段世元,王軍輝,田開春,吳賢軍,劉 軍,李 薇,王毅敏,祁萬宜
(1.宜昌市夷陵區(qū)國有樟村坪林場(chǎng),湖北 宜昌443111;2.國家林業(yè)局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,北京100091;3.宜昌市林業(yè)科學(xué)研究所,湖北 宜昌443111)
青扦(piceawilsonii)樹高達(dá)50m,胸徑1.3m。中國特有樹種,產(chǎn)于內(nèi)蒙古(多倫、大青山)、河北(小五臺(tái)山、霧靈山)、山西(五臺(tái)山、管涔山、關(guān)帝山、霍山)、陜西南部、湖北西部、甘肅中部及南部洮河與白龍江流域,青海東部、四川東北部及北部岷江流域上游等海拔1 400~3 000m地帶,為國產(chǎn)云杉屬中分布較廣的樹種之一,常成純林或與其他闊葉樹混生[1]。為了加快青扦的改良進(jìn)程,筆者于2011年,進(jìn)行了青扦家系的田間試驗(yàn)林,以期通過幼林期測(cè)定,對(duì)其遺傳改良潛力和遺傳多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià),從而進(jìn)行優(yōu)良家系的選擇,為該樹種的遺傳改良提供依據(jù)。目的在于提高青扦的林地生產(chǎn)力,對(duì)其優(yōu)良家系的幼林期測(cè)定進(jìn)行更深入的研究,選擇遺傳增益大,速生優(yōu)良的家系進(jìn)行生產(chǎn)推廣。
全部試驗(yàn)材料的種子由中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所提供,并安排在國家云杉良種基地甘肅省小隴山林業(yè)實(shí)驗(yàn)局林業(yè)科學(xué)研究所育苗,2011年3月湖北省宜昌市林業(yè)科學(xué)研究所調(diào)運(yùn)青扦9個(gè)家系3年生苗木532株,到試驗(yàn)地國有樟村坪林場(chǎng)造林[2,3]。
試驗(yàn)林選擇在該場(chǎng)的馬槽驛伐區(qū),用GPS定位31°17′14″N,111°11′30″E,海拔1 075m。坡度6°,坡位中下部,坡向北。造林前以鵝掌楸 (PinusarmandiFranch.)人工林為主,天然闊葉樹混交林的采伐跡地,天然闊葉樹以少量錐栗(Castaneahenryi(Skan)Rehd.etWils)、茅 栗 (C.seguiniiDode)、光皮樺 (BetulaluminiferaH.Winkl)、大葉楊(PopulusiasiocarpaOliv)、杉木 (Cunninghamialanceolata)和馬尾松(Pinus massoniana)為主,林下植物以天然鹽膚木(Rhus chinensisMill.)、宜昌木姜子 (LitseaichangensisGamble)和箬葉竹(IndocalamuslongiauritusH.M)、卵果薔薇 (RosahelenaeRehd.etWils)、大 丁 草(Leibnitziaanandria(L)Nakai)和蕨類等植物為主[4]。屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候[5],主要由季風(fēng)環(huán)流所控制,年平均氣溫為12.6℃,無霜期205d左右,極端最低溫-20℃、最高溫度為37℃,晝夜日差溫度達(dá)9~12℃,年隆雨量1 450~1 900mm,集中在6~8月,占全年隆雨量的40%,年蒸發(fā)量為900~1 000mm,相對(duì)濕度為70%~80%,常年云霧較多[5]。土壤為黃陵穹隆式背斜的東北,基底為黃陵雜巖,土壤母質(zhì)基巖多以紅色花崗巖為主,少量頁巖、砂巖為輔。土壤類型主要以花崗巖發(fā)育而成的山地黃棕壤、黃壤為主,以山地沼澤土、山地沉甸沼澤土、棕色石灰土為輔,局部地區(qū)有少量水積土分布,屬沙質(zhì)粘土,pH值在6.1~7.2之間,略顯酸性,土壤中極具腐殖質(zhì),自然養(yǎng)分含量較高,略顯黑色,土層平均厚度為50~110cm,土壤肥沃[6]。
青扦家系9個(gè)幼林撫育采用3∶1∶1∶1方式(第1年分別在6月中旬和8月上旬及9月下旬撫育3次,以后連續(xù)3a在7月和9月中旬撫育2次),撫育方法采用全面割灌、除草,常年做好護(hù)林防火和病蟲害防治工作[7]。
青扦家系9個(gè)試驗(yàn)林采用隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計(jì)[8],2行×2株4株方形小區(qū),15次重復(fù),依山順勢(shì)縱向排列長(zhǎng)方形,每個(gè)方塊邊長(zhǎng)為15m×15m面積225m2正方形內(nèi)25個(gè)系號(hào)100株,每個(gè)系號(hào)均掛有標(biāo)牌;每個(gè)方塊四角處均豎高50cm水泥樁作永久性標(biāo)識(shí)。試驗(yàn)林面積1hm2。2010年冬季對(duì)造林地進(jìn)行全面清理,并根據(jù)試驗(yàn)田林要求用皮尺量距,白石灰定點(diǎn),小區(qū)、重復(fù)間用白石灰打線挖溝界。穴狀整地,規(guī)格50cm×50cm×40cm。2011年3月苗木根部用泥漿漿根造林,株行均為1.5m×1.5m[9,10]。
9個(gè)青扦家系用算術(shù)平均法分小區(qū)統(tǒng)計(jì)成活率、保存率和各生長(zhǎng)量,采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SAS/STAT 6.12軟件中PROCANOVA過程計(jì)算進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析[11]。
2011年10月調(diào)查了青扦9個(gè)家系試驗(yàn)林成活率100%。2015年3月23日調(diào)查了青扦9個(gè)家系試驗(yàn)林保存率,變動(dòng)幅度在73%~88%之間,平均為81%;選擇出優(yōu)良青扦家系1個(gè)保存率平均為86%。
青扦家系9個(gè)7年(2014)生時(shí)保存率和生長(zhǎng)量的差異見表1。從表1中看出,青扦家系9個(gè)造林7年保存率和生長(zhǎng)量方差分析,各區(qū)組間的差異不顯著,即區(qū)組間的土壤條件基本相似;各青扦家系平均數(shù)之間已表現(xiàn)出差異,但差異還未達(dá)到顯著水平,這可能是因?yàn)榱帜驹灾矔r(shí)間還較短,而使林分生長(zhǎng)還沒有達(dá)到分化程度所致。
表1 青扦家系9個(gè)生長(zhǎng)量方差分析
青扦家系9個(gè)7年生時(shí)各生長(zhǎng)量指標(biāo)的相關(guān)分析結(jié)果見表2。從表2中看出,2014年7年生時(shí)樹高和當(dāng)年抽新稍之間的相關(guān)系數(shù)為0.818,樹高和地徑之間的相關(guān)系數(shù)為0.783,樹高和冠幅之間的相關(guān)系數(shù)為0.734,樹高和一級(jí)分枝數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)為0.367,地徑和冠幅之間的相關(guān)系數(shù)為0.711,地徑和一級(jí)分枝數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)為0.382,一級(jí)分枝數(shù)和冠幅之間的相關(guān)系數(shù)為0.343,均在0.05以上;對(duì)應(yīng)的P值都接近0,表示指標(biāo)間具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系。
表2 青扦家系9個(gè)生長(zhǎng)量相關(guān)分析
青扦家系9個(gè)造林保存率及生長(zhǎng)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果看出,至2014年7年生時(shí)優(yōu)良青扦家系1個(gè)平均生長(zhǎng)量最大,平均樹高達(dá)93.1cm;樹干通直,樹皮黑褐色,針葉綠色,未有發(fā)現(xiàn)病蟲為害和倒樹,生長(zhǎng)勢(shì)好。其中3/pwi08qh009號(hào)優(yōu)良家系7年生時(shí)單株最大樹高105.0 cm,當(dāng)年抽稍33.0cm,地徑2.3cm,冠幅43.0cm,一級(jí)分枝數(shù)3個(gè),保存率86%。樟村坪林場(chǎng)的優(yōu)良青扦家系1個(gè)7年生試驗(yàn)林的樹高生長(zhǎng)量與20世紀(jì)80年代引入至大老嶺林場(chǎng)的油松和巴山松[12~14]7年生試驗(yàn)林的生長(zhǎng)量比較結(jié)果見表3。從表3中看出,優(yōu)良青扦家系1個(gè)平均樹高比引入至大老嶺林場(chǎng)的南北方巴山松平均樹高增長(zhǎng)7.8%,比北方油松的平均樹高增15.2%,這也說明該樹種家系適宜生長(zhǎng)于鄂西山區(qū)[15,16]。
青扦家系與其他家系和無性系7年生產(chǎn)量比較見表4。
表3 青扦家系9個(gè)家系生長(zhǎng)量比較
表4 青扦家系與其它家系和無性系7年生長(zhǎng)量比較
(1)2008~2015年歷時(shí)8年,選擇出青扦優(yōu)良家系1個(gè)現(xiàn)實(shí)遺傳增益7年生平均樹高比其它8個(gè)平均樹高提高9.2%,當(dāng)年抽稍提高11.6%,冠幅提高1.1%,保存率提高7.5%。本研究結(jié)果造林后4年生樹木生長(zhǎng)量與國家云杉良種基地甘肅省小隴山林業(yè)實(shí)驗(yàn)局林業(yè)科學(xué)研究所育苗的3年生苗木生長(zhǎng)量結(jié)果相吻合。
(2)樟村坪林場(chǎng)的7年生青扦優(yōu)良家系1個(gè)現(xiàn)實(shí)遺傳增益平均樹高比引入至大老嶺林場(chǎng)的南北方巴山松平均樹高提高7.8%,比北方油松的平均樹高提高15.2%。
(3)2011年在樟村坪林場(chǎng)營造的7年生云南麗江云杉家系15個(gè)平均樹高108.4cm>紫果云杉家系5個(gè)平均樹高85.8cm>川西云杉香格里拉家系32個(gè)平均樹高84.9cm>歐洲云杉無性系378個(gè)平均樹高84.5 cm>紅皮云杉家系37個(gè)平均樹高73.0cm>青扦云杉家系9個(gè)平均樹高60.4cm>青海云杉家系15個(gè)平均樹高53.6cm>川西云杉云杉西藏家系75個(gè)平均樹高52.0cm>黃果云杉家系7個(gè)平均樹高42.6cm。
(4)選擇出7年生云南麗江云杉優(yōu)良家系3個(gè)平均樹高122.3cm>歐洲云杉優(yōu)良無性系36個(gè)平均樹高111.2 cm>川西云杉香格里拉優(yōu)良家系5個(gè)平均樹高93.6cm>紫果云杉優(yōu)良家系1個(gè)平均樹高93.1cm>紅皮云杉優(yōu)良家系4個(gè)平均樹高82.2cm>青扦優(yōu)良家系1個(gè)平均樹高65.3cm>川西云杉云杉西藏優(yōu)良家系8個(gè)平均樹高63.3 cm>青海云杉優(yōu)良家系3個(gè)平均樹高61.9cm>黃果云杉優(yōu)良家系1個(gè)平均樹高56.5cm。
(5)選擇出優(yōu)良家系和無性系中的最大單株7年生歐洲云杉無性系327/pab08ts1031號(hào)樹高175cm>云南麗江云杉家系8/plik08yn008號(hào)樹高172cm>川西云杉香格里拉家系16/pba08yn033號(hào)樹高140.0cm>紫果云杉家系5/ppu08zhx009號(hào)樹高136cm>紅皮云杉家系21/pkor08hlj037號(hào)樹高126cm>黃果云杉家系1/pliki08xz001號(hào)樹高107cm>青扦家系3/pwi08qh009號(hào)樹高105cm>青海云杉家系3/pcr08qh013號(hào)樹高102cm>川西云杉云杉西藏家系36/pba08xz079號(hào)樹高100.0cm。
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