林海 李靜 曹國友 張吉榮 武玥 周忠誠 鄭京津 李紅兵 王瑞文
摘 要: 以伏山林場柏木母樹林為材料,以荊門市、十堰市鄖西縣、十堰市鄖陽區(qū)當地普通林分種子及育成的苗木為對照,測定其種子及1 a生苗木特性,并在鄂西北進行區(qū)域試驗,調查造林15 a后試驗林保存率、樹高、胸徑等指標,并計算材積及現實增益。結果表明:伏山林場柏木母樹林種子千粒重為3.31 g,發(fā)芽率為66.00%;1 a生苗木平均苗高為32.10 cm,平均地徑為0.41 cm。在三個試驗點造林15 a后,伏山林場柏木母樹林子代保存率在98%以上,其樹高、胸徑、材積等均高于對照,樹高的現實增益分別為8.97%、9.23%、9.94%;胸徑的現實增益分別為11.06%、12.06%、13.78%;材積的現實增益分別為30.00%、31.70%、38.10%,表現出良好的速生性及適應性。
關鍵詞: 柏木;母樹林;種子
中圖分類號:S791.41 文獻標識碼:A 文章編號:1004-3020(2022)01-0013-05
Afforestation Experiment with Parent Stand Seeds of Cypress in Fushan Forest Farm
Lin Hai(1) Li Jing(1) Cao Guoyou(1) Zhang Jirong(1) Wu Yue(1) Zhou Zhongcheng(2) Zheng Jingjin(3) Li Hongbing(4) Wang Ruiwen(3)
(1.Fushan National Forestry Center of Yunyang District in Shiyan City Shiyan442000;
2.Hubei Ecology Polytenic CollegeWuhan 430200;3.Hubei Academy of Forestry Wuhan 430075;
4.Wuxue Natural Resources and Planning Bureau Wuxue 435400)
Abstract: The regional test was made with parent stand of cypress in Fushan ForestFarm as material,the seeds and seedlings of local ordinary stand from Jingmen, Yunxi county and the Yunyang District of Shiyan as control .Characteristics of seeds,one year old seedlings and conservation rate, diameter, height,timber volume and practical gain after regional afforestation experiment in the northwest Hubei province for fifteen years were studied.The study showed that the thousand-seed weight was 3.31g,the germination rate was 66%.The average plant height and ground diameter of one-year seedlings were 32.10,0.41cm respectively.The conservation rates of 15-year-old experimental forest in the three experimental sites were all over 98.00%,the height,diameter,timber volume of which were higher than control.The practical gain of height were 8.97%,9.23%,9.94% respectively, the practical gain of the diameter were 11.06%,12.06%,13.78% respectively and the practical gain of timber volume were 30.00%,31.70%,38.10% respectively.
Key words: cypress;seed trees;see
柏木 Cupressus funebris 柏科柏木屬,常綠高大喬木,為我國特有樹種[1]。該樹種適應溫暖濕潤的氣候,對土壤條件要求不嚴,是浙江、福建、江西、湖南、湖北、貴州、重慶、四川等省市石灰?guī)r土壤的主要造林樹種[2]。林木遺傳改良是提高森林生產力的主要手段之一,國內外林木遺傳改良的常規(guī)方法是通過選擇優(yōu)樹,建立種子園,再進行子代測定評選優(yōu)良家系,并將其付諸生產實踐以獲取巨大的經濟效益[3]。目前國內對柏木的研究多側重于生產經營與生態(tài)效益評價,良種選育、種源選擇與選優(yōu)建園等遺傳改良的工作甚少[4-5]。本試驗以伏山林場柏木母樹林實生苗為材料,在鄂西北進行區(qū)域試驗,調查造林15 a后試驗林生長情況,以期為柏木良種選育提供借鑒。
1 試驗地概況
區(qū)域試驗地點分別為湖北省太子山林場、十堰市鄖西縣六官坪林場和十堰市鄖陽區(qū)烈士陵園。湖北省太子山林場試驗點位于東經113°1′56",北緯30°52′23",海拔86 m,屬低山丘陵地貌,位于山體鞍部。屬亞熱帶季風濕潤性氣候區(qū),年平均氣溫16.4 ℃,極端最低溫度-19.6 ℃,極端最高溫度39.2 ℃,無霜期240 d左右,日照時數1 949.9 h,年平均降雨量1 094.6 mm,降雨主要集中在4~8月,一般夏季多雨,冬春少雨。土壤為黃棕壤,厚度60 cm。
湖北省鄖西縣六官坪林場試驗點位于鄖西縣六官坪林場,東經110°41′,北緯32°54,海拔360 m。屬于副熱帶北界大陸性季風氣候,年平均氣溫為15.4 ℃,極端高溫為41.9 ℃,極端低溫是元月份,年均日照為1.874 h。年降雨量適中(一般是700~800 mm,除個別自然災害年代外),日照充足,氣候溫和,無霜期長。土壤為黃棕壤,厚度30 cm,巖石裸露,為石漠化山地。
鄖陽區(qū)烈士陵園試驗點位于鄖陽區(qū)城關鎮(zhèn),東經110°48′,北緯32°51′,海拔315 m。年平均氣溫15.9 ℃,年平均無霜期287 d,年平均相對濕度75%,年平均日照時數為1 984 h。土壤為頁巖發(fā)育而成的山地黃棕壤和由石灰?guī)r發(fā)育而成的棕色石灰土(石礫土),基巖裸露,土層厚度30 cm,土壤瘠薄。
2 材料與方法
2.1 供試材料
伏山林場柏木母樹林位于十堰市鄖陽區(qū)伏山林場。本試驗選取的林分是伏山林場于1972年從四川省綿陽市三臺縣引進種子育苗栽培而成的人工林。1980年、1986年、1995年分別進行了3次疏伐,3次疏伐后平均立木540~630株·hm-2。2000年初,選取優(yōu)良林分并按照母樹林的營建標準進行去劣留優(yōu),營建柏木母樹林33.33 hm2,母樹林密度為375株·hm-2
2.2 試驗方法
2.2.1 種子采收
2002年6月份果實成熟時,采集伏山柏木母樹林種子,同時采集十堰市鄖陽區(qū)、十堰市鄖西縣、荊門市當地普通柏木林分種子為對照。采收時選取樹冠中上部果大飽滿的2 a生成熟球果,于通風陰涼處放置7 d,放置曬場統(tǒng)一晾曬,用自然干燥法脫粒,種子經過去翅除雜后,用通氣性良好的麻袋盛裝,用于后期種子特性測定及育苗。
2.2.2 種子特性分析
2002年7月從收集的伏山柏木母樹林及十堰市鄖陽區(qū)、十堰市鄖西縣、荊門市當地普通柏木林分種子中選取飽滿無干癟種子,在室內測定其種子千粒重、發(fā)芽率。測定前用溫水浸種24 h進行催芽,然后播種于鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中(以培養(yǎng)皿內無積液為度),每個培養(yǎng)皿中播50粒,置于(25±1)℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每日定時觀察種子發(fā)芽情況。發(fā)芽試驗指標測定方法參照《國際種子檢驗規(guī)程》[6],以胚根露出為發(fā)芽標準,連續(xù)5 d無發(fā)芽視為發(fā)芽結束。自發(fā)芽開始至發(fā)芽結束,每日統(tǒng)計每個培養(yǎng)皿中種子發(fā)芽數,每個采集地種子3次重復取平均值 [7-8]。
發(fā)芽率(%)=( n/N )×100%
式中: n 為發(fā)芽期間種子發(fā)芽總數, N 為供試種子總數。
2.2.3 育苗及區(qū)域試驗
2003年3月,在十堰市鄖陽區(qū)伏山林場內將伏山柏木母樹林種子及3個對照統(tǒng)一育苗。育苗采用進行條播育苗,播種前用溫水浸種24 h進行催芽,條距20~25 cm,播幅約5 cm,播種溝內鋪上一層細土,播種量90~120 kg·hm-2。播后做好苗木蓋草、澆水、病蟲害防治等日常管理。8月份定苗,將過密、過細苗及時間除,保留100~130株·m-2。
2004年3月測定1 a生苗木苗高、地徑。不同種子采集地育成的1 a生苗木,各選取30株測量苗高、地徑取均值。
2005年在2 a生苗木中選取健壯、生長勢一致的I級苗木(苗高≥70.0 cm,地徑≥0.8 cm),分別在湖北省太子山林場、十堰市鄖西縣六官坪林場和十堰市鄖陽區(qū)烈士陵園3個點各營造區(qū)域試驗林2 hm2,3個試驗點分別以荊門市當地普通柏木林分、十堰市鄖西縣、十堰市鄖陽區(qū)當地普通林分種子育成的苗木為對照。試驗采用完全隨機區(qū)組設計,5個區(qū)組,30株/小區(qū)。對照柏木與參試柏木栽植在同一地塊,林地清理、整地挖穴、栽植、幼林撫育管護等措施完全一致。
2.3 調查與分析
2.3.1 數據調查
2020年6月對三個區(qū)域試驗林進行調查,調查成活率,測定胸徑、樹高等生長指標,并計算材積及現實增益。每個試驗點的5個區(qū)組,每個區(qū)組參試材料及對照各測定15株。
計算公式如下:
單株材積( V )計算公式 V =0.571 735 97×10-4× D 1.881 330 5× H 0.995 688 45
式中: D 為單株胸徑, H 為樹高[9]。
各生長指標現實增益為伏山林場柏木母樹林子代生長指標相比對照各生長指標提高的百分比[10],計算公式為:
胸徑的現實增益=(伏山林場柏木母樹林子代胸徑均值-對照胸徑均值)/對照胸徑均值;
樹高的現實增益=(伏山林場柏木母樹林子代樹高均值-對照樹高均值)/對照胸徑均值;
材積的現實增益=(伏山林場柏木母樹林子代材積均值-對照材積均值)/對照材積均值。
2.3.2 數據分析
采用Excel及SPSS軟件對數據進行整理及方差分析。
3 結果與分析
3.1 種子特性及1 a生苗木生長指標
由表1可以看出,伏山林場柏木母樹林種子平均千粒重為3.31 g,平均發(fā)芽率為66%。1 a生苗木平均苗高為32.10 cm,平均地徑為0.41 cm。方差分析表明,伏山柏木母樹林種子千粒重、發(fā)芽率、1 a生苗木的苗高、地徑均值均高于3個對照1 a生苗木,未達到顯著水平。
3.2 不同試驗點造林成活率的差異
從表2可以看出,15 a伏山林場柏木母樹林子代在3個試驗點保存率均極顯著高于對照,保存率均達到98%以上。
3.3 不同試驗點伏山林場柏木母樹林子代生長指標的差異
3.3.1 湖北省太子山林場試驗區(qū)結果與分析
湖北省太子山林場試驗區(qū),15 a伏山林場柏木母樹林子代胸徑、樹高、材積均極顯著高于對照(荊門市普通柏木林分子代),其平均胸徑為12.15 cm,變化范圍為12.01~12.34 cm,比對照提高11.06%;平均樹高為8.03 m,樹高變化范圍為7.88~8.21 m,比對照提高8.97%;平均材積為0.051 97 m3,變化范圍為0.050 4~0.054 1 m3,比對照提高30.0%。
3.3.2 十堰市鄖西縣六官坪林場試驗區(qū)結果與分析
十堰市鄖西縣六官坪林場試驗區(qū),15 a伏山林場柏木母樹林子代胸徑、樹高、材積均極顯著高于對照(十堰市鄖西縣普通柏木林分子代),其平均胸徑為12.36 cm,變化范圍為12.11~12.69 cm,比對照提高12.06%;平均樹高為8.28 m,樹高變化范圍為8.02~8.43 m,比對照提高9.23%;平均材積為0.054 32 m3,變化范圍為0.051 50~0.058 30 m3,比對照提高31.7%。
3.3.3 十堰市鄖陽烈士陵園試驗區(qū)結果與分析
十堰市鄖陽烈士陵園試驗區(qū),15 a伏山林場柏木母樹林子代胸徑、樹高、材積均極顯著高于對照,其平均胸徑為12.72 cm,變化范圍為12.62~12.82 cm,比對照提高13.78%;平均樹高為8.52 m,樹高變化范圍為8.43~8.59 m,比對照提高9.94%;平均材積為0.058 48 m3,變化范圍為0.057 40~0.059 70 m3,比對照提高38.1%。
4 結論與討論
(1)林木胸徑、樹高和材積生長量是反映林木生長特性的重要指標,能夠反映林木在試驗地區(qū)的生長特性表現情況[11-12]。伏山柏木母樹林種子表現出發(fā)芽率高,1 a生苗木生長快的特點。15 a的區(qū)域試驗表明,伏山林場柏木母樹林子代的保存率、胸徑、樹高、材積在3個試驗點均高于對照,速生性和適應性良好。十堰市鄖西縣六官坪林場、十堰市鄖陽區(qū)烈士陵園、太子山林管局試驗區(qū)3個試驗地是湖北省石漠化地區(qū)、低山丘陵地區(qū)的典型代表,說明伏山林場柏木母樹林適合在石漠化地區(qū)、低崗丘陵等地進行推廣。本研究主要闡述了伏山林場柏木母樹林子代生長指標,其生態(tài)效益還需進一步研究。 因此,下一步要從生態(tài)指標方面進一步評價伏山林場柏木母樹林的生態(tài)效益,進而從經濟效益和生態(tài)效益兩方面綜合評估其在湖北的推廣價值。
(2)由于試驗進行的時間較短,所營造的試驗林還處于生長的中林階段,而種源家系選擇是一個長期而又復雜的過程,因此本試驗結果僅是一個階段性的總結,其造林效果還有待于進一步的觀測。
參 考 文 獻
[1]張正香.柏樹綜合利用研究概況[J].生物質化學工程,1999,33(2):29-31.
[2]劉林英,蔣明,王小平,等.劍閣柏木種子育苗試驗初報[J].農業(yè)科技與信息,2008(22):48.
[3]沈熙環(huán),種子園技術[M].北京:北京科學技術出版社,1992.
[4]程瑞梅,肖文發(fā),李新新,等.三峽庫區(qū)柏木林研究[J].林業(yè)科學研究,2004,17(3):382-386.
[5]楊洪國,胡貴泉.柏木水土保持林凋落量的研究[J].四川林勘設計,1998(1):22-26.
[6]國際種子檢驗協(xié)會.國際種子檢驗規(guī)程[M].北京:林業(yè)出版社,1976.
[7]王瑞文,李玲,郭赟,等.不同光照時間對毛紅椿種子活力的影響[J].種子,2017,5(36):40-43.
[8]韓璐,歐斌,崔子佳,等.不同世代不同類型杉木種子千粒重的差異分析[J].南方林業(yè)科學,2021,49(2):7-19.
[9]安林輝,孫林山,林虎,等.太子山柏木母樹林良種選育研究[J].湖北林業(yè)科技,2019,48(4):31-33.
[10]鄭勇平,孫鴻有,董汝湘,等.杉木不同世代不同類型種子園遺傳改良增益研究[J].林業(yè)科學,2007,43(3):20-26.
[11]趙琨,曹幫華,吳麗云,等.20個楊樹無性系生長特性比較[J].山東科學,2013,26(4):32-36,50.
[12]曹振玉,臺秀國,楊振亞,等.魯西南地區(qū)8個黑楊無性系生長性狀比較研究[J].西南林業(yè)大學學報,2016,36(6):34-40.
(責任編輯:唐 嵐)