伞花木1年生播种苗生长节律研究

廖海红，代丽华，孔小丽，梁跃武，吴 勇，林智红，梁跃龙★

（1.江西九连山国家级自然保护区管理局，江西 龙南341700；2.江西省林业科技实验中心，江西信丰341600；3.广西壮族自治区国有高峰林场，广西 南宁530000）

伞花木（Eurycorymbus cavaleriei）属无患子科伞花木属落叶乔木，是第三世纪残遗于我国的特有单种属植物，为国家Ⅱ级保护植物。分布于云南、贵州、广西、湖南、江西、广东、福建、台湾等省区，生于沟谷溪旁的常绿阔叶林中[1]。伞花木是珍贵的木本油料树种，种子可榨取工业用油，也可食用；另外其木材密度中等、变形小，干湿系数小，端面硬度和冲击韧性中等，花纹细腻，具有广泛的用途[2-3]。由于伞花木自然分布区域植株稀少，资源破坏严重，且其雌雄异株，异花型虫媒传粉，结实较难，已被列入中国植物红皮书[4]。因此，加强伞花木繁育技术等相关研究对保护该物种有重要的意义。目前，对伞花木主要集中在对其种质资源的调查[5-6]、繁育技术[7-10]和开发利用[11-12]的初步研究上。有关伞花木苗期生长规律的研究报道不多，不够系统。本研究通过对伞花木1年生播种苗的生长性状及生物量进行观测，研究其1年生播种苗的生长规律并建立动态生长模型，旨在为培育优质壮苗提供科学依据。

1 试验地概况

试验地位于江西省龙南市东江乡花卉苗木基地（24°51′N，114°48′E），属亚热带湿润季风气候，年平均气温18.9℃，无霜期约300 d，年平均日照时数1 782 h，年平均降雨量1 509.7 mm，圃地交通条件好，地势开阔，土壤肥沃，排水条件好。

2 试验材料与方法

2.1 种子处理与苗木管理

供试种子于2018年10月采自龙南县安基山林场，土壤为红壤土。该批种子净度为99%，种子千粒重为67.938 g，种子阴干除去果皮杂质后干藏。2019年3月16日播种，播种前用40℃温水浸种24 h，并用0.1%高锰酸钾水溶液消毒后，将种子撒播于苗床，播种密度100粒·m-2，播种后覆土约2 cm，再覆盖塑料薄膜。

4日10日开始陆续发芽，至5月12日发芽结束，场圃发芽率56.4%。5月20日，当幼苗6叶1芯时进行间苗、定苗，间苗后株行距10 cm×35 cm。于苗木生长期间（6月、7月、8月、9月），分别交替使用0.04%尿素和复合肥，每月2次，9月下旬施1次钾肥。同时，及时除草，当久雨初睛用0.1%甲基托布津、多菌灵、敌克松交替用药防病，敌克松用药后需对幼苗叶片用清水洗苗以防药害。

2.2 苗木观测

在苗木定植后，3次重复，每重复选35株幼苗进行挂牌。从6月10日起，每10 d测定苗高和地径一次，直至苗木生长结束。苗木生物量及根系测定，在翌年苗木萌动前，每重复挖取接近平均苗高、地径的5株苗木，挖苗时需挖出完整的根系，分别测定每株苗木地径、苗高及地上、地下部分鲜重量及烘干重量。

2.3 数据处理与模型建立

上述试验所得数据分别用SPSS 22.0、Excel 2007软件分析。苗木生长曲线用Logistic方程拟合[13]，该模型的表达式为：y=k/（1+ae-bx）（1），式中：y为苗木累积生长量，x为生长天数，k表示苗木生长极限，可用三点等差法计算为待定系数，用最小二乘法求得。

对苗木质量评价参考何轶等方法[11]，根据苗高、地径和根系状况等形质指标，再根据测量数据计算苗木质量指数，计算公式分别为：质量指数=苗木总干重g/（苗高cm/地径mm+茎干重g/根干重g）。

3 结果分析

3.1 苗木年生长规律

根据伞花木苗木生长的测定结果，苗木年生长出现两个高峰期，苗木生长初期生长较慢，7月初生长开始加快，8月初出现第1个生长峰值，随后生长速度减缓，9月初开始再次回升，至9月中旬出现第2个生长峰值，10月中下旬部分苗木叶色变黄开始落叶，进入休眠期。从图1可以看出，伞花木在生长过程中呈现明显的“慢－快－慢－快－慢”的生长变化规律。

图1 苗高、地径净生长节律Fig.1 Net increment of seedling height and ground diameter

3.2 伞花木1年生播种苗年生长模型建立与拟合

由图1可知，伞花木1年生播种苗苗高与地径年生长进程均符合“S”型曲线，因此可利用Logistic曲线方程y=k/(1+ae-bx）对苗高和地径进行拟合。根据苗高和地径的实测数据，利用等差三点法计算k值的初始值，再利用最小二乘法求出系数a和b的初始值，然后用SPSS 22.0进行非线性回归拟合，建立伞花木1年生播种苗苗高和地径生长方程分别为：

伞花木1年生苗高与地径的Logistic方程拟合模型回归关系达到极显著水平，R2分别达0.995和0.997，表明该拟合方程可靠性较高。利用SPSS 22.0软件检验非线性回归方程拟合效果（见图2），苗高、地径观测值数据点和拟合曲线均相对吻合，进而说明总体拟合效果较好。

图2 苗高、地径生长拟合曲线Fig.2 Growth dynamics of seedling height&groud diametert and its Logistic fitting curve

3.3 苗木年生长时期的划分

根据苗木生长情况分析，对所得Logistic方程进行一阶导数可得连日生长量随时间变化的方程；进行二阶导数可得连日生长量的变化速率曲线，其方程为令d2y/dx2=0，求得苗高累计生长量最大的时间为：x0=lna/b（4），求三阶导数,并令其等于0，可得累计生长量变化速率最快的两个点x1和x2，即由萌动到速生转入缓慢生长的分界点，x1=(lna-1.317)/b（5）；x2=(lna+1.317)/b（6）。其中，x1、x2间苗木平均生长速度为线性生长速度到x2苗木生长量为线性生长量经计算，分析结果详见表1。

表1 理论伞花木速生期分析及特征值Tab.1 Analysis and the characteristic values of theoretical fast growth stage of E.cavaleriei

从表1可以看出，理论上苗高生长的最快时间是第103.13天（7月22日），比观测值提前了8 d，其日最快生长速率为0.57 mm·d-1；年生长速生阶段为（71.78,134.49），其生长量占年生长总量的60.09%。同理，地径生长最快日期是第114.35天（8月2日），和观测值第一个生长高峰期基本相符；其速生阶段为（71.86,156.83），即6月21日－9月13日，其生长量占年总生长量的65.43%。

根据结合以上分析与实际观测，结合苗木生长特性，将伞花木1年生播种苗生长划分为出苗期、生长初期、速生期和生长末期。出苗期从种子播种（3月16日）开始到基本出苗结束（5月12日）。苗高的速生期为6月中旬至8月下旬，比地径提早20 d结束速生期进入生长后期；地径速生期为6月上旬至9月上旬，用46.67%的生长时间完成了65.43%的生长量，结果见表2。

表2 伞花木1年生苗的苗高和地径生长期划分Tab.2 Division of annual growth stages of E.cavaleriei

3.4 生物量空间分布

在翌年苗木萌动前，挖取近平均苗高、地径的5株苗木，测定其苗高、地径、侧根条数、主根长度和地上、地下部分鲜重量及烘干重量。由表3可知，1年生伞花木播种苗的平均苗高可达78.2 cm，地径可达12.38 mm；地下生物量较大，主根发达，其根可深达土层32.92 cm处，侧根数量较多，分布广，利于苗木造林成活。

表3 伞花木生物量空间分布Tab.3 Spatial distribution of biomass of E.cavaleriei

4 结论与讨论

伞花木1年生播种苗的高生长和地径生长情况基本符合“S”型生长，即可用Logistic曲线方程拟合苗高和地径年生长过程，这与卢芳等[15]对南京椴1年生播种苗年生长发育规律的研究，庞世龙等[16]对大叶栎苗期生长模型的研究，以及郭欢欢等[17]对黄连木苗期年生长节律的研究结果相似，相关系数（R2）均大于0.99，达到极显著水平。因此，利用Logistic曲线方程拟合伞花木年播种苗生长过程是可行的。

利用Logistic曲线方程拟合可伞花木1年生播种苗生长进程划分为出苗期、生长初期、速生期和生长后期。根据各生长期生长特点，采取相应管理措施，确保达到最佳的育苗效果。出苗期，从播种到基本出苗结束（3月16日－5月12日）历时58 d，持续时间较长，影响优质苗木的有效生长期，可对种子进行有效的催芽，做到保温保湿，加快伞花木出苗，延长苗木生长期，其具体措施如提早播种、沙藏催芽等。5月中旬至6月下旬为生长初期，该期苗木生长缓慢、细嫩，圃地管理以保苗促根、合理定苗；施肥以低浓度尿素为主。该生长期多逢雨季，应注意防涝抗病，建议使用多菌灵、甲基托布津交替使用。苗高和地径在速生期的增长量均占总生长量的60%以上，该时期需加强水肥病虫害管理，建议每隔10 d用复合肥融水浇灌，如出现虫害用敌百虫1 000倍液喷雾防治。到生长后期，苗高和地径生长均逐渐减慢，此时需停施氮肥防止苗木过度生长，并追施磷钾肥促进苗木木质化，提高苗木抗寒性。