傘花木1年生播種苗生長節(jié)律研究

廖海紅，代麗華，孔小麗，梁躍武，吳 勇，林智紅，梁躍龍★

（1.江西九連山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，江西 龍南341700；2.江西省林業(yè)科技實(shí)驗(yàn)中心，江西信豐341600；3.廣西壯族自治區(qū)國有高峰林場，廣西 南寧530000）

傘花木（Eurycorymbus cavaleriei）屬無患子科傘花木屬落葉喬木，是第三世紀(jì)殘遺于我國的特有單種屬植物，為國家Ⅱ級保護(hù)植物。分布于云南、貴州、廣西、湖南、江西、廣東、福建、臺灣等省區(qū)，生于溝谷溪旁的常綠闊葉林中[1]。傘花木是珍貴的木本油料樹種，種子可榨取工業(yè)用油，也可食用；另外其木材密度中等、變形小，干濕系數(shù)小，端面硬度和沖擊韌性中等，花紋細(xì)膩，具有廣泛的用途[2-3]。由于傘花木自然分布區(qū)域植株稀少，資源破壞嚴(yán)重，且其雌雄異株，異花型蟲媒傳粉，結(jié)實(shí)較難，已被列入中國植物紅皮書[4]。因此，加強(qiáng)傘花木繁育技術(shù)等相關(guān)研究對保護(hù)該物種有重要的意義。目前，對傘花木主要集中在對其種質(zhì)資源的調(diào)查[5-6]、繁育技術(shù)[7-10]和開發(fā)利用[11-12]的初步研究上。有關(guān)傘花木苗期生長規(guī)律的研究報(bào)道不多，不夠系統(tǒng)。本研究通過對傘花木1年生播種苗的生長性狀及生物量進(jìn)行觀測，研究其1年生播種苗的生長規(guī)律并建立動(dòng)態(tài)生長模型，旨在為培育優(yōu)質(zhì)壯苗提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江西省龍南市東江鄉(xiāng)花卉苗木基地（24°51′N，114°48′E），屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫18.9℃，無霜期約300 d，年平均日照時(shí)數(shù)1 782 h，年平均降雨量1 509.7 mm，圃地交通條件好，地勢開闊，土壤肥沃，排水條件好。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 種子處理與苗木管理

供試種子于2018年10月采自龍南縣安基山林場，土壤為紅壤土。該批種子凈度為99%，種子千粒重為67.938 g，種子陰干除去果皮雜質(zhì)后干藏。2019年3月16日播種，播種前用40℃溫水浸種24 h，并用0.1%高錳酸鉀水溶液消毒后，將種子撒播于苗床，播種密度100?！-2，播種后覆土約2 cm，再覆蓋塑料薄膜。

4日10日開始陸續(xù)發(fā)芽，至5月12日發(fā)芽結(jié)束，場圃發(fā)芽率56.4%。5月20日，當(dāng)幼苗6葉1芯時(shí)進(jìn)行間苗、定苗，間苗后株行距10 cm×35 cm。于苗木生長期間（6月、7月、8月、9月），分別交替使用0.04%尿素和復(fù)合肥，每月2次，9月下旬施1次鉀肥。同時(shí)，及時(shí)除草，當(dāng)久雨初睛用0.1%甲基托布津、多菌靈、敵克松交替用藥防病，敵克松用藥后需對幼苗葉片用清水洗苗以防藥害。

2.2 苗木觀測

在苗木定植后，3次重復(fù)，每重復(fù)選35株幼苗進(jìn)行掛牌。從6月10日起，每10 d測定苗高和地徑一次，直至苗木生長結(jié)束。苗木生物量及根系測定，在翌年苗木萌動(dòng)前，每重復(fù)挖取接近平均苗高、地徑的5株苗木，挖苗時(shí)需挖出完整的根系，分別測定每株苗木地徑、苗高及地上、地下部分鮮重量及烘干重量。

2.3 數(shù)據(jù)處理與模型建立

上述試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)分別用SPSS 22.0、Excel 2007軟件分析。苗木生長曲線用Logistic方程擬合[13]，該模型的表達(dá)式為：y=k/（1+ae-bx）（1），式中：y為苗木累積生長量，x為生長天數(shù)，k表示苗木生長極限，可用三點(diǎn)等差法計(jì)算為待定系數(shù)，用最小二乘法求得。

對苗木質(zhì)量評價(jià)參考何軼等方法[11]，根據(jù)苗高、地徑和根系狀況等形質(zhì)指標(biāo)，再根據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算苗木質(zhì)量指數(shù)，計(jì)算公式分別為：質(zhì)量指數(shù)=苗木總干重g/（苗高cm/地徑mm+莖干重g/根干重g）。

3 結(jié)果分析

3.1 苗木年生長規(guī)律

根據(jù)傘花木苗木生長的測定結(jié)果，苗木年生長出現(xiàn)兩個(gè)高峰期，苗木生長初期生長較慢，7月初生長開始加快，8月初出現(xiàn)第1個(gè)生長峰值，隨后生長速度減緩，9月初開始再次回升，至9月中旬出現(xiàn)第2個(gè)生長峰值，10月中下旬部分苗木葉色變黃開始落葉，進(jìn)入休眠期。從圖1可以看出，傘花木在生長過程中呈現(xiàn)明顯的“慢－快－慢－快－慢”的生長變化規(guī)律。

圖1 苗高、地徑凈生長節(jié)律Fig.1 Net increment of seedling height and ground diameter

3.2 傘花木1年生播種苗年生長模型建立與擬合

由圖1可知，傘花木1年生播種苗苗高與地徑年生長進(jìn)程均符合“S”型曲線，因此可利用Logistic曲線方程y=k/(1+ae-bx）對苗高和地徑進(jìn)行擬合。根據(jù)苗高和地徑的實(shí)測數(shù)據(jù)，利用等差三點(diǎn)法計(jì)算k值的初始值，再利用最小二乘法求出系數(shù)a和b的初始值，然后用SPSS 22.0進(jìn)行非線性回歸擬合，建立傘花木1年生播種苗苗高和地徑生長方程分別為：

傘花木1年生苗高與地徑的Logistic方程擬合模型回歸關(guān)系達(dá)到極顯著水平，R2分別達(dá)0.995和0.997，表明該擬合方程可靠性較高。利用SPSS 22.0軟件檢驗(yàn)非線性回歸方程擬合效果（見圖2），苗高、地徑觀測值數(shù)據(jù)點(diǎn)和擬合曲線均相對吻合，進(jìn)而說明總體擬合效果較好。

圖2 苗高、地徑生長擬合曲線Fig.2 Growth dynamics of seedling height&groud diametert and its Logistic fitting curve

3.3 苗木年生長時(shí)期的劃分

根據(jù)苗木生長情況分析，對所得Logistic方程進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)可得連日生長量隨時(shí)間變化的方程；進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)可得連日生長量的變化速率曲線，其方程為令d2y/dx2=0，求得苗高累計(jì)生長量最大的時(shí)間為：x0=lna/b（4），求三階導(dǎo)數(shù),并令其等于0，可得累計(jì)生長量變化速率最快的兩個(gè)點(diǎn)x1和x2，即由萌動(dòng)到速生轉(zhuǎn)入緩慢生長的分界點(diǎn)，x1=(lna-1.317)/b（5）；x2=(lna+1.317)/b（6）。其中，x1、x2間苗木平均生長速度為線性生長速度到x2苗木生長量為線性生長量經(jīng)計(jì)算，分析結(jié)果詳見表1。

表1 理論傘花木速生期分析及特征值Tab.1 Analysis and the characteristic values of theoretical fast growth stage of E.cavaleriei

從表1可以看出，理論上苗高生長的最快時(shí)間是第103.13天（7月22日），比觀測值提前了8 d，其日最快生長速率為0.57 mm·d-1；年生長速生階段為（71.78,134.49），其生長量占年生長總量的60.09%。同理，地徑生長最快日期是第114.35天（8月2日），和觀測值第一個(gè)生長高峰期基本相符；其速生階段為（71.86,156.83），即6月21日－9月13日，其生長量占年總生長量的65.43%。

根據(jù)結(jié)合以上分析與實(shí)際觀測，結(jié)合苗木生長特性，將傘花木1年生播種苗生長劃分為出苗期、生長初期、速生期和生長末期。出苗期從種子播種（3月16日）開始到基本出苗結(jié)束（5月12日）。苗高的速生期為6月中旬至8月下旬，比地徑提早20 d結(jié)束速生期進(jìn)入生長后期；地徑速生期為6月上旬至9月上旬，用46.67%的生長時(shí)間完成了65.43%的生長量，結(jié)果見表2。

表2 傘花木1年生苗的苗高和地徑生長期劃分Tab.2 Division of annual growth stages of E.cavaleriei

3.4 生物量空間分布

在翌年苗木萌動(dòng)前，挖取近平均苗高、地徑的5株苗木，測定其苗高、地徑、側(cè)根條數(shù)、主根長度和地上、地下部分鮮重量及烘干重量。由表3可知，1年生傘花木播種苗的平均苗高可達(dá)78.2 cm，地徑可達(dá)12.38 mm；地下生物量較大，主根發(fā)達(dá)，其根可深達(dá)土層32.92 cm處，側(cè)根數(shù)量較多，分布廣，利于苗木造林成活。

表3 傘花木生物量空間分布Tab.3 Spatial distribution of biomass of E.cavaleriei

4 結(jié)論與討論

傘花木1年生播種苗的高生長和地徑生長情況基本符合“S”型生長，即可用Logistic曲線方程擬合苗高和地徑年生長過程，這與盧芳等[15]對南京椴1年生播種苗年生長發(fā)育規(guī)律的研究，龐世龍等[16]對大葉櫟苗期生長模型的研究，以及郭歡歡等[17]對黃連木苗期年生長節(jié)律的研究結(jié)果相似，相關(guān)系數(shù)（R2）均大于0.99，達(dá)到極顯著水平。因此，利用Logistic曲線方程擬合傘花木年播種苗生長過程是可行的。

利用Logistic曲線方程擬合可傘花木1年生播種苗生長進(jìn)程劃分為出苗期、生長初期、速生期和生長后期。根據(jù)各生長期生長特點(diǎn)，采取相應(yīng)管理措施，確保達(dá)到最佳的育苗效果。出苗期，從播種到基本出苗結(jié)束（3月16日－5月12日）歷時(shí)58 d，持續(xù)時(shí)間較長，影響優(yōu)質(zhì)苗木的有效生長期，可對種子進(jìn)行有效的催芽，做到保溫保濕，加快傘花木出苗，延長苗木生長期，其具體措施如提早播種、沙藏催芽等。5月中旬至6月下旬為生長初期，該期苗木生長緩慢、細(xì)嫩，圃地管理以保苗促根、合理定苗；施肥以低濃度尿素為主。該生長期多逢雨季，應(yīng)注意防澇抗病，建議使用多菌靈、甲基托布津交替使用。苗高和地徑在速生期的增長量均占總生長量的60%以上，該時(shí)期需加強(qiáng)水肥病蟲害管理，建議每隔10 d用復(fù)合肥融水澆灌，如出現(xiàn)蟲害用敵百蟲1 000倍液噴霧防治。到生長后期，苗高和地徑生長均逐漸減慢，此時(shí)需停施氮肥防止苗木過度生長，并追施磷鉀肥促進(jìn)苗木木質(zhì)化，提高苗木抗寒性。