不同坡位對格木生長影響與嫁接成活的相關性分析

蒙蘭楊，唐國強，唐 武，史 進，覃開展，黃雪芬，羅筱娥，鄧莉明

（南寧市林業(yè)科學研究所，廣西 南寧 530107）

格木Erythrophleum fordii又名斗登風，赤葉柴等，為蘇木科Caesalpiniaceae 格木屬Erythrophleum亞熱帶常綠高大喬木[1-2]。格木主要分布于我國廣東、廣西、浙江、福建和臺灣等地，其木材暗褐色，質(zhì)硬而亮，紋理致密，且具有較高的經(jīng)濟價值[3]。由于長期的過度利用和毀林開荒等,其天然林資源已遭受嚴重破壞,被列為我國二級重點保護植物,并作為漸危種列入IUCN 瀕危物種紅色名錄[4-6]。目前格木在人工林方面的研究主要集中在碳氮儲量[7-10]、幼苗生長及生理特性[11-15]、混交造林[16-18]、人工林修枝[19]等；而坡位對格木生長的影響和格木嫁接技術，尚未見報道。近幾年，廣西格木人工林發(fā)展迅速，逐漸成為廣西主要造林樹種及桉樹樹種結構調(diào)整的替代樹種之一。本研究對南寧市林業(yè)科學研究所的不同坡位格木進行生長情況調(diào)查，并進行格木嫁接試驗，用于分析不同坡位對格木生長影響和格木嫁接成活的相關性，為格木人工林營建和種質(zhì)資源保存提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于南寧市林業(yè)科學研究所（107°59′E，23°10′ N），屬石灰?guī)r峰林間緩丘寬谷臺地地貌，海拔100～159 m，屬低山和丘陵地帶，坡度一般在5°～15°，地勢平坦。氣候為北熱帶北緣季風氣候，四季溫和，冬暖夏涼，年平均氣溫為21.5 ℃，≥10℃的年平均積溫7 697.8 ℃。1月最冷，月平均溫度為12.3 ℃，極端最低氣溫為-3 ℃，7月最熱，平均氣溫28.2 ℃，極端最高溫度40.6 ℃。年平均降水量1 250 mm，雨季多在4—8月之間，年平均相對濕度79.0%，有霜日年平均3～5 d。

土壤為第四紀紅土發(fā)育成的中至厚層赤紅壤，有機質(zhì)0.499%～3.146%，pH 值4.5～5.5，速效氮7.5～70 mg/kg，速效鉀40～55 mg/kg，全氮0.036%～0.147% ，土質(zhì)粘性小，土壤保水性差、滲透強，比較干旱[20]。

1.2 格木林分概況

研究的格木林分位于南寧市林業(yè)科學研究所第2 林班，為3年生人工純林，共2.67 hm2；于2015年5月份完成造林，造林密度為2 m×2 m；苗木來源于南寧市林業(yè)科學研究40年生格木母樹的種子培育的苗木，苗齡為0.5 a，地徑0.7～1.1 cm，苗高35～50 cm，生長好、根系發(fā)達、無病蟲害和機械損傷；格木苗種植后，及時淋定根水，以保證成活率；根據(jù)林地雜草情況及時清除雜草，每年春季追復合肥（0.15 kg，N-P2O5-K2O，15-15-15，總養(yǎng)分≥45%）1 次。

1.3 不同坡位格木生長調(diào)查

按坡位不同，將坡面長度1/3 最上的部位劃為上坡，將坡面長度1/3 最下的部位劃為下坡，介于上坡和下坡之間的部分劃為中坡[21]。在造林地上、中、下坡（東南坡，坡度15°）分別隨機設置3 個20 m × 20 m 的樣地，共9 個樣地，每個樣地有100 株格木（包括未成活的）。在每個樣地內(nèi)對所有格木進行每株檢量，分別量測每株的樹高、地徑、冠幅（東西冠幅和南北冠幅）、枝下高、一級分枝數(shù)、枝條長度（選擇3枝在樹干上分布最低的一級分枝，測量其長度）、枝條粗度（選擇3 枝在樹干上分布最低的一級分枝，在基部往上10 cm 處測其粗度）、分枝角度（選擇3 枝在樹干上分布最低的一級分枝，測其與樹干生長方向的夾角）。

其中樹高、冠幅、枝下高、分枝長度用標桿測量，地徑、分枝粗度用游標卡尺測量，分枝角度用量角器測量，一級分枝數(shù)采用人工計數(shù)。所有樣方的格木測定工作均于2018年6月完成。

1.4 格木嫁接試驗

嫁接砧木為上述3年生格木，嫁接穗條采自40年生格木母樹。選取樹冠中部以上、健壯、芽飽滿、無病蟲害的1年生枝條作為接穗。采用切貼接的方法進行嫁接，嫁接時堅持切削面平滑，以保證砧、穗切面相接層以最大限度的對準；此外保證切口面潔凈、切削接穗和砧木快。嫁接用薄膜包扎，并在嫁接膜上噴灑殺蟲粉劑（殘殺威0.4%，氯菊脂0.2%），防止螞蟻等叮咬。于2018年4月17日進行采穗嫁接，穗條采收后立即用濕毛巾包裹保濕，放陰涼處備用。所有采穗條和嫁接工作當日完成，共嫁接300 根。

嫁接2 個月后調(diào)查嫁接成活情況。調(diào)查的指標有砧木粗度（嫁接口處砧木的粗度）、接穗粗度（接穗中部的粗度）、接穗長度、萌芽粗度（穗條的萌芽枝基部往上2 cm 處）、萌芽長度、嫁接高度（嫁接口處離地面的高度）、穗條萌芽分枝數(shù)量、穗條萌芽復葉數(shù)。其中砧木粗度、接穗粗度、萌芽粗度、接穗長度用游標卡尺測量，穗條萌芽長度和嫁接高度用鋼卷尺測定，分枝數(shù)和復葉數(shù)量采用人工計數(shù)。

確定嫁接成活系數(shù)[20,22]：穗條成活及生長良好，成活系數(shù)為 1；穗條干枯死亡，成活系數(shù)為0。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2007 進行數(shù)據(jù)整理；使用SPSS 23.0 進行方差分析、Duncan 多重比較及Pearson 相關分析；使用Origin Pro8 軟件制圖。數(shù)據(jù)分析時，單株的枝條長度、枝條粗度、枝條角度分別取其3個數(shù)的平均值；冠幅為東西冠幅和南北冠幅的平均值。

2 結果與分析

2.1 不同坡位對格木生長的影響

2.1.1 不同坡位格木地徑、樹高、冠幅的Duncan 多重比較

由表1可知，格木造林的保存率較高，其中上坡為98.67%，中坡為99.33%，下坡為98.00%。方差分析結果顯示（表2），不同坡位的地徑、樹高、冠幅之間存在極顯著差異（P＜0.01）。Duncan 多重比較結果顯示（表3），下坡格木的平均地徑為63.96 mm，顯著（P＜0.05）高于中坡的60.27 mm，而中坡的平均地徑又顯著高于下坡的54.12 mm；下坡格木的平均樹高為3.30 m，中坡的為3.06 m，下坡的為2.61 m，三者相互之間也存在顯著差異；下坡格木的平均冠幅為2.28 m，中坡為2.20 m，下坡為1.89 m，下坡和中坡的冠幅差異不顯著但均顯著高于上坡；另外值得一提的是，下坡和中坡的平均樹冠已發(fā)生重疊（寬幅≥2 m，造林密度2 m × 2 m），即林分開始郁閉，競爭關系形成；由此可以看出，坡位越低，格木的地徑、樹高、冠幅生長越好，即格木的長勢越好。

表1 格木調(diào)查樣地立地因子Table1 Sample plot site factors of Erythrophleum fordii

表2 不同坡位地徑、樹高、冠幅的方差分析Table2 Variance analysis of ground diameter,tree height and crown breadth in different slope positions

表3 地徑、樹高、冠幅的Duncan多重比較?Table3 Duncan multiple comparisons of ground diameter,tree height and crown width

2.1.2 不同坡位格木地徑、樹高、冠幅分布規(guī)律

由圖1～3 可知，格木造林3年后，不同坡位的地徑、樹高、冠幅分布的變化規(guī)律基本一致，基本呈正態(tài)分布，且坡度越低，其分布的峰值越往后移。上坡的格木地徑（圖1）主要分布在40～70 mm（77.61%），其中50～60 mm 最多（35.32%）；中坡的地徑主要分布在50～80 mm（78.92%），其中60～70 mm 最多（37.75%）；下坡的地徑主要分布在50～80 mm（83.08%），其中60～70 mm 最多（33.33%）。

圖1 格木不同坡位地徑分布Fig.1 Ground diameter distribution of different slope positions of Erythrophleum fordi

上坡的格木樹高（圖2）在主要分布在1.5～3.0 m（72.64%），其中2.5～3.0 m 最多（31.84%）；中坡的樹高在主要分布在2.5～4.0 m（72.64%），其中3.0～3.5 m 最多（37.25%）；下坡的樹高在主要分布在2.5～4.0 m（79.10%），其中3.0～3.5 m 最多（33.83%）。

圖2 格木不同坡位樹高分布Fig.2 Tree height distribution of different slope positions of Erythrophleum fordii

上坡的格木冠幅（圖3）在主要分布在1.5～2.5 m（77.64%），其中1.0～1.5 m 為22.39%，1.5～2.0 m 為24.38%，2.5～3.0 m 為24.88%，三者的相差不大；中坡的冠幅主要分布在1.5～3.0 m（78.92%），其中2.0～2.5 m 最多（37.25%）；下坡的冠幅主要分布在1.5～3.0 m（69.61%），其中2.0～2.5 m 最多（31.84%）。

由此可以看出，坡位越低，格木的地徑、樹高、冠幅生長越快，即格木的生長越迅速。該分析結果與表2相符合。

2.1.3 不同坡位格木枝條生長Duncan 多重比較

對不同坡位的格木枝條生長特性進行方差分析（表4），結果表明格木3 個坡位的一級分枝數(shù)、枝條長度、枝條粗度、枝條角度間存在極顯著差異（P＜0.01），3 個坡位的枝下高間存在顯著差異（P＜0.05）。Duncan 多重比較結果顯示（表5），3 種坡位的一級分枝數(shù)、枝條長度、枝條粗度、枝條角度均為下坡＞中坡＞上坡，其中下坡和中坡的一級分枝數(shù)、枝條長度、枝條粗度差異不顯著但平均值均顯著高于上坡；下坡的分枝角度顯著高于上坡和中坡，中坡的分枝角度顯著高于上坡；上坡的枝下高顯著高于中坡，下坡的枝下高與另外兩種坡位的差異不顯著。

圖3 格木不同坡位冠幅分布Fig.3 Crown width distribution of different slope positions of Erythrophleum fordi

表4 不同坡位枝條性狀方差分析Table4 Variance analysis of branch characters in different slope positions

2.1.4 格木生長指標的相關分析

由表6可知，格木的地徑呈顯著（P＜0.05）負相關，與其他所有指標呈極顯著（P＜0.01）正相關；樹高、冠幅、一級分枝數(shù)與枝下高的相關性不顯著，但與其他指標均有極顯著正相關；枝條長度、枝條粗度與枝下高呈極顯著負相關，與分枝角度相關性不顯著，與除這2 個指標外的所有指標呈極顯著正相關；枝下高與地徑、枝條長度、枝條粗度呈極顯著或顯著負相關，與分枝角度呈極顯著正相關，與數(shù)高、冠幅、一級分枝數(shù)相關不顯著。說明除枝下高外，其他生長指標之間基本都存在明顯的相互影響和協(xié)同促進的作用；地徑越大、枝條越長、枝條越粗則枝下高越低，枝下高越高枝條分枝角度越大。

表5 不同坡位枝條性狀的Duncan多重比較Table5 Duncan multiple comparison of branch characters in different slope positions

表6 格木生長指標的相關性?Table6 Correlation of growth indices of Erythrophleum fordii

2.2 格木嫁接成活率的相關性分析

2.2.1 格木嫁接后生長特性

格木采用切貼接嫁接后10～15 d 開始萌芽，嫁接2 個月后調(diào)查成活率為35.33%。嫁接70 d 后調(diào)查成活穗條的萌芽性狀，結果顯示（表7、圖4）穗條萌芽粗度平均值為9.72 mm，主要分布在6～14 mm（78.13%），其中在10～12 mm 最多，為28.12%；穗條萌芽長度平均值為41.66cm，主要分布在20～60 cm（81.25%），其中在20～40 cm最多，為50.00%；穗條萌芽分枝數(shù)平均值為0.66枝，主要分布在0～1 枝（84.38%），其中在0 枝最多，為56.25%；穗條萌芽復葉數(shù)平均值為6.59 片，主要分布在3～9 片（81.25%），其中在5～7 片最多，為40.62%。除了萌芽分枝數(shù)量，其他3 個指標的性狀分布規(guī)律基本呈正態(tài)分布。

2.2.2 格木嫁接成活與砧木（穗條）性狀的相關性

由表8可知，格木嫁接成活率與砧木粗度和接穗粗度呈顯著正相關，與嫁接高度和接穗長相關性不顯著，說明格木嫁接時選擇的砧木和穗條越粗壯，成活率越高；萌芽長度與砧木粗呈顯著正相關，說明砧木越粗，萌芽長度生長越快；萌芽粗度和復葉數(shù)與接穗長度呈顯著正相關，說明接穗越長，穗條萌芽越粗，葉子越多。分枝數(shù)與砧木（穗條）性狀沒有相關性。

表7 格木嫁接調(diào)查Table7 Questionnaire of Erythrophleum fordii grafting

3 結論與討論

圖4 嫁接成活枝條萌芽的性狀分布Fig.4 Character distribution of shoots sprouting after grafting

表8 嫁接成活與砧木（穗條）性狀的相關性Table8 Correlation between grafting survival and rootstock traitsg (rafted panicle)

本研究對3年生的不同坡位的格木進行生長情況調(diào)查，結果表明不同坡位格木長勢存在極顯著差異，不同坡位格木林分長勢表現(xiàn)為下坡＞中坡＞上坡；其原因可能為隨著坡位的上升，土壤水分和肥力逐漸下降[23-24]；其結果與陳彬對禿杉[25]、劉帥成等人對福建柏[26]，劉敬優(yōu)對馬褂木[27]等不同坡位造林的研究結果相一致。造林3年，下坡格木的平均地徑為63.96 mm，是中坡平均地徑的106.12%（60.27 mm）,平均地徑下坡的118.18%（54.12 mm）；下坡格木的平均樹高為3.30 m，是中坡平均樹高的107.84%（3.06 m），下坡平均樹高的126.44%（2.61 m）；下坡格木的平均冠幅為2.28 m，是中坡平均冠幅的103.63%（2.20 m），下坡平均冠幅的120.63%（1.89 m）；另外造林3年，格木下坡和中坡的平均樹冠已發(fā)生重疊，林分開始郁閉，形成競爭關系。不同坡位對格木的枝條生長也有極顯著的影響，3 種坡位的一級分枝數(shù)、枝條長度、枝條粗度、枝條角度均為下坡＞中坡＞上坡，其原因可能為隨著坡位的上升，格木枝條的生長減慢，導致越往上坡枝條粗度和長度越小，即枝條重量也隨之減小，枝條對樹干往下的壓力減小，所以枝條角度也隨之減小；但枝下高表現(xiàn)為上坡＞下坡＞中坡，與廖德志等人[28]的坡位對樟樹林分枝下高影響不明顯的研究結果不一致，其原因可能為樹種和樹齡不一樣，也可能是立地環(huán)境和病蟲害的差異導致。對格木的各個生長指標進行Pearson 相關性分析，結果表明除枝下高外，其他生長指標都基本呈極顯著正相關，說明地徑、樹高等生長指標之間存在明顯的相互影響和協(xié)同促進的作用；而地徑越大、枝條越長、枝條越粗則枝下高越低，枝下高越高則枝條分枝角度越大，與陳聰對木荷的研究結果相一致[29]。另外值得一提的是，在調(diào)查過程中，發(fā)現(xiàn)格木的自然死亡枝條數(shù)幾乎為0，說明格木的自然整枝能力差，用材造林需要為其人工修枝。

采用切接方法嫁接格木，成活率僅為35.33%，成活率偏低。對格木的嫁接成活進行Pearson 相關性分析，結果表明格木嫁接時,砧木粗度在11.29～50.79 mm、接穗粗度在3.84～13.00 mm,、接穗長度在24.64～94.68 mm、嫁接高度在50.00～16.00 cm 范圍內(nèi),選擇的砧木和穗條越粗壯，成活率越高；砧木越粗，萌芽長度生長越快；接穗越長，穗條萌芽越粗，葉子越多；而嫁接垂直高度對嫁接沒有影響。

本研究對不同坡位格木的造林效果和格木嫁接成活相關性進行分析，本次調(diào)查數(shù)據(jù)來源于同一林分和同一次嫁接試驗，其結果只為初步結論，但對立地條件相同或相似的地域進行格木造林和開展格木嫁接保存優(yōu)良無性系仍有一定的實踐指導意義。接下來將對不同修枝程度、施肥對格木生長的影響進行研究；同時研究不同嫁接方法、不同季節(jié)對格木嫁接成活的影響，為格木種質(zhì)資源收集與利用打好基礎。