孟慶銀 ,廖迎春 ,張運根 ,江先桂 ,賴建明 ,林源華 ,江祥慶,童浩,李平山,涂龍平
(1.福建省沙縣官莊國有林場,福建 三明 365050;2.南昌工程學(xué)院,江西 南昌 330099;3. 福建省三明市國有林場工作站,福建三明365000;4.福建省明溪國有林場,福建 三明 365200;5. 福建省大田桃源國有林場,福建三明366100;6. 福建省三明市郊國有林場,福建 三明 365000)
良種是現(xiàn)代商品林集約經(jīng)營的基礎(chǔ),而營建高世代種子園是提供良種的主要途徑,使用優(yōu)良種源造林可增產(chǎn)10%~15%,良種基地是提供優(yōu)良種源的保證。通過種源試驗可知,使用不同來源的種子造林,在不同生態(tài)條件下,其生長發(fā)育特性存在明顯差別。這些差異主要表現(xiàn)在生長量、生育期、抗性和適應(yīng)性,是可以遺傳給子代的。在我國南方地區(qū)集中連片大面積營造杉木(Cunninghamia lanceolata)林較多,立地條件較差的杉木林,出現(xiàn)了一些“小老頭”林。在自然狀態(tài)下,植物所需養(yǎng)分依靠土壤供給,土壤是植物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),能為植物生長提供水分、養(yǎng)分等。土壤養(yǎng)分狀況是影響植被生長和生產(chǎn)力的重要因素,是土壤肥力的重要物質(zhì)基礎(chǔ),也是評價土壤肥力水平的重要內(nèi)容之一,鐘羨芳研究認為,國內(nèi)杉木生產(chǎn)力低下的原因在于不合理的經(jīng)營制度引起的林分土壤養(yǎng)分的變化,如單一樹種引起的土壤酶活性下降和生態(tài)環(huán)境惡化,以及連栽引起的土壤養(yǎng)分流失、地力嚴重衰退等。
杉木是我國南方重要的造林樹種之一,栽培歷史悠久,其干形通直且生長迅速,材質(zhì)輕軟易加工,分布廣泛,經(jīng)濟價值高、木材用途廣泛,在建筑、家具制造、造船等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。近年來,連栽導(dǎo)致地力衰退,生態(tài)環(huán)境惡化,杉木生長量下降。福建省沙縣官莊國有林場、福建省將樂國有林場、福建省尤溪國有林場、福建省洋口國有林場、福建省邵武衛(wèi)閩國有林場、福建省光澤華僑國有林場6 個國家級林木良種基地承擔(dān)著滿足林業(yè)生產(chǎn)良種需求的任務(wù),為摸清6 個良種基地杉木第3 代種子園子代在不同土壤養(yǎng)分中生長狀況,緊跟生產(chǎn)需求,做到適地適樹,提高良種遺傳品質(zhì),遺傳增益最大化,本文以1 年生杉木第3 代種子園實生裸根苗為研究對象,設(shè)置了6 個不同土壤養(yǎng)分環(huán)境梯度處理,采用野外盆栽種植,對比不同種源在不同土壤養(yǎng)分生長狀況,以期做到適地適種源,為提高杉木生長水平提供科學(xué)依據(jù)。
試驗地設(shè)在福建省沙縣官莊國有林場羅溪管護站(117°45′E、26°32′N)。該地屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,溫暖濕潤,雨量充沛,四季分明。年均降水量 1 747 mm;年均氣溫19.8 ℃,1 月最低月平均氣溫4.9 ℃,7 月最高月平均氣溫35.3 ℃;年均相對濕度81.1%;極端最低氣溫-7.1 ℃,極端最高氣溫40.1 ℃;年無霜期300 d。
試驗苗為6 個國家級林木良種基地杉木第3代種子園混系種培育的1 年生裸根苗,2020 年1 月16 日,選取長勢均勻良好的杉木幼苗移栽于美植袋中,美植袋規(guī)格25 cm×25 cm ,每盆種1 株,每個種源90 株,共計540 株;供試土壤來自3 個杉木林分的表層土壤(A 層:0~20 cm、B 層:21~40 cm、C 層:41~60 cm), 設(shè)置了6 個不同土壤養(yǎng)分環(huán)境梯度處理,即T(A 層)、T(B 層)、T(2A+1C)、T(1A+1C)、T(1B+2C)和T(C 層),低養(yǎng)分處理土壤,通過在低立地指數(shù)表層土壤中摻入一定比例(按體積比)的土壤養(yǎng)分較低的深層土壤(41~60 cm),并將表層土和深層土均勻混和得到。苗木移栽前測定各處理盆栽土的養(yǎng)分含量,6 個處理具體養(yǎng)分含量見表1。由表1 可知,6 個盆栽土壤有機碳和全氮含量存在顯著差異(P<0.05)。
表1 6 個不同處理土壤養(yǎng)分含量
采用Excel 2010 進行數(shù)據(jù)處理,SPSS 13.0 進行單因素方差分析,檢驗相關(guān)指標(biāo)的差異顯著性。
由表2 可知,盆栽1 年時,官莊種源在6 個處理中苗高從大到小的順序為T、T、T、T、T和T(CK)。其中T、T、T、T和T的苗高與T(CK)苗高差異均不顯著(P>0.05),比T(CK)分別高18.9%、12.7%、5.5%、2.3%和0.5%。將樂種源在6 個處理中苗高從大到小的順序為T、T、T、T、T、T(CK);其中T、T、T、T和 T苗高與 T(CK) 苗高差異均不顯著(P>0.05),比T(CK)分別高16.8%、10.2%、7.2%、3.0%和2.8%。尤溪種源在6 個處理中苗高從大到小的順序為T、T、T、T(CK)、T和T;其中T、T、T、T和T苗高與T(CK)苗高差異均不顯著(P>0.05),T、T和T比T(CK)苗高分別高2.8%、1.1%和0.9%,T和T苗高比T(CK)苗高分別低3.5%和1.0%。華僑種源在6 個處理中苗高從大到小的順序為T、T、T(CK)、T、T、T。其中T和T苗高與T(CK)苗高差異均不顯著(P>0.05),比T(CK)分別高12.1%和8.3%;T、T和T苗高與T(CK)苗高差異均不顯著(P>0.05),比T(CK)分別低5.7%、6.9%和12.0%。洋口種源在6 個處理中苗高從大到小的順序為T、T、T、T、T(CK)和T;其中T、T、T、T和T苗高與T(CK)苗高差異均不顯著(P>0.05),T、T、T和 T苗高比T(CK)苗高分別高12.7%、7.3%、4.2%和3.5%,T苗高比T(CK)苗高低0.7%。衛(wèi)閩種源在6 個處理中苗高從大到小的順序為T、T、T、T(CK)、T和T;其中T、T、T、T和T苗高與T(CK)苗高差異均不顯著(P>0.05),T、T和 T苗高比 T(CK) 分別高11.4%、7.4%和2.5%,T和T苗高比T(CK)分別低4.6%和7.1%。
表2 不同種源1 年生杉木苗在不同養(yǎng)分土壤中苗高生長狀況/cm
由表3 可知,盆栽1 年時,官莊種源在6 個處理中地徑從大到小的順序為T(CK)、T、T、T、T和T。其中T地徑與T(CK)地徑差異均不顯著(P>0.05),T地徑比T(CK)低5.1%;T、T、T和T地徑與T(CK)地徑生長量均差異顯著(P<0.05),比T(CK)分別低0.8%、15.2%、18.8%、18.8%和24.6%。將樂種源在6 個處理中地徑從大到小的順序為T(CK)、T、T、T、T、T;其中 T、T、T、T和 T地徑與T(CK)地徑差異均不顯著(P>0.05),比T(CK)地徑分別低0.8%、1.7%、1.7%、6.7%和6.7%。尤溪種源在6 個處理中地徑從大到小的順序為T(CK)、T、T、T、T和 T; 其 中 T、T、T、T和 T地 徑與 T(CK)地徑差異均不顯著(P>0.05),比T(CK)分別低2.2%、5.9%、11.1%、15.6%和17.8%。華僑種源在6 個處理中地徑從大到小的順序為T、T(CK)、T、T、T和T。其中T地徑與T(CK)地徑差異顯著(P<0.05),比T(CK)高16.8%;T、T、T和T地徑與T(CK)地徑均不顯著(P>0.05),比T(CK)分別低2.5%、10.9%、16.0%和16.8%。洋口種源在6 個處理中地徑從大到小的順序為T、T(CK)、T、T、T和T;其中T、T、T、T和T與T(CK)差異均不顯著(P>0.05),T地徑比T(CK)高1.7%,T、T和T地徑比T(CK)分別低4.2%、5.0%、和10.9%。衛(wèi)閩種源在6 個處理中地徑從大到小的順序為T(CK)、T、T、T、T和T;其中T、T、T和T與T(CK)差異均不顯著 (P>0.05),T、T、T和 T地徑比 T(CK)分別低于 6.3%、9.5%、11.1%和 12.7%,T與 T(CK)差異顯著(P<0.05),比 T(CK)低 17.5%。
表3 不同種源1 年生杉木苗在不同養(yǎng)分土壤中地徑生長狀況/mm
由表4 可知,盆栽1 年時,官莊種源在6 個處理中高徑比從大到小的順序為 T、T、T、T、T和 T(CK);其中T、T、T、T和T高徑比與T(CK)差異顯著(P<0.05),但相互間差異不顯著(P>0.05)。將樂種源在6 個處理中高徑比從大到小的順序為T、T、T、T、T和T(CK);其中T高徑比與T(CK)差異顯著(P<0.05),T、T、T、和T高徑比與T(CK)差異均不顯著(P>0.05)。尤溪種源在6 個處理中高徑比從大到小的順序為T、T、T、T、T(CK)和T;其中T高徑比與T(CK)差異均顯著(P<0.05),T、T、T和 T高徑比與 T(CK) 差異均不顯著(P>0.05)。華僑種源在6 個處理中高徑比從大到小的順序為T、T、T、T、T(CK)和T;其中T、T、T、T和T高徑比與T(CK)差異均不顯著(P>0.05)。洋口種源在6 個處理中高徑比從大到小的順序為T、T、T、T、T和T(CK);其中T、T、T、T和T高徑比與T(CK)差異均不顯著(P>0.05)。衛(wèi)閩種源在6 個處理中高徑比從大到小的順序為 T、T、T、T、T和 T(CK);其中T、T、T、T和T高徑比與T(CK)差異均不顯著(P>0.05)。
表4 不同種源1 年生杉木苗在不同養(yǎng)分土壤中高徑比狀況
不同土壤養(yǎng)分中有機碳和全氮含量明顯不同,從T至T土壤中有機碳和全氮含量顯著減少。有機碳、全氮是表示土壤肥力狀況的指標(biāo),只有適宜的碳、氮比例,才能保證土壤微生物的活力,提高土壤的肥力水平。
苗木高度生長是最直觀的形態(tài)指標(biāo),地徑與苗木根系大小關(guān)系緊密。研究發(fā)現(xiàn),地徑與林木生長量成正比,苗高和地徑是評價苗木造林早期生長兩個最重要指標(biāo);高徑比是指苗高與地徑之比,高徑比越大表明林木生長又細又高,土壤是林木賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。
本試驗研究發(fā)現(xiàn),在相同管理措施下,6 個不同杉木種源在不同養(yǎng)分土壤中盆栽1 年時,表現(xiàn)出不同生長特性。其中在T(CK)處理中,苗高大小順序為尤溪種源、洋口種源、衛(wèi)閩種源、華僑種源、官莊種源、將樂種源,地徑大小順序為官莊種源、尤溪種源、衛(wèi)閩種源、華僑種源、洋口種源、將樂種源,高徑比大小順序為洋口種源、尤溪種源、華僑種源、衛(wèi)閩種源、將樂種源、官莊種源;在T中,苗高大小順序為尤溪種源、衛(wèi)閩種源、洋口種源、將樂種源、官莊種源、華僑種源,地徑大小順序為尤溪種源、衛(wèi)閩種源、將樂種源、官莊種源、洋口種源、華僑種源,高徑比大小順序為洋口種源、尤溪種源、衛(wèi)閩種源、將樂種源、官莊種源、華僑種源;在T中,苗高大小順序為洋口種源、華僑種源、尤溪種源、官莊種源、將樂種源、衛(wèi)閩種源,地徑大小順序為華僑種源、尤溪種源、洋口種源、將樂種源、衛(wèi)閩種源、官莊種源,高徑比大小順序為洋口種源、官莊種源、將樂種源、衛(wèi)閩種源、尤溪種源、華僑種源;在T中,苗高大小順序為衛(wèi)閩種源、將樂種源、尤溪種源、洋口種源、官莊種源、華僑種源,地徑大小順序為將樂種源、洋口種源、衛(wèi)閩種源、官莊種源、尤溪種源、華僑種源,高徑比大小順序為衛(wèi)閩種源、尤溪種源、將樂種源、華僑種源、官莊種源、洋口種源;在T中,苗高大小順序為尤溪種源、洋口種源、官莊種源、將樂種源、衛(wèi)閩種源、華僑種源,地徑大小順序為尤溪種源、洋口種源、官莊種源、將樂種源、華僑種源、衛(wèi)閩種源,高徑比大小順序為將樂種源、官莊種源、洋口種源、衛(wèi)閩種源、華僑種源、尤溪種源;在T中,苗高大小順序為洋口種源、尤溪種源、官莊種源、華僑種源、衛(wèi)閩種源、將樂種源,地徑大小順序為官莊種源、洋口種源、將樂種源、華僑種源、尤溪種源、衛(wèi)閩種源,高徑比大小順序為尤溪種源、洋口種源、華僑種源、衛(wèi)閩種源、官莊種源、將樂種源。
綜上所述,不同種源在6 個不同養(yǎng)分土壤中生長狀況不同。杉木生長是一個復(fù)雜長期的過程,對于不同種源杉木在6 個不同養(yǎng)分土壤中生長狀況,仍需長期的觀測比較才能得出結(jié)論。