琼岛杨一年生播种苗生长节律研究

陈彧，李小成，韩豫，董晓娜，邢文婷

（1.海南省林业科学研究院，海南省红树林研究院，海南 海口 571100；2.海南省霸王岭林业局，海南 昌江 572722）

琼岛杨Populus qiongdaoensis属于杨柳科Salicaceae杨属Populus杨树新种[1]，主要分布在海南省霸王岭、智在岭、子宰林场、五指山、鹦哥岭等林区中[2]。琼岛杨具有杨树特有的速生性，材质适合制纸浆[3]，同时又是杨树在热带地区的特有种，具有较高的经济、生态和科研价值。目前，对琼岛杨只开展了资源调查[2]、迁地培育[3]、组培培养[4]、高枝压条繁殖[5]等方面的研究，尚未见关于其一年生播种苗生长节律的研究。本文以琼岛杨的一年生播种苗为研究对象，研究其苗木生长节律，划分苗木生长期，揭示其生长规律，为播种育苗的培育管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点设在海南省林业科学研究院、海南省红树林研究院科研基地，地理坐标为19°52′21″ N，110°28′59″E，属热带季风气候区，地处海口市云龙镇，海拔为120 m。年平均气温为24.2℃，年平均降水量为1 664 mm，全年日照时间长，年平均日照时数在2 000 h以上；土壤为砖红壤，偏酸性[6]。

1.2 供试材料

琼岛杨种子在每年的2月中旬成熟，种粒细小，千粒种约为0.531 g。于2019年2月种子成熟期，在琼岛杨天然林主要分布区海拔800 m的海南省霸王岭林业局洪水林场，选择优良母树的种子随采随播。

1.3 播种育苗及苗期管理

2019年2月28日，将处理干净的种子与河沙以1∶500（V∶V）的比例，均匀撒播在经0.3%高锰酸钾水溶液浇透消毒3 d的育苗基质中（V红心土∶V泥炭土=1∶1），覆盖1 cm厚的育苗基质，并覆盖薄膜。于播种后每日早、晚各1次喷雾浇水，适当打开薄膜通风，保持苗床湿润，30天后出苗基本完成，揭掉薄膜，移栽琼岛杨小苗。播种3 d后，琼岛杨开始萌芽，先出两片子叶，5～7 d开始萌芽，30 d左右，种子出芽结束。2019年4月28日，将琼岛杨小苗移栽至底径×高为14 cm×16 cm的育苗袋中，基质为红心土+河沙+泥炭土+蛭石（V红心土∶V河沙∶V泥炭土∶V蛭石=1∶1∶1∶1），移栽前3 d用0.3%的高锰酸钾水溶液浇透基质消毒，搭建小拱棚，覆盖75%遮阳网，早晚各1次喷雾浇水，不施肥。

1.4 研究方法

1.4.1 苗高、地径生长量测定 于2019年4月28日移栽育苗一周后，随机选择90株生长性状基本一致的幼苗作为固定测量目标，30株为一组，3次重复，从5月6日开始观测，到12月25日观测止，每隔15 d测量一次苗高和地径。

1.4.2 数据分析方法 利用Excel 2007和SPSS 22.0软件进行相应数据处理，采用Logistic生长方程[7-9]进行生长节律拟合，其方程表达式为：

式中，y为株高或地径生长量，t为生长天数（从播种第一天开始计算），K为生长极限，a和b为待定系数，用最小二乘法求得。通过对 Logistic方程求一阶导数可得连日生长量随时间变化的方程，求二阶导数可得连日生长量的变化曲线，并令d2y/dt2=0，可求得连续日生长量最大时间：

对公式（1）求三阶导数，令其等于0，解得：

式中，t1、t2分别代表日生长量变化速率最快的2个点，2个点之间为生长快速期[10-12]。

2 结果与分析

2.1 琼岛杨一年生苗苗高生长规律

2.1.1 苗高生长规律 琼岛杨种子随采随播，发芽率为 75%，其苗高累积生长量每月定期调查结果见表 1。从表1可看出，琼岛杨一年生苗高生长呈现“慢—快—慢”的生长规律，其中，在幼苗生长前期（67～113 d）苗高生长量相对较慢，到128 d以后，苗高生长开始加快，到205 d时，苗高净生长量（190～205 d）达到最大值2.99 cm，占总生长量的14.25%，之后苗高生长量开始逐渐减小。

表1 琼岛杨一年生苗高生长量Table 1 Height growth of 1-year seedlings

2.1.2 苗高生长Logistic方程拟合 Logistic方程是常用于林业描述生物生长的典型数字模式，采用Logistic方程对苗高观测数据进行拟合，结果见图1。其拟合曲线方程为：

根据模型的方程分析结果，其R2值为0.994，F=1 387.288，拟合模型的回归关系达到了极显著水平（P<0.01）。由以上拟合结果说明，观测值与拟合值之间的差异较小，总体拟合效果较好，用拟合值推测实际观测值具有较高的准确性。

2.1.3 苗高生长阶段的划分 根据 Logistic方程，结合公式（3）和公式（4）的分析计算结果，结合苗高生长实际，将琼岛杨的苗高生长过程大致分为出苗期（2月28日至3月28日）、生长前期（3月29日至6月21日）、生长速生期（6月22日至10月19日）和生长后期（10月20日至12月25日），其划分方法如表2。从表2可得出，琼岛杨苗高的生长速生期从6月22日开始，持续到10月19日，约119 d，占整个高生长期的三分之一，其净高生长量却占整个生长量的63.77%。

图1 琼岛杨苗高生长动态与Logistic拟合曲线Figure 1 Dynamic of height growth of P.qiongdaoensis seedlings and fitting curve

表2 琼岛杨苗高生长阶段的划分Table 2 Division of height growth stage of P.qiongdaoensis seedlings

2.2 琼岛杨一年生苗地径生长规律

2.2.1 地径生长规律 琼岛杨前期苗木地径生长较慢，移栽1个月后开始测量，从5月21日开始每隔15 d观测苗木的地径生长情况，直至12月25日结束，结果见表3。

表3 琼岛杨一年生苗地径生长量Table 3 Ground diameter growth of seedlings

从表3可知，地径生长变化规律与苗高生长变化规律具有密切相关性，地径生长呈现明显的“慢—快—慢”的规律，生长快速期集中在9-10月。

2.2.2 地径生长Logistic方程拟合 根据实际观测结果对地径观测数据用Logistic方程进行拟合，结果见图2。其拟合曲线方程为：

从图2中可以看出，拟合模型的拟合效果较好，回归关系达到了极显著水平（R2= 0.996，P<0.01，F=20.40）。这说明拟合结果比较可靠，用回归值推测实测值有较高的准确性。

2.2.3 地径生长阶段的划分 根据 Logistic方程，结合公式（3）和公式（4）的分析计算，结果如表 4。由表4可知琼岛杨地径的生长速生期为7月15日至11月16日，历时125 d，占地径总生长时间的41.67%，其地径净生长量占整个地径生长量的比率高达66.15%，生长速率最快时间为9月15日。根据公式计算结果，结合地径生长实际，将琼岛杨地径生长过程分为出苗期（2月28日至3月28日）、生长前期（3月29日至7月14日）、生长速生期（7月15日至11月16日）和生长后期（11月17日至12月25日）。

图2 琼岛杨地径生长动态与Logistic拟合曲线Figure 2 Dynamics of ground diameter growth of P.qiongdaoensis and fitting curve

表4 琼岛杨地径生长阶段的划分Table 4 Division of ground diameter growth stage of P.qiongdaoensis seedlings

3 结论与讨论

琼岛杨于2019年2月28日播种，播种5 d～7 d后开始萌芽，30 d苗木基本出齐。出土幼苗早期生长缓慢，生长量较小，4月28日将小苗移栽至育苗袋中培育，于5月6日开始观测直至12月25日结束。观察结果表明，播种后67 d苗木生长基本稳定，根系和叶面积开始慢慢生长，可以吸收营养和获取营养。在实验测定的300 d生长期间内，苗高和地径生长均呈现明显的“慢—快—慢”的“S”形生长规律，Logistic方程拟合相关系数R2均在0.99以上，回归关系均达到了极显著的效果。其净高生长量却占整个生长量的63.77%

根据琼岛杨一年生苗实际生长情况及 Logistic方程模型拟合特征，将苗木生长阶段划分为出苗期、生长前期、生长速生期和生长后期四个时期。苗高生长速生期占整个生长期的 39.67%，净高生长量占整个生长量的63.77%；地径生长速生期占整个生长期的 41.67%，净地径生长量占占整个地径生长量的 66.15%；苗高生长比地径生长早22 d进入生长速生期，但是持续时间比地径少6 d。这与前人关于云南紫薇Lagerstroemia intermedia[9]、乐东拟单性木兰Parakmeria lotungensis[10]、泡桐属Paulowniasp.[13]植物、黑杨Populus nigra[14]、大叶栎Quercus griffithii[15]等苗期生长研究中发现的苗高生长速生期的持续时间比地径生长速生期短的结论一致，这可能与苗木优先投资苗高生长，抢占有限生存空间有关[16]，或者苗高生长为争得上方光源以增加苗木之间的竞争有关[14]。也有相关研究报道，地径生长早于苗高进入生长盛期[14]，或者两者生长期差异不明显[18-19]。

苗木的生长节律是育苗管理中的重要参考依据[16]，苗木生长期的划分可为后续壮苗培育，良种筛选、施肥等提供参考依据。苗木速生期来临的早晚及持续时间的长短，显著影响苗木的当年生长量[20]，本研究发现琼岛杨一年生苗木苗高、地径的快速生长期基本一致，集中在7-10月，因此，集中在7-10月加强水肥管理，加快苗木生长，在10月后，为提高苗木的木质化程度，增强苗木的抗病虫害能力，应当控水、控肥，促进根系生长。另外，琼岛杨属于高海拔树种，移栽在低海拔地区，需要遮荫处理，以防止高温灼伤。

致谢：本文得到海南省霸王岭林业局的大力支持，在此表示感谢。