容器規(guī)格對乳源木蓮移植容器苗生長過程及節(jié)律的影響

歐建德 康永武

( 1. 明溪縣林業(yè)局，福建 三明， 365200；2. 沙縣林業(yè)局，福建 三明， 365000)

容器苗在苗木質(zhì)量與造林成活率等方面具有無可辯駁的優(yōu)越性[1]，而被廣泛應(yīng)用在困難立地造林[2]、珍貴樹種資源培育[3-5]。容器規(guī)格決定著育苗基質(zhì)數(shù)量，改變?nèi)萜髅缟L空間與養(yǎng)分供給，影響著苗木生長、苗木質(zhì)量及育苗成本[6-10]。容器苗造林不受季節(jié)限制，容器苗的移植后再培育、出圃時(shí)間的往往不同。當(dāng)前有關(guān)容器規(guī)格優(yōu)化大多基于某一時(shí)間點(diǎn)的苗木表現(xiàn)來判斷，忽視了移植再培育時(shí)間這一影響因素，存在著精準(zhǔn)性差等問題。為精準(zhǔn)容器規(guī)格選擇和科學(xué)苗期管理，分析容器規(guī)格對容器苗生長動態(tài)效應(yīng)以及對苗木生長節(jié)律影響，揭示容器規(guī)格作用苗木生長機(jī)制具有現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前國內(nèi)外有關(guān)容器規(guī)格影響苗木生長的動態(tài)效應(yīng)與作用機(jī)制研究的迄今未見報(bào)道。

乳源木蓮（Manglietia yuyuanensis）是中國南方闊葉造林樹種，當(dāng)前乳源木蓮研究更多地關(guān)注其遺傳改良[11]、造林[12-13]、生長規(guī)律[13-14]、成林管理[15-18]、混交林效應(yīng)[19-21]等方面，有關(guān)其育苗方面的研究[22-23]較少，迄今未見其移植容器苗方面的研究。開展移植容器苗的容器規(guī)格生長效應(yīng)動態(tài)研究，對于精準(zhǔn)容器規(guī)格選擇有著現(xiàn)實(shí)意義。Logistic 方程常用于生長動態(tài)擬合與生長節(jié)律參數(shù)估算[7]。通徑分析比相關(guān)分析和回歸分析更為精確，對多因素的統(tǒng)計(jì)分析更加符合實(shí)際[24]。本研究在福建沙縣開展生產(chǎn)上常用3 種容器規(guī)格乳源木蓮移植容器苗試驗(yàn)，采用定株觀測的方法，分析了容器規(guī)格的苗木生長動態(tài)影響效應(yīng)，并應(yīng)用Logistic 方程擬合苗高和地徑生長動態(tài)的方法，分析了容器規(guī)格對苗木生長節(jié)律的影響效應(yīng)，運(yùn)用通徑分析方法分析生長節(jié)律與苗木生長的關(guān)系，企圖揭示容器規(guī)格作用苗木生長的機(jī)制，明確不同移植再培育時(shí)間的合理容器規(guī)格，為育苗管理提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地設(shè)在福建省沙縣實(shí)驗(yàn)苗圃（26 °22′N，117 °52′E），苗圃育苗大棚棚高2.5 m，棚頂遮蓋透光度50%的黑色塑料遮陽網(wǎng)，通風(fēng)性能良好。選用1年生乳源木蓮輕基質(zhì)苗（容器規(guī)格5 cm×10 cm，基質(zhì)為V（泥炭）∶V（珍珠巖）=1∶1，苗高29 cm，地徑4.2 mm；移植容器苗的育苗基質(zhì)為V（泥炭）∶V（珍珠巖）=1∶1，按3 g/cm3標(biāo)準(zhǔn)，拌有艾貝斯緩釋肥（其中全氮、有效磷、速效鉀含量分別為18%、8%、8%）。2018年6月26 日輕基質(zhì)小苗移栽至裝有育苗基質(zhì)的不同規(guī)格的無仿布袋中，每袋1 株，并擺放育苗大棚中。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)有CS1（10 cm×12 cm），CS2（15 cm×15 cm），CS3（16 cm×18 cm）3 種容器規(guī)格處理，每個(gè)處理重復(fù)3 次，9個(gè)小區(qū)，每小區(qū)40 株。6月26 日開始逐株標(biāo)志并采用鋼卷尺測量苗高（精確到0.1 cm）與游標(biāo)卡尺測量地徑（精確到0.1 mm），每隔15 d 測量1 次，直至11月20 日。

1.3 苗木生長模型的擬合與檢驗(yàn)

1.3.1 苗木生長模型與相關(guān)參數(shù)計(jì)算

采用Logistic 擬合回歸分析法擬合乳源木蓮苗高、地徑生長節(jié)律，擬合方程模型如公式（1）。參照朱仁海等[25]的方法計(jì)算不同處理的乳源木蓮幼苗苗高、地徑生長的線性生長始期（T1）、線性生長終期（T2）、線性生長持續(xù)時(shí)間（LGD）、線性生長速率（LGR）、最大線性生長速率（MGR）和線性生長量（TLG）。

式中：y為苗高、地徑生長量；t為生長時(shí)間；a和b為待定系數(shù)；k為既定條件下苗高、地徑生長可能達(dá)到的極限值[7]。

1.3.2 苗木生長模型檢驗(yàn)

采用F統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法和計(jì)算平均偏差（ME）、平均絕對偏差（MAE）、平均相對偏差（MPE）、平均相對偏差絕對值（MAPE）、模型的預(yù)估精度（P）等指標(biāo)進(jìn)行苗木生長模型檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法見參考文獻(xiàn)[26-28]。

1.4 苗木生長量與生長節(jié)律參數(shù)的通徑分析

線性生長的T1、LGD、LGR 是衡量Logistic生長過程的主要參數(shù)指標(biāo)，按參考文獻(xiàn)[24]的方法對這3個(gè)生長節(jié)律參數(shù)進(jìn)行通徑分析，按參考文獻(xiàn)[15] 的方法計(jì)算決定系數(shù)，揭示容器規(guī)格對乳源木蓮容器苗生長作用機(jī)制。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003 和SPSS 21.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用SPSS 21.0 軟件對苗高、地徑生長過程進(jìn)行Logistic 擬合回歸分析。采用單因素方差分析法和Duncan 法對苗高、地徑和苗木生長節(jié)律參數(shù)進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 容器規(guī)格對苗高、地徑生長過程的影響

由表1 可知，各容器規(guī)格間移植時(shí)乳源木蓮苗高、地徑無顯著性差異，表明處理間移栽時(shí)的乳源木蓮苗高、地徑無顯著性差異、是一致的，克服了因移栽時(shí)苗木差異產(chǎn)生的試驗(yàn)誤差影響。

表1 不同容器規(guī)格苗高、地徑生長過程表現(xiàn)Table 1 Height and ground diameter growth of seedlings under different container sizes

各處理間的移栽后0～30 d 乳源木蓮苗高、地徑無顯著性差異，表明容器規(guī)格對移栽后30 d內(nèi)乳源木蓮苗高、地徑生長無顯著性影響，說明容器規(guī)格對移植后苗高、地徑初期（移栽后0～30 d）生長無影響。處理間移栽后41～124 d乳源木蓮苗高、地徑均有著顯著性差異（P＜0.05），表明容器規(guī)格有著促進(jìn)苗高、地徑生長效應(yīng)，且這種促進(jìn)效應(yīng)隨時(shí)間推移而顯現(xiàn)；移栽后41～124 d 的乳源木蓮苗高、地徑總體隨容器規(guī)格增大呈現(xiàn)增大趨勢。

自移栽第41 天起CS3苗高顯著大于CS1（P＜0.05），自移栽58 d 起CS2苗高顯著大于CS1（P＜0.05），說明CS3較CS2促進(jìn)苗高生長效應(yīng)明顯提前，表明促進(jìn)苗高生長效應(yīng)隨容器規(guī)格增加而提前；自移栽第94 天起CS3苗高顯著大于CS2（P＜0.05），說明在該期間的CS3較CS2顯著促進(jìn)苗高生長。自移栽第41 天起CS3、CS2的地徑顯著大于CS1（P＜0.05），且CS3、CS2間無顯著差異；自移栽第109 天起CS3的地徑顯著大于CS2（P＜0.05），說明在該期間的CS3較CS2顯著促進(jìn)苗木地徑生長。以上結(jié)果表明，大規(guī)格容器有促進(jìn)苗高、地徑生長效應(yīng)，且該促進(jìn)效應(yīng)隨移栽后時(shí)間推移而愈加顯現(xiàn)，同時(shí)說明綜合移栽再培育時(shí)間合理容器規(guī)格很有必要。

2.2 苗木生長過程模型的建立與檢驗(yàn)

由表2 可知，各容器規(guī)格的乳源木蓮的苗高、地徑Logistic 生長曲線方程的決定系數(shù)分別為0.944～0.968、0.970～0.987，回歸方程的F值分別為33.71～60.52、64.67～151.85，均達(dá)到極顯著性水平（P＜0.01）。

表2 不同容器規(guī)格乳源木蓮Logistic 生長曲線方程的擬合參數(shù)Table 2 Fitting parameters of Logistic equations for height and ground diameter of M. yuyuanensis seedlings under different container sizes

由表3 可知，系列乳源木蓮苗高、地徑生長模型均通過置信橢圓F檢驗(yàn)，檢驗(yàn)精度高達(dá)99%以上，系列模型的ME、MAE、MPE、MAPE均表現(xiàn)良好。

表3 不同容器規(guī)格乳源木蓮Logistic 生長曲線方程的檢驗(yàn)Table 3 Test of Logistic equations for height and ground diameter of M. yuyuanensis seedlings under different container sizes

2.3 不同容器規(guī)格的乳源木蓮苗木生長節(jié)律比較

由表4～5 可知，各規(guī)格容器的苗高生長前期、速生期分別為8～45、83～111 d，地徑生長分別為3～18、101～105 d；各規(guī)格容器的苗高生長LGR、MGR 和TLG 分別為0.514 4～0.818 0、0.578 8～0.920 2 cm/d、38.19～53.13 cm，地徑生長分 別 為0.053 9～0.061 1、0.060 7～0.068 7 mm/d、5.39～6.35 mm。

表4 不同容器規(guī)格乳源木蓮苗高、地徑生長節(jié)律參數(shù)Table 4 Growth rhythm parameters of heights and ground diameters of M. yuyuanensis seedlings under different container sizes

表5 乳源木蓮苗高地徑生長節(jié)律參數(shù)方差分析Table 5 Variance analysis of growth rhythm parameters for height and ground diameter of M. yuyuanensis seedlings

容器規(guī)格顯著影響乳源木蓮苗高、地徑生長的T1、T2、LGR、MGR 和TLG（P＜0.05）；容器規(guī)格顯著影響苗高生長的LGD（P＜0.05）、但對地徑生長的LGD 無顯著性影響；以上結(jié)果表明容器規(guī)格顯著改變著苗高、地徑生長節(jié)律。

乳源木蓮苗高、地徑生長的T1、T2均隨容器規(guī)格增大呈現(xiàn)增大趨勢；容器增大至CS2起顯著延遲苗高的T1、T2（P＜0.05），且CS2、CS3間無顯著性差異；容器規(guī)格增大至CS3顯著延遲地徑的T1、T2（P＜0.05），CS1的最小，CS3的最大，且CS2與CS1、CS3均無顯著性影響。苗高、地徑LGR、MGR 和TLG 均隨容器規(guī)格增大呈現(xiàn)增大的變化趨勢，容器增大至CS2起顯著增大苗高、地徑MGR、LGR、TLG（P＜0.05），CS1的苗高、地 徑MGR、LGR、TLG 最小，CS3苗高M(jìn)GR、LGR、TLG 以及地徑TLG 的最大，CS2與 CS3地徑LGR、MGR 較大且之間無顯著性差異。乳源木蓮苗高LGD 隨容器規(guī)格的增大而減小，容器增大至CS2起顯著縮短LGD（P＜0.05），且CS2、CS3間無顯著性差異。

2.4 乳源木蓮苗木生長與生長節(jié)律的通徑分析

由表6 可知，乳源木蓮移植容器苗高生長的LGD 和 LGR 對苗高和地徑均表現(xiàn)出極顯著性的正向作用（P＜0.01）、有著明顯促進(jìn)作用，T1對苗高和地徑無顯著性直接作用。生長節(jié)律因子對乳源木蓮苗高生長相對重要性由大到小排序依次為LGR、LGD、T1，LGR 單獨(dú)作用排序第1，有極顯著正向作用，LGR 成為影響苗高徑生長的主導(dǎo)生長節(jié)律因子。綜合以上表明，容器規(guī)格影響苗高地徑生長機(jī)制是主要通過改變苗高地徑線性生長速度來實(shí)現(xiàn)。苗高和地徑的LGR 隨著容器規(guī)格增大呈現(xiàn)增大變化，大規(guī)格容器促進(jìn)高徑生長主要是通過增大苗高和地徑的LGR 來實(shí)現(xiàn)。這與前文中容器規(guī)格影響苗木移栽后初期生長不顯著，但苗高及地徑生長差異隨移栽后時(shí)間推移而逐漸顯現(xiàn)的研究結(jié)果相互驗(yàn)證，且很好地解析這一現(xiàn)象。

表6 乳源木蓮苗高地徑生長量與生長節(jié)律參數(shù)的通徑分析Table 6 Path analysis of height， ground diameter growths and growth rhythm parameters of M. yuyuanensis seedlings

3 結(jié)論與討論

本研究系統(tǒng)分析了容器規(guī)格對乳源木蓮容器苗生長過程影響，以及對苗高地徑生長節(jié)律影響效應(yīng)，擬合了移植容器苗生長過程；采用通徑分析方法，分析了生長節(jié)律參數(shù)對苗高地徑生長直接作用效應(yīng)，并揭示了容器規(guī)格影響苗高、地徑生長的作用機(jī)制；給出不同再培育時(shí)間乳源木蓮容器規(guī)格優(yōu)化方案，從而為乳源木蓮和同類容器苗培育與研究提供參考與借鑒。研究結(jié)論認(rèn)為，容器規(guī)格促進(jìn)生長效應(yīng)隨移栽后時(shí)間推移而顯現(xiàn)，容器規(guī)格影響苗高、地徑生長是個(gè)動態(tài)過程；容器規(guī)格對移栽后初期乳源木蓮苗高、地徑生長無顯著性影響，綜合再培育時(shí)間（移栽后時(shí)間）因素合理容器規(guī)格選擇十分必要。采用用Logistic 方程能夠很好地?cái)M合乳源木蓮容器苗的苗高、地徑生長過程。容器規(guī)格顯著影響苗高地徑生長節(jié)律，針對不同容器規(guī)格、調(diào)節(jié)苗木速生期間的養(yǎng)分補(bǔ)給等育苗措施十分重要；容器規(guī)格作用苗高、地徑生長機(jī)制主要是通過改變LGR實(shí)現(xiàn)。

容器規(guī)格顯著影響乳源木蓮移植容器苗苗高、地徑生長過程，佐證前人關(guān)于容器規(guī)格影響生長[6-10]的研究結(jié)論，合理選擇容器規(guī)格顯得十分重要；容器規(guī)格影響乳源木蓮苗高、地徑生長效應(yīng)隨移栽后時(shí)間（再培育時(shí)間）的推移而顯現(xiàn)，容器規(guī)格對移栽后初期生長乳源木蓮苗高、地徑無顯著性影響，與前人關(guān)于容器影響苗木初期生長不顯著，但苗高及地徑生長差異隨苗木生長而逐漸顯現(xiàn)的研究結(jié)論[29-30]相互驗(yàn)證；容器規(guī)格影響苗木生長效應(yīng)隨移植后再培育時(shí)間而發(fā)生變化，與前人關(guān)于不同規(guī)格容器的苗高地徑最早出現(xiàn)差異的時(shí)間不同的研究結(jié)論[29]相驗(yàn)證，建議容器規(guī)格的選擇宜綜合再培育時(shí)間（移栽后時(shí)間）因素。地徑是衡量苗木質(zhì)量優(yōu)劣的主要指標(biāo)[31]，為此以地徑作為苗木質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，綜合育苗成本，本研究的乳源木蓮容器苗再培育時(shí)間介于0～30 d 的選用10 cm×12 cm 容器，再培育時(shí)間介于41～94 d選用15 cm×15 cm 容器，可節(jié)約成本；再培育時(shí)間在109 d 以上的選用16 cm×18 cm 規(guī)格容器，可提高苗木質(zhì)量。

用Logistic 方程能夠很好地?cái)M合苗高、地徑生長過程，與前人在納塔櫟（Quercus nuttallii）[7]、乳源木源[22]、浙江樟（Cinnamomum chekiangense）[32]、浙江楠（Phoebe chekiangensi）[32]等樹種容器苗株高生長過程擬合結(jié)論一致。這表明采用Logistic生長模型擬合乳源木蓮移植容器苗苗高、地徑生長節(jié)律是可行的，意味著可用Logistic 生長模型對生長過程進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測并確定乳源木蓮線性生長期（速生期）的起始時(shí)間，為科學(xué)苗期管理提供技術(shù)支持。

容器規(guī)格顯著影響乳源木蓮苗高、地徑生長的T1、T2、LGR、MGR 和TLG 等生長節(jié)律參數(shù)（P＜0.05）；容器規(guī)格顯著影響乳源木蓮苗高生長的LGD（P＜0.05），但對地徑生長的LGD 無顯著性影響。容器規(guī)格影響乳源木蓮苗高、地徑生長節(jié)律的原因，是容器規(guī)格改變著容器苗的生長空間與養(yǎng)分供給等生長條件，佐證了前人關(guān)于養(yǎng)分供給[32]、生長環(huán)境[33]、光照強(qiáng)度[7]等生長條件影響植物生長節(jié)律的研究結(jié)論。乳源木蓮苗高、地徑生長T1、T2均呈現(xiàn)隨容器規(guī)格的增大而增大的變化，究其原因容器規(guī)格改變著苗木生長空間與養(yǎng)分供給，一方面苗木根系伸展空間隨容器規(guī)格增大而增大，導(dǎo)致苗木優(yōu)先進(jìn)行根系生長而推遲苗木、地徑生長的T1；另一方面隨容器規(guī)格增大而愈加充足生長空間與養(yǎng)分供給，滿足速生階段的需要，從而推遲T2。乳源木蓮苗高、地徑生長的LGR、MGR 和TLG 均呈現(xiàn)隨容器規(guī)格的增大而增大的變化趨勢，是隨容器規(guī)格增大而愈加充足的生長空間與養(yǎng)分供給所致。

乳源木蓮苗高、地徑生長的LGD 和 LGR 均對苗高、地徑均表現(xiàn)出極顯著性的正向作用，有著明顯促進(jìn)作用，而T1對苗高、地徑無顯著性直接作用；生長節(jié)律因子對乳源木蓮苗高、地徑生長相對重要性由大到小排序依次為LGR、LGD、T1，LGR 成為影響容器苗生長的主導(dǎo)生長節(jié)律因子。容器規(guī)格作用苗高、地徑生長的機(jī)制主要是通過改變LGR 來實(shí)現(xiàn)。LGR 的差異，往往意味著供應(yīng)生長所需養(yǎng)分的不同。為此建議，要根據(jù)容器規(guī)格適時(shí)調(diào)節(jié)移植容器苗速生期（線性生長期）養(yǎng)分補(bǔ)給，以提高苗木質(zhì)量。