修剪对木荷生长的影响及通径分析

黄秋良,范辉华,罗佳佳,黄少华,陈柳英,张国防,袁宗胜

(1.福建农林大学林学院,福建 福州 350002；2.福建省林业科学研究院,福建 福州 350012；3.建瓯市林业技术推广中心,福建 南平 353100；4.闽江学院海洋研究院,福建 福州 350108)

木荷(Schimasuperba)属山茶科(Theaceae)木荷属(Schima)常绿大乔木，是我国南方省区最重要的生物防火树种和优质速生用材树种。近年来针对木荷的研究主要集中在其防火性能[1]，不同地理种源及家系木荷的遗传多样性[2，3]、抗癌药用研究[4]、凋落物分解[5，6]、育苗和生殖性状[7，9]等方面；同时，随着木荷生态价值和经济效益的日益凸显[10，11]，木荷的产量和材质也逐步成为人们关注的焦点。

然而，速生的木荷容易分叉，严重影响了木荷的产量和材质。目前已有通过营林技术降低木荷分叉率的初步报到，陈杰[12]通过研究不同类型和规格木荷苗木造林对比试验发现，木荷轻基质容器苗和大田裸根苗(Ⅰ级苗、Ⅱ级苗)造林试验的木荷分叉率分别是3.47%、3.93%和12.33%；陈乘贵[13]通过木荷丰产优质材培育技术研究发现，不同强度修剪对木荷分叉率影响显著，分叉率为7.40%～21.30%，其中不修剪的木荷分叉率为21.30%。在森林经营中，修枝对提高林木材质和改善林木干形大有裨益，陈森锟[14]、程朝阳[15]和肖祥希[16]分别通过对欧美107杨、杉木和福建柏进行修枝试验研究发现，合理的修枝强度可以有效减少木材的节疤、降低尖削度、促进其材积增长等。

周志春[17]等研究发现木荷分枝性状与地理种源有关；傅祥久[18]等研究发现木荷分枝性状与立地条件有关；辛娜娜[2]等木荷不同家系区域试验研究发现木荷的分叉性状与遗传力、造林地点有关；王秀花[19]等研究发现不同坡位、坡向、混交模式对木荷的分叉性状会产生影响。然而，系统的对木荷生长性状、形质性状及其利用修枝、除干处理来提高木荷材积和材质的研究尚未见报道。本文利用在福建建瓯5年生的木荷幼林，以不修枝+不除干(T1)为对照，对木荷进行修枝+除干(T2)、不修枝+除干(T3)的2个处理，通过调查木荷在不同处理条件下生长性状和形质性状与通过通径分析，进一步了解木荷生长性状与形质性状间的相关性及影响木荷生长的主要因素，从而为木荷林的合理经营提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验林概况

试验林位于建瓯市东峰镇湍下村，118°31′E、27°7′ N，低丘地貌，平均海拔122 m；东南坡、属亚热带海洋性季风气候，全年无霜期300 d，年平均气温18.9 ℃，降雨量1 606 mm，该林地为杉木二茬皆伐Ⅲ类立地，土壤较瘠薄。造林苗木地径0.5 cm、苗高30 cm的木荷裸根苗，造林株行距2 m×2 m，连续抚育管理4年，第5年2月开展除叉干和修枝试验，第10年开展调查分析。

1.2 试验设计

试验以不除叉干与不修枝(T1)为对照，除叉干与修枝(T2：清除所有叉干、修剪树干1/3以下的侧枝)、除叉干与不修枝(T3：清除所有叉干)的两种树体管理措施，在供试5年生的木荷幼林中，选取立地与林木生长相对一致的地块，每个地块内随机设置3个处理，每个处理顺坡6行、每行10株、计60株，3次重复，参试树木540株。木荷修剪前生长与分叉情况由表1可知，木荷的树高、胸径、枝下高平均分叉率差异不显著，表明木荷在试验区域内的生长相对一致，试验前分叉率37.78%～40.12%，分叉干数为1～5干，集中1～2干间。

表1 木荷修剪前生长与分叉情况统计表

注：大写字母不同代表极显著性差异(P<0.01)，小写字母不同代表显著性差异(P<0.05)

1.3 林分调查和数据处理

在修剪试验后的第5年对试验林地进行生长及分枝性状全面调查，测定指标包括树高、胸径、冠幅、树干通直度、分枝性状( 枝下高、最大分枝角、最大分枝粗和分叉干数) 等。树干通直度分为通直、较通直、一般、弯曲、严重弯曲5级，分别记分为5、4、3、2 和1，数字越大越通直。叉干统计：在胸高1.3 m以下，与主干的夹角小于30°，高度达到主干的1/2～2/3，并与主干形成明显的竞争关系的侧枝，记为叉干。木荷材积计算：[20]

V=0.000 068 01D1.865 613H0.918 129

其中：V为单株材积(m3)；D为单株胸径(cm)；H为单株树高(m)。

2 结果与分析

2.1 不同修剪强度对木荷生长的影响分析

由表2可知，处理1(不除干、不修枝)、处理2(除干、修枝)和处理3(除干、不修枝)木荷生长性状和形质性状均存在显著或极显著差异，其中，木荷胸径、树高、材积、枝下高、树干通直度、平均分叉干数和平均分叉率存在极显著差异；冠幅、最大分枝粗和最大分支角度存在显著性差异。

处理2(除干、修枝)胸径、树高和材积分别高出处理1(不除干、不修枝)50.06%、29.46%和170.28%；处理2冠幅、枝下高、最大分枝粗和树干通直度分别高出处理1的11.25%、95.38%、15.69%和32.04%；处理1的最大分支角度、平均分叉干数、分叉率分别是处理2的1.13倍、14.55倍和17.00倍。

处理3(除干、不修枝)的胸径、树高和材积分别高出处理1(不除干、不修枝)的24.68%、19.17%和77.28%；处理3的冠幅、枝下高、最大分枝粗和树干通直度分别高出处理1的3.52%、50.77%、2.50%和28.86%；处理1的最大分支角度、平均分叉干数和分叉率分别是处理3的1.07倍、2.06倍和2.34倍。

处理2(除干、修枝)的胸径、树高和材积分别高出处理3(除干、不修枝)的20.35%、8.64%和52.46%；处理2的枝下高、最大分枝粗和树干通直度分别高出处理3的29.59%、12.86%和0.34%；处理3的冠幅、最大分支角度、平均分叉干数和分叉率是处理2的1.08倍、1.06倍、7.43倍和7.26倍。

处理2木荷几乎无分叉，处理3木荷分叉数1～2叉，分叉率为16.11%；处理1木荷分叉数1～5叉，分叉率为37.78%。表明通过对木荷的修枝+除干处理和不修枝、除干处理，均可显著减少木荷分叉和提高木荷的材质性状，从而提高木荷材积产量，但修枝+除干处理对木荷的生长性状和材质性状效果最好。

表2 木荷的生长性状和形质性状生长分析

2.2 木荷性状间的相关性分析

由表3可知，最大分枝角度、平均分叉干数与生长性状(胸径、树高和材积)的相关系数是-0.95～-1.00，且最大分枝角度、平均分叉干数与胸径、树高和材积存在显著或极显著负相关，在栽培过程中使用营林手段，减少木荷分叉可提高木荷的生长量。冠幅、枝下高、最大分枝粗、树干通直度与胸径、树高和材积的相关系数是0.57～0.96，表明冠幅、枝下高、最大分枝粗、树干通直度与胸径、树高和材积呈正相关，表明早期对木荷修枝，以较少枝节，是培育优质干材必要管理措施。

表3 木荷的生长性状和形质性状相关系数

*和**分别表示显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)相关性。

2.3 木荷形质性状与材积的通径分析

通过通径分析，可观察各性状对木荷材积的贡献大小及作用途径。由表4可知，对木荷材积的直接影响力大小顺序依次为：平均分叉干数(1.826 1)>冠幅(1.079 6)>枝下高(0.597 8)>最大分枝角度(0.491 8)>最大分枝粗(0.428 5)>树干通直度(0.415 6)。

平均分叉干数对材积的直接通径为P=1.826 1，相关系数为-0.99，平均分叉干数的间接系数为-0.508 7，可见，平均分叉干数对材积的影响是以直接作用为主，减水陆交错带芦苇根系表型与解剖结构的差异少木荷分叉干数是增加材积的重要因素。

冠幅对材积的直接通径为P=1.079 6，相关系数为0.73；枝下高对材积的直接通径为P=0.597 8，相关系数为0.72，表明冠幅和枝下高对材积的影响是以直接作用为主，因此，修枝对木荷的干材培育也是重要因素之一。

最大分枝粗对材积的直接通径为P=0.428 5，最大分枝角度对材积的直接通径为P=0.491 8，所以，最大分枝粗和最大分枝角度对材积的影响以间接作用为主，并间接通过冠幅(P=0.605和P=0.868 8)对材积产生影响。树干通直度对木荷的材积的直接通径为P=0.415 6，相关系数为0.96，表明，树干通直度对材积的影响是以直接作用为主。所以，通过合理的栽植密度、除干、修枝等营栽培技术来控制木荷的冠幅和保持干材的树干通直度是培育优良材质木荷的重要保证。

表4 木荷形质性状与材积的通径系数

3 结论与讨论

除干、修枝，除干、不修枝的枝下高分别比不除干、不修枝高出95.38%、50.77%；除干、修枝的枝下高比除干、不修枝只高出29.59%，表明单轴分枝特性的木荷，幼年顶端优势不明显是由于木荷分叉造成的，但经过除干后的生长，木荷的顶端优势日趋明显，自然整枝能力也日趋明显增强。已有研究表明，不修剪木荷造林叉干率在36%以下[12,13,19]，且林地内木荷在开展试验前平均分叉率37.78%～40.12%，木荷分叉的主要原因是试验苗为裸根苗、造林当年干旱、试验地立地条件差、虫害(卷叶蛾、空舟蛾)等因素刺激了木荷根际的大量潜伏芽，萌发很多萌芽条，造成一树多干[21]，但试验地木荷成活率在90%以上，表明木荷耐贫瘠、耐干旱、造林容易成活、适应性强，可作为生态脆弱区修复的一个重要树种。 傅祥久[18]研究发现，修枝适宜在5年生左右进行，但本研究发现木荷的平均分叉高度为43.13～44.14 cm，王秀花[19]等在研究木荷人工林时也发现木荷分叉高度主要在50 cm以下，表明木荷出现分叉主要是在造林初，应在造林后的前2年开展对木荷进行除叉干、修大枝、抹芽等抚育措施，这样更有利于提高木荷的生长量和干材质量。

在造林第5年开展除干、修枝试验，木荷的树形基本成型。不修剪的木荷，其分叉率基本不变；通过除干、修枝处理可以有效消除分叉形象，其分叉率为2.22%，可能是在操作的过程中遗漏造成的；通过除干、不修枝处理使得分叉率大大降低，在除干后，出现新的分叉干主要是因为除干后，在胸高以下的大侧枝在生长空间和光照条件更加优越，木荷侧枝在光照刺激下容易发生副梢，形成分叉干[18]，最后形成与主干竞争的新叉干。表明木荷分叉性状遗传力较低，易受外界环境的影响，这与辛娜娜等的研究结果相似[2]。

通过相关性分析和通径分析，木荷的生长性状和形质性状分别存在显著或极显著的相关性，对木荷材积和材质最直接影响力为平均分叉干数(1.826 1)和冠幅(1.079 6)。除干后对木荷胸径影响显著，可以有效把更多养分集中到主干生长上，促进胸径生长；修枝不但可以避免除干后，基部侧枝形成新叉干，而且对木荷树高生长影响显著，修枝后减少光合作用低下的无效枝叶和增强顶端优势，促进树高生长，最后显著提高木荷材积增长量；同时，除干、修枝对木荷材质(树干通直度、枝结等)影响显著。

通过修枝、除干处理，可以有效控制木荷分叉情况；不修枝+除干处理，可以减少分叉干数，表明木荷分叉性状可以通过抚育手段进行修正。由此可见：应尽早对木荷进行除干、修枝，减少分叉、减小1级侧枝分枝角，提升枝下高，提高养分利用和增加光照强度，形成顶端优势，促进木荷生长[22]；同时建议在木荷造林时，采用木荷容器苗在适宜的立地条件的林地造林，结合幼林抚育时开展1～2次除干、修枝处理，能够使干材生长与优质干形培育相对协调发展，提高木材材积、等级和利用价值。