林玉泉
(福建省泰寧國有林場,福建 泰寧 354400)
杉木(Cunninghamialanceolata)為我國南方等地區(qū)非常重要的一種速生、材質(zhì)優(yōu)異的人工林造林樹種,因此在我國人工林木材生產(chǎn)上享有非常高的地位,同時杉木在我國具有非常悠久的栽培歷史,廣泛分布于我國大部分地區(qū),由于其分布區(qū)生境差異大和生態(tài)遺傳隔絕,在長期系統(tǒng)發(fā)育中,不同種源和家系的杉木存在顯著的差異[1~5]。為了促進杉木人工林的速生豐產(chǎn),我國的林業(yè)育種專家在杉木良種選育上進行了廣泛的研究,福建省自20世紀(jì)70年代起相繼建立了杉木母樹林、種子園,提供良種應(yīng)用于速生豐產(chǎn)林基地建設(shè),取得了顯著成效。但近年來隨著林業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展與生產(chǎn)規(guī)模的擴大,單純依靠杉木種子園生產(chǎn)種子進行育苗已不能滿足人工造林對良種苗木需求量的不斷擴大,另一方面,林業(yè)育種專家的研究表明無性系造林具有較高的遺傳增益,尤其是杉木無性系繁殖技術(shù)的重大突破,使杉木人工造林開始進入無性系造林的嶄新階段[6~10]。因此,通過培育杉木無性系進行人工造林越發(fā)的被重視,培育杉木無性系造林不僅可以突破以往只有通過培育杉木實生苗造林為唯一途徑,而且杉木無性系培育技術(shù)還可以在短時間內(nèi)培育出大量的優(yōu)質(zhì)苗木供生產(chǎn)造林的需求,這是杉木實生苗無法比擬的。本研究以杉木第2代種子園良種為對照,通過造林試驗,對比分析了杉木優(yōu)良無性系閩杉1號的幼林生長情況,為其推廣造林提供參考。
試驗地設(shè)在泰寧國有林場梅橋工區(qū),26°54′36″N,117°11′29″E。亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,年平均降水量1781 mm,相對濕度83%,極端高溫41 ℃,極端低溫-8 ℃,年平均氣溫17.5 ℃,無霜期為301 d,年平均日照時間為1736.8 h。夏季高溫多雨,冬季溫暖濕潤,適宜杉木人工林培育。試驗地坡向東南,坡度10°~20°,海拔300~350 m,前茬為馬尾松人工純林,Ⅱ類立地。
試驗材料為杉木良種閩杉1號,為速生優(yōu)良無性系,由福建省林業(yè)科學(xué)研究院選育,良種審定編號:閩-S-SC-CL-010-2018,以福建省沙縣官莊國有林場杉木第2代種子園良種為對照。閩杉1號苗木由福建省洋口國有林場扦插培育,對照苗木由福建省將樂國有林場播種培育,試驗苗木均為大田裸根苗。
于2014年11月進行試驗林造林整地,由于沒煉山,因此試驗地進行耙?guī)д?,以株行?.8 m×1.8 m、穴規(guī)格為50 cm×40 cm×40 cm挖明穴,每穴施0.5 kg過磷酸鈣回表土拌勻后回心土。山場造林采用隨機區(qū)組設(shè)計,3個區(qū)組也即3次重復(fù),區(qū)組沿坡從上往下排列,每個區(qū)組2個小區(qū),每個小區(qū)種植一個品種,共計6個小區(qū),每個小區(qū)面積5~8畝。每個區(qū)組四周種植2行木荷為標(biāo)志行。2015年2月份用1年生試驗苗造林,閩杉1號苗木平均苗高36 cm,地徑0.4 cm,對照平均苗高43 cm,地徑0.5 cm。造林后在每個小區(qū)中間設(shè)置1個20 m×20 m固定樣地,樣地內(nèi)每株掛牌標(biāo)識。2015~2020年每年11~12月份調(diào)查每個樣地內(nèi)每株樹高和胸徑(造林后前3年調(diào)查樹高,第4年開始調(diào)查胸徑)。根據(jù)公式V=0.00005877042D1.9699831H0.89646157估算單株立木材積[10],式中D指胸徑,單位cm,H指樹高,單位為m。
對參試兩個品種各林齡的生長性狀進行獨立樣本T檢驗,設(shè)Xi表示閩杉1號無性系任一生長性狀均值,Xj表示杉木第2代良種任一生長性狀均值,則Xi-Xj表示閩杉1號與第2代良種的均值差值。樹高、胸徑和單株立木材積上的T檢驗結(jié)果列于表2。造林后前3年,閩杉1號樹高顯著低于第2代良種,第4年差異不顯著,第5年開始顯著高于第2代良種。閩杉1號在4 a林齡時的胸徑顯著低于第2代良種,但從5 a林齡時開始顯著大于第2代良種、單株立木材積亦然。因此,閩杉1號無性系造林后的前4年,生長慢于杉木第2代良種,但這種差異逐年縮小,從第5年開始,快速超過第2代良種的生長。到6 a林齡時,閩杉1號無性系的樹高、胸徑以及單株立木材積分別比杉木第2代良種大1.79 m、3.19 cm和0.01720 m3。
表2 閩杉1號與第2代良種生長性狀T檢驗
圖1~3分別為閩杉1號樹高、胸徑和單株立木材積累年生長曲線圖。樹高累年生長曲線(圖1)表明,造林后的前4年,閩杉1號無性系樹高累年生長曲線斜率與杉木第2代良種相當(dāng),第4年以后,明顯高于第2代良種。說明1~4 a林齡時,閩杉1號的樹高累年生長雖然小于第2代良種,但其生長速率與第2代良種相當(dāng),4 a林齡以后閩杉1號樹高生長速率加快,相比第2代良種具有更旺盛的生長趨勢,5 a和6 a林齡時累計生長量分別為5.26 m和6.55 m,年均生長量分別為1.05 m和1.09 m。而第2代良種在4 a林齡以后,樹高累年生長曲線斜率降低,生長速率放緩,5 a和6 a林齡時累計生長量分別為4.44 m和4.76 m,年均生長量分別為0.89 m和0.79 m。
圖1 樹高累年生長曲線
胸徑累年生長曲線(圖2)和單株立木材積累年生長曲線(圖3)表明,閩杉1號無性系的胸徑和單株立木材積累年生長曲線斜率均大于杉木第2代良種,并具有更旺盛的生長趨勢。5 a和6 a林齡時,閩杉1號胸徑累計生長量分別為6.19 cm和8.79 cm,年均生長量分別為1.24 cm和1.47 cm,單株立木材積累計生長量分別為0.01073 m3和0.02484 m3,年均生長量分別為0.00215 m3和0.00414 m3;第2代良種胸徑累計生長量分別為5.35 cm和5.59 cm,年均生長量分別為1.07 cm和0.93 cm,單株立木材積累計生長量分別為0.00692 m3和0.00764 m3,年均生長量分別為0.00138 m3和0.00127 m3。
圖2 胸徑累年生長曲線
圖3 材積累年生長曲線
因此,總體來說,閩杉1號無性系生長速率較杉木第2代良種快,但造林后前4 a樹高總生長量較杉木第2代良種低,5 a林齡以后生長速率和總生長量快速提高,均超過杉木第2代良種,6 a林齡時平均樹高、胸徑和單株立木材積分別為6.55 m、8.79 cm和0.02484 m3,分別比第2代良種高37.61%、57.25%和2.25倍。
由于杉木無性系繁殖能夠有效的彌補杉木實生苗總量有限、繁殖速度較慢的不足,同時也增添了杉木育苗的另一途徑,并且杉木無性系育苗還能夠有效地保持母株的優(yōu)良生長遺傳特性[15~20],因此杉木的無性系育苗技術(shù)非常適合應(yīng)用在杉木生產(chǎn)育苗中。
本研究以杉木第2代種子園良種為對照,通過生產(chǎn)性造林試驗,對比分析了杉木優(yōu)良無性系閩杉1號與第2代良種幼林的生長情況。結(jié)果表明閩杉1號無性系生長速率較杉木第2代良種快,但造林后前4 a樹高總生長量較杉木第2代良種低,5 a林齡以后生長速率和總生長量快速提高,均超過杉木第2代良種。6 a林齡時閩杉1號平均樹高、胸徑分別為6.55 m和8.79 cm,分別比第2代良種高37.61%、57.25%,單株立木材積達到0.02484 m3,是第2代良種的3.25倍。因此,閩杉1號林分幼林期生長明顯優(yōu)于杉木第2代良種。
由于本試驗只研究到閩杉1號無性系6 a林齡以來的生長情況,6 a林齡對于杉木生長周期來說只是處于幼齡階段,因此閩杉1號無性系的后續(xù)生長表現(xiàn)還有待進一步研究,閩杉1號無性系6 a林齡以來的生產(chǎn)表現(xiàn)以及試驗數(shù)據(jù)僅供生產(chǎn)推廣應(yīng)用上予以參考。