吳鵬飛，劉愛(ài)琴*，蔣 建，蔡麗平，馬祥慶，陳友力，林文獎(jiǎng)

(1．福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建福州350002;2．福建省漳平五一國(guó)有林場(chǎng)，福建漳平364400)

馬尾松(Pinus massoniana)是荒山荒地造林先鋒樹(shù)種，分布范圍廣，具廣闊且重要的遺傳改良特性(季孔庶等，2011)。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)馬尾松良種選育的研究甚多，篩選出的許多優(yōu)良基因型大大地提高了馬尾松人工林的生產(chǎn)力。但由于傳統(tǒng)的良種選育比較注意速生性，多是從馬尾松的生長(zhǎng)性狀(楊章旗，2006;劉青華等，2009;胡集瑞，2008)、材質(zhì)特性(周志春等，1993;鄭仁華等，2002;季孔庶等，2005)等方面進(jìn)行選擇，較少考慮林木對(duì)土壤養(yǎng)分的消耗。目前選育出的有些速生種源和無(wú)性系是以犧牲林地養(yǎng)分為代價(jià)來(lái)獲得高產(chǎn)，易導(dǎo)致林地地力衰退(吳鵬飛和馬祥慶，2009;馬祥慶和梁霞，2004)。因此篩選出既速生又有較高養(yǎng)分利用效率的馬尾松基因型，對(duì)于減輕速生樹(shù)種生長(zhǎng)對(duì)林地肥力壓力和緩解南方人工林連栽生產(chǎn)力下降具有重要的理論和實(shí)踐意義。

本文選擇福建漳平五一國(guó)有林場(chǎng)7年生馬尾松無(wú)性系測(cè)定林為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)參試40個(gè)馬尾松無(wú)性系不同營(yíng)養(yǎng)器官的生物量及N、P、K含量進(jìn)行測(cè)定，分析不同無(wú)性系養(yǎng)分積累量的差異，擬篩選出豐產(chǎn)且養(yǎng)分消耗較小的無(wú)性系，為今后造林生產(chǎn)實(shí)踐及科學(xué)研究提供科學(xué)試材。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省漳平五一國(guó)有林場(chǎng)梅水坑工區(qū)，地處福建省西南部，東經(jīng)117°35＇，北緯25°15＇，中亞熱帶南緣，氣候溫暖濕潤(rùn)，年均氣溫20．3℃，年均降雨量1509 mm，無(wú)霜期310 d以上，海拔350-400 m，立地條件Ⅱ類(lèi)。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

2．1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1998年進(jìn)行不同馬尾松無(wú)性系造林試驗(yàn)，材料來(lái)自福建沙縣官莊林場(chǎng)和漳平五一林場(chǎng)種子園混合種選育的馬尾松優(yōu)良無(wú)性系(M1-M40)。1997年春季進(jìn)行無(wú)性系扦插培育，次年春季選擇長(zhǎng)勢(shì)均一、無(wú)病蟲(chóng)害健壯苗木上山栽植。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)5個(gè)區(qū)組，每一區(qū)組內(nèi)安排40個(gè)不同馬尾松無(wú)性系，每個(gè)無(wú)性系4株，水平帶狀整地，株行距2 m×2 m。造林后前3年，每年進(jìn)行2次撫育。

2．2 試驗(yàn)方法

2005年對(duì)7年生不同馬尾松無(wú)性系測(cè)定林進(jìn)行每木檢尺及樹(shù)高測(cè)定，以平均標(biāo)準(zhǔn)木法選擇平均木，每個(gè)無(wú)性系選擇2株。地上部采用分層切割法，分別測(cè)定葉、枝、干、皮的鮮重;地下部采用全挖法，分別測(cè)定根樁、粗根(＞0．5 cm)、細(xì)根(≤0．5 cm)的鮮重。隨機(jī)抽取樣品帶回室內(nèi)，烘干測(cè)定后換算成為干物質(zhì)重，并進(jìn)行養(yǎng)分分析。采用凱氏法測(cè)N，鉬蘭比色法測(cè)P，火焰光度計(jì)法測(cè)K，每個(gè)樣品重復(fù)3次(國(guó)家林業(yè)局，2000)。

2．3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果分析，表中數(shù)據(jù)為2株平均木不同器官生物量及養(yǎng)分含量測(cè)定結(jié)果的平均值。

3 結(jié)果與分析

3．1 不同馬尾松無(wú)性系生物量的比較

不同馬尾松無(wú)性系生物量存在較大差異(表1)。40個(gè)無(wú)性系全株生物積累量平均為15．94 kg·株-1，大于平均產(chǎn)量的無(wú)性系占總數(shù)50．00%。其中M7號(hào)無(wú)性系的生物量最大，M1號(hào)無(wú)性系最小，前者是后者的5．01倍。若選擇全株生物量大于平均產(chǎn)量20%以上者為經(jīng)濟(jì)效益較高無(wú)性系，則有14個(gè)無(wú)性系入選，占參試總數(shù)的35．0%。

從不同器官生物分配量來(lái)看，不同無(wú)性系間差異明顯(表1)。干材高產(chǎn)量是人工林經(jīng)營(yíng)的主要目標(biāo)，不同無(wú)性系的干材分配量為2．81-14．71 kg·株-1，其中大于平均產(chǎn)量20%以上的無(wú)性系共12個(gè)，占參試總數(shù)的30．0%。根的生物量大小是林木吸收土壤養(yǎng)分的主要限制因子之一，M7號(hào)無(wú)性系根的生物量最大，是不同無(wú)性系根平均生物積累量的1．74倍?？偟目磥?lái)，不同器官所占比例大小排序?yàn)?干＞枝＞根＞葉＞皮。

表1 參試馬尾松無(wú)性系不同器官生物量的比較(kg·株－1)Table 1 Comparison of biomass among different organs of the tested P．massoniana clones

3．2 不同馬尾松無(wú)性系各器官養(yǎng)分含量的比較

不同馬尾松無(wú)性系各器官養(yǎng)分含量存在明顯差異(表2)。葉是林木進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所，其N(xiāo)、P、K含量均最高，干器官養(yǎng)分含量最低。干器官的N含量在0．58-1．08 g·kg-1之間，P含量在0．06-0．17 g·kg-1之間，K 含量在0．24-0．65 g·kg-1之間。從參試 40 個(gè)無(wú)性系不同器官養(yǎng)分含量高低順序來(lái)看，N營(yíng)養(yǎng)含量表現(xiàn)為葉＞細(xì)根＞皮＞枝＞粗根＞根樁＞干，P含量的高低順序依次為:葉＞皮＞枝＞細(xì)根＞粗根＞根樁＞干，K含量在各器官中的高低順序依次為:葉＞皮＞細(xì)根＞枝＞粗根＞根樁＞干。

表2 參試馬尾松無(wú)性系不同器官養(yǎng)分含量的比較(g·kg－1)Table 2 Comparison of nutrient content among different organs of the tested P．massoniana clones

3．3 不同馬尾松無(wú)性系養(yǎng)分積累的比較

不同馬尾松無(wú)性系測(cè)定林的養(yǎng)分積累量存在較大差異(表3)。N積累量最高的是M7號(hào)無(wú)性系，為188．76 kg·hm-2，最低的是M29 號(hào)，比前者小164．96 kg·hm-2;P 積累量最高的是 M30 號(hào)，最低的是M29號(hào)，兩者相差15．69 kg·hm-2;K積累量最高的是M30號(hào)無(wú)性系，達(dá)到97．20 kg·hm-2，最低的是M29號(hào)，僅為17．24 kg·hm-2。從林分養(yǎng)分總積累量來(lái)分析，M7號(hào)最高，M29號(hào)最低，兩者相差254．42 kg·hm-2。若選擇全株N、P、K積累量分別小于平均值20%以上者為消耗土壤肥力較少無(wú)性系，則分別有16、15、14個(gè)無(wú)性系入選。

表3 參試馬尾松無(wú)性系測(cè)定林養(yǎng)分積累量的比較(kg·hm－2)Table 3 Comparison of nutrient accumulation among the tested P．massoniana clones plantations

從表3可看出，N、P、K在馬尾松無(wú)性系林分葉積累量均為最大，皮最低，干和枝平均積累量差異不明顯，其中N在各器官的積累量由高到低的次序?yàn)?葉＞干＞枝＞根＞皮;P和K均為:葉＞枝＞干 ＞根 ＞皮。參試40 個(gè)無(wú)性系N、P、K 養(yǎng)分積累平均值分別為80．65 kg·hm-2、50．88 kg·hm-2和10．13 kg·hm-2，可見(jiàn)馬尾松無(wú)性系林分生長(zhǎng)對(duì)土壤N營(yíng)養(yǎng)的消耗量最高，其次是K，P營(yíng)養(yǎng)最少。從干材養(yǎng)分積累量來(lái)看，N、P、K積累量小于平均值20%以上的無(wú)性系分別為14、38、35個(gè)，分別占供試總數(shù)的35．0%、95．0%和87．5%。

4 討論

(1)40個(gè)參試馬尾松無(wú)性系全株生物量5．76-28．83 kg·株-1，當(dāng)以全株生物量最大的20%無(wú)性系為生產(chǎn)力較高基因型時(shí)，M7、M26、M30、M14、M4、M22、M13和M5入選，這8個(gè)無(wú)性系平均全株生物量為24．40 kg·株-1，初步判斷可在我國(guó)南方土壤肥力條件較好的林區(qū)推廣造林。

(2)參試無(wú)性系不同器官生物量所占比例大小排序?yàn)?干＞枝＞根＞葉＞皮。不同無(wú)性系的干材分配量為2．81-14．71 kg·株-1，其中大于平均產(chǎn)量20%以上的無(wú)性系占參試總數(shù)的30．0%。

(3)不同馬尾松無(wú)性系林分的養(yǎng)分積累量差異明顯。若選擇全株N、P、K積累量分別小于平均值20%以上者為消耗地力較少無(wú)性系，則分別有16、15、14個(gè)無(wú)性系入選。由于干材是帶出林地的主要營(yíng)養(yǎng)器官，從干材養(yǎng)分積累量來(lái)看，N、P、K積累量小于平均值20%以上的無(wú)性系分別為14、38、35個(gè)。

(4)綜合考慮參試馬尾松無(wú)性系測(cè)定林的生物量與養(yǎng)分積累量，M18號(hào)無(wú)性系的生物產(chǎn)量較高，而N積累量小于平均值的20%，初步判斷為N營(yíng)養(yǎng)利用效率較高基因型。M4、M5、M7、M9、M13、M14、M18、M22、M23、M26和M30無(wú)性系的干材生物量大于平均值20%，但P和K營(yíng)養(yǎng)積累量均小于平均值的20%，屬于對(duì)林地養(yǎng)分消耗較小的高產(chǎn)無(wú)性系，可作為馬尾松營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)方向研究的良好試材。

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