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不同育苗方式对晚松不同种源苗期生长及生物量的影响

2018-04-20吴吕奇黄梓明陈晓慧潘洋刘刘苑秋胡冬南

中南林业科技大学学报 2018年5期
关键词:峡江安福泰和

曾 进,吴吕奇 ,黄梓明,陈晓慧,倪 铭,潘洋刘,刘苑秋,胡冬南

(1.江西农业大学 江西省森林培育重点实验室,江西 南昌 330045;2.江西省林木育种中心,江西 九江 330300)

晚松Pinus rigidavar.serotina是松科松属的常绿乔木,原产美国东南部沿海平原、丘陵和低山区,生长速度快,适应性强,抗污染,开花结实早,种子小,产量高,早期速生,材质较好,并具有很强的根檗能力和很高的观赏价值,我国于20世纪60年代作为炭薪林、用材林树种引进晚松,在江苏、湖北、江西等地区都有引种[1-3]。晚松的生物质能利用效率较高,有发展木本植物能源产业的广阔前景[4]。国内外有关晚松的研究大部分是关于不同年龄和林分晚松生物量的差异,以及碳储量能力和能源利用效率[5-7]。欧美等发达国家,对于木质能源的利用已有很久的研究,文献资料显示,早期有笔者对北美引种晚松苗期的生长性状和生物量进行过研究,国内关于马尾松、小干松、落叶松不同种源苗期的生长特性有一定研究,但对晚松的研究重点在生长规律和适应性上,以造林为主,种苗选育的相关研究很少。

江西省作为全国林业生物质能源重点建设基地,分布有大量的能源树种,晚松是主要木本能源树种之一,有广阔开发前景。容器育苗是一项先进的生产技术,可以为苗木创造良好的生长环境和生活条件,使苗木健壮,存活率高,不受季节限制,主要用于裸根苗栽植不易成活的地区和树种[8-9];露地直播操作简单,成本低,不易损伤植物根系,但受环境限制。育苗方式、种源的选择对晚松的生长发育直到成林起着关键性作用。生长性状代表着苗木的品质,生物量与能源的利用息息相关。申文辉等[10]发现不同种源红锥的树高、胸径和单株材积生长均有极显著差异,不同种源间差异显著,可以筛选出优良种源。也有研究表明幼苗的苗高、地径、冠幅、梢长、生物量间存在线性关系[11-12]。因此,开展不同育苗方式条件下晚松不同种源苗期生长及生物量差异研究,对苗木栽培具有重大指导意义。本研究选择了3个地区(峡江、安福、泰和)的晚松种源,采用露地直播和容器育苗两种方式,测定树高、地径和生物量等,通过比较不同种源苗的生长指标和生物量,探索不同育苗方式下晚松生长性状及生物量的差异,评价不同种源的苗期适应性能力,为晚松的栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

地点设在江西农业大学科技园内,东经115°55′,北纬 28°46′,属亚热带大陆性气候,海拔50 m,年平均温度为17.50 ℃,年降水量为1596.40 mm,年日照为1903.90 h,无霜期平均为281 d。地势较平坦,排水通畅,光照充足,适合播种育苗。

1.2 试验材料与设计

选择来自泰和罗溪林场、安福武功山和峡江林木良种场3个种源的优良晚松种子,2015年3月在试验地进行田间露地直播育苗和芽苗移栽容器育苗,容器苗基质为黄心土,共6个组合,每个组合重复3次。所培育苗木用于苗期生长性状及生物量的测定。

1.3 测定方法与数据分析

1.3.1 测定方法

2016年1月对试验地苗木进行生长调查。用卷尺、游标卡尺测定株高、地径、冠幅等,用电子秤称取地上、地下部分的鲜质量,在80℃恒温干燥箱中烘干24 h后测定干质量。

1.3.2 数据分析

利用Excel 2007和DPS 7.05软件对测定出的数据进行分析处理,计算平均值,并进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 晚松生长指标分析

2.1.1 苗高、地径、冠幅的生长差异

苗高、地径和冠幅是衡量苗木品质的重要指标。苗高能直观表现苗木生长健康状况;地径粗壮程度与植物的抗逆性密切相关;冠幅是衡量苗木生长势的标准。为比较晚松不同种源和不同育苗方式苗期地上部分生长差异,对一年生苗木的苗高、地径和冠幅进行了测定,并对测定结果进行统计与分析,结果见表1和表2。

如表1所示,晚松露地直播方式苗高、地径和冠幅分别为20.36 cm、8.53 mm、18.07 cm,容器育苗方式的分别为25.85 cm、6.04 mm、12.61 cm,不同育苗方式的苗高、地径、冠幅均有极显著性差异,容器育苗较直播的苗高高出了21.2%,地径和冠幅分别减少了29.2 %和30.2 %。不同种源晚松的平均苗高和地径表现为峡江>安福>泰和,峡江苗高显著高出泰和20.6%,仅高出安福5%;不同种源间地径无显著性差异;冠幅表现为峡江>泰和>安福,峡江较安福冠幅增加了26.4%,存在极显著性差异,较泰和仅增加了14.9%,差异不显著。由表2可知,不同的育苗方式,种源间苗高和冠幅的生长规律不一致;露地直播方式,安福和泰和种源的苗高差异不显著,但容器育苗种源间存在差异性;露地直播方式峡江种源晚松苗的冠幅显著大于安福和泰和,但容器育苗3个种源间无显著差异。相同育苗方式下,种源间的地径不存在显著差异。综合表3可知,两因素的交互作用对于苗高、地径差异不显著,但对冠幅有显著性差异。

表1 晚松各生长指标的均值Table 1 The average growth indicators of Pinus rigida var. serotina

表2 不同育苗方式下晚松种源间生长指标的差异Table 2 The differences of growth indicators about provenances of Pinus rigida var. serotina in different breeding ways

表3 晚松两因素交互作用生长指标差异Table 3 The differences of growth indicators of Pinusrigida var. serotina in two factor interactions

2.1.2 主根长、一级侧根数及一级侧根均长的生长差异

根系是植物重要的组成部分之一,运输营养物质的载体,根系越发达,侧根分支数目越多,说明植物吸收水肥能力越强。为比较晚松不同种源和育苗方式地下部分生长差异,对一年生苗木的主根、一级侧根长度及一级侧根数进行了测定,并对其进行了统计与分析,结果见表1和表2。

由表1可知,露地直播一年生晚松主根长、一级侧根平均长分别为22.80 cm和14.85 cm,一级侧根数为9个;容器育苗的主根、一级侧根平均长、一级侧根数为21.38 cm、13.01 cm、根6个。不同育苗方式的晚松,其主根长和一级侧根均长均无显著差异,一级侧根数存在极显著性差异,露地直播较容器育苗一级侧根数多8.3%,主根长和一级侧根均长也大于容器苗,但差异未达显著水平。不同种源的晚松苗主根长和一级侧根均长无显著差异,长度均表现为峡江>安福>泰和;一级侧根数为峡江>泰和>安福,峡江和泰和显著多于安福,峡江较安福一级侧根数多33.3%,泰和较安福多25.0%,峡江较泰和仅多11.1%,无显著差异。由表2可知,不同育苗方式,3个种源间的一级侧根数和一级侧根均长差异规律不同,露地直播方式,峡江较安福的一级侧根数显著增加了45.5%,而容器育苗两种源间无显著差异;露地直播方式,安福和泰和的一级侧根平均长无显著差异,而容器育苗方式,峡江较泰和一级侧根均长显著增加了34.9%。主根长在不同的育苗方式下,种源间均无显著差异。综合表3来看,两因素的交互作用对一级侧根数有极显著性差异,对于一级侧根均长有显著性差异,对主根长差异不显著。

2.2 晚松生物量分析

2.2.1 地上部分生物量分析

地上部分生物量是植物长期通过光合作用累积有机物的结果,地上部分生物量的大小一定程度上反映该物种适应环境的能力[13]。为比较不同种源和不同育种方式下晚松地上生物量的差异,称量了其地上部分的鲜质量和干质量,并对其进行了统计分析,结果如表4、表5所示。

由表4可知,露地直播方式一年生晚松地上鲜质量、干质量为59.58和23.72 g,容器育苗方式为20.83 和9.15 g。露地直播方式晚松苗的地上部分生物量显著大于容器苗,其中鲜质量增加了65%,干质量增加了61.4%。晚松苗的地上鲜质量和干质量的生物量大小均表现为峡江>安福>泰和,峡江地上鲜质量较安福和泰和分别显著增加了21.2%和29.2%,安福较泰和仅增加了11.3%,差异不显著;峡江较泰和地上干质量显著增加了32.5%,较安福仅增加了21.4%,安福较泰和增加了14.2%,差异不显著。根据表5可得,不同育种方式,种源间地上部分生物量的差异规律都是一致的;露地直播方式,峡江种源晚松苗地上部分生物量显著多于安福和泰和,而安福和泰和无显著差异,而容器育苗的地上部分生物量3个种源间均无显著差异。综合表6可知,两者的交互效应对于地上质量来说有显著差异,对干质量差异不显著。

2.2.2 地下部分生物量分析

地下生物量主要指植物地下根的干质量,植物大部分营养储存在地下,通过根系吸收水分,运输营养物质,对植物的营养生长具有重要意义,地下生物量越大,植物长势越好[13-14]。一年生晚松不同育种方式、不同种源的地下部分生物量测定结果如表4、表5所示。

表4 晚松生物量指标的差异Table 4 The differences of biomass indicators of Pinus rigida var. serotina

表5 不同育种方式下晚松种源间间生物量的差异Table 5 The differences biomass indicators about provenances of Pinus rigida var. serotina in different breeding ways

由表4可知,晚松露地直播地下鲜质量、干质量为26.48、13.13 g,容器育苗方式的分别为8.30和5.10 g。不同育苗方式一年生晚松苗的地下部分生物量存在极显著性差异,直播方式较容器育苗的地下鲜质量增加了68.7%,干质量增加了61.2%。不同种源间地下鲜质量、干质量表现为峡江>安福>泰和,对于地下鲜质量和干质量,峡江与泰和间差异性均达极显著性水平,峡江较泰和地下鲜质量和干质量分别显著增加了38.8%和45.6%,安福与泰和地下生物量无显著性差异。由表5可知,不同育种方式,种源间的地下生物量差异规律不一致,露地直播峡江晚松苗地下鲜质量较泰和增加了41.5%,达到及显著性水平,而容器育苗种源间没有显著差异;露地直播的地下干质量,峡江和安福显著多于泰和,其中峡江较泰和增加了45.6%,安福较泰和增加了30.0%,均达极显著水平,但容器育苗种源间无显著性差异。综合表6可知,地下部分生物量在种源和育种方式的交互作用下,其差异不显著。

表6 晚松两因素交互作用生物量差异Table 6 The differences of biomass indicators of Pinus rigida var. serotina in two factor interactions

2.2.3 总生物量分析

苗木的干、鲜质量是衡量苗木生产力高低的主要指标之一。鲜质量是植物初始质量,与植物的吸水程度相关,干质量是反映物质累积状况的主要指标[15]。测定和分析了不同育种方式和种源的总鲜质量、总干质量,结果如表4、表5所示。

由表4可知,露地直播方式的一年生晚松总鲜质量、干质量分别为86.06和36.85 g,容器育苗的为29.13和14.25 g,露地直播方式较容器育苗总鲜质量增加了66.2%,总干质量增量了51.1%,不同育苗方式的总生物量差异达极显著水平。晚松不同种源总鲜质量和总干质量表现为峡江>安福>泰和,峡江较泰和总鲜质量、干质量分别增加了32.1%和37.3%,达极显著水平;安福与泰和的地下生物量均无显著差异。由表5可知,不同育种方式,晚松种源间总鲜质量和总干质量差异规律不一致;露地直播,峡江晚松苗的总鲜质量和总干质量大于安福和泰和的,存在显著性差异;而容器育苗,3个种源间的总生物量差异均不显著。综合表6可知,两因素的交互效应对于晚松的总鲜质量和总干质量差异都不显著。

3 结 论

(1)对江西3个种源晚松2种育苗方式进行了实验,结果表明:晚松露地直播苗高小于容器育苗,地径、冠幅和一级侧根数均大于容器育苗,且差异达极显著水平,露地直播较容器育苗的主根和一级侧根根长更大,但差异不显著,说明育苗方式对晚松苗根伸长的影响不大。

(2)从生长指标和生物量比较结果来看,容器苗不优于露地直播苗。林治国等[16]在越冬前(10月份)对晚松等4种北美松的生长指标进行测量发现,不论哪种树种和种源,容器育苗的苗木生长情况均优于常规苗。马文君等[17]在对油松不同方式育苗试验中,通过对地径、苗高、根长综合比较得出,不同育苗方式均存在显著差异,容器苗各生长因子优于露地苗。本文对不同育苗方式下晚松不同种源的生长和生物量差异性做研究,对晚松的选种栽培具有指导意义。

(3)峡江种源晚松的苗高、地径、冠幅、主根长、侧根长、一级侧根数和各部分生物量均优于安福和泰和,说明峡江地区的晚松苗期对江西农业大学科技园的立地条件适应性更强,可选为优良种源做进一步研究。不同育苗方式下种源间差异规律不同,要根据种源选择合适的育苗方式,以促进晚松生长,实现高效栽培。

4 讨 论

苗期的管理对林木的生长有重要的影响,管理人员和栽培措施不同也可能会造成差异,露地直播易受环境影响和人为破坏,因此要加强晚松苗期的病虫害防治、除草、施肥,由固定的人进行田间操作管理。

王旭军等[18]对不同种源红榉的苗高、地径的累积生长量及物候期参数和生长参数等方面进行观测,发现不同时期苗木生长速率及生长量累积不同,说明不同时期不同种源间的生长性状存在差异。吴际友等[19]在对不同种源闽楠苗期生长差异与早期选择中提出,生长性状的研究时间需要长一些,早期选择存在不稳定性,要长期持续测定。李曼等[20]对不同种源乌桕幼苗速生期持续观测,发现不同种源苗高、地径生长规律存在差异。本研究仅对一次测量的指标进行了分析,不能完全说明种源的好坏,不同种源晚松苗期的生长规律应该也不同,要长期跟踪测量来说明问题,因此本研究得出的结论和优良种源的选择还需要进一步研究验证。

本实验仅限于在江西农业大学内进行,不同地区种源间的差异规律可能会不一致,表现出来的优质性不同,可以进行多点多年试验,根据地区、环境差异选择合适的种源进行研究,能更好地加快晚松相关研究,也可对江西省优势木本能源树种的推广起到促进作用。

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