龍桂根，王 勇,李 峰，吳南生,李乾明，楊細(xì)蘭，鄭慶衍

（1.宜春市林業(yè)科學(xué)研究所，江西 宜春336000；2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)·林學(xué)院，江西 南昌330045；3.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)·南酸棗研究所，江西 南昌330045）

華木蓮（Sinomanglietia glaucaZ.X.Yu et Q.Y.Zheng）又名落葉木蓮，是國家珍稀一級保護(hù)植物，為江西宜春特有的木蘭科木蓮屬落葉植物，其花朵白里泛黃、形似佛焰苞，樹形自然成塔形，具有極佳的觀賞價值[1]。為了更好地開發(fā)和利用華木蓮，宜春市林業(yè)科學(xué)研究所多年來一直致力于華木蓮良種選育及人工造林技術(shù)研究，目前已經(jīng)獲得了一個由江西省林木良種審定委員會審定的華木蓮良種，華木蓮的苗木繁育技術(shù)也得到了較好的解決，為華木蓮的開發(fā)利用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

在華木蓮人工栽培過程中，華木蓮常規(guī)1年實生苗對栽培環(huán)境和競爭性雜草較為敏感，受惡劣環(huán)境影響嚴(yán)重，尤其是在全日照下存在造林成活率低、生長緩慢及培育成本高等問題，陷入“年年造林不見林”的境地。這種局面大大困擾了華木蓮資源培育與利用，已成當(dāng)前亟待解決的重要技術(shù)難題。苗齡和苗木規(guī)格與質(zhì)量息息相關(guān)，受立地條件的影響，選擇適宜苗齡進(jìn)行造林較為復(fù)雜[2-3]。眾多研究表明，雜草和造林苗木間存在光照、水分、養(yǎng)分的競爭[2-7]，小規(guī)格苗木對造林環(huán)境和競爭性雜草等較為敏感，難以成林。劉建峰等[7]研究結(jié)果表明沙地柏枝葉等植物的保水力隨著年齡的增加而增強(qiáng)，大苗齡的苗木根系更為發(fā)達(dá)、葉面積大，儲存的營養(yǎng)物質(zhì)積累也高，一般抗逆性和適應(yīng)性更強(qiáng)[6-7]，但也存在裸根苗緩苗期長的問題[8]。因此，選用適當(dāng)苗齡的苗木進(jìn)行造林是非常重要的技術(shù)問題。

本文以華木蓮1年生、2年生、3年生的苗木為研究對象，研究不同苗齡的光合特性、根系特征、苗木生長勢等苗型特征，進(jìn)而分析不同苗齡在苗圃及其上山造林的生長差異。最終通過苗齡型苗木質(zhì)量，分析不同樹齡華木蓮林分的質(zhì)量差異及其與不同苗齡型苗木質(zhì)量的相關(guān)性，進(jìn)而為華木蓮科學(xué)人工造林提供技術(shù)支持。

1 試驗地概況

試驗地位于袁州區(qū)，為中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫17.0℃～18.5℃；1月最冷，最低月平均氣溫為1.5℃～3.5℃；7月最熱，最高月平均氣溫達(dá)34.3℃，年平均積溫6 296℃，無霜期280～305 d，年平均降水量1 520～1 620 mm。

苗圃地位于袁州區(qū)渥江鎮(zhèn)上石村，為水稻田，壤土，pH值5.5，肥力中等，海拔112 m，地理坐標(biāo)為27°52′38″N，114°27′23″E。

造林試驗地位于溫湯鎮(zhèn)試驗林場，沙壤土，坡向東南坡，pH值6.5，肥力中等，海拔232 m，地理坐標(biāo)為27°42′16″N，114°18′8″E。

2 試驗材料與方法

2.1 材料及處理

采用同一優(yōu)良家系宜林科華木蓮1號實生苗，分別培育1 a，S1-0，即1年生苗；留圃培育2 a，S2-0，即2年生苗；留圃培育3 a，S3-0，即3年生苗。

造林方法：采用機(jī)械全墾整地，人工挖穴，規(guī)格均為50 cm×50 cm×40 cm，株行距2.0 m×3.0 m，2月初選擇裸根苗造林；每年11月初追肥（總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)≥10%，有機(jī)質(zhì)≥45%，2.5～3.0 kg·穴-1）；每年4月、9月各撫育一次，帶狀鏟除雜草。

造林試驗處理：采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗。造林苗木年份設(shè)置如下：1）S1-0、S2-0、S3-0的3種苗木類型在2017年“同年造林”，每個處理667 m2，重復(fù)4次，面積0.8 hm2，簡稱“同年造林”；2）2014年培育S1-0并于2015年造林，部分S1-0留圃培育1 a、2 a，分別于2016年、2017年“逐年造林”，每個處理0.33 hm2，重復(fù)3次，面積3 hm2，簡稱“逐年造林”。兩個試驗獨立進(jìn)行，以上S1-0、S2-0、S3-0的3種苗木類型為3個處理。

2.2 調(diào)查設(shè)備及測定分析方法

調(diào)查設(shè)備：主要是數(shù)顯游標(biāo)卡尺、胸徑尺、塔尺及TYS-B葉綠素儀。

取樣及測量方法：采用對角線取樣法抽樣，對3種苗齡的苗木在苗圃分別設(shè)3個樣方，樣方面積為1.25 m×0.8 m，在12月底測定苗木一級側(cè)根數(shù)、苗高、地徑。分別在“逐年造林”和“同年造林”的人工幼林地，距離林緣2行處設(shè)置樣地，每年12月－翌年2月調(diào)查成活率、地徑、樹高，并分別進(jìn)行分析。

一級側(cè)根數(shù)的測定：采用直徑大于1 mm，且長度大于1 cm的一級側(cè)根數(shù)來研究華木蓮根系特征。

葉綠素含量測定方法：植物葉片葉綠素含量與SPAD值之間存在顯著的正相關(guān)性，SPAD值可以直接反映出葉片葉綠素含量的高低，從而說明樹體的長勢強(qiáng)弱[9-12]。在樹齡為6 a時候，分別在“逐年造林”和“同年造林”的試驗林內(nèi)的每個處理測定15株標(biāo)準(zhǔn)木，選取樹體東南西北4個方向的中下層葉片，測定SPAD值及葉面溫度，求平均值，作為活立木的葉綠素相對含量值。

對以上所有數(shù)據(jù)采用IBM SPSS Statistics 19.0軟件進(jìn)行方差分析、多重比較、相關(guān)性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同苗齡苗木差異

S1-0、S2-0、S3-0的地徑、苗高、高徑比、側(cè)根數(shù)結(jié)果見表1。由表1可知，S1-0、S2-0、S3-0的地徑分別為7.27 mm、13.24 mm、20.49 mm，苗高分別為0.51 m、1.36 m、2.30 m，一級側(cè)根數(shù)分別為8條、12條、16條，高徑比分別為0.67、1.19、1.17。多重比較表明，S1-0、S2-0、S3-0的地徑、苗高、側(cè)根數(shù)差異顯著，S2-0、S3-0的高徑比差異不顯著，兩者比S1-0的高徑比大0.5以上，差異顯著。這表明，華木蓮苗木留圃培育的苗齡越大，其地徑、苗高、一級側(cè)根數(shù)都是顯著增加。地徑、苗高、一級側(cè)根數(shù)在第2年較第1年相對增長了82.12%、166.67%、50.00%，在第3年較第2年相對增長了55.76%、69.12%、33.33%，可見華木蓮苗木相對生長率的高峰期在第2年，第3年各生長指標(biāo)的相對生長率都開始顯著降低。

表1苗齡對華木蓮幼苗各生長指標(biāo)的影響Tab.1 Effects of seedling age on growth indexes of S.glauca

3.2 “同年造林”造林效果分析

3.2.1不同苗齡苗木“同年造林”成活率差異

對采用不同苗齡苗木同年營建的華木蓮林分的保存率連續(xù)調(diào)查3 a，結(jié)果見表2。由表2可知，采用S1-0、S2-0、S3-0苗木營建的華木蓮人工林，其1 a保存率分別為20%、93%、90%，2 a保存率分別為18%、89%、46%，3 a保存率分別為14%、84%、34%。從第1年成活率可以看出，1年生華木蓮苗木上山造林的成活率最低，僅為20%，2年生、3年生華木蓮苗木上山造林的成活率達(dá)到90%以上，差異極顯著。這說明1年生苗對造林環(huán)境的適應(yīng)性相對2年生、3年生苗要差很多。

表2苗齡對華木蓮人工林保存率的影響Tab.2 Effects of seedling age on the conservation rate of S.glauca plantation

從第2年、第3年的保存率可以看出，僅有S2-0維持在84%以上。S1-0所營造的華木蓮人工林，第1年、第2年、第3年保存率分別達(dá)到20%、18%、14%，這說明1年生華木蓮苗，適應(yīng)能力較弱，但在植苗造林1 a后未死亡的活立木，能較好地繼續(xù)存活。S3-0苗所營造的華木蓮人工林，在第2年、第3年保存率分別為46%、34%，顯著低于第1年的保存率90%。

3.2.2不同苗齡苗木“同年造林”效果

對不同苗齡在同年營造的華木蓮人工林的樹高、地徑進(jìn)行連續(xù)3 a調(diào)查，分析結(jié)果見表3。多重比較結(jié)果顯示，S1-0、S2-0、S3-03種苗型所造人工林的樹高、地徑在造林2年后的差異為極顯著，與造林時的各苗型初始指標(biāo)的差異性未發(fā)生變化。到第3年時，S2-0、S3-0所造的同齡人工林地徑分別為48.44 mm、54.24 mm，樹高分別為4.03 m、4.15 m，差異不顯著，兩者與S1-0所造人工林地徑、樹高差異仍為顯著。這說明，經(jīng)過2 a的適應(yīng)性生長后，S2-0苗木所營造的華木蓮其生長速度開始超過S1-0、S3-0。

表3“同年造林”時不同苗齡對華木蓮人工林樹高、地徑的影響Tab.3 Effects of different seedling ages on height and ground diameter of S.glauca planted in the same year

圖1“同年造林”時不同苗齡對華木蓮樹高、地徑連年生長量的影響Fig.1 Effects of different seedling ages on the current annual increment in height and ground diameter of S.glauca planted in the same year

S1-0、S2-0、S3-0苗木同年營造的華木蓮人工林連年生長量進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果見圖1。結(jié)果顯示S1-0的林分，造林第1年的樹高、地徑生長量分別為0.97 m、5.85 mm，顯著高于S2-0、S3-0的生長量；造林第2年、第3年，S2-0林分的樹高量分別為0.49 m、1.59 m，地徑生長量分別為8.23 mm、22.76 mm，顯著高于S1-0、S3-0。這說明，選用S2-0苗木造林，第1年為緩苗期，第2年、第3年開始進(jìn)入正常生長期；S1-0造林，第1年即可進(jìn)入正常生長，緩苗期較短，只是第1年的死亡率較高。

3.3 “逐年造林”造林效果分析

對不同苗齡逐年營造的華木蓮人工林的樹高、地徑、保存率進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計分析結(jié)果見表4。結(jié)果表明，逐年營造的華木蓮人工林保存率存在較大的差異，在樹齡為6 a時，以S2-0林分的保存率最大，達(dá)到87.5%，顯著高于S1-0、S3-0林分的保存率。生長指標(biāo)的多重比較結(jié)果顯示，S1-0、S2-0、S3-03種苗型逐年所營造林分的地徑在4 a樹齡的差異顯著，以S2-0所造林分的地徑最大，達(dá)到了39.22 mm，S3-0的林分的地徑最小，為27.08 mm；樹高以S1-0的林分最大，達(dá)到2.82 m，其次是S3-0，最小的是S2-0。在樹齡為6 a時，S1-0、S2-0、S3-03種苗型逐年所造人工林的樹高無顯著差異；地徑以S2-0、S1-0所造林分的地徑較大，分別為76.36 mm、70.20 mm，兩者均顯著高于S3-0所造林分的地徑。S1-0、S2-0、S3-0苗型逐年營造的華木蓮林分的樹高、地徑、保存率的的差異性與S1-0、S2-0、S3-0同年營造的人工林的樹高、地徑、保存率的差異基本一致，均以S2-0苗型的造林效果較佳。

表4“逐年造林”時不同苗齡對華木蓮人工林樹高、地徑的影響Tab.4 Effects of different seedling types on height and ground diameter of S.glauca planted in the different years

3.4 不同苗齡對華木蓮人工林葉綠素含量的影響

葉綠素含量是植物生長發(fā)育狀況的指示因子，能較好地體現(xiàn)植物吸收外界營養(yǎng)物質(zhì)及抗脅迫的能力[11-14]。為了分析不同苗型營造的華木蓮人工林生長發(fā)育狀況，在林齡為3 a時對不同苗型“同年造林”林分的葉綠素相對含量進(jìn)行了調(diào)查分析，結(jié)果見表5。數(shù)據(jù)顯示，S1-0、S2-0、S3-0苗型營造的華木蓮人工林，第3年葉片的SPAD值分別為60.05、47.12、38.12，表明S1-0、S2-0、S3-0所造的人工林葉片葉綠素含量依次減少。多重比較結(jié)果顯示，S1-0與S2-0兩種苗型所造人工林在第3年時SPAD值差異不顯著，而S1-0與S3-0所營造的華木蓮人工林在第3年時SPAD值差異顯著，S1-0林分葉綠素含量顯著高于S3-0林分。這說明，經(jīng)過2 a的適應(yīng)性生長后，S1-0、S2-0苗型所營造的華木蓮人工林，其光合作用及抗脅迫能力要強(qiáng)于S3-0營造的華木蓮人工林。以上結(jié)果進(jìn)一步說明，S1-0苗造林，后期光合作用及抗脅迫能力強(qiáng)、生長快，只是第1年造林成活率較低；S2-0苗造林，后期光合作用及抗脅迫能力強(qiáng)、成活率最高；S3-0苗造林，后期光合作用及抗脅迫能力低，造林保存率也不理想。

表5不同苗木類型對人工林葉片葉綠素的影響Tab.5 Effects of different seedling types on leaf chlorophyll of S.glauca plantation

3.5 苗齡與華木蓮人工林生長指標(biāo)的相關(guān)性

通過對造林苗的地徑、樹高、高徑比、一級側(cè)根數(shù)與造林后每年的地徑、樹高、保存率等生長指標(biāo)的相關(guān)性分析（見表6），可以發(fā)現(xiàn)，苗期地徑、樹高、高徑比、一級側(cè)根數(shù)等生長指標(biāo)與林分保存率、地徑、樹高等均呈正相關(guān)。其中造林苗期地徑與1 a林分的樹高、地徑、保存率及3 a林分的地徑等生長指標(biāo)相關(guān)系數(shù)均在0.60～0.70之間，為中度相關(guān)性；造林苗的苗高與1 a林分的樹高，造林苗的一級側(cè)根數(shù)與1 a林分的樹高、地徑相關(guān)系數(shù)均在0.5～0.6之間，為低度相關(guān)性；華木蓮苗期生長指標(biāo)與1 a、2 a、3 a幼林階段的其他指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)均為0.5以下，為弱相關(guān)性?？梢?，苗期地徑與林分的生長指標(biāo)相關(guān)性相對較高，且造林第1年的成活率與苗期地徑高度相關(guān)。

表6華木蓮幼林生長指標(biāo)與苗木初始指標(biāo)的pearson相關(guān)性分析Tab.6 Pearson correlation coefficients for the relationship between seedlings′index and growth index of S.glauca plantation

表7華木蓮苗齡與造林苗初始生長指標(biāo)及幼林期生長指標(biāo)的pearson相關(guān)性分析Tab.7 Pearson correlation coefficients for the relationship between seedlings′age and growth index of S.glauca plantation

從表7的相關(guān)系數(shù)可以看出，華木蓮造林苗苗齡與苗木的初始地徑、苗高、一級側(cè)根數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.81、0.70、0.72，即苗齡較大者，其地徑、苗高、一級側(cè)根數(shù)等指標(biāo)也相對較大；苗齡與1 a的林分生長指標(biāo)相關(guān)系數(shù)最大，均在0.75以上，為顯著正相關(guān)；苗齡與2 a、3 a林齡的華木蓮生長參數(shù)相關(guān)性仍較為緊密，但呈逐年下降趨勢。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

為了進(jìn)一步挖掘華木蓮的潛在觀賞價值和其他利用價值，采用人工規(guī)模化造林是其最佳途徑。本文通過不同苗齡型造林試驗分析，表明采用不同苗齡苗木所營造的華木蓮人工林生長指標(biāo)、葉綠素含量的差異顯著，并以2年生苗木造林為佳，具體結(jié)論如下：1）華木蓮苗期生長指標(biāo)隨苗齡而增大，在第2年的相對生長率顯著高于第3年。華木蓮苗木留圃培育的苗齡越大，其地徑、苗高、一級側(cè)根數(shù)都是顯著增大。地徑、苗高、一級側(cè)根數(shù)在第2年的相對生長率顯著高于第3年。這說明華木蓮播種苗留圃培育1 a能較大地提高其苗木質(zhì)量，進(jìn)而增強(qiáng)苗木抗性和競爭力，提高造林成活率和造林質(zhì)量。2）S2-0苗型適應(yīng)性較強(qiáng)，從造林保存率、生長指標(biāo)、樹體長勢等綜合造林效果較S1-0、S3-0苗型造林效果更佳。3）相關(guān)性分析及造林效果表明，華木蓮苗齡與地徑、苗高、一級側(cè)根數(shù)等指標(biāo)顯著正相關(guān)。在一定苗齡范圍內(nèi)，華木蓮苗齡可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測造林效果。

4.2 討論

苗齡差異可以顯著影響華木蓮幼林的生長指標(biāo)、長勢。這與學(xué)者研究的苗齡對白樺、紅皮云杉、銀中楊、杉木、禿杉、沙地柏、濕地松等多樹種的造林效果有顯著影響的結(jié)論是一致的[13-19]。但不同樹種的苗齡對造林效果的影響存在較大的差異，范一卿等[17]認(rèn)為1年生禿杉苗木造林成活率高、育苗成本低，管應(yīng)誠[16]認(rèn)為2年生杉木造林具有較大的優(yōu)勢，以上報道僅對造林后1 a或者2 a的林分進(jìn)行分析，難以全面評價苗齡對造林效果的影響。

為此，本文對華木蓮幼林進(jìn)行了連續(xù)6 a的跟蹤調(diào)查分析，綜合華木蓮3種苗齡型苗木“同年造林”“逐年造林”表現(xiàn)，S2-0苗其所營造的人工林保存率高、質(zhì)量穩(wěn)定，這與馬履一等人關(guān)于樟子松苗齡對造林效果的結(jié)論有相似之處[20]。S1-0苗造林的成活率僅為20%，說明華木蓮本身適應(yīng)能力弱，造林當(dāng)年根系吸收轉(zhuǎn)化的營養(yǎng)物質(zhì)難以滿足自身生存的需要，仍需消耗植物本身儲存的營養(yǎng)物質(zhì)，從而導(dǎo)致S1-0林分在第1年成活率低。在苗木經(jīng)過1 a的適應(yīng)性生長后，S2-0苗所營造的人工林其葉綠素含量高、光合能力強(qiáng)，其吸收轉(zhuǎn)化的營養(yǎng)物質(zhì)可以供應(yīng)植物生長。但S3-0苗在造林當(dāng)年消耗大部分苗期自帶的營養(yǎng)后，面對第2、3年高溫不利季節(jié)，其葉綠素含量低、光合作用效率低、根系生長不足、抗脅迫能力較弱，其根系自身吸收的營養(yǎng)水分滿足不了地上部分生長的需要，從而導(dǎo)致S3-0苗營造的林分在第2、3年開始批量死亡。同理，2年生苗造林剛好滿足地上部分生長的需要，其1年生林分成活率高達(dá)93%，2 a、3 a的保存率也能在84%以上，地徑、樹高生長量也能達(dá)75 mm、0.8 m以上，從而保證了較好的造林效果。