杉木第3代种子园优良家系实生裸根苗早期生长对比分析

孟庆银，林华章，林源华，江先桂，陈耀升，姜承财，林 明，周孙斌，陈森森

（1.福建省沙县官庄国有林场，福建 沙县 365050；2.福建省大田桃源国有林场，福建 大田 366100）

杉木（Cunninghamia lanceolata）为杉科（Taxodiaceae）杉木属（Cunninghamia）乔木，分布范围广，遍布我国整个亚热带地区，是我国南方主要的用材林树种之一，生长快，材性好，经济价值高，在建筑、家具制造、装饰用材、造船等领域得以广泛应用[1-5]。林木种子园是生产优良遗传品质和播种品质的良种载体。目前杉木第3代种子园良种已在生产中大力推广应用，极大提高了福建省杉木人工林的生长量，产生明显的经济效益和社会效益。在子代测验林中看到，组成混系种子园的亲株家系间有很大的遗传差异，采用种子园中最优的几个家系的种子造林会获得更大的增益[6-7]，因此开展优良家系早期生长观测评价具有重要意义[8]。鉴于此，本文以杉木第3代种子园5个优良家系2年生试验林为研究对象，对比不同家系早期生长状况，以期指导杉木第3代种子园优良家系合理利用，为推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在福建省大田桃源国有林场（25°17'N，117°34'E)，属亚热带海洋性季风气候，气候温暖湿润，雨量充沛，四季分明，年均降水量1 040～2 435 mm，年均气温18.3℃，年均相对湿度81.1%，年均无霜期230～311 d，属低丘陵小盆地，海拔450～820 m，坡度25°～35°，长坡全坡。腐殖层厚度10～20 cm，土壤为山地黄红壤，立地质量等级为Ⅱ级，前期为马尾松林。林下植被以淡竹叶（Lophatherum gracile）、斑鸠菊（Vernonia esculenta）、芒萁（Dicranopteris dichotoma）、山菊（Chrysanthemum indicum）、乌毛蕨（Blechnum orientale）等为主。

1.2 试验材料

参试不同家系良种和混合良种来源于福建省沙县官庄国有林场杉木第3代种子园，5个家系实生祼根苗木分别为JX1、JX2、JX3、JX4、JX5，另设杉木第3代种子园混合种实生裸根苗木为对照（CK）。

1.3 试验设计

1.3.1 造林设计

2020年3月12日造林，5个家系和对照（CK）沿山坡水平横坡方向从左到右，纵坡从上到下种植，不同家系之间用木荷隔离，各家系种植小区的立地条件基本相同。造林前炼山整地，株行距为1.8 m×2.0 m，穴规格40 cm×30 cm×30 cm。2022年3月测定不同家系试验林生长量。

1.3.2 测定方法

造林前对每个家系和对照CK苗木随机抽取30株,重复3次，5个家系和对照CK苗木测量共计540株，测量苗高和地径，见表1。2022年3月对每个家系幼林随机测量100株树高和地径，重复3次，5个家系和对照CK幼林测量共计1 800株，见表3。测算2年生5个家系和对照（CK）试验林树高和地径相对苗期同比增长量和同比增长幅度，见表5。

1.4 数据分析

采用SPSS 19.0统计软件进行单因素方差分析和聚类分析，检验相关指标的差异性。

2 结果与分析

2.1 杉木第3代种子园不同家系实生裸根苗高和地径生长状况

由表1可知，5个家系在苗期苗高生长最大的是JX4，苗高均值为55.9 cm；苗高生长最小的是JX1，苗高均值为48.7 cm。5个家系苗高大小顺序为JX4＞JX3＞JX5＞JX2＞CK＞JX1，其中JX4、JX3、JX5和JX2比CK分别大10.3%、5.9%、2.8%和1.2%，JX1相对CK小4.1%。5个家系在苗期地径生长最大的是JX1，地径均值为7.0 mm；地径生长最小的是CK，地径均值为6.2 mm；5个家系地径大小顺序为JX1＞JX2＞JX4＞JX5＞JX3＞CK，相对CK分别大12.9%、9.7%、6.5%、3.2%和1.6%；5个家系高径比的大小顺序为JX3＞JX4＞CK＞JX5＞JX2＞JX1；就变异系数而言，JX1苗高变异系数最大为14.8%，说明JX1苗期单株间苗高生长分化最大、JX3地径变异系数最大为20.6%，说明JX3苗期单株间地径生长分化最大，5个家系苗高变异系数大小顺序为JX1＞JX2＞JX3＞CK＞JX5＞JX4，5个家系地径变异系数的大小顺序为JX3＞JX2＞JX4＞JX1＞CK＞JX5，5个家系高径比变异系数的大小顺序为JX4＞JX3＞JX1＞JX5＞CK＞JX2。

表1 杉木第3代种子园不同家系实生裸根苗生长状况Tab.1 Growth of bare root seedlings of different families in the third generation seed orchard of C.lanceolata

为对比5个家系苗木生长真实差异，对苗高、地径和高径比进行方差分析，结果见表2，由表2可知，5个家系苗高、地径差异不显著（P＞0.05），高径比差异显著（P＜0.05）。

表2 杉木第3代种子园不同家系实生裸根苗生长方差分析Tab.2 Analysis on the difference of seedling length of bare root seedlings of different families in the third generation seed orchard of C.lanceolata

2.2 杉木第3代种子园不同家系2年生幼林树高和地径生长状况

由表3可知，5个家系2年生幼林树高生长最大的是JX5，均值为2.85 m；树高生长最小的是JX3，均值为2.35 m。5个家系2年生幼林树高值大小顺序为JX5＞JX2＞CK＞JX1＞JX4＞JX3，其中JX5和JX2相对CK分别大10.5%和3.5%，JX1、JX4和JX3相对CK分别小4.0%、5.7%和9.8%。5个家系2年生幼林地径生长最大的是JX2，均值为60.3 mm；地径生长最小的是JX4，均值为50.6 mm。5个家系2年生幼林地径大小顺序为JX2＞JX5＞JX1＞CK＞JX3＞JX4，JX2、JX5和JX1相对CK分别大14.6%、9.9%和6.8%，JX3和JX4相对CK分别小1.5%和4.0%。5个家系高径比大小顺序为JX5＞CK＞JX4＞JX3＞JX2＞JX1。就变异系数而言，JX3幼林2年生树高变异系数最大为16.2%，说明JX3幼林2年生单株间树高生长分化最大；JX4幼林2年生地径变异系数最大为20.7%，说明JX4幼林2年生地径单株间生长分化最大。5个家系2年生幼林树高变异系数大小顺序为JX3＞JX4＞CK＞JX5＞JX2＞JX1，5个家系2年生幼林地径变异系数大小顺序为JX4＞JX3＞CK＞JX5＞JX1＞JX2，5个家系（CK）高径比变异系数大小顺序为JX4＞JX3＞JX2＞JX5＞JX1＞CK。

表3 杉木第3代种子园不同家系2年生幼林生长状况Tab.3 Growth status of 2-year-old young forests of different families in the third generation seed orchard of C.lanceolata

为对比5个家系2年生幼林生长真实差异，对树高、地径和高径比进行方差，分析结果见表4。由表4可知，5个家系2年生幼林树高、地径差异不显著（P＞0.05），高径比差异显著（P＜0.01）。

表4 杉木第3代种子园不同家系2年生幼林生长方差分析Tab.4 Analysis of growth variance of 2-year-old young forests of different families in the third generation seed orchard of C.lanceolata

2.3 杉木第3代种子园不同家系2年生幼林生长相对苗期增长状况

由表5可知，5个家系2年生幼林，树高生长同比增长量最大的是JX5，树高同比增长量均值为2.3 m；树高生长同比增长量最小的是JX3，树高同比增长量均值为1.8 m；5个家系2年生幼林树高同比增长量大小顺序为JX5＞JX2＞CK＞JX1＞JX4＞JX3，其中5个家系2年生幼林树高生长同比增长量之间差异不显著（P＞0.05）；5个家系2年生幼林，树高生长同比增长幅度最高的是JX5，树高同比增长幅度均值为446.6%；树高生长同比增长幅度最小的是JX2，树高同比增长幅度均值为326.1%。5个家系2年生幼林树高同比增长幅度大小顺序为JX5＞JX1＞CK＞JX3＞JX4＞JX2，其中5个家系2年生幼林树高生长同比增长幅度之间差异不显著（P＞0.05）。

5个家系2年生幼林，地径生长同比增长量最大的是JX2，地径同比增长量均值为53.5mm；地径生长同比增长量最小的是JX4，地径同比增长量均值为44.0 mm。5个家系2年生幼林地径同比增长量大小顺序为JX2＞JX5＞JX1＞CK＞JX3＞JX4，其中5个家系2年生幼林地径生长同比增长量之间差异不显著（P＞0.05）；5个家系2年生幼林，地径生长同比增长幅度最大的是JX5，地径同比增长幅度均值为803.9%；地径生长同比增长幅度最小的是JX4，地径同比增长幅度均值为657.1%。5个家系2年生幼林地径同比增长幅度大小顺序为JX5＞JX2＞CK＞JX3＞JX1＞JX4，其中5个家系2年生幼林地径生长同比增长幅度之间差异不显著（P＞0.05）。

表5 杉木第3代种子园不同家系2年生幼林相对苗期同比增长状况Tab.5 Year on year growth of 2-year-old young forests of different families in the third generation seed orchard of C.lanceolata

2.4 杉木第3代种子园不同家系2年生幼林生长聚类分析

根据5个家系和对照（CK）杉木2年生幼林树高和地径的平均值，通过ward聚类分析，可将5个家系和对照（CK）分成3个类群（图1），JX2为A类群；JX1和JX5为B类群；JX3、JX4和CK为C类群。A类群为2年生JX2幼林生长较好，树高均值为2.67 m，地径均值为60.3 mm；B类群为2年生JX1和JX5幼林生长中等，树高均值为2.67 m，地径均值为57.0 mm；C类群为2年生JX3、JX4和CK幼林生长较慢，树高均值为2.46 m，地径均值为51.7 mm。

图1 基于树高、地径的杉木不同家系2年生幼林的聚类分析Fig.1 Cluster analysis of 2-year-old young forests of different C.lanceolata families based on tree height and ground diameter

3 讨论与结论

苗高和地径是反映苗木质量优劣的两个重要指标[9]，参试的5个家系苗木苗高大于对照（CK）的家系有JX4、JX3、JX5和JX2，相对CK分别大10.3%、5.9%、2.8%和1.2%，苗高小于对照（CK）的家系有JX1，相对CK小4.1%；参试的5个家系苗木地径大于对照（CK）的家系有JX1、JX2、JX4、JX5和JX3，相对CK分别大出12.9%、9.7%、6.5%、3.2%和1.6%。高径比越大，说明苗木生长纤细[10]，高径比最大为JX3，高径比均值为86.1，高径比最小JX1，高径比均值为69.1；就变异系数而言，JX1苗高变异系数最大为14.8%，JX4苗高变异系数最小为4.1%，JX3地径变异系数最大为20.6%，JX5地径变异系数最小为4.8%，JX4高径比变异系数最大为8.8%，JX2高径比变异系数最小为1.8%。

参试的5个家系2年生幼林树高表现为，参试的5个家系树高大于对照（CK）的家系有JX5和JX3，相对CK分别大10.5%和3.5%，树高小于对照（CK）的家系有JX1、JX4和JX3，相对CK分别小4.0%、5.7%和9.8%；参试的5个家系地径大于对照（CK）的家系有JX2、JX5和JX1，相对CK分别大14.6%、9.9%和6.8%，地径小于对照（CK）的家系有JX3和JX4，相对CK分别小1.5%和4.0%；高径比最大为JX5，高径比均值为49.4，高径比最小为JX1，高径比均值为44.1；就变异系数而言，JX3幼林树高变异系数最大为16.2%，JX1幼林树高变异系数最小为6.5%，JX4幼林地径变异系数最大为20.7%，JX2幼林地径变异系数最小为0.4%，JX4幼林高径比变异系数最大为5.9%，CK幼林高径比变异系数最小为0.7%。

参试的5个家系幼林2年生时，其中幼林树高同比苗期增长量大于CK的有JX5和JX2，增长量分别为2.3 m、2.2 cm、增长幅度大于CK的有JX5和JX1，增长幅度分别446.6%和415.0%；其中幼林地径同比苗期增长量大于CK的有JX2、JX5和JX1，增长量分别为53.5 mm、51.4 mm和49.2 mm、增长幅度大于CK的有JX5和JX2，增长幅度分别为803.9%和796.2%。

聚类分析能较全面评估5个家系和对照（CK）2年生幼林的生长[11-12]，结果表明，5个家系和对照（CK）2年生幼林可分成3个类群，A类群JX2幼林具有较高的树高和较粗的地径，2年生幼林生长较快；B类群JX1和JX5幼林生长中等；C类群JX3、JX4和CK幼林生长较慢。

随着育种理论及技术的进步和不断创新，利用优良家系发展家系林业以期获得更大增益[13]。综合比较分析：JX1、JX2和JX5幼林生长较理想。本试验由于时间短，且种在一个小班内，虽然营林抚育措施相同，但要全面评价5个不同家系的遗传增益，还要多布点造林，做长期跟踪观测，进行综合评价[14-15]。