盧永艷，林 敏，吳芳明，楊啟東，楊 松

(貴州省黎平縣林業(yè)局，貴州 黎平 557300)

作為被子植物中最原始的類群，木蘭科植物對(duì)研究有花植物的起源、分布和系統(tǒng)發(fā)育有重要價(jià)值。木蘭科(Magnoliaceae)鵝掌楸屬(Liriodendron)為第三紀(jì)孑遺樹(shù)種，現(xiàn)僅存2個(gè)種，即鵝掌楸(L.chinenseSarg.)和北美鵝掌楸(L.tulipiferaLinn.)。鵝掌楸和北美鵝掌楸是典型的東亞-北美間斷分布“種對(duì)”[12]。鵝掌楸屬植物在歷史演化和生殖生物學(xué)、資源保護(hù)、引種及其雜交育種等領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題[1]；北美鵝掌楸原產(chǎn)地的緯度和氣候條件[16]。研究表明，鵝掌楸生長(zhǎng)量與緯度呈顯著正相關(guān)，各參試種源生長(zhǎng)量有從南至北逐漸增加的趨勢(shì)[13-15]。北美鵝掌楸是否具有類似的規(guī)律，有待進(jìn)一步分析研究。關(guān)于北美鵝掌楸苗木的培育前人已有不同層次的研究：郭永清等[2]用低溫層積處理、低溫裸層積處理、赤霉素處理等方法研究北美鵝掌楸種子的破眠技術(shù)；陳穎等[3]通過(guò)北美鵝掌楸(Liriodendrontulipifera)種子誘導(dǎo)的無(wú)菌苗莖段,建立北美鵝掌楸的組培快繁體系；劉丹等[4]對(duì)引進(jìn)繁育的北美鵝掌楸實(shí)生苗的苗高、地徑、葉片寬、葉片長(zhǎng)和葉全長(zhǎng)等性狀進(jìn)行了調(diào)查分析；在實(shí)生苗苗期生長(zhǎng)性狀[10]、育苗技術(shù)[5,8]、人工林生長(zhǎng)規(guī)律[6,9]及生理特性[7]等方面都有較詳細(xì)的研究。本研究利用從南京下蜀林場(chǎng)源試驗(yàn)林采集的4個(gè)不同種源的北美鵝掌楸子代種子進(jìn)行育苗試驗(yàn)比較，為北美鵝掌楸在貴州省的擴(kuò)大栽培利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地黎平縣國(guó)營(yíng)東風(fēng)林場(chǎng)，林場(chǎng)屬低山丘陵地貌，平均海拔為450 m；氣候?qū)僦衼啛釒嘏瘽駶?rùn)的季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫15.6 ℃，≥10 ℃的年活動(dòng)積溫為5 712.7 ℃，年平均日照時(shí)數(shù)1 317.9 h；年平均降水量1 321.9 mm，年相對(duì)濕度83%左右；年平均無(wú)霜期277 d。土壤為碳酸巖發(fā)育的黃壤和紅黃壤，土層深厚持水能力強(qiáng)。

種子來(lái)自南京林業(yè)大學(xué)下蜀林場(chǎng)源試驗(yàn)林的4個(gè)北美鵝掌楸子代，即：NK 2(南卡羅來(lái)納)、LYS 1(路易斯安娜)、BK 1(北卡羅來(lái)納)和MSL 1(密蘇里)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與育苗

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在圃地選擇立地差異小的地塊作試驗(yàn)區(qū)設(shè)置，4種處理：即NK 2(南卡羅來(lái)納)、LYS 1(路易斯安娜)、BK 1(北卡羅來(lái)納)和MSL 1(密蘇里)4個(gè)種源，每處理4個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積2 m2；各小區(qū)水肥管理按常規(guī)育苗進(jìn)行。

1.2.2育 苗

選擇立地條件好，水肥充沛的地塊進(jìn)行，整地深25～35 cm，經(jīng)精耕細(xì)作并用5‰高錳酸鉀進(jìn)行土壤消毒；施肥，基肥施用4.5 t·hm-2，以有機(jī)肥為主；作床，苗床寬1.0 m；種子處理經(jīng)人工室內(nèi)催芽處理；定植，種子經(jīng)催芽發(fā)芽，子葉展開(kāi)后進(jìn)行移栽定植(芽苗于4月5日定植)，定植密度為100株·m-2，定植后立即用遮陽(yáng)網(wǎng)遮蔭并即時(shí)除草，1個(gè)月后撤除遮陽(yáng)網(wǎng)；其后期水肥管理按常規(guī)育苗進(jìn)行。

2 苗木調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析方法

2.1 苗木調(diào)查

苗木生長(zhǎng)調(diào)查，苗木移栽定植2個(gè)月后，于苗床上每個(gè)種源隨機(jī)抽取40株苗木為固定標(biāo)準(zhǔn)株，掛牌編號(hào)，定期測(cè)量苗高和地徑(每10 d測(cè)量1次)，直到苗木封頂停止生長(zhǎng)為止。

苗木生物量調(diào)查，苗木休眠后，分種源各設(shè)置1個(gè)1 m×1 m的小樣方，進(jìn)行每苗調(diào)查，計(jì)算各樣方的苗高、地徑平均值。以平均高、平均地徑為標(biāo)準(zhǔn)按誤差5%的精度在各種源中選擇5株標(biāo)準(zhǔn)株，整株挖取，沖掉泥土后測(cè)定苗木根、莖、葉生物量及主根長(zhǎng)，≥5 cm一級(jí)側(cè)根數(shù)，一級(jí)側(cè)根長(zhǎng)度等指標(biāo)。

2.2 統(tǒng)計(jì)分析方法

用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行圖表編輯，用SPSS軟件(試用版)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 北美鵝掌楸苗木高生長(zhǎng)過(guò)程

聚類分析是研究苗木高生長(zhǎng)規(guī)律的有效方法[18]，以X 1，X 2，…，X 16代表北美鵝掌楸苗木各時(shí)期苗高凈生長(zhǎng)量均值，用SPSS(試用版)軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類，北美鵝掌楸苗高生長(zhǎng)可分為四類：(X 1)，(X 2，X 3，X 4，X 5)，(X 6，X 7，X 8，X 9，X 10，X 11)，(X 12，X 13，X 14，X 15，X 16)即對(duì)應(yīng)苗高生長(zhǎng)的4個(gè)時(shí)期；第一類，成活期(4月5日—5月25日)50 d，苗木經(jīng)移栽，苗木正在適應(yīng)生長(zhǎng)環(huán)境，苗木根系生長(zhǎng)迅速，地上部分生長(zhǎng)緩慢，苗高生長(zhǎng)活動(dòng)停滯；第二類，生長(zhǎng)初期(5月26日—7月4日)40 d,苗木真葉不斷分生，苗高生長(zhǎng)開(kāi)始，隨水熱條件的變換，苗高生長(zhǎng)逐漸加快，苗高凈生長(zhǎng)在0.05～0.13 cm·d-1之間；速生期(7月5日—9月12日)70 d，這一時(shí)期水熱充沛，是最適宜苗木生長(zhǎng)時(shí)期，高生長(zhǎng)均值在0.61 cm·d-1以上；苗高生長(zhǎng)峰值出現(xiàn)在8月中旬，峰值為1.4 cm·d-1。但在苗高峰值出現(xiàn)前10 d，即8月上旬苗木出現(xiàn)過(guò)1次生長(zhǎng)減慢，苗高凈生長(zhǎng)僅為0.34 cm·d-1；而苗高峰值后10 d，即8月底又出現(xiàn)1次生長(zhǎng)減慢，苗高凈生長(zhǎng)為0.44 cm·d-1。第三類，生長(zhǎng)后期(9月13日—10月22日)40 d。苗木生長(zhǎng)逐漸減慢，木質(zhì)化程度加強(qiáng)，為苗木越冬創(chuàng)造條件，苗高凈生長(zhǎng)由0.12 cm·d-1，依次降為0.08 cm·d-1，0.05 cm·d-1，0.005 cm·d-1，最后苗高停止生長(zhǎng)；苗高生長(zhǎng)停止時(shí)間在10月底。苗高生長(zhǎng)過(guò)程詳見(jiàn)表1和圖1。

表1 北美鵝掌楸4個(gè)種源苗木凈高生長(zhǎng)情況

圖2 北美鵝掌楸不同種源苗高節(jié)律生長(zhǎng)比較

3.2 不同種源的北美鵝掌楸苗木苗高、地徑的生長(zhǎng)

3.2.1苗高凈生長(zhǎng)特點(diǎn)

南卡羅來(lái)納種源、北卡羅來(lái)納種源和路易斯安娜種源的苗高凈生長(zhǎng)大于6 cm的在1年中出現(xiàn)3次，分別出現(xiàn)在苗齡110 d，130 d和150 d；峰值出現(xiàn)在130 d，在130 d最高峰的時(shí)候，其種源苗高生長(zhǎng)峰值排列順序是NK 2、NK 1、LYS 1；第1個(gè)中間緩苗期出現(xiàn)在120 d左右，第2個(gè)中間緩苗期是140 d。密蘇里種源的變化曲線也出現(xiàn)3次峰值，其3個(gè)生長(zhǎng)高峰期分別出現(xiàn)在苗齡100 d、130 d、140 d，中間的緩苗期為110 d。3個(gè)高峰之間的時(shí)間段正好在7月初至8月底，是苗高生長(zhǎng)的速生期；中間的緩苗期正值當(dāng)?shù)貧鉁刈罡叩募竟?jié)，苗木為減少水分蒸騰，同化作用降低，抑制了苗高的生長(zhǎng)，見(jiàn)圖2。

3.2.2苗木地徑凈生長(zhǎng)特點(diǎn)

4個(gè)種源的苗木地徑凈生長(zhǎng)量變化情況，地徑生長(zhǎng)也出現(xiàn)了3次高峰，NK 2、LYS 1、NK 1種源的第1個(gè)、第2個(gè)峰值期是一致的，都是在100 d和130 d出現(xiàn)的，苗木地徑凈生長(zhǎng)峰值大于等于0.25 cm；第3個(gè)高峰期NK 2、BK 1種源出現(xiàn)在140 d，LYS 1種源出現(xiàn)在150 d左右；而MSL 1種源亦有3個(gè)生長(zhǎng)峰期分別出現(xiàn)在100 d、130 d、150 d，最高峰生長(zhǎng)期都是出現(xiàn)在第130天。苗木地徑最高凈生長(zhǎng)峰值排列順序是NK 2、LYS 1、BK 1、MSL 1種源。第1次高峰期出現(xiàn)在7月中旬，第2次出現(xiàn)在8月中旬，與苗高凈生長(zhǎng)趨勢(shì)一致。8月上旬至8月中旬北美鵝掌楸苗木地徑生長(zhǎng)最迅速。9—10月苗木地徑生長(zhǎng)開(kāi)始緩慢，10月底基本停止生長(zhǎng)，見(jiàn)圖3。

3.2.3不同種源苗木生物量及根系生長(zhǎng)特點(diǎn)

不同種源苗木生物量及根系生長(zhǎng)情況見(jiàn)表2，苗木重量也反映于苗木的個(gè)體大小，同一批苗中，苗木的個(gè)體越大，相應(yīng)地重量也越大，造林生長(zhǎng)表現(xiàn)好；同樣，根干重反映了根量大小，苗木吸收能力的強(qiáng)弱，對(duì)造林成活率有較強(qiáng)的指示作用。4個(gè)種源總生物量均值大小的排序是LYS 1(39.28 g)>NK 2(31.32 g)>BK 1(21.56 g)>MSL 1(16.65 g)；而生物量各部分分配均值排序依次為主根(9.17 g)>莖干(6.30 g)>葉(5.49)>側(cè)須根(5.26 g)。

表2 北美鵝掌楸4種不同種源子代苗木生物量

3.3 不同種源北美鵝掌楸苗木,苗高、地徑生長(zhǎng)差異比較

不同北美鵝掌楸種源子代苗高、地徑生長(zhǎng)情況見(jiàn)表3。NK 2種源子代苗木苗高、地徑表現(xiàn)最好，苗高均值為56.56 cm，地徑均值為1.06 cm；其次是BK 1種源子代苗，苗高和地徑均值分別為51.98 cm和0.86 cm；MSL 1種源子代苗木表現(xiàn)最差，苗高和地徑均值分別為33.38 cm和0.72 cm。北美鵝掌楸不同種源子代苗高、地徑生長(zhǎng)差異明顯，主要原因是各種源遺傳因子起主導(dǎo)作用。

用SPSS軟件進(jìn)一步對(duì)4個(gè)不同北美鵝掌楸種源子代苗高、地徑生長(zhǎng)差異進(jìn)行t檢驗(yàn)(a=0.01)，兩兩成對(duì)比較結(jié)果表明：北美鵝掌楸NK 2與MSL 1種源以及BK 1與MSL 1種源子代其苗高、地徑生長(zhǎng)差異極顯著，北美鵝掌楸NK 2與LYS 1種源以及LYS 1與MSL 1種源子代其苗高生長(zhǎng)差異顯著，NK 2與BK 1種源以及LYS 1與BK 1種源子代其苗高生長(zhǎng)差異不顯著；北美鵝掌楸BK 1與MSL 1種源子代其地徑生長(zhǎng)差異顯著，NK 2與LYS 1種源、NK 2與BK 1種源以及BK 1與LYS 1種源子代其苗木地徑生長(zhǎng)差異不顯著(表4、表5)。NK 2種源子代苗高均值為56.56 cm，地徑均值為1.06 cm；BK 1種源子代苗高均值為56.56 cm，地徑均值為1.06 cm。NK 2和BK 1兩個(gè)種源可在貴州省擴(kuò)大栽培。

表4 不同種源北美鵝掌楸子代苗木高生長(zhǎng)成對(duì)均值分析

表5 不同種源北美鵝掌楸子代苗木地徑生長(zhǎng)成對(duì)均值分析

4 結(jié)論與討論

4.1不同北美鵝掌楸種源子代苗木于4月5日進(jìn)行芽苗移栽。經(jīng)聚類分析，苗木生長(zhǎng)可分為4個(gè)時(shí)期，即成活期、生長(zhǎng)初期、速生期、生長(zhǎng)后期。成活期歷時(shí)50 d，苗木根系生長(zhǎng)，苗高生長(zhǎng)活動(dòng)停滯；生長(zhǎng)初期歷時(shí)40 d，苗高生長(zhǎng)開(kāi)始，高生長(zhǎng)逐漸加快，苗高凈生長(zhǎng)均值在0.05 cm·d-1到0.13 cm·d-1之間；速生期歷時(shí)70 d，該時(shí)期水熱充沛，是苗木生長(zhǎng)的最佳時(shí)期，苗高凈生長(zhǎng)均值在0.61 cm·d-1以上；苗高生長(zhǎng)峰值出現(xiàn)在8月中旬，峰值為1.4 cm·d-1。生長(zhǎng)后期歷時(shí)40 d。該期苗木生長(zhǎng)逐漸減慢，木質(zhì)化程度加強(qiáng)，苗高凈生長(zhǎng)均值由0.12 cm·d-1，依次降為0.08 cm·d-1，0.05 cm·d-1，0.005 cm·d-1；最后苗高停止生長(zhǎng)，苗高生長(zhǎng)停止時(shí)間在10月底。

4.2苗高和地徑是反映苗木質(zhì)量的重要指標(biāo),使用不同等級(jí)苗木造林的造林成活率和生長(zhǎng)表現(xiàn)有較大差異[17]。經(jīng)北美鵝掌楸種源子代苗木生長(zhǎng)差異性t檢驗(yàn)(a=0.01)結(jié)果，苗高、地徑多重比較差異顯著及極顯著，以NK 2最好，其次為BK 1；其苗高、地徑均值分別為56.56 cm，1.06 cm和0.86 cm，51.98 cm；是最適宜于貴州黎平生長(zhǎng)的北美鵝掌楸種源。

4.3北美鵝掌楸為優(yōu)良的珍貴用材樹(shù)種[11]，苗木重量反映于苗木的個(gè)體大小，同一批苗，苗木個(gè)體越大，其重量也越大，造林后生長(zhǎng)表現(xiàn)好，同樣，根干重反映根量大小，苗木吸收能力的強(qiáng)弱，對(duì)造林成活率有較強(qiáng)的指示作用。4個(gè)種源子代苗木總生物量均值大小的排序：LYS 1(39.28 g)>NK 2(31.32 g)>BK 1(21.56 g)>MSL 1(16.65 g)；而生物量各部分分配均值排序依次為主根(9.17 g)>莖干(6.30 g)>葉(5.49)>側(cè)須根(5.26 g)。

綜上，同一樹(shù)種不同種源的苗木形態(tài)指標(biāo)有很大差異，各自的適應(yīng)能力差別也較大。綜合評(píng)價(jià)北美鵝掌楸的4個(gè)不同種源子代苗木中各生長(zhǎng)指標(biāo)，初步認(rèn)為NK 2和BK 1種源在貴州栽植是最佳種源選擇。