不同岩性土壤上马尾松优良种源育苗研究

陈婷敬，周运超，杨乃坤，李华林

（贵州大学 林学院，贵州 贵阳 550025）

不同岩性土壤上马尾松优良种源育苗研究

陈婷敬，周运超*，杨乃坤，李华林

（贵州大学 林学院，贵州 贵阳 550025）

采用双因素随机区组设计方法在玄武岩、石英砂岩、长石石英砂岩和变余砂岩4种不同岩性发育土体上进行都匀、桐棉、崇义、韶关、古蓬、上杭、基地6个不同地理种源马尾松（Pinus massoniana）大田播种育苗试验。结果表明：马尾松不同地理种源间存在极显著的差异（Sig.＜0.01）；出苗最好的是上杭和都匀种源，幼苗生长最好的是古蓬和桐棉种源；不同岩性发育的土壤对马尾松大田育苗的影响达到极显著水平，出苗率以玄武岩和变余砂岩上较好，长石石英砂岩和石英砂岩上较差，幼苗苗高和地径生长状况均以长石石英砂岩最好，变余砂岩上最差，半年生幼苗平均苗高变幅为19.62 ～ 28.91 cm，平均地径变幅为3.26 ～ 4.20 mm；都匀和崇义种源用变余砂岩做育苗土壤，广西桐棉或古蓬种源用长石石英砂岩作育苗土壤是提高马尾松幼苗苗木质量的较佳大田苗培育组合。

马尾松；种源；不同岩性土壤；大田育苗

马尾松（Pinus massoniana）是我国松属树种中分布最广的乡土树种，具有速生、丰产、综合利用程度高、纤维优良等优良特性，是我国主要工业用材树种之一[1～2]。经过多年研究，马尾松速生丰产取得显著效果，在我国南方形成了大批的速生丰产林基地。但目前仍然存在着大量的低效、低产林，究其原因主要是我国南方地质地貌条件复杂多变，各种岩性土壤分布块小而杂乱。而在造林过程中马尾松一直被作为先锋树种，采用飞播造林技术进行跨地域的大面积造林[3]，以至于在造林过程中没能适地适树的进行种源选择。由于马尾松地域性变异明显，不同地理位置种源的生长量与纬度（气温）呈一定的线性相关，具倾群渐变的趋势[2]。筛选适宜的马尾松优良种源，对提高马尾松造林质量和林木生产力，促进发展优质工业用材林具有十分重要的意义[4]。并且，随着国家战略地位的转变，在从一个经济大国转向生态大国，经济建设与生态文明建设同时推进的情况下，马尾松作为我国南方主要造林树种如何同时发挥其在经济建设和生态文明建设中的重要作用，关系重大。

从前人对6类不同岩性发育的土体上11年生马尾松生长和生物量研究可以看出，不同的岩性土壤对马尾松的生长效应影响不同[5]，其研究结果表明，马尾松幼树在长石石英砂岩和玄武岩上生长良好，其下依次为石英砂岩、变余砂岩、第四纪红色黏土和煤系硅质砂页岩，这种优势可以一直保持直至成林[6]。而土壤母岩岩性是否会影响马尾松的育苗及其初期（半年）生长、不同种源的马尾松在不同土壤上育苗及初期生长会有何不同至今未见报道。因此，我们设计了本次试验，意在解决上面两个问题，从而为未来造林过程中更好地体现优良种源的种源优势及良种壮苗培育提供技术支撑，为在不同土壤上选育适合其育苗和生长的种源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2013年4月在贵州大学林学院苗圃生态试验场内进行。选取贵阳市及其周边地区分布最广、马尾松造林面积较多的土体，其母岩或母质分别是：玄武岩、石英砂岩、长石石英砂岩和变余砂岩（表 1）。将这 4种不同岩性发育的土壤过筛（1 cm×1 cm），分别装入长×宽×深 = 4.0 m×1.2 m×0.5 m的石框内。在播种前一周用0.5%的高锰酸钾对土壤进行消毒。

表1 不同岩性土壤的基本理化性质Table 1 Physiochemical properties of the soils developed from different rocks

根据全国马尾松种源前期试验的结果，分别选择了在各地表现比较好的6个种源的种子开展本次研究，供试种源分别来自福建上杭、贵州都匀、江西崇义、广东韶关、广西古蓬和广西桐棉，其中广西古蓬、广西桐棉和广东韶关属于南亚热带种源，其余3个均属于中亚热带种源（表2）。

表2 各种源地位置与土壤、气候条件Table 2 Geographical location, soil and climate of different provenances

1.2 方法

本试验采用双因素随机区组试验设计方法，试验设4个重复。播种前将种子用0.3%的高锰酸钾进行消毒、阴干。于2013年4月26日进行播种，播种方式为条播，播种密度为500粒/m2[7]。播种后20 d即5月15日开始记录出苗情况，累计记录，每周一次，6月14日完全出苗后结束记录。完全出苗后开始间苗，间苗后密度为120株/m2。7月进入速生期后开始随机取样跟踪测量马尾松幼苗的苗高和地径，每个重复测量20株，每个处理测量80株。每30 d测量一次，共测4次。在此期间定时给苗浇水，晴天每天傍晚浇水一次，阴雨天不浇水。

土壤理化性质分析均按中国科学院南京土壤研究所《土壤理化分析》操作。

测量数据根据随机区组试验结果统计分析方法，用Excel、SPSS等软件进行相关性分析、方差分析和多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 最终出苗数量分析

表3 幼苗生长指标与参试土壤因子相关性分析Table 3 Correlation analysis of seedling growth and soil factors

由图1可知，同一岩性发育的土壤上的不同种源马尾松以及不同岩性发育的土壤上同一种源马尾松最终出苗总量存在显著差异。马尾松出苗数量由其种子发芽率决定，6个种源在4类岩性土体的出苗量均与它们种子的气候箱发芽率呈显著正相关关系（图1、表3），总体而言，除古蓬种源外，发芽率高的种源最终出苗数量多，发芽率低的种源最终出苗数量较少。同时，土壤岩性对马尾松出苗情况有重大影响，并且对不同种源马尾松影响不同。崇义种源除在变余砂岩上出苗率稍与其气候箱发芽率持平，在其他3类岩性土体上的出苗率均比变余砂岩发芽率低。其他各种源除变余砂岩上的都匀和韶关种源以及玄武岩上的韶关种源比较接近其气候箱发芽率以外，在4类岩性土体上的出苗率均远低于它们的气候箱发芽率。说明不同种源马尾松在大田育苗时对育苗土壤是有选择适应性。

图1 各种源在不同岩性土壤上的最终出苗总量Figure 1 Seed germination of various provenances in different soil

2.2 幼苗生长变量分析

2.2.1 种源间差异比较 对实验基地4类岩性土体上的6个种源半年生马尾松幼苗进行观测，以每个种源在4类岩性土体上的苗高和地径的观测值进行方差分析，结果如表4、表5。从分析结果中可以看出：不同种源的马尾松半年生幼苗苗高和地径均存在极显著的差异（Sig.＜0.01）。参试的4类岩性土壤上6个种源马尾松半年生幼苗平均苗高为20.82 ～ 28.33 cm，平均地径为3.29 ～ 3.89 mm，均达到了贵州省林业厅发布的主要造林树种苗木质量等级（其技术内容与GB 6000-1999等效）标准中马尾松苗木质量等级Ⅱ级以上幼苗质量标准。相比较而言，平均苗高最高的是古蓬种源，其次为桐棉种源。平均苗高最差的是都匀种源，仅为最高种源的71%。平均苗高变化规律为：古蓬 ＞ 桐棉 ＞ 上杭 ＞ 韶关 ＞ 崇义 ＞ 都匀。平均地径最粗的是上杭种源，其次是古蓬和韶关种源，平均地径最差的是崇义种源，仅为最粗种源的85%。平均地径变化规律为：上杭 ＞韶关 = 古蓬 ＞ 桐棉 ＞ 都匀 ＞ 崇义。

2.2.2 土壤间差异比较 从表4、表5中可以看出：不同岩性土壤上半年生马尾松幼苗生长量差异达到极显著的水平（Sig.＜0.01）。

表4 半年生马尾松幼苗苗高和地径方差分析Table 4 ANOVA on seedling height and ground diameter of 6-month P.massoniana seedlings

表5 半年生马尾松幼苗苗高和地径多重比较Table 5 Multiple comparisons of seedling height and ground diameter of 6-month P.massoniana seedlings

参试4类岩性发育的土壤上马尾松半年生幼苗平均苗高为19.62 ～ 28.91 cm，平均地径为3.26 ～ 4.20 mm。平均苗高最高的为长石石英砂岩，最低的为变余砂岩。最高土体是最低土体的1.34倍。平均苗高排列顺序依次为：长石石英砂岩 ＞ 石英砂岩 ＞ 玄武岩 ＞ 变余砂岩。平均地径变化规律与平均苗高变化规律相同，亦是长石石英砂岩最粗，变余砂岩最差，最粗土体是最差土体的1.28倍。这一结果表明岩性土体对马尾松育苗质量有重要影响。经过苗高、地径与参试各土壤因子之间的相关性分析，结果发现：苗高与土壤容重之间表现出极显著的正相关关系（相关系数为 0.989**）；而地径与土壤 pH之间也表现出了显著地负相关关系（相关系数为－0.910*）。

2.2.3 组合间差异分析 不同岩性土体与各种源组合的苗高及地径生长存在极显著的差异（Sig.＜0.01）见表4、表5。苗高最佳组合为长石石英砂岩与桐棉种源，平均苗高为35.23 cm，最高达到46.00 cm，长势最好；其次是玄武岩与古蓬种源，平均苗高为35.10 m，最高达到43.60 cm，长势较好；最差组合为玄武岩与崇义种源，平均苗高为16.54 cm，最高也只有25.40 cm，仅为最好组合的46.95%，长势最差。地径最佳组合为长石石英砂岩与桐棉种源，平均地径为4.86 mm，最粗达到6.42 mm，长势最好；其次是石英砂岩与上杭种源和长石石英砂岩与韶关种源，平均地径均为4.42 mm，最粗的分别达到5.88 mm和7.30 mm；最差的组合是玄武岩与崇义种源，平均地径为2.72 mm，最粗也只有3.84 mm，仅为最好组合的55.97%。这一结果表明针对不同的岩性土体选择不同的马尾松种源进行育苗是可行的，效果显著。

3 讨论

本次马尾松大田育苗试验结果显示：各马尾松种源间、各育苗土壤间以及种源与土壤组合间均存在着极显著的差异（P＜0.01）。主要表现在出苗率和幼苗生长两方面。

影响种子出苗率的因素主要有种子发芽率、光照、温度、播种深度、土壤湿度以及土壤质地和物理性质等[8～12]。本次试验中，我们对其它育苗因子进行了初步统一，只设置了种源和土壤两个因子变量。试验结果显示：不同种源的种子发芽率不同，而不同岩性土壤的土壤性质也有很大差异。经过相关性分析，发现6个参试种源在4类不同岩性土壤上的总出苗量均与其发芽率呈显著正相关，与土壤容重和小颗粒含量分别呈负相关和正相关，但均不显著。这说明出苗量受种源影响较为明显，尤其是种子的千粒重，对种子的发芽率影响较大。另外，种子萌发不仅受种子自身生理的影响，还受土壤类型的影响。4类土壤上以变余砂岩和玄武岩上总出苗量较高，石英砂岩和长石石英砂岩上较低。这主要是与各岩性土壤的物理性质有关，变余砂岩和玄武岩所发育的土壤属壤质粘土，容重较小，土壤小颗粒含量高，质地较松散，易于种子萌发。石英砂岩和长石石英砂岩发育的土壤容重较大，土壤小颗粒含量低，且土壤表面容易板结，对种子萌发有不利影响[13]。

4类岩性土壤上不同种源马尾松幼苗生长差异显著，主要表现是：①不同种源的马尾松在同一岩性土壤上的苗高、地径以及生长速度差异显著；②同一种源的马尾松在不同岩性土壤上的苗高、地径以及生长速度差异显著。

从种源来看，植物地理变异主要受气候影响随地理经纬变化呈经纬双向变异。根据梁有旺和邵文豪等[14～15]对香椿（Toona sinensis）和无患子（Sapindus mukurossi）的种源测试，两种植物幼苗苗高和地径均呈负纬向变异和正经向变异，且以负纬向变异为主；而刘志龙等[16]对不同种源麻栎子（Cyclobalanopsis blakei）幼苗分析结果则是苗高、地径和生物量均呈双向渐变，经正向变异且变化幅度较大，纬负向变异且变化幅度较小，经度影响大于纬度。本次4种母岩发育的土壤上不同马尾松种源育苗试验，种源间表现出极显著的差异（Sig.＜0.01）。苗高南亚热带种源比中亚热带种源要好，变异明显。地径中亚热带东部种源比西部种源要好，南亚热带种源变异不明显。与梁有旺等[15]对香椿种源测试得到的结果基本一致，与张水生[17]研究的马尾松种源地理变异规律结果稍有差异，可能是中亚热带地区东西部气候差异比南亚热带地区东西部气候差异大所致[18]。

从土壤类型来看，不同岩性土壤上幼苗生长差异达到极显著水平。不同的土壤有其不同的物理性质和化学性质，主要表现在土壤的容重、颗粒组成、孔隙度、持水力和土壤肥力等方面，土壤的物理性质和化学性质对幼苗生长会产生一定的影响[19～21]。本次在4类岩性土壤上对6个种源马尾松进行大田育苗实验，结果显示：半年生幼苗的苗高和地径均是长石石英砂岩、石英砂岩两种土壤上生长相对较好，而玄武岩和变余砂岩上生长相对较差。幼苗质量除了地径与土壤 pH呈现出显著负相关，苗高与土壤容重呈现出极显著的正相关关系之外，与土壤氮、磷、钾等其他营养元素含量之间并没有明显相关关系。这证明了马尾松的喜酸生态特性从幼苗时期就表现的非常明显。主要原因可能是土壤的质地、容重、小颗粒含量、松紧程度等对种子出苗率的影响，并影响苗木的生长状况。

4 结论

本次试验结果显示：尽管参试各种源间、土壤间以及种源与土壤组合间均存在极显著的差异（Sig.＜0.01），4类岩性土体上6个种源马尾松半年生幼苗平均苗高为16.54 ～ 35.23 cm，平均地径为2.72 ～ 4.86 mm。但幼苗的苗高、地径等方面均达到了贵州主要造林树种苗木质量等级中马尾松一年生幼苗苗木Ⅱ级以上标准（苗高≥15.00 cm，地径≥2.00 mm），达到了造林移栽的标准。

（1）土壤母岩岩性对马尾松种子出苗率有重大的影响。其中表现最突出的是都匀和上杭种源，其次是崇义和韶关种源。

（2）土壤岩性不仅影响马尾松种子的出苗率，对马尾松幼苗生长量的影响也是非常明显的，主要表现在苗高和地径生长方面，均达到了极显著的水平（Sig.＜0.01）。

（3）良种和良土相结合是提高马尾松育苗的出苗量和幼苗质量的有效途径。从本试验结果可得出，选用都匀和崇义种源，用变余砂岩做育苗土壤，是提高出苗量的较佳组合；选用广西桐棉或古蓬种源，用长石石英砂岩作育苗土壤是提高马尾松幼苗苗木质量的较佳大田苗培育组合。

综上所述，本次试验影响马尾松苗木质量的最关键因素是土壤岩性，在同一生物气候区内，尽管成土的生物、气候条件、地带性土类基本一致，但由于成土母岩性质不同，发育而成的土壤属性差异大，其宜林性质、宜林程度不一[22]，相应在育苗过程中苗木生产力表现出很大差别。同时，育苗造林过程中种源选择是至关重要的，良好的种源有其优良的遗传增益性，并且根据以往研究，这种遗传增益性可以从幼苗一直保持到成林。因此，在马尾松引种造林过程当中根据造林地点土壤母岩岩性来选择马尾松种源是行之有效的方法。为在以后的引种造林实践过程中提供一些理论依据和技术指导。此外，4类岩性土壤对6个种源马尾松苗木的具体影响机制尚不明确，还有待进一步研究。

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Seedling Cultivation of Excellent Provenances of Pinus massoniana in Different Soil

CHEN Ting-jing，ZHOU Yun-chao*，YANG Nai-kun，LI Hua-lin
（Forestry College of Guizhou University, Guiyang 550025, China）

Six geographical provenances of Pinus massoniana were seeded in 2013 in the soils developed from four different rocks in open field, Guizhou province.The experiment was designed by randomized block with two factors.The results showed that there were significant differences of seed germination and seedling growth among provenances (P ＜ 0.01).Different soil had great effect on seedling cultivation in open field.Germination rate was better in the soil developed from basalt and blastopsammite, seedling height and ground diameter growth got better in feldspathic quartz sandstone.The average height of seedling(6 months) ranged from 19.62cm to 28.91cm, and the average ground diameter from 3.26mm to 4.20mm.

Pinus massoniana; provenance; soils developed from different rocks; seedling cultivation in open field

S723.1

A

1001-3776（2014）06-0059-06

2014-07-17；

2014-09-12

贵州省重大专项（黔科合重大专项字〔2012〕6001号）

陈婷敬（1987－），女（白族），贵州大方人，硕士生，从事人工林培育及森林经营研究；*通讯作者。