guó)有林場(chǎng)，福建 三明365000）

杉木（Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.）是中國(guó)南方集體林區(qū)重要的速生用材樹種之一，具有分布區(qū)域廣闊、生長(zhǎng)迅速、病蟲害不成災(zāi)、木材用途廣等特點(diǎn)。作為商品木材主要產(chǎn)區(qū)之一，福建省具有悠久的杉木栽培歷史和利用習(xí)慣，以及豐碩的研究成果，特別是在杉木遺傳育種方面的研究長(zhǎng)期走在全國(guó)前列[1-3]。從福建省洋口國(guó)有林場(chǎng)于1966年建成全國(guó)第一個(gè)杉木嫁接種子園至今，經(jīng)過第1代和第2代遺傳改良[3-6]，福建省已全面進(jìn)入杉木第3代遺傳改良階段，建成第3代種子園430多hm2[7-10]，杉木第3代種子園良種亦成了人工造林主要用種。因此，適地種植適宜杉木良種成為近年來林業(yè)生產(chǎn)單位及造林用戶關(guān)注的重要問題。如張建金[11]、范金妹[12]、潘隆應(yīng)[13]等分析了杉木第3代種子園良種人工林在福建省光澤縣、泰寧縣、將樂縣的早期（1～6a林齡）生長(zhǎng)情況，均認(rèn)為第3代種子園良種表現(xiàn)出了明顯的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，并且初步篩選出了各區(qū)域適宜的第3代良種，為杉木大面積規(guī)?；斯ぴ炝至挤N的選用提供了重要的參考。福建省三明市郊國(guó)有林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)地處杉木中心產(chǎn)區(qū)[14]，立地、氣候等條件有利于杉木第3代良種生長(zhǎng)潛力的發(fā)揮。但是隨著近年來國(guó)有林場(chǎng)改革及轉(zhuǎn)型，福建省三明市郊國(guó)有林場(chǎng)人工造林地面積逐年縮小。因此，如何提高林地的利用率，提升林地單位面積和單位時(shí)間的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)產(chǎn)出，是高效利用有限林地以及維護(hù)森林生態(tài)環(huán)境亟待解決的問題。除了從林分密度調(diào)控、地力維護(hù)等方面著手外[15]，筆者認(rèn)為從杉木第3代種子園中選擇優(yōu)良自由授粉家系種子育苗造林，營(yíng)建家系林分，充分利用第3代良種的遺傳增益，也是解決此問題的重要途徑。鑒于此，福建省三明市郊國(guó)有林場(chǎng)于2013年利用福建省光澤華橋國(guó)有林場(chǎng)杉木第3代種子園中優(yōu)良家系種子培育的苗木營(yíng)建對(duì)比試驗(yàn)林，分析第3代優(yōu)良家系林分的生長(zhǎng)增益，為營(yíng)建杉木優(yōu)良家系人工林提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

參試材料為2011年11月采自福建省光澤華橋國(guó)有林場(chǎng)杉木第3代種子園（良種審定編號(hào)：閩S-CSO（3）-CL-013-2013）中5個(gè)高產(chǎn)種量家系的自由授粉種子，家系編號(hào)分別為11、28、38、41和42號(hào)，以其種子園混合種子（簡(jiǎn)稱光澤3代）和福建省尤溪國(guó)有林場(chǎng)杉木第3代種子園（良種審定編號(hào)：閩S-CSO（3）-CL-016-2013）混合種子（簡(jiǎn)稱尤溪3代）為對(duì)照。試驗(yàn)苗木由將樂國(guó)有林場(chǎng)培育，2012年1月大田播種育苗。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省三明市郊國(guó)有林場(chǎng)荊東工區(qū)，97林班7大班6小班，地名為荊東，E117°34′、N26°12′，坡度20°，海拔280～310m。造林地前茬為杉木林地，土壤為紅壤，立地等級(jí)Ⅱ級(jí)，坡向西南坡，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均無霜期306d，年平均氣溫19.5℃，年平均相對(duì)濕度79.0%，年平均降水量1726.3mm。

1.3 試驗(yàn)方法

2012年11月造林地經(jīng)煉山、清雜堆燒后，按照株行距為1.8m×2.0m進(jìn)行挖明穴，12月每穴施入過磷酸鈣0.5kg作為基肥后回表土。田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，7個(gè)處理，重復(fù)3次，共計(jì)21個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積0.33～0.53hm2，重復(fù)沿坡水平排列。2013年1月造林，初植密度2780株·hm-2，小區(qū)的四周及小區(qū)間栽植兩行木荷為隔離帶，根據(jù)《杉木速生豐產(chǎn)林培育技術(shù)規(guī)程》撫育管理[14]。2018年1月（5a林齡）在每個(gè)小區(qū)中設(shè)置1個(gè)10m×10m（100m2）樣地，調(diào)查樣地中每木樹高、胸徑，并估算單株立木材積[16]：V＝0.00005877042D1.9699831H0.89646157，式中：V指單株立木材積（m3），D指胸徑（cm），H指樹高（m）。利用SPSSStatistics19.0軟件方差分析及LSD多重比較[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 保存率差異分析

以小區(qū)均值對(duì)參試家系造林后5a的林分保存率進(jìn)行方差分析（表1），可知，方差分析達(dá)到10%的顯著性水平。進(jìn)一步進(jìn)行了LSD多重比較：分別以處理 1、2、3、4、5、6 和 7 表示家系 11、28、38、41、42、福建省光澤華橋國(guó)有林場(chǎng)杉木第 3 代種子園混合種（簡(jiǎn)稱光澤 3 代）和福建省尤溪國(guó)有林場(chǎng)杉木第 3 代種子園混合種（簡(jiǎn)稱尤溪 3 代），令、（xi，xj=1，2，3，4，5，6，7；i≠j）表示任兩個(gè)處理均值，求其均值差絕對(duì)值（表2），下同。結(jié)果表明試驗(yàn)林平均保存率高，達(dá)到96.46%，LSD多重比較分析表明除了42號(hào)家系平均保存率僅為91.84%，顯著低于其他處理外，另外6個(gè)處理的保存率達(dá)到95.99%以上，且兩兩間差異不顯著。

表1 保存率方差分析

表2 保存率LSD多重比較

2.2 生長(zhǎng)量差異分析

試驗(yàn)林5a林齡時(shí)參試處理間生長(zhǎng)性狀的方差分析結(jié)果見表3。處理間的樹高、胸徑和單株立木材積均達(dá)極顯著差異，重復(fù)間差異均不顯著，這主要是由于試驗(yàn)林地呈狹長(zhǎng)狀，重復(fù)呈水平排列，立地差異較小所致。在方差分析基礎(chǔ)上，估算了生長(zhǎng)性狀的方差分量，并據(jù)此估算處理的相對(duì)方差分量（表4），也即良種的選用對(duì)林分生長(zhǎng)性狀差異性的貢獻(xiàn)率。分析結(jié)果表明，林齡為5a時(shí)，處理對(duì)樹高差異性的貢獻(xiàn)率可達(dá)27.26%，對(duì)胸徑和單株立木材積僅為4.26%和6.04%，表明杉木優(yōu)良家系在幼齡期的優(yōu)良性主要表現(xiàn)在樹高生長(zhǎng)上。LSD多重比較（表5）顯示試驗(yàn)林5a林齡時(shí)平均樹高為7.28m，平均胸徑為10.21cm，各處理間生長(zhǎng)差異雖無秩序性，但從多重比較結(jié)果可知1（11號(hào)）、3（38號(hào)）和4（41號(hào)）顯著大于光澤3代和尤溪3代；平均單株立木材積為0.03655m3，各處理間差異亦無秩序性，但可知1（11號(hào)）、3（38號(hào)）、4（41號(hào)）和5（42號(hào)）顯著大于光澤3代和尤溪3代。

表3 生長(zhǎng)性狀方差分析

表4 生長(zhǎng)性狀方差分量

2.3 林分整齊性分析

以小區(qū)均值對(duì)參試家系造林后5a林分平均生長(zhǎng)量的變異系數(shù)進(jìn)行方差分析（表6），并進(jìn)一步進(jìn)行LSD多重比較（表7）。試驗(yàn)林樹高、胸徑和單株立木材積平均變異系數(shù)分別為14.44%、21.00%和47.22%，但在處理間樹高、胸徑和單株立木材積的變異系數(shù)差異均不顯著。多重比較表明樹高的變異系數(shù)在兩兩間差異均不顯著，而胸徑和單株立木材積表現(xiàn)出了一定的差異性，但這種差異性呈不規(guī)律性（不能根據(jù)多重比較結(jié)果將參試處理排序），整體上參試種質(zhì)材料的林分較整齊均勻。但可知1號(hào)處理的胸徑和單株立木材積的變異系數(shù)明顯小于5號(hào)和7號(hào)處理，即11號(hào)家系的胸徑和單株立木材積較42號(hào)家系和尤溪3代具有更高的整齊性。

2.4 優(yōu)良造林家系篩選

通過對(duì)參試家系5a林齡林分的保存率、生長(zhǎng)性狀、林分整齊度的對(duì)比分析，綜合篩選出11號(hào)家系和41號(hào)家系為最優(yōu)造林家系。其林分表現(xiàn)如表8。11號(hào)和41號(hào)家系林分的保存率與光澤3代和尤溪3代相當(dāng)。11號(hào)家系林分5a林齡時(shí)樹高、胸徑和單株立木材積分別比光澤3代大6.98%、6.55%和18.71%，變異系數(shù)分別小19.87%、16.26%和11.79%；分別比尤溪3代大5.90%、9.01%和19.74%，變異系數(shù)分別小23.34%、26.79%和25.21%。41號(hào)家系林分5a林齡時(shí)樹高、胸徑和單株立木材積分別比光澤3代大20.93%、9.21%和41.17%，樹高變異系數(shù)小4.08%，胸徑變異系數(shù)大2.33%，單株立木材積變異系數(shù)小4.39%；樹高、胸徑和單株立木材積分別比尤溪3代大19.71%、11.73%和42.38%，變異系數(shù)分別小8.24%、10.53%和18.94%。篩選出的兩個(gè)家系幼齡期生長(zhǎng)增益明顯。

表5 生長(zhǎng)性狀LSD多重比較

表6 變異系數(shù)方差分析

表7 變異系數(shù)LSD多重比較

表8 優(yōu)良家系林分5a林齡生長(zhǎng)表現(xiàn)

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)篩選出11號(hào)家系和41號(hào)家系為最優(yōu)造林家系，其林分保存率與光澤3代和尤溪3代相當(dāng)。11號(hào)家系林分5a林齡時(shí)樹高、胸徑和單株立木材積分別比光澤3代大6.98%、6.55%和18.71%，變異系數(shù)分別小19.87%、16.26%和11.79%；分別比尤溪3代大5.90%、9.01%和19.74%，變異系數(shù)分別小23.34%、26.79%和25.21%。41號(hào)家系林分5a林齡時(shí)樹高、胸徑和單株立木材積分別比光澤3代大20.93%、9.21%和41.17%，樹高變異系數(shù)小4.08%，胸徑變異系數(shù)大2.33%，單株立木材積變異系數(shù)小4.39%；樹高、胸徑和單株立木材積分別比尤溪3代大19.71%、11.73%和42.38%，變異系數(shù)分別小8.24%、10.53%和18.94%。

從已有的報(bào)道[11-13,18-20]分析，福建省已投產(chǎn)的杉木第3代種子園中，經(jīng)過多批次造林對(duì)比試驗(yàn)的有福建省尤溪國(guó)有林場(chǎng)杉木第3代種子園、福建省沙縣官莊國(guó)有林場(chǎng)杉木第3代種子園、福建省光澤華橋國(guó)有林場(chǎng)杉木第3代種子園，結(jié)果均表明杉木第3代種子園良種生長(zhǎng)的優(yōu)良性在早期已可表現(xiàn)，樹高年均生長(zhǎng)量可達(dá)1.1～1.5m，胸徑年均生長(zhǎng)量可達(dá)1.6～1.8cm。本研究以福建省光澤華橋國(guó)有林場(chǎng)杉木第3代種子園和福建省尤溪國(guó)有林場(chǎng)杉木第3代種子園良種為對(duì)照開展造林對(duì)比試驗(yàn)。林分5a林齡時(shí)，兩個(gè)對(duì)照的樹高分別達(dá)到6.88m和6.95m，分別比杉木速生豐產(chǎn)林中心產(chǎn)區(qū)Ⅰ立地級(jí)中徑材生長(zhǎng)量指標(biāo)（3.2m）[14]大115.0%和117.2%，年均生長(zhǎng)量分別為1.38m和1.39m；胸徑分別達(dá)到9.77cm和9.55cm，分別比杉木速生豐產(chǎn)林中心產(chǎn)區(qū)Ⅰ立地級(jí)中徑材生長(zhǎng)量指標(biāo)（5.5m）大77.6%和73.6%，年均生長(zhǎng)量分別為2.0cm和1.9cm。本次篩選的優(yōu)良家系比第3代種子園混合種有明顯優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用潛力較大。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，和第3代種子園混合種林分相比，參試家系的林分在保存率、生長(zhǎng)性和林分整齊性方面優(yōu)劣并存，必須經(jīng)過造林對(duì)比試驗(yàn)才能篩選出適宜的第3代優(yōu)良家系。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，參試處理（參試家系）對(duì)樹高總差異的貢獻(xiàn)率可達(dá)27.26%，對(duì)胸徑和單株立木材積總差異的貢獻(xiàn)率僅為4.26%和6.04%，說明杉木優(yōu)良家系在幼齡期的優(yōu)良性主要表現(xiàn)在樹高生長(zhǎng)上。因此還應(yīng)持續(xù)調(diào)查分析試驗(yàn)林，進(jìn)一步對(duì)比分析參試家系和第3代種子園良種在生長(zhǎng)上的持續(xù)差異，為杉木第3代優(yōu)良家系選用提供更充足的依據(jù)。