不同育苗密度對(duì)香椿苗生長(zhǎng)和質(zhì)量的影響

李 佳，焦懷明，宋思?jí)簦瑮钣轮?，肖興翠，何芝然，楊檳豪

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650201；2.旺蒼縣林產(chǎn)有限公司，四川 廣元 628200；3.四川民族學(xué)院，四川 康定 626001；4.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081)

育苗密度為單位育苗面積苗木生長(zhǎng)株數(shù)，是決定育苗成本、苗木產(chǎn)量的重要因素，也是林業(yè)苗木生產(chǎn)的重要指標(biāo)之一。育苗密度大小對(duì)苗木生長(zhǎng)和質(zhì)量有直接的影響[1]。密度過(guò)小，單位面積合格苗數(shù)少，苗木空間利用率低，影響產(chǎn)出效益，使得育苗成本高[2-3]；密度過(guò)大，苗木單位面積產(chǎn)量高，但苗木生長(zhǎng)空間受限[4]，內(nèi)部通風(fēng)條件差，形成大批量外形細(xì)長(zhǎng)質(zhì)量差的不合格苗木，造成經(jīng)濟(jì)效益低[5]。因此，適宜的育苗密度對(duì)提升苗木質(zhì)量和移栽成活率具有非常重要的意義[6]。苗木質(zhì)量直接影響到造林成活率和樹(shù)木后期的生長(zhǎng)[7-8]，最常通過(guò)苗高和地徑這兩個(gè)基礎(chǔ)形態(tài)指標(biāo)來(lái)評(píng)定[9]，并將其作為苗木分級(jí)的主要指標(biāo)[10]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)苗木質(zhì)量的研究多集中于其外在營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件上，如基質(zhì)配比[11-12]、施肥方式[13-14]及容器規(guī)格[15]等方面，而育苗密度對(duì)苗木生長(zhǎng)和質(zhì)量影響方面，孫明慧等[16]研究認(rèn)為育苗密度對(duì)毛白楊苗木生長(zhǎng)指標(biāo)影響顯著，張治民[17]對(duì)木荷、蘇瑞琳[18]對(duì)馬占相思、徐小燕[19]對(duì)麻楝育苗密度的研究均發(fā)現(xiàn)，地徑與苗高及育苗密度呈反比，麻澤虎等[20]研究表明，烏桕苗高隨育苗密度的增大而增大，但地徑減小。

香椿(Toonasinensis)是我國(guó)特有的速生珍貴鄉(xiāng)土用材樹(shù)種，在我國(guó)栽培歷史悠久、分布廣泛，具有極強(qiáng)的抗病蟲(chóng)害能力和生態(tài)適應(yīng)能力，是“四旁”綠化和營(yíng)造速豐林的優(yōu)良品種[21-22]。但由于多年來(lái)良種化水平低、苗木質(zhì)量差等問(wèn)題[23]，優(yōu)質(zhì)苗木供應(yīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)需求[24]，香椿造林成效差。適宜的育苗密度則可培育出根系發(fā)達(dá)、健壯優(yōu)質(zhì)的苗木[25]。為了提高香椿苗木質(zhì)量，我們開(kāi)展了香椿育苗密度試驗(yàn)，探討不同育苗密度對(duì)香椿苗木生長(zhǎng)和質(zhì)量的影響，篩選出最適宜的育苗密度，為促進(jìn)香椿苗期生長(zhǎng)、提高苗木質(zhì)量及造林質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于四川省林業(yè)科學(xué)研究院川南林業(yè)研究所在瀘州市瀘縣的試驗(yàn)基地——四川省玉蟾山國(guó)家長(zhǎng)期科研基地，地理位置105°23′E，29°09′N，海拔350 m～550 m。試驗(yàn)地屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫暖、雨量充沛，年均氣溫17.1 ℃，年有效積溫 5 300 ℃，年均日照時(shí)數(shù)950.3 h，年降雨量1 110 mm，無(wú)霜期320 d左右。試驗(yàn)地設(shè)于山坡中上部，海拔504 m，土壤為黃沙土，之前為油茶育苗地。土壤呈酸性，pH值4.02，有機(jī)質(zhì)含量為17.69 g·kg-1，土壤水解氮含量為46.37 mg·kg-1，有效磷含量為2.06 mg·kg-1，速效鉀含量為52.01 mg·kg-1。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

以在合江香椿母樹(shù)林中采集的合江2號(hào)香椿優(yōu)樹(shù)種子為試驗(yàn)材料，培育芽苗，開(kāi)展播種育苗試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置7種育苗密度，即10 cm×5 cm(200株·m-2)、10 cm×10 cm(100株·m-2)、15 cm×10 cm(67株·m-2)、20 cm×10 cm(50株·m-2)、20 cm×15 cm(33株·m-2)、20 cm×20 cm(25株·m-2)、20 cm×25 cm(20株·m-2)，3 m×1 m(60～600株)，3次重復(fù)，各小區(qū)之間間隔0.25 m。

2.3 試驗(yàn)方法

2019年3月，以在合江香椿母樹(shù)林中采集的合江2號(hào)香椿優(yōu)樹(shù)種子培養(yǎng)的芽苗為材料進(jìn)行播種，培養(yǎng)芽苗。2019年5月，待香椿芽苗長(zhǎng)出4～6片真葉時(shí)進(jìn)行移栽。移栽前一周對(duì)苗圃地進(jìn)行整地，進(jìn)行兩次機(jī)械旋耕后做床，苗床寬為100 cm，兩邊溝寬30 cm，深30 cm。移栽前兩天將苗床澆透水。移栽時(shí)用鐵鍬將苗床土壤鏟松，取出苗木，修剪掉長(zhǎng)于5 cm的根系后進(jìn)行移栽，隨起隨栽，按照設(shè)定的株行距進(jìn)行移栽。栽后澆透水，用薄膜覆蓋，天晴白天蓋上遮陽(yáng)網(wǎng)，半個(gè)月后逐漸揭除薄膜和遮陽(yáng)網(wǎng)，進(jìn)行常規(guī)管理。

2.4 指標(biāo)測(cè)量方法

苗高、地徑測(cè)量方法：2019年9月底香椿苗停止生長(zhǎng)后，分別用游標(biāo)卡尺和直尺測(cè)量各小區(qū)香椿幼苗地徑與苗高，每個(gè)小區(qū)去除邊際效應(yīng)各測(cè)量30株。

生物量及根系測(cè)定方法：根據(jù)測(cè)量出來(lái)的各密度的苗高和地徑，計(jì)算出各密度香椿苗木平均苗高和平均地徑，按平均值± 5%的誤差在每個(gè)密度中選取3株標(biāo)準(zhǔn)株。將標(biāo)準(zhǔn)株完整挖取出來(lái)，先用水沖洗干凈后用吸水濾紙吸取苗木表面水分，再將苗木分為干、根、葉3部分，分別稱量其鮮重，并用直尺測(cè)量主根長(zhǎng)度，記錄長(zhǎng)度大于5 cm的Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)量，再用報(bào)紙分裝包好，放置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，保持105 ℃烘30 min，再調(diào)至80 ℃烘2 d至恒重后分別稱取各部分重量。

2.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用EXCEL 2010進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析、多重比較和相關(guān)性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 育苗密度對(duì)香椿苗木生長(zhǎng)的影響

由表1可見(jiàn)，育苗密度對(duì)香椿苗木的苗高、地徑和高徑比均有顯著影響(P<0.05)。

表1 不同育苗密度對(duì)香椿苗木生長(zhǎng)的影響Tab.1 Effects of seedling density on growth of Toona sinen-sis seedlings育苗密度/(株·m-2)苗高/cm地徑/mm高徑比20021.57±4.70 f 2.37± 0.87 f9.83±2.53 a10026.57±3.08 e 3.86± 1.23 e7.48±2.28 c6737.77±5.37 d 5.45± 1.64 d7.39±1.80 c5041.20±4.89 d 6.31± 1.56 c 6.88±1.77 cd3361.83±12.09 b 8.46± 1.72 b7.43±1.33 c2555.80±13.28 c 9.21± 1.88 b6.19±1.44 d2093.73±12.41 a11.40± 2.23 a8.45±1.52 b 注:不同字母表示處理間在0.05水平上有顯著差異,否則沒(méi)有顯著差異。下同。

3.1.1 育苗密度對(duì)苗高的影響 除25株·m-2外，苗高總體隨育苗密度的增大而減小，與育苗密度成反比，以20株·m-2的低密度最大，為93.73 cm，是最高密度(200株·m-2)的4.3倍，顯著高于其余6種密度；其次是33株·m-2，苗高顯著低于20株·m-2，顯著高于其余5種密度；排在第3的是25株·m-2，苗高顯著高于50株·m-2、67株·m-2、100株·m-2和200株·m-2四種密度；50株·m-2和67株·m-2之間苗高沒(méi)有顯著差異，但均顯著高于100株·m-2和200株·m-2。

3.1.2 育苗密度對(duì)地徑的影響 地徑隨育苗密度的增大而減小，以20株·m-2的低密度最大，為11.40mm，是最高密度的4.8倍，顯著高于其余6種密度；其次是25株·m-2和33株·m-2，兩者之間地徑?jīng)]有顯著差異，但均顯著高于50株·m-2、67株·m-2、100株·m-2和200株·m-2四種密度；排在第3的是50株·m-2，地徑顯著高于67株·m-2、100株·m-2和200株·m-2。

3.1.3 育苗密度對(duì)高徑比的影響 高徑比越小，苗木越健壯。高徑比與育苗密度沒(méi)有明顯的線性關(guān)系，隨育苗密度的減小呈先降低后略升高再降低再升高的“W型”曲線變化趨勢(shì)。以25株·m-2的高徑比最小，顯著低于其余6種密度；33株·m-2、50株·m-2、67株·m-2和100株·m-2四種密度之間沒(méi)有顯著差異，均顯著低于20株·m-2和200株·m-2。由表1可見(jiàn)，隨著育苗密度的增大，高徑比呈不規(guī)律變化，變幅為6.06～9.11，最小值出現(xiàn)在25株·m-2。

3.2 育苗密度對(duì)香椿苗木生物量的影響

由表2可見(jiàn)，不同育苗密度對(duì)香椿苗木莖、葉、根、地上部分與單株生物量均有顯著影響(P<0.05)。隨著育苗密度的減小，香椿苗木的葉、根、地上部分、單株生物量均呈先上升后下降的趨勢(shì)，均在25株·m-2時(shí)值最大；根生物量顯著高于其余6種密度；葉、地上部分、單株生物量與20株·m-2之間沒(méi)有顯著差異，顯著高于其余5種密度；莖生物量隨著育苗密度的減小而增大，以20株·m-2的密度最大，顯著高于其余6種密度?？傮w而言，20株·m-2和25株·m-2兩種低密度的生物量均顯著高于其余5種密度。

表2 不同育苗密度對(duì)香椿苗木生物量的影響Tab.2 Effects of seedling density on biomass of Toona sinensis seedlings育苗密度/(株·m-2)地上部分生物量/g葉生物量莖生物量小計(jì)根生物量/g單株生物量/g200 0.66±0.12 d 0.32±0.06 d 0.98±0.18 c 0.53±0.08 c 1.51±0.26 c100 2.27± 0.18 d 0.75±0.04 d 3.02±0.22 c 0.70±0.21 c 3.72±0.39 c67 3.74±1.05 cd 1.84±0.45 d 5.58±1.50 c 1.87±0.63 c 7.45±2.13 bc50 5.25±1.91 cd 1.98±0.41 d 7.23±2.31 bc 1.81±0.80 c 9.05±3.07 bc33 8.56±3.19 c 4.89±0.95 c13.44±4.11 b 3.26±0.64 c16.70±4.75 b2522.98±7.05 a13.17±2.35 b36.15±9.40 a12.91±3.77 a49.06±13.12 a2014.69±2.11 b18.95±0.55 a33.64±2.54 a 8.91±1.25 b42.56±3.22 a

3.3 育苗密度對(duì)香椿苗木根系生長(zhǎng)的影響

由表3可見(jiàn)，育苗密度對(duì)香椿苗主根長(zhǎng)有顯著影響(P<0.05)。隨育苗密度減小，香椿苗主根長(zhǎng)呈先升高后降低再升高再降低的“M型”曲線變化趨勢(shì)。在50～200株·m-2的密度范圍內(nèi)，隨育苗密度的減小而增大，以25株·m-2最大，為29.97 cm，顯著高于100株·m-2、200株·m-2；其次是20株·m-2、33株·m-2、50株·m-2和67株·m-2，四種密度之間沒(méi)有顯著差異。

表3 不同育苗密度對(duì)香椿苗木根系生長(zhǎng)的影響Tab.3 Effects of seedling density on root growth of Toona sinensis seedlings育苗密度/(株·m-2)主根長(zhǎng)/cmⅠ級(jí)側(cè)根數(shù)/(根·株-1)20017.57±4.27 b 9.67±1.15 a10018.27±6.01 b10.00±1.00 a6724.87±9.76 ab13.33±3.21 a5025.00±7.36 ab13.67±8.96 a3322.90±3.35 ab17.67±4.73 a2529.97±1.91 a12.00±6.00 a2026.33±4.25 ab13.67±3.06 a

育苗密度對(duì)Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)沒(méi)有顯著影響。隨著育苗密度的降低，Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)呈先升高后降低再升高的“N型”曲線變化趨勢(shì)，在33～200株·m-2的密度范圍內(nèi)隨育苗密度的減小而增大，以33株·m-2·的Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)最多，達(dá)17.67根，較100株·m-2和200株·m-2分別增加了76.7%和82.7%。

3.4 相關(guān)性分析

苗高、地徑和高徑比都是衡量苗木生長(zhǎng)和質(zhì)量的主要指標(biāo)。各指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表4。苗高與育苗密度呈負(fù)相關(guān)，與地徑呈極顯著正相關(guān)，與地上生物量和單株生物量呈顯著正相關(guān)；地徑與育苗密度呈顯著負(fù)相關(guān)，與地上生物量呈極顯著正相關(guān)，與根系生物量和單株生物量呈顯著正相關(guān)。

高徑比是衡量苗木質(zhì)量的主要指標(biāo)。高徑比越小，苗木越健壯[26]；高徑比越大，苗木越細(xì)高，苗木質(zhì)量越差。高徑比與育苗密度呈正相關(guān)，表明苗木質(zhì)量與育苗密度呈負(fù)相關(guān)，即育苗密度越大，苗木質(zhì)量越差。

表4 各指標(biāo)相關(guān)性分析情況Tab.4 Correlation analysis of indicators指標(biāo)育苗密度苗高地徑苗高-0.7531.0000.960**地徑-0.873*0.960**1.000地上生物量-0.6870.820*0.892**根系生物量-0.6190.6850.798*單株生物量-0.6730.790*0.873*高徑比0.736-0.138-0.387 注: *表示在0.05水平上有顯著相關(guān)性,**表示在0.01水平上有顯著相關(guān)性。

4 結(jié)論與討論

4.1 育苗密度對(duì)香椿苗木生長(zhǎng)的影響

育苗密度是影響苗木生長(zhǎng)的重要因素，苗木間空間距離的大小對(duì)其個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)大小有很大影響，是造成苗木苗高、地徑、高徑比表現(xiàn)出差異性的關(guān)鍵原因。本研究表明，育苗密度對(duì)香椿苗的苗高、地徑和高徑比均有顯著影響，苗高和地徑及育苗密度均呈不同程度的負(fù)相關(guān)性，總體均隨育苗密度的增大而減小，苗高和地徑均以20株·m-2最大，其次是33株·m-2。高徑比越小，苗木質(zhì)量越高，以25株·m-2的高徑比最小，高徑比與育苗密度沒(méi)有明顯的線性關(guān)系，隨育苗密度的減小呈先降低后略升高再降低再升高的“W型”曲線變化趨勢(shì)，這與楊瑞國(guó)等[27]的研究結(jié)果相似。綜合苗高、地徑和高徑比，以20 cm×20 cm(25株·m-2)的育苗密度最佳，其次是20 cm×15 cm(33株·m-2)。綜合考慮單位面積的出苗數(shù)量和育苗經(jīng)濟(jì)效益，以20 cm×15 cm(33株·m-2)密度最佳，既能保證苗木苗高、地徑的生長(zhǎng)，又能更充分地利用苗圃土地，增加單位面積出苗數(shù)量，降低育苗成本，提高育苗效益。

4.2 育苗密度對(duì)香椿苗木生物量的影響

育苗密度通過(guò)影響苗木生長(zhǎng)而影響生物量。育苗密度對(duì)香椿苗木各部位、地上部分與單株生物量及苗木質(zhì)量指數(shù)均有顯著影響，地上部分、單株生物量及根系生物量與育苗密度均呈負(fù)相關(guān)。隨育苗密度的減小，香椿苗的葉、根、地上部分、單株生物量和苗木質(zhì)量指數(shù)均呈先上升后下降的趨勢(shì)，均在20 cm×20 cm(25株·m-2)時(shí)值最大。根生物量顯著高于其余6種密度；莖生物量隨育苗密度的減小而增大，以20 cm×25 cm(20株·m-2)的密度最大。當(dāng)育苗密度由20 cm×20 cm(25株·m-2)減小到20 cm×25 cm(20株·m-2)時(shí)，苗木各部分生物量變化程度不大，這說(shuō)明育苗密度過(guò)小，競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)不是影響苗木生長(zhǎng)的主要因素了，這與陳存及等[28]的結(jié)果相同。

4.3 育苗密度對(duì)香椿苗木根系的影響

側(cè)根數(shù)量的多少影響到造林成活率，側(cè)根數(shù)量越多，苗木質(zhì)量越高，造林后能夠更快的從土壤中吸收水分和養(yǎng)分，苗木越容易成活。育苗密度對(duì)香椿苗主根長(zhǎng)有顯著影響，但對(duì)Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)影響不顯著。香椿苗主根長(zhǎng)和Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)在50～200株·m-2的密度范圍內(nèi)均隨育苗密度的減小而增大，主根長(zhǎng)隨育苗密度減小呈先升高后降低再升高再降低的“M型”曲線變化，Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)呈先升高再降低再升高的“N型”曲線變化趨勢(shì)，以20 cm×15 cm(33株·m-2)密度下的Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)最多，達(dá)17.67根，用于造林可提高造林成活率。

4.4 最佳香椿育苗密度選擇

相關(guān)性分析結(jié)果表明，各指標(biāo)與育苗密度均呈不同程度的負(fù)相關(guān)。綜上所述，育苗密度顯著影響香椿苗木生長(zhǎng)、生物量和根系發(fā)展，適度降低育苗密度能顯著提高苗木苗高、地徑、生物量及Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)量，從而提高苗木質(zhì)量。綜合分析，以20 cm×15 cm(33株·m-2)密度下為培育香椿1年生苗木的最佳育苗密度。在20 cm×15 cm(33株·m-2)密度下的苗圃，香椿苗高和地徑長(zhǎng)勢(shì)較好，苗圃土地利用率較高，單位面積出苗數(shù)量較多，育苗成本相對(duì)較低；Ⅰ級(jí)側(cè)根數(shù)量最多，苗木質(zhì)量高，有利于提高后期的造林成效。