陈诗+李根前

摘要：用一年生云南松苗木19个家系的285株苗木作为试验材料，分析苗期各器官生物量及其相关规律。结果表明，根、茎、叶生物量所占比例分别为32.69%、16.33%、50.98%，以叶片比例最大；苗高与地径生长量存在极显著正相关；苗高和茎干质量呈显著正相关，与高径比、茎根比呈极显著正相关；地径和根干质量、全株干质量呈极显著正相关，与叶干质量呈显著正相关，与高径比呈极显著负相关；19个家系中，1号、2号、14号、19号家系的总生物量相对较大，其中，针叶生物量累积以19号家系最大、13号家系最小，地下部分生物量累积以2号家系最大、8号家系最小，地上部分生物量累积以14号家系最大、13号家系最小；茎分配比例以9号家系最大、6号家系最小，针叶分配比例以18号家系最大、6号家系最小，根系分配比例以6号家系最大、10号家系最小，茎根比以19号家系最大、6号家系最小。

关键词：云南松；家系；生物量；茎根比；干质量

中图分类号： S791.257.01文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）06-0311-03

收稿日期：2016-01-30

基金项目：云南省教育厅科学研究基金（编号：2014Z106）。

作者简介：陈诗（1981—），男，实验师，主要从事森林培育研究。E-mail：cshi1981@qq.com。云南松（Pinus yunnanensis）是中国西南地区的一个特有种，是云南的主要造林树种，分布广、面积大、适应性强，在区域经济发展和生态环境建设中起着极其重要的作用[1-4]。目前，对云南松家系的研究主要以苗木的生长规律、生长量等作为优良家系的选择指标[5-7]，而以幼苗家系间生物量为优良家系选择指标的研究较少。有研究表明，植物地下部分与地上部分生物量大小可反映植物对土壤养分或光照的需求和竞争能力[6]，地上部分和根系的分配会影响其获取资源的速率，苗木的干、鲜质量不仅可以反映苗木吸收、同化养分能力的大小，还是衡量苗木生产力高低的主要指标之一[8-9]。因此，在相同培育环境下，开展一年生云南松不同家系苗生物量研究，以期从苗期进行优势家系的比较选择，为云南松优良家系的早期选择及壮苗培育提供更充分的理论依据和现实指导。

1材料与方法

1.1材料

供试种采自云南省楚雄洲白马河林场云南松母树林中的19个单株，按照1～19的顺序进行编号，并分家系保存。经测定，其种子千粒质量为14.98 g。以云南松商品种子育苗作为对照。

1.2试验地情况

试验地设置在西南林业大学林学院格林温室，位于102°45′41″ E、25°04′00″ N，海拔1 945 m，属于亚热带半湿润高原季风气候，年平均气温14.7 ℃、绝对最低温-9 ℃、绝对最高温32.5 ℃；年降水量为700～1 100 mm，年平均相对湿度为68.2%。

1.3试验设计

参试家系田间排列采用顺序错位法布设，设置3个重复，完全区组设计，每个重复由19个家系构成19个小区。床面细致整平，宽100 cm、高15 cm，步道宽30 cm、长27 m。2010年5月9日进行苗床点播，播种时种脐向下，并拌入松林表土，株行距为5 cm×5 cm。种子催芽、营养土配制、消毒和苗期管理等均按照常规方法进行。

1.4调查和统计分析

2014年12月底云南松停止生长时，除测量云南松苗高、地径等性状外，还开展干物质积累量等测定。每试验小区挖取5株平均大小的苗木，分别称其根、茎、叶的鲜质量；带回实验室，105 ℃杀青30 min，85 ℃恒温下烘干至恒质量。试验数据用SPSS 13.0软件进行单因素方差分析和多重比较（P<0.05），比较不同家系生物量的差异及各指标之间的相关性。

2结果与分析

2.1云南松苗木生物量及其比例

由表1可见，一年生云南松地上部分干物质分配占总生物量的67.31%，地下部分干物质分配占总生物量的 32.69%，云南松幼苗把更多的干物质分配到地上部，表明其对光照具有较强的需求和竞争能力；各器官生物量中，叶的干物质分配比例相对最大，占50.98%，比茎的干物质分配高出212.19%，根的干物质分配比例次之，占32.69%，茎的干物质分配比例相对最少，仅占16.33%。

2.2云南松生物量与地径、苗高等生长量的相关性

生物生长规律的重要特点之一是相对生长，无论是群体与个体之间，还是个体中的各个器官之间均存在这一规律[10]。由表2可以看出，苗高与地径生长量存在极显著正相关关系，苗高和茎干质量呈显著正相关关系，与高径比、茎根比呈极显著正相关；地径和根干质量、全株干质量、苗高呈极显著正相关，与叶干质量呈显著正相关，与高径比呈极显著负相关。

2.3云南松各家系间生物量的投资与分配比较分析

2.3.1云南松各家系间总生物量方差分析由图1、表3可见，云南松各家系间总生物量存在一定的差异，生物量以1号、2号、14号、19号家系相对较大，其中2号家系最大。由表3可见，在可靠性为95%时，一年生云南松各家系间总生物量指标的差异均达到显著水平。

2.3.2云南松各家系间根、茎、叶生物量的累积情况由表4可见，一年生云南松各家系茎、针叶、根、地上部分生物量的累积值分别为（0.278 5±0.108 5）、（0.866 7±0.234 9）、（0.511 5±0.161 2）、（1.146 2±0.331 0） g；针叶、地上部分、地下部分的生物量累积在显著水平（P<0.05）上均可分为2组；针叶生物量累积以13号家系最小、19号家系最大；地下部分（根）生物量累积以8号家系最小、2号家系最大；地上部分生物量累积以13号家系最小、14号家系最大。

2.4云南松苗各家系生物量的分配情况

茎根比是一个能够反映苗木地上部分与地下部分分配的重要指标。由表5可见，一年生云南松总生物量在茎、针叶、根系的分配比例及茎根比分别为（16.50±3.11）%、（52.36±547）%、（31.09±6.67）%、（2.35±0.73）%；茎、针叶、根系的分配比例及茎根比在显著水平（P<0.05）上均可分为2组；茎分配比例以6号家系最小、9号家系最大；针叶分配比例以6号家系最小、18号家系最大；根系分配比例以10号家系最小、6号家系最大；茎根比6号以家系最小、19号家系最大。

3结论与讨论

通过比较19个家系285株云南松苗木各器官生物量总和及其分配规律发现，一年生云南松把更多的干物质分配给地上部分，而地下部分分配较少，叶上分配的干物质相对最多，根上分配的干物质次之，茎上则最少；通过比较云南松生长量与生物量各指标的相关性得出，苗高与地径生长量存在极显著正相关关系，苗高和茎干质量呈显著正相关，与高径比、茎根比呈极显著正相关，地径和根干质量、全株干质量呈极显著正相关，与叶干质量呈显著正相关，与高径比呈极显著负相关，苗木干物质积累量与苗高、地径关系最为密切，苗高、地径可作为苗期干物质积累量的间接评价指标；各家系总生物量有明显差异，总生物量以1号、2号、14号、19号家系相对较大，针叶生物量累积以13号家系最小、19号家系最大，地下部分生物量累积以8号家系最小、2号家系最大，地上部分生物量累积13号家系最小，14号家系最大；各家系中，茎分配比例以6号家系最小、9号家系最大，针叶分配比例以6号家系最小、18号家系最大，根系分配比例以10号家系最小、6号家系最大，茎根比以6号家系最小、19号家系最大。

苗木地上部分是苗木占领生存空间、获取光能资源，并进行光合同化作用的主要器官，地下部分是吸收水分和养分的主要构件[8-9]。干质量是反映物质积累状况的主要指标，苗木的生产力受到各构件生物量累积及总生物量分配于各构件比例的影响，因此，干质量也是苗木质量好坏的指标。在实际造林生产中，可根据立地条件选择家系，如造林地水分和养分充足，可以优先选择2号、9号、18号、19号家系，能产生更大的生产力，如造林地条件水分和养分不足，苗木需首先考虑存活，应选择根系比较发达的家系，可以优先选择6号、14号家系。

参考文献：

[1]中国森林编辑委员会. 中国森林：第2卷针叶林[M]. 北京：中国林业出版社，1999：971-985.

[2]云南森林编写委员会.云南森林[M]. 昆明：云南科学技术出版社，1986：125-153.

[3]蔡年辉，李根前，束传林，等. 云南松天然林区植物群落结构的空间动态研究[J]. 西北植物学报，2006，26（10）：2119-2124.

[4]李本德，刘中天. 云南松（Pinus yunnanensis）林的分布及其分区[J]. 云南大学学报：自然科学版，1984，6（1）：33-46.

[5]张跃敏，李根前，李莲芳，等. 云南松生长特性及其促成培育[J]. 陕西林业科技，2008（3）：4-7.

[6]刘代亿，李根前，李莲芳，等. 云南松优良家系及优良个体苗期选择研究[J]. 西北林学院学报，2009，24（4）：67-72.

[7]张跃敏，李根前，李莲芳，等. 云南松实生苗生长对N、P配施的响应[J]. 东北林业大学学报，2009，37（8）：5-8.

[8]Aikio S，Kaisa R K，Mannin S. Dynamics of biomass partitioning in two competing meadow plant spccics[J]. Plant Ecology，2009，205（1）：129-137.

[9]Aikio S，Markkola A M. Optimality and phenotypic plasticity of shoot-to-root ratio under variable light and nutrient availabdity[J]. Evolution Ecology，2002，16（1）：67-76.

[10]周国模，吴家胜，应叶青，等. 喜树种源苗期生物量研究[J]. 林业科学研究，1999，12（4）：386-391.

陈诗 李根前

摘要：用一年生云南松苗木19个家系的285株苗木作为试验材料，分析苗期各器官生物量及其相关规律。结果表明，根、茎、叶生物量所占比例分别为32.69%、16.33%、50.98%，以叶片比例最大；苗高与地径生长量存在极显著正相关；苗高和茎干质量呈显著正相关，与高径比、茎根比呈极显著正相关；地径和根干质量、全株干质量呈极显著正相关，与叶干质量呈显著正相关，与高径比呈极显著负相关；19个家系中，1号、2号、14号、19号家系的总生物量相对较大，其中，针叶生物量累积以19号家系最大、13号家系最小，地下部分生物量累积以2号家系最大、8号家系最小，地上部分生物量累积以14号家系最大、13号家系最小；茎分配比例以9号家系最大、6号家系最小，针叶分配比例以18号家系最大、6号家系最小，根系分配比例以6号家系最大、10号家系最小，茎根比以19号家系最大、6号家系最小。

关键词：云南松；家系；生物量；茎根比；干质量

中图分类号： S791.257.01文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）06-0311-03

收稿日期：2016-01-30

基金项目：云南省教育厅科学研究基金（编号：2014Z106）。

作者简介：陈诗（1981—），男，实验师，主要从事森林培育研究。E-mail：cshi1981@qq.com。云南松（Pinus yunnanensis）是中国西南地区的一个特有种，是云南的主要造林树种，分布广、面积大、适应性强，在区域经济发展和生态环境建设中起着极其重要的作用[1-4]。目前，对云南松家系的研究主要以苗木的生长规律、生长量等作为优良家系的选择指标[5-7]，而以幼苗家系间生物量为优良家系选择指标的研究较少。有研究表明，植物地下部分与地上部分生物量大小可反映植物对土壤养分或光照的需求和竞争能力[6]，地上部分和根系的分配会影响其获取资源的速率，苗木的干、鲜质量不仅可以反映苗木吸收、同化养分能力的大小，还是衡量苗木生产力高低的主要指标之一[8-9]。因此，在相同培育环境下，开展一年生云南松不同家系苗生物量研究，以期从苗期进行优势家系的比较选择，为云南松优良家系的早期选择及壮苗培育提供更充分的理论依据和现实指导。

1材料与方法

1.1材料

供试种采自云南省楚雄洲白马河林场云南松母树林中的19个单株，按照1～19的顺序进行编号，并分家系保存。经测定，其种子千粒质量为14.98 g。以云南松商品种子育苗作为对照。

1.2试验地情况

试验地设置在西南林业大学林学院格林温室，位于102°45′41″ E、25°04′00″ N，海拔1 945 m，属于亚热带半湿润高原季风气候，年平均气温14.7 ℃、绝对最低温-9 ℃、绝对最高温32.5 ℃；年降水量为700～1 100 mm，年平均相对湿度为68.2%。

1.3试验设计

参试家系田间排列采用顺序错位法布设，设置3个重复，完全区组设计，每个重复由19个家系构成19个小区。床面细致整平，宽100 cm、高15 cm，步道宽30 cm、长27 m。2010年5月9日进行苗床点播，播种时种脐向下，并拌入松林表土，株行距为5 cm×5 cm。种子催芽、营养土配制、消毒和苗期管理等均按照常规方法进行。

1.4调查和统计分析

2014年12月底云南松停止生长时，除测量云南松苗高、地径等性状外，还开展干物质积累量等测定。每试验小区挖取5株平均大小的苗木，分别称其根、茎、叶的鲜质量；带回实验室，105 ℃杀青30 min，85 ℃恒温下烘干至恒质量。试验数据用SPSS 13.0软件进行单因素方差分析和多重比较（P<0.05），比较不同家系生物量的差异及各指标之间的相关性。

2结果与分析

2.1云南松苗木生物量及其比例

由表1可见，一年生云南松地上部分干物质分配占总生物量的67.31%，地下部分干物质分配占总生物量的 32.69%，云南松幼苗把更多的干物质分配到地上部，表明其对光照具有较强的需求和竞争能力；各器官生物量中，叶的干物质分配比例相对最大，占50.98%，比茎的干物质分配高出212.19%，根的干物质分配比例次之，占32.69%，茎的干物质分配比例相对最少，仅占16.33%。

2.2云南松生物量与地径、苗高等生长量的相关性

生物生长规律的重要特点之一是相对生长，无论是群体与个体之间，还是个体中的各个器官之间均存在这一规律[10]。由表2可以看出，苗高与地径生长量存在极显著正相关关系，苗高和茎干质量呈显著正相关关系，与高径比、茎根比呈极显著正相关；地径和根干质量、全株干质量、苗高呈极显著正相关，与叶干质量呈显著正相关，与高径比呈极显著负相关。

2.3云南松各家系间生物量的投资与分配比较分析

2.3.1云南松各家系间总生物量方差分析由图1、表3可见，云南松各家系间总生物量存在一定的差异，生物量以1号、2号、14号、19号家系相对较大，其中2号家系最大。由表3可见，在可靠性为95%时，一年生云南松各家系间总生物量指标的差异均达到显著水平。

2.3.2云南松各家系间根、茎、叶生物量的累积情况由表4可见，一年生云南松各家系茎、针叶、根、地上部分生物量的累积值分别为（0.278 5±0.108 5）、（0.866 7±0.234 9）、（0.511 5±0.161 2）、（1.146 2±0.331 0） g；针叶、地上部分、地下部分的生物量累积在显著水平（P<0.05）上均可分为2组；针叶生物量累积以13号家系最小、19号家系最大；地下部分（根）生物量累积以8号家系最小、2号家系最大；地上部分生物量累积以13号家系最小、14号家系最大。

2.4云南松苗各家系生物量的分配情况

茎根比是一个能够反映苗木地上部分与地下部分分配的重要指标。由表5可见，一年生云南松总生物量在茎、针叶、根系的分配比例及茎根比分别为（16.50±3.11）%、（52.36±547）%、（31.09±6.67）%、（2.35±0.73）%；茎、针叶、根系的分配比例及茎根比在显著水平（P<0.05）上均可分为2组；茎分配比例以6号家系最小、9号家系最大；针叶分配比例以6号家系最小、18号家系最大；根系分配比例以10号家系最小、6号家系最大；茎根比6号以家系最小、19号家系最大。

3结论与讨论

通过比较19个家系285株云南松苗木各器官生物量总和及其分配规律发现，一年生云南松把更多的干物质分配给地上部分，而地下部分分配较少，叶上分配的干物质相对最多，根上分配的干物质次之，茎上则最少；通过比较云南松生长量与生物量各指标的相关性得出，苗高与地径生长量存在极显著正相关关系，苗高和茎干质量呈显著正相关，与高径比、茎根比呈极显著正相关，地径和根干质量、全株干质量呈极显著正相关，与叶干质量呈显著正相关，与高径比呈极显著负相关，苗木干物质积累量与苗高、地径关系最为密切，苗高、地径可作为苗期干物质积累量的间接评价指标；各家系总生物量有明显差异，总生物量以1号、2号、14号、19号家系相对较大，针叶生物量累积以13号家系最小、19号家系最大，地下部分生物量累积以8号家系最小、2号家系最大，地上部分生物量累积13号家系最小，14号家系最大；各家系中，茎分配比例以6号家系最小、9号家系最大，针叶分配比例以6号家系最小、18号家系最大，根系分配比例以10号家系最小、6号家系最大，茎根比以6号家系最小、19号家系最大。

苗木地上部分是苗木占领生存空间、获取光能资源，并进行光合同化作用的主要器官，地下部分是吸收水分和养分的主要构件[8-9]。干质量是反映物质积累状况的主要指标，苗木的生产力受到各构件生物量累积及总生物量分配于各构件比例的影响，因此，干质量也是苗木质量好坏的指标。在实际造林生产中，可根据立地条件选择家系，如造林地水分和养分充足，可以优先选择2号、9号、18号、19号家系，能产生更大的生产力，如造林地条件水分和养分不足，苗木需首先考虑存活，应选择根系比较发达的家系，可以优先选择6号、14号家系。

参考文献：

[1]中国森林编辑委员会. 中国森林：第2卷针叶林[M]. 北京：中国林业出版社，1999：971-985.

[2]云南森林编写委员会.云南森林[M]. 昆明：云南科学技术出版社，1986：125-153.

[3]蔡年辉，李根前，束传林，等. 云南松天然林区植物群落结构的空间动态研究[J]. 西北植物学报，2006，26（10）：2119-2124.

[4]李本德，刘中天. 云南松（Pinus yunnanensis）林的分布及其分区[J]. 云南大学学报：自然科学版，1984，6（1）：33-46.

[5]张跃敏，李根前，李莲芳，等. 云南松生长特性及其促成培育[J]. 陕西林业科技，2008（3）：4-7.

[6]刘代亿，李根前，李莲芳，等. 云南松优良家系及优良个体苗期选择研究[J]. 西北林学院学报，2009，24（4）：67-72.

[7]张跃敏，李根前，李莲芳，等. 云南松实生苗生长对N、P配施的响应[J]. 东北林业大学学报，2009，37（8）：5-8.

[8]Aikio S，Kaisa R K，Mannin S. Dynamics of biomass partitioning in two competing meadow plant spccics[J]. Plant Ecology，2009，205（1）：129-137.

[9]Aikio S，Markkola A M. Optimality and phenotypic plasticity of shoot-to-root ratio under variable light and nutrient availabdity[J]. Evolution Ecology，2002，16（1）：67-76.

[10]周国模，吴家胜，应叶青，等. 喜树种源苗期生物量研究[J]. 林业科学研究，1999，12（4）：386-391.