不同育苗密度对香椿苗生长和质量的影响

李 佳，焦怀明，宋思梦，杨勇智，肖兴翠，何芝然，杨槟豪

(1.云南农业大学，云南 昆明 650201；2.旺苍县林产有限公司，四川 广元 628200；3.四川民族学院，四川 康定 626001；4.四川省林业科学研究院，四川 成都 610081)

育苗密度为单位育苗面积苗木生长株数，是决定育苗成本、苗木产量的重要因素，也是林业苗木生产的重要指标之一。育苗密度大小对苗木生长和质量有直接的影响[1]。密度过小，单位面积合格苗数少，苗木空间利用率低，影响产出效益，使得育苗成本高[2-3]；密度过大，苗木单位面积产量高，但苗木生长空间受限[4]，内部通风条件差，形成大批量外形细长质量差的不合格苗木，造成经济效益低[5]。因此，适宜的育苗密度对提升苗木质量和移栽成活率具有非常重要的意义[6]。苗木质量直接影响到造林成活率和树木后期的生长[7-8]，最常通过苗高和地径这两个基础形态指标来评定[9]，并将其作为苗木分级的主要指标[10]。目前，国内外对苗木质量的研究多集中于其外在营养和环境条件上，如基质配比[11-12]、施肥方式[13-14]及容器规格[15]等方面，而育苗密度对苗木生长和质量影响方面，孙明慧等[16]研究认为育苗密度对毛白杨苗木生长指标影响显著，张治民[17]对木荷、苏瑞琳[18]对马占相思、徐小燕[19]对麻楝育苗密度的研究均发现，地径与苗高及育苗密度呈反比，麻泽虎等[20]研究表明，乌桕苗高随育苗密度的增大而增大，但地径减小。

香椿(Toonasinensis)是我国特有的速生珍贵乡土用材树种，在我国栽培历史悠久、分布广泛，具有极强的抗病虫害能力和生态适应能力，是“四旁”绿化和营造速丰林的优良品种[21-22]。但由于多年来良种化水平低、苗木质量差等问题[23]，优质苗木供应无法满足生产需求[24]，香椿造林成效差。适宜的育苗密度则可培育出根系发达、健壮优质的苗木[25]。为了提高香椿苗木质量，我们开展了香椿育苗密度试验，探讨不同育苗密度对香椿苗木生长和质量的影响，筛选出最适宜的育苗密度，为促进香椿苗期生长、提高苗木质量及造林质量提供科学依据。

1 试验地概况

试验地位于四川省林业科学研究院川南林业研究所在泸州市泸县的试验基地——四川省玉蟾山国家长期科研基地，地理位置105°23′E，29°09′N，海拔350 m～550 m。试验地属于亚热带季风气候，气候温暖、雨量充沛，年均气温17.1 ℃，年有效积温 5 300 ℃，年均日照时数950.3 h，年降雨量1 110 mm，无霜期320 d左右。试验地设于山坡中上部，海拔504 m，土壤为黄沙土，之前为油茶育苗地。土壤呈酸性，pH值4.02，有机质含量为17.69 g·kg-1，土壤水解氮含量为46.37 mg·kg-1，有效磷含量为2.06 mg·kg-1，速效钾含量为52.01 mg·kg-1。

2 材料与方法

2.1 试验材料

以在合江香椿母树林中采集的合江2号香椿优树种子为试验材料，培育芽苗，开展播种育苗试验。

2.2 试验设计

试验采用随机区组设计，设置7种育苗密度，即10 cm×5 cm(200株·m-2)、10 cm×10 cm(100株·m-2)、15 cm×10 cm(67株·m-2)、20 cm×10 cm(50株·m-2)、20 cm×15 cm(33株·m-2)、20 cm×20 cm(25株·m-2)、20 cm×25 cm(20株·m-2)，3 m×1 m(60～600株)，3次重复，各小区之间间隔0.25 m。

2.3 试验方法

2019年3月，以在合江香椿母树林中采集的合江2号香椿优树种子培养的芽苗为材料进行播种，培养芽苗。2019年5月，待香椿芽苗长出4～6片真叶时进行移栽。移栽前一周对苗圃地进行整地，进行两次机械旋耕后做床，苗床宽为100 cm，两边沟宽30 cm，深30 cm。移栽前两天将苗床浇透水。移栽时用铁锹将苗床土壤铲松，取出苗木，修剪掉长于5 cm的根系后进行移栽，随起随栽，按照设定的株行距进行移栽。栽后浇透水，用薄膜覆盖，天晴白天盖上遮阳网，半个月后逐渐揭除薄膜和遮阳网，进行常规管理。

2.4 指标测量方法

苗高、地径测量方法：2019年9月底香椿苗停止生长后，分别用游标卡尺和直尺测量各小区香椿幼苗地径与苗高，每个小区去除边际效应各测量30株。

生物量及根系测定方法：根据测量出来的各密度的苗高和地径，计算出各密度香椿苗木平均苗高和平均地径，按平均值± 5%的误差在每个密度中选取3株标准株。将标准株完整挖取出来，先用水冲洗干净后用吸水滤纸吸取苗木表面水分，再将苗木分为干、根、叶3部分，分别称量其鲜重，并用直尺测量主根长度，记录长度大于5 cm的Ⅰ级侧根数量，再用报纸分装包好，放置于恒温鼓风干燥箱中，保持105 ℃烘30 min，再调至80 ℃烘2 d至恒重后分别称取各部分重量。

2.5 数据处理与分析

采用EXCEL 2010进行试验数据统计，采用SPSS 20.0软件进行方差分析、多重比较和相关性分析。

3 结果与分析

3.1 育苗密度对香椿苗木生长的影响

由表1可见，育苗密度对香椿苗木的苗高、地径和高径比均有显著影响(P<0.05)。

表1 不同育苗密度对香椿苗木生长的影响Tab.1 Effects of seedling density on growth of Toona sinen-sis seedlings育苗密度/(株·m-2)苗高/cm地径/mm高径比20021.57±4.70 f 2.37± 0.87 f9.83±2.53 a10026.57±3.08 e 3.86± 1.23 e7.48±2.28 c6737.77±5.37 d 5.45± 1.64 d7.39±1.80 c5041.20±4.89 d 6.31± 1.56 c 6.88±1.77 cd3361.83±12.09 b 8.46± 1.72 b7.43±1.33 c2555.80±13.28 c 9.21± 1.88 b6.19±1.44 d2093.73±12.41 a11.40± 2.23 a8.45±1.52 b 注:不同字母表示处理间在0.05水平上有显著差异,否则没有显著差异。下同。

3.1.1 育苗密度对苗高的影响 除25株·m-2外，苗高总体随育苗密度的增大而减小，与育苗密度成反比，以20株·m-2的低密度最大，为93.73 cm，是最高密度(200株·m-2)的4.3倍，显著高于其余6种密度；其次是33株·m-2，苗高显著低于20株·m-2，显著高于其余5种密度；排在第3的是25株·m-2，苗高显著高于50株·m-2、67株·m-2、100株·m-2和200株·m-2四种密度；50株·m-2和67株·m-2之间苗高没有显著差异，但均显著高于100株·m-2和200株·m-2。

3.1.2 育苗密度对地径的影响 地径随育苗密度的增大而减小，以20株·m-2的低密度最大，为11.40mm，是最高密度的4.8倍，显著高于其余6种密度；其次是25株·m-2和33株·m-2，两者之间地径没有显著差异，但均显著高于50株·m-2、67株·m-2、100株·m-2和200株·m-2四种密度；排在第3的是50株·m-2，地径显著高于67株·m-2、100株·m-2和200株·m-2。

3.1.3 育苗密度对高径比的影响 高径比越小，苗木越健壮。高径比与育苗密度没有明显的线性关系，随育苗密度的减小呈先降低后略升高再降低再升高的“W型”曲线变化趋势。以25株·m-2的高径比最小，显著低于其余6种密度；33株·m-2、50株·m-2、67株·m-2和100株·m-2四种密度之间没有显著差异，均显著低于20株·m-2和200株·m-2。由表1可见，随着育苗密度的增大，高径比呈不规律变化，变幅为6.06～9.11，最小值出现在25株·m-2。

3.2 育苗密度对香椿苗木生物量的影响

由表2可见，不同育苗密度对香椿苗木茎、叶、根、地上部分与单株生物量均有显著影响(P<0.05)。随着育苗密度的减小，香椿苗木的叶、根、地上部分、单株生物量均呈先上升后下降的趋势，均在25株·m-2时值最大；根生物量显著高于其余6种密度；叶、地上部分、单株生物量与20株·m-2之间没有显著差异，显著高于其余5种密度；茎生物量随着育苗密度的减小而增大，以20株·m-2的密度最大，显著高于其余6种密度。总体而言，20株·m-2和25株·m-2两种低密度的生物量均显著高于其余5种密度。

表2 不同育苗密度对香椿苗木生物量的影响Tab.2 Effects of seedling density on biomass of Toona sinensis seedlings育苗密度/(株·m-2)地上部分生物量/g叶生物量茎生物量小计根生物量/g单株生物量/g200 0.66±0.12 d 0.32±0.06 d 0.98±0.18 c 0.53±0.08 c 1.51±0.26 c100 2.27± 0.18 d 0.75±0.04 d 3.02±0.22 c 0.70±0.21 c 3.72±0.39 c67 3.74±1.05 cd 1.84±0.45 d 5.58±1.50 c 1.87±0.63 c 7.45±2.13 bc50 5.25±1.91 cd 1.98±0.41 d 7.23±2.31 bc 1.81±0.80 c 9.05±3.07 bc33 8.56±3.19 c 4.89±0.95 c13.44±4.11 b 3.26±0.64 c16.70±4.75 b2522.98±7.05 a13.17±2.35 b36.15±9.40 a12.91±3.77 a49.06±13.12 a2014.69±2.11 b18.95±0.55 a33.64±2.54 a 8.91±1.25 b42.56±3.22 a

3.3 育苗密度对香椿苗木根系生长的影响

由表3可见，育苗密度对香椿苗主根长有显著影响(P<0.05)。随育苗密度减小，香椿苗主根长呈先升高后降低再升高再降低的“M型”曲线变化趋势。在50～200株·m-2的密度范围内，随育苗密度的减小而增大，以25株·m-2最大，为29.97 cm，显著高于100株·m-2、200株·m-2；其次是20株·m-2、33株·m-2、50株·m-2和67株·m-2，四种密度之间没有显著差异。

表3 不同育苗密度对香椿苗木根系生长的影响Tab.3 Effects of seedling density on root growth of Toona sinensis seedlings育苗密度/(株·m-2)主根长/cmⅠ级侧根数/(根·株-1)20017.57±4.27 b 9.67±1.15 a10018.27±6.01 b10.00±1.00 a6724.87±9.76 ab13.33±3.21 a5025.00±7.36 ab13.67±8.96 a3322.90±3.35 ab17.67±4.73 a2529.97±1.91 a12.00±6.00 a2026.33±4.25 ab13.67±3.06 a

育苗密度对Ⅰ级侧根数没有显著影响。随着育苗密度的降低，Ⅰ级侧根数呈先升高后降低再升高的“N型”曲线变化趋势，在33～200株·m-2的密度范围内随育苗密度的减小而增大，以33株·m-2·的Ⅰ级侧根数最多，达17.67根，较100株·m-2和200株·m-2分别增加了76.7%和82.7%。

3.4 相关性分析

苗高、地径和高径比都是衡量苗木生长和质量的主要指标。各指标相关性分析结果见表4。苗高与育苗密度呈负相关，与地径呈极显著正相关，与地上生物量和单株生物量呈显著正相关；地径与育苗密度呈显著负相关，与地上生物量呈极显著正相关，与根系生物量和单株生物量呈显著正相关。

高径比是衡量苗木质量的主要指标。高径比越小，苗木越健壮[26]；高径比越大，苗木越细高，苗木质量越差。高径比与育苗密度呈正相关，表明苗木质量与育苗密度呈负相关，即育苗密度越大，苗木质量越差。

表4 各指标相关性分析情况Tab.4 Correlation analysis of indicators指标育苗密度苗高地径苗高-0.7531.0000.960**地径-0.873*0.960**1.000地上生物量-0.6870.820*0.892**根系生物量-0.6190.6850.798*单株生物量-0.6730.790*0.873*高径比0.736-0.138-0.387 注: *表示在0.05水平上有显著相关性,**表示在0.01水平上有显著相关性。

4 结论与讨论

4.1 育苗密度对香椿苗木生长的影响

育苗密度是影响苗木生长的重要因素，苗木间空间距离的大小对其个体间竞争大小有很大影响，是造成苗木苗高、地径、高径比表现出差异性的关键原因。本研究表明，育苗密度对香椿苗的苗高、地径和高径比均有显著影响，苗高和地径及育苗密度均呈不同程度的负相关性，总体均随育苗密度的增大而减小，苗高和地径均以20株·m-2最大，其次是33株·m-2。高径比越小，苗木质量越高，以25株·m-2的高径比最小，高径比与育苗密度没有明显的线性关系，随育苗密度的减小呈先降低后略升高再降低再升高的“W型”曲线变化趋势，这与杨瑞国等[27]的研究结果相似。综合苗高、地径和高径比，以20 cm×20 cm(25株·m-2)的育苗密度最佳，其次是20 cm×15 cm(33株·m-2)。综合考虑单位面积的出苗数量和育苗经济效益，以20 cm×15 cm(33株·m-2)密度最佳，既能保证苗木苗高、地径的生长，又能更充分地利用苗圃土地，增加单位面积出苗数量，降低育苗成本，提高育苗效益。

4.2 育苗密度对香椿苗木生物量的影响

育苗密度通过影响苗木生长而影响生物量。育苗密度对香椿苗木各部位、地上部分与单株生物量及苗木质量指数均有显著影响，地上部分、单株生物量及根系生物量与育苗密度均呈负相关。随育苗密度的减小，香椿苗的叶、根、地上部分、单株生物量和苗木质量指数均呈先上升后下降的趋势，均在20 cm×20 cm(25株·m-2)时值最大。根生物量显著高于其余6种密度；茎生物量随育苗密度的减小而增大，以20 cm×25 cm(20株·m-2)的密度最大。当育苗密度由20 cm×20 cm(25株·m-2)减小到20 cm×25 cm(20株·m-2)时，苗木各部分生物量变化程度不大，这说明育苗密度过小，竞争已经不是影响苗木生长的主要因素了，这与陈存及等[28]的结果相同。

4.3 育苗密度对香椿苗木根系的影响

侧根数量的多少影响到造林成活率，侧根数量越多，苗木质量越高，造林后能够更快的从土壤中吸收水分和养分，苗木越容易成活。育苗密度对香椿苗主根长有显著影响，但对Ⅰ级侧根数影响不显著。香椿苗主根长和Ⅰ级侧根数在50～200株·m-2的密度范围内均随育苗密度的减小而增大，主根长随育苗密度减小呈先升高后降低再升高再降低的“M型”曲线变化，Ⅰ级侧根数呈先升高再降低再升高的“N型”曲线变化趋势，以20 cm×15 cm(33株·m-2)密度下的Ⅰ级侧根数最多，达17.67根，用于造林可提高造林成活率。

4.4 最佳香椿育苗密度选择

相关性分析结果表明，各指标与育苗密度均呈不同程度的负相关。综上所述，育苗密度显著影响香椿苗木生长、生物量和根系发展，适度降低育苗密度能显著提高苗木苗高、地径、生物量及Ⅰ级侧根数量，从而提高苗木质量。综合分析，以20 cm×15 cm(33株·m-2)密度下为培育香椿1年生苗木的最佳育苗密度。在20 cm×15 cm(33株·m-2)密度下的苗圃，香椿苗高和地径长势较好，苗圃土地利用率较高，单位面积出苗数量较多，育苗成本相对较低；Ⅰ级侧根数量最多，苗木质量高，有利于提高后期的造林成效。