李 勇

(福建省洋口国有林场，福建 顺昌 354000)

杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook)是我国南方重要的造林树种，因其具有速生、丰产和材质优良等特点被广泛种植，主要分布在我国南方16个省区[1]。据第八次全国森林资源清查结果显示，杉木人工林面积占我国人工乔木林面积的19.01%，蓄积量占人工林蓄积量的25.18%，面积和蓄积量均居于我国主要造林树种人工林的首位，因此在我国林业生产中占据重要地位[2]。近年来，随着生活水平的不断提高，国家和社会对木材的需求不断增加，杉木人工林造林面积不断增大，对杉木优质苗木的需求也不断增加。目前，杉木苗木的繁育主要以有性繁殖如种子繁殖为主，然而由于有性繁殖会使后代发生基因重组，导致后代发生遗传变异，无法稳定保持亲本的优良性状，进而极大地限制杉木优质苗木的规模化生产和杉木良种的推广应用。无性繁殖如扦插繁殖则能很好地克服有性繁殖带来种种问题，保持亲本优良性状，加快繁殖速度，缩短育种周期，从而提高经济效益，因此扦插育苗已逐渐成为杉木优质苗木培育的另一重要途径[3-5]。然而杉木扦插育苗的规模和质量主要取决于采穗圃生产的穗条数量和质量。杉木采穗圃是集中生产大量优良品种穗条的基地，同时也是杉木扦插繁殖的关键环节，采穗圃管理技术的高低不仅直接关系到穗条的产量和扦插苗木的质量，而且还会对扦插后幼苗的生长产生至关重要的影响。因此，针对市场对杉木优质苗木需求不断增加的背景下，开展杉木优良采穗圃复壮技术研究，构建适合于杉木优良采穗圃的高效促萌技术体系，大幅提高杉木采穗圃穗条的产量和质量，对于加快杉木优良品种的推广应用，促进杉木产业的健康持续发展具有重要的理论和现实意义。

早在20世纪90年代，我国就已经有学者开展杉木采穗圃营建技术的研究[6-10]。近年来，一些学者围绕圃地选择、树体管理和插条选择、密度管理和培萌措施等方面对杉木采穗圃的营建以及管理措施展开了大量探索[11-17]，提高了杉木采穗圃穗条产量，降低了苗木生产成本。上述研究结果表明杉木采穗圃穗条的产量与管理措施，如水肥管理、修剪技术以及外源植物生长调节剂处理等管理技术密切相关。但是目前有关杉木采穗圃高效管理的技术体系尚未完全建立，特别是对于一些因人为疏忽而造成荒废的采穗圃再利用的复壮技术研究鲜见报道。鉴于此，本文以建成多年的杉木采穗圃为研究对象，首先分析不同的“人为失管”因素(平伏干裸露、不施肥、干旱和树冠不修剪)对采穗圃产量的影响；并在此基础上开展相关采穗圃复壮技术研究，分析不同的管理措施(树面重建、采条面重建和土壤改造和施肥)以及植物生长调节剂处理对杉木穗条产量的影响，探讨不同管理措施和植物生长调节剂处理对采穗母树促萌效果和穗条产量的影响，构建与杉木优良无性系采穗圃相配套的复壮技术体系，为杉木优良无性系采穗圃的复壮提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及材料来源

试验地位于福建省南平市顺昌县洋口镇道坪村福建省洋口国有林场采穗圃，东经117°53′、北纬26°50′，属于亚热带海洋性季风气候。年均气温18.6 ℃，极端高温43.3 ℃，极端低温-6.8 ℃，年均降水量1300～2100 mm，年无霜期305 d。地形属于武夷山脉的低山丘陵地带，平均海拔300～700 m。参试采穗圃为2010年建立的“带冠埋干”杉木采穗圃，建圃材料为2010年初从福建省洋口国有林场培育的杉木3代种子园实生后代群体中选择的超级苗。

1.2 试验设计与方法

1.2.1 “人为失管”因素对“带冠埋干”采穗圃产量的影响 2012年，采用随机区组试验设计对参试的采穗母树进行不同“人为失管”因素的处理。包括5个处理(X1：覆土减少，使部分平伏干裸露；X2：不施肥；X3：干旱；X4：树冠不修剪；CK：以正常管理的采穗母树作为对照。每个处理(试验小区)包含5株采穗母树，重复3次。经过180 d处理之后，连续调查8—10月的穗条产量(指有效穗条产量。有效穗条，即顶芽饱满，叶轮生，茎≥0.2 cm的出土的萌芽条)。

1.2.2 “人为失管”的“带冠埋干”采穗圃复壮技术 2013年，在“人为失管”1 a的“带冠埋干”杉木采穗圃中选择生长状况中等的采穗母树35株(2010年建成)作为试验材料，进行复壮技术处理，并与立地类型相似的相邻地块新建2 a的采穗圃平均穗条产量进行比较。对于“人为失管”的采穗圃采取的复壮技术处理措施为：①树冠重建(通过截干，将树干降到40 cm高度，将残留的侧枝从距离主干5 cm处截断；在主干、一级侧枝的截口至下方3 cm左右部位涂抹细胞分裂素20 mg·kg-1，促进潜伏芽萌发；待萌条长出一轮侧枝后，轮枝以上剪除，随后用马来酰肼2.6 g·kg-1、6-BA 65.5 mg·kg-1处理树冠)；②采条面重建(在离平伏干1～1.5 cm处将新生萌条平茬，接着用沾有IAA 36.5 mg·kg-1的棉花平敷切口；对萌蘖幼树经平茬保留的干基密度过大的，需沿平伏干截除一部分干基，调整至合理密度，截口平敷用生长素湿润的棉花团；而对于局部干基太稀的，则用利刃刻伤平伏干树皮，随后用IAA 40 mg·kg-1将切口喷雾湿润；处理结束，取掉棉花团，覆上土壤，适当压实，用清水浇湿；待萌条出土7～8 cm时，在距离平伏干高度1～2 cm处平茬，保留下来的芽基用IAA 40 mg·kg-1喷湿，然后覆土，覆土高度6～7 cm)；③土壤改造与施肥(在处理萌蘖和平伏干前，进行除草、松土和施肥作业，每株施0.5 kg专用肥，随后覆盖在平伏干、干基、芽基上，覆土高度6 cm；整理施肥沟，深挖50 cm，以后每月定量在施肥沟内施专用肥)。以上处理完成后，喷甲基托布津500倍液灭菌，搭弓棚覆盖薄膜，到3月初撤除竹弓棚、薄膜，进入正常管理，并开始采条。调查2015年3月—2016年2月的穗条产量，与新建2 a的“带冠埋干”采穗圃中采穗母树的同期穗条产量进行比较。

1.2.3 “人为失管”的“带冠埋干”采穗圃植物生长调节剂和施肥处理效果对比试验 为进一步优化采穗母树复壮技术，2015年1月在前期“带冠埋干采穗圃”复壮研究基础上，进一步采用4因素二元回归正交旋转组合设计研究萌蘖幼树干基截口平敷棉花团蘸IAA浓度(y1)、时间(y2)、平伏干刻伤后IAA喷雾处理浓度(y3)和土壤改良施放专用肥用量(y4)对采穗圃复壮效果的影响，以萌蘖幼树干基截口平敷棉花团蘸IAA浓度、处理时间、平伏干刻伤后IAA喷雾处理浓度和土壤改良施放专用肥数量为主效影响因子(yi)，因素和水平见表1。每个组合处理50株的采穗母树，共计处理1350株。以有效穗条产量为响应变量(Z)，拟合二次回归方程。同时，检验方程的拟合度，以获得最优的处理条件。调查统计各参试采穗母树2015年5月—2016年4月的穗条总产量。

表1 因素和水平编码表

1.3 数据统计分析

试验数据利用SPL3419.0软件进行方差分析、差异显著性检验和回归方程建立模型。

2 结果与分析

2.1 不同影响因素对“带冠埋干”采穗圃母树穗条产量的影响

采穗圃母树平伏干上覆土减少致使部分平伏干裸露、不施肥、干旱和树冠不修剪是采穗圃经营管理过程中常见的由“人为失管”而引起的现象，这些“人为失管”因素对母树穗条产量的影响见表2。从表2可以看出，与对照相比，不同处理下母树穗条产量均呈现不同程度的下降，其中以树冠不修剪对母树穗条产量的影响最大，比对照下降81.41%；其次是平伏干裸露，比对照下降53.19%；干旱处理对母树穗条产量的影响小于前者，其产量比对照下降35.03%；而不施肥对母树穗条产量影响最小，其产量仅比对照降低18.24%。方差分析结果表明，不同因素对母树穗条产量存在极显著的影响(P<0.01)。由此可见，在杉木采穗圃管理中，树冠修剪是影响母树穗条产量最关键的因素。

2.2 复壮技术对杉木“伏干埋干法”采穗圃母树穗条产量的影响

经复壮处理的采穗母树年平均生产有效穗条数量为1653.6条·株-1，显著大于对照处理(1468.4条·株-1)。经t检验差异达极显著水平(t=16.206>t0.01(35)=2.724)。复壮处理不仅能有效恢复“人为失管”采穗圃母树穗条的生产能力，而且通过复壮后采穗圃的穗条产量比新建采穗圃穗条产量更高。

表2 不同处理对穗条产量的影响

2.3 不同植物生长调节剂处理对杉木“带干埋冠法”采穗圃母树穗条产量的影响

从表4可以看出，在4个一次项中，所有系数均为正数，表明这些因素对穗条产量均具有正向的调控作用，在一定范围内提高这4个因素的值能增加穗条产量。4个一次项中系数从大到小排序为：y2>y1>y4>y3，表明这4种影响因素对母树产量的影响由大到小依次为：干基截口平敷蘸IAA处理时间>IAA浓度>土壤改良施放专用肥用量>平伏干IAA喷雾处理浓度。另一方面，在交互作用中，y1y2、y1y3、y1y4、y2y3、y2y4、y3y4的系数同样均为正数，说明4个因素对穗条产量形成的调控中具有协同的交互促进作用。其中，y1y4的系数最大，达97.6642，说明干基截口IAA处理浓度与土壤改良施肥量的交互作用对最终穗条产量的影响最大；而y3y4的系数最小，仅为16.1615，说明平伏干刻伤后IAA喷雾处理浓度和土壤改良施放专用肥用量的交互作用对最终穗条产量的影响最小。此外，由表5可知，在α=0.05时，该模型失拟不显著，回归显著；在α=0.01时，回归达到极显著程度。决定系数R2为93.72%，表明该模型与实际情况拟合良好。

表3 二次回归正交旋转组合设计结构矩阵及试验结果

表3(续)

*：表中穗条产量为处理后整1 a的有效穗条产量。

表4 回归方程系数估算

表5 母树穗条产量回归模型的拟合测验

2.4 植物生长调节剂优化试验结果的验证

根据数学原理，欲使总效应最大，必须满足目标函数Z对各因素yi的一阶偏导数等于零，因此利用SPL3419.0软件对试验结果进行优化，获得最佳植物生长调节剂和肥力组合处理：萌蘖幼树干基截口平敷棉花团蘸IAA 55 mg·kg-1处理13.6 min，平伏干刻伤后IAA 50 mg·kg-1喷雾处理，土壤改良施放专用肥数量0.82 kg·株-1，在此条件下，年有效穗条产量为2469.5条·株-1。为进一步验证结果的可靠性，在上述试验范围中随机选取5组数据，在对应条件下用回归方程求算出回归值Z，与试验值进行比较，结果见表6。实际值与模型计算值比较，误差在-0.92%～5.23%之间波动，平均误差±1.91%，表明本研究建立的穗条产量与不同植物生长调节剂和肥料组合关系的数学回归模型是相对可靠的。

3 结论与讨论

1)本研究表明覆土减少(使部分平伏干裸露)、不施肥、干旱、树冠不修剪等4个因素，均会导致“带冠埋干”杉木采穗圃母树穗条产量下降，其中以树冠不修剪对母树穗条产量的影响最大。

表6 实测值与回归值比较

2)杉木“带冠埋干”采穗圃中如果发生由于人为失管引起的采穗母树衰败与退化，可采用包括树冠重建、采条面重建和土壤改造和施肥在内的复壮技术予以恢复，而且通过复壮的采穗圃母树平均穗条年产量显著高于建成后2 a的采穗圃母树，不仅省时、费用低，而且高效。与前人研究结果类似[6，8-9，12]，本研究发现施肥和植物生长调节剂与穗条产量呈正相关，施肥和植物生长调节剂处理均能一定程度上增加穗条产量，而且复壮的采穗母树穗条产量比新建第2年的采穗圃穗条产量还高。这可能由于“人为失管”的采穗圃采穗母树因失管导致其萌芽能力暂时弱化甚至完全失去，降低对母树养分的消耗，同时树体营养生长还在继续，旺盛的树冠生长为复壮后穗条萌发、生长积累了大量碳水化合物和养分；而新建第2年采穗圃，由于母树树冠较小，营养积累少，导致穗条产量显著低于前者。值得注意的是，对树皮进行切割的采条面重建是进行采穗母树复壮处理的关键环节，因为直接在平伏干上涂抹6-BA 20、50、100 mg·kg-1，其诱导效果并不明显。这可能与平伏干长期暴露土外，在强烈日光照射下，使树皮木栓化并增厚变硬，直接涂抹植物生长调节剂无法渗入组织内部，导致效果不佳；而对树皮进行切割后涂抹植物生长调节剂，能使植物生长调节剂迅速渗入组织，从而在树皮形成层薄壁细胞中诱导形成愈伤组织，再由愈伤组织分化出芽。综上所述，对“人为失管”的“带冠埋干”采穗圃，通过制定合理的复壮技术措施，可以有效恢复母树穗条产量。

3)采用四因素二元回归正交旋转组合设计，对采穗圃复壮技术进行优化，拟合得到多项式回归方程模型为：Z=1380.3+85.6085y1+183.5306y2+5.8744y3+84.68y4+27.8352y1y2+89.8725y1y3+97.6642y1y4+49.6583y2y3+53.8057y2y4+16.1615y3y4- 13.3240y12-13.4583y22-5.4587y32-32.5614y42。获得最佳采穗圃复壮处理条件：萌蘖幼树干基截口平敷棉花团蘸IAA 55 mg·kg-1处理13.6 min，平伏干刻伤后IAA 50 mg·kg-1喷雾处理，土壤改良施放专用肥数量0.82 kg·株-1。在此条件下，年有效穗条产量为2469.5条·株-1，与未经优化的采穗母树年有效穗条产量1653.6条·株-1比较，增幅高达49.34%。