杉木扦插苗与实生苗生长对比分析

孟庆银，廖迎春，刘文飞，沈芳芳，叶代全

（1.福建省沙县官庄国有林场，福建 沙县365050；2.南昌工程学院，江西 南昌330099；3.福建省洋口国有林场，福建 顺昌353211）

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国南方特有的用材速生树种，也是福建省最重要的造林树种之一，其栽培历史悠久，材质优良，纹理美观，抗蛀耐腐，经济价值高，广泛应用在建筑、家具制造、造船等领域，具有较高的经济、生态和社会等价值[1-5]。随着经济的发展，人民生活水平的不断提高，对木材需求量日益增长，这就迫切要求培育优质苗木提高造林质量，而苗木质量是影响造林效果的主要因素[6-8]，大田裸根育苗操作简单、育苗成本低，广大林农大部分采用这种育苗方法及造林。目前，杉木大田裸根苗育苗方式主要有无性系和实生苗培育，杉木易于无性繁殖，基因资源丰富，且扦插苗培育易操作，成本低[9]。为充分了解杉木优良无性系扦插裸根苗和杉木第3代种子园实生裸根苗的生长状况，以期达到不同类型苗木的合理选用及优化配置为目的，得以提高造林的遗传增益最大化。鉴于此，本文以2 个不同类型裸根苗为研究对象，通过对比杉木扦插苗和实生苗的苗高、地径、生物量等生长状况，以期探索适宜的苗木繁育方式，服务于林业生产单位，为应用推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在福建省沙县官庄国有林场良种繁育基地，位于26°32′ N，117°45′ E，气候属亚热带海洋性季风气候，年平均气温15.6℃~19.6℃，年均降水量1 510~1 840 mm，年均相对湿度81.1%。极端最低气温-7.1℃，极端最高气温40.1℃[10]。

1.2 试验材料

试验材料杉木无性系扦插裸根苗的穗条来源于福建省沙县官庄国有林场优良无性系采穗圃，杉木第3 代种子园实生裸根苗的良种来源于福建省沙县官庄国有林场杉木第3 代种子园。

1.3 育苗方法

杉木优良无性系裸根苗培育方法：2021 年4 月初扦插育苗，采穗圃选取杉木扦插穗条时，用修枝剪沿穗条基部采集带顶芽、叶片着生方式为轮生状而非羽毛状的穗条，穗条长度以10~15 cm 为最优；做到随采随剪随插，注意穗条保湿不能脱水，穗条沾上生根粉扦插入土1/3 边插边压实；扦插密度为100 株·m-2，株行距5 cm×20 cm；扦插结束时浇透水盖上遮阳网，约50 d 左右穗条生根生长稳定后，撤除遮阳网；此后每10 d 施1 次复合肥，使用多菌灵防治病害，加强水分的管理，9 月初停止施肥。

杉木第3 代种子园实生裸根苗培育方法：2021年1 月初播种育苗，用0.5%的高锰酸钾溶液进行种子消毒，把消毒后的种子撒播于苗床（采用撒播方式播种能保证苗木分布均匀，产苗量较高）；播种后用黄心细土覆盖（黄心土带菌少，草籽也少，可抑制病害，减少杂草），覆土均匀以不见种子为宜，厚约0.5 cm，而后再覆上茅草，以保温保湿，促进发芽；当幼芽大部分出土，下胚轴转青时，应分批揭草。

2 种育苗方式管理措施相同，均需要做好淋水、除草、病虫害防治等管护工作。

1.4 测定方法

2021 年12 月分别对杉木优良无性系裸根苗和杉木第3 代种子园实生裸根苗进行苗高、地径和生物量测定，并计算苗木高径比和根冠比。每个类型苗木设置3 个重复，每个重复100 株苗木，共计300 株苗木，测定苗高、地径；另每个类型苗木设3 个重复，每个重复15 株苗木（其中5 株测定细根生物量），共计45 株苗木，挂牌编号，清洗根部带回实验室用电热恒温干燥箱烘干，温度设置65℃~70℃，烘干后用电子天平分别测苗木茎部、根部和细根干重（根系d≤2 mm 为细根[11]），即为生物量。

1.5 数据分析

采用SPSS 19.0 统计软件进行单因素方差分析，检验相关指标的差异显著性[12]。

2 结果与分析

2.1 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗生长量状况

由表1 可知，杉木优良无性系扦插裸根苗苗高和地径生长量最大，相对杉木第3 代种子园实生裸根苗苗高和地径分别增长了25.7%和19.3%；杉木优良无性系扦插裸根苗高径比值大于杉木第3 代种子园实生裸根苗，表现为扦插裸根苗木较纤细；杉木优良无性系扦插裸根苗苗高和地径变异系数最小，说明扦插裸根苗单株间生长最为整齐。为对比扦插裸根苗和实生裸根苗生长的差异性，对苗高、地径和高径比进行方差分析（见表2），由表2 可知，扦插裸根苗和实生裸根苗苗高差异显著（P＜0.05），地径和高径比差异不显著（P＞0.05）。

表1 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗生长量状况Tab.1 Growth of C.lanceolata cutting bare root seedlings and solid bare root seedlings

表2 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗生长量间各指标方差分析Tab.2 Variance analysis of each index between the growth of C.lanceolata cutting bare root seedlings and solid bare root seedlings

2.2 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗生物量状况

由表3 可知，杉木优良无性系扦插裸根苗茎叶干重、根部干重、总干重、根冠比和细根干重分别为9.33 g、1.60 g、10.93 g、0.16 和1.77 g；杉木第3 代种子园实生裸根苗茎叶干重、根部干重、总干重、根冠比和细根干重分别为7.64 g、1.02 g、8.67 g、0.14 和0.73 g。从根冠比和细根生物量来看，杉木优良无性系扦插裸根苗高于杉木第3 代种子园实生裸根苗，说明扦插裸根苗根系和细根相对发达，这也是在造林初期扦插裸根苗能竞争过杂草而成活的原因，极大提高了造林成活率。为对比扦插裸根苗和实生裸根苗生物量的真实差异，对扦插裸根苗与实生裸根苗之间生物量各指标进行方差分析（见表4），茎叶干重、根部干重、总干重、根冠比和细根干重在杉木优良无性系扦插裸根苗与杉木第3 代种子园实生裸根苗之间差异不显著（P＞0.05）。

表3 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗生物量状况Tab.3 Biomass of cutting bare root seedlings and seedling bare root seedlings of C.lanceolata

表4 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗生物量间各指标方差分析Tab.4 Variance analysis of various indexes between biomass of C.lanceolata cutting bare root seedlings and solid bare root seedlings

2.3 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗木区间分布

对杉木优良无性系扦插裸根苗和杉木第3 代种子园实生裸根苗在不同生长量区间的株数分布情况进行统计，得出频率分布图（见图1）。由图1 可知，杉木优良无性系扦插裸根苗和杉木第3 代种子园实生裸根苗分别有3.5%、40.2%苗高分布在40~50 cm 间，25.2%、30.9%苗高分布在50~60 cm 间，42.9%、25.8%苗高分布在60~70 cm 间，18.3%、2.1%苗高分布在70~80 cm 间；杉木优良无性系扦插裸根苗和杉木第3 代种子园实生裸根苗分别有14.8%、24.7%苗木地径分布在4~5 mm 间，27.0%、28.9%苗木地径分布在5~6 mm 间，24.3%、25.8%苗木地径分布在6~7 mm间，16.5%、9.3%苗木地径分布在7~8 mm 间，9.6%、4.1%苗木地径分布在8~10 mm 间。从以上分布情况来看，杉木优良无性系扦插裸根苗和杉木第3 代种子园实生裸根苗在苗高分布方面差异较大，在地径分布方面差异较小。

图1 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗的苗高和地径变化规律Fig.1 Changes of seedling height and ground diameter between cutting bare root seedlings and solid bare root seedlings of C.lanceolata

2.4 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗木质量指数（QI）值状况

苗木各部分之间的协调和平衡对造林成活和初期生长十分重要，因此采用多指标的综合指数来综合评价苗木质量更为客观，在此基础下，Dickson 等（1960）提出苗木质量指数，其计算公式是QI＝苗木总干重g/((苗高cm/地径mm）+（茎干重g/根干重g）），苗木高径比、茎根比值越小，总干重数值越大，QI 值越高，苗木质量越好[13]。由表5 可知，杉木优良无性系扦插裸根苗木QI 值为0.104，杉木第3 代种子园实生裸根苗木QI 值为0.086，2 个不同类型苗木间QI 值差异极显著（P＜0.01）。

表5 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗苗木质量指数（QI）值Tab.5 Quality index (QI) values of bare root cuttings and bare root seedlings of C.lanceolata

2.5 杉木扦插裸根苗与实生裸根苗木综合评价

对苗高、地径、高径比、茎叶干重、根部干重、总干重、细根干重、根冠比这8 个指标进行主成分分析的结果（表6）表明，由于前2 个主成分的累计贡献率达到85.624%，所以选择前2 个主成分进行分析。在第1 主成分中，茎叶干重、根部干重、总干重和根冠比占的比重最大，代表了生物量；在第2 主成分中，苗高、地径、高径比和细根生物量所占的比例最大，代表了生长量和苗木造林效果[14]。

表6 各综合指标成分得分系数及贡献率Tab.6 Component score coefficient and contribution rate of each comprehensive index

分别对2 个主成分进行分析，得出各成分的分数F1和F2及各自的排名（见表7）。杉木优良无性系裸根苗苗高、地径、生物量和细根生物量均高于杉木第3 代种子园实生裸根苗，说明了杉木优良无性系裸根苗造林效果优于杉木第3 代种子园实生裸根苗。

表7 不同苗木各指标综合评价Tab.7 Comprehensive evaluation of various indexes of different seedlings

3 讨论与结论

苗高和地径是评价苗木优劣的两个重要指标[15]，本试验中杉木优良无性系扦插裸根苗苗高和地径分别为67.0 cm 和6.8 mm、杉木第3 代种子园实生裸根苗苗高和地径分别为53.3 cm、5.7 mm，扦插裸根苗苗高和地径相对实生裸根苗苗高和地径分别高出25.7%和19.3%，两种不同类型苗木苗高之间差异显著（P＜0.05），地径之间差异不显著（P＞0.05）；高径比是指苗高与地径之比，高径比越大表明林木生长又细又高[16]，杉木优良无性系扦插裸根苗和杉木第3 代种子园实生裸根苗高径比分别为99.7 和92.9，两种不同类型苗木高径比之间差异不显著（P＞0.05）；就变异系数而言，杉木优良无性系扦插裸根苗苗高和地径变异系数最小，分别为5.0%和12.6%，说明扦插裸根苗单株间苗高和地径整齐性最好。

生物量是衡量苗木生产力高低的重要指标[15]，本试验中杉木优良无性系扦插裸根苗茎叶干重、根部干重和总干重分别为9.33 g、1.60 g 和10.93 g，杉木第3 代种子园实生裸根苗茎叶干重、根部干重和总干重分别为7.64 g、1.02 g 和8.67 g。根冠比是衡量苗木生产力的重要因子，在苗高一定的条件下，根系越发达，根冠比越大对造林越有利[17]。杉木优良无性系扦插裸根苗和杉木第3 代种子园实生裸根苗根冠比分别为0.16 和0.14。细根具有巨大的吸收表面积，是植物吸收水分和养分的主要器官[11]。杉木优良无性系扦插裸根苗和杉木第3 代种子园实生裸根苗细根生物量分别为1.77 g 和0.73 g。两种不同类型苗木相比较可知，杉木优良无性系扦插裸根苗生物量高于杉木第3 代种子园实生裸根苗生物量。

从苗木生长量区间分布情况来看，扦插裸根苗和实生裸根苗苗高分别有28.7%和71.1%分布在40~60 cm 区间内、61.2%和27.9%分布在60~80 cm 区间内，苗高区间分布差异较大，扦插裸根苗苗高主要分布在60~80 cm 区间内，实生裸根苗苗高主要分布在40~60 cm 区间内；扦插裸根苗和实生裸根苗地径分别有14.8%和24.7%分布在4.0~5.0mm 区间内、51.3%和54.7%分布在5.0~7.0 mm 区间内、25.9%和13.4%分布在7.0~10.0 mm 区间内，扦插裸根苗和实生裸根苗地径主要分布在5.0~7.0 mm 区间内，在这区间内差异不大。

依据苗木质量指数（QI）值评价和主成分分析结果，杉木优良无性系扦插裸根苗木质量优于杉木第3代种子园实生裸根苗，综合对比分析，杉木优良无性系扦插裸根苗木为最优苗木。然而杉木生长是一个长期的过程，关于这两种不同类型裸根苗木造林生长状况如何，仍需长期的观测比较才能得出结论，这两种不同类型裸根苗将于2022 年3 月初在福建省沙县官庄国有林场大汾管护站造林，未来会对这两种不同类型裸根苗造林生长进行长期观测，为优选适合沙县地区生长苗木提供科学依据。