楸树杂种无性系苗期生长参数的分析研究

赵 鲲，王军辉，焦云德，郁军环，赵红军



楸树杂种无性系苗期生长参数的分析研究

赵 鲲1，王军辉2，焦云德1，郁军环1，赵红军3

（1.洛阳市林业科学研究所，河南 471002； 2.中国林业科学研究院，北京 100091；3.孟津县林业局）

通过对12个楸树杂种无性系的研究表明，楸树杂种无性系苗期苗高、地径生长节律符合“S”型曲线，其生长进程均表现出明显的“慢-快-慢”的节律。采用Logistic生长方程对动态生长节律进行拟合，相关系数达0.99以上，拟合的效果极显著。楸树速生期的天数占整个生长期的比重为47%，速生期内的生长量占整个生长量的60%以上；楸树杂种无性系苗高生长峰值出现在7月中旬，地径峰值在7月上旬，苗高速生期开始时间为6月上旬，地径速生期开始时间5月下旬。苗高速生期结束时间为9月初，地径速生期结束时间在8月下旬，苗高速生期持续天数86 d，地径速生期持续天数89 d。

楸树杂种无性系；S型曲线；年生长参数

楸树的分枝习性属3芽轮生分枝，翌年3个侧芽同时竞争发育，并接干延续主干生长，因此主干无明显的顶端优势。实践中因部分楸树的自然接干能力较差，一些无性系不能正常接干，形成弯曲及接疤，严重影响木材的材性和出材率。为解决这一技术问题，可利用楸树苗期的速生性，在造林前直接培育能达到工业及民用对无节主干的高度要求（4.2 m），而不依赖于人工接干的生长[1]。因此，了解楸树无性系的年生长进程和变化规律，对适时采用科学的水肥管理及土壤管理措施、促进苗木生长、提高苗木质量、选择和培育良种、壮苗等都具有重要意义。

采用生长曲线对楸树苗期生长进程进行研究，目前在国内还未见报道，以往主要局限对苗期生长进程的宏观描述上。本研究采用楸树课题组新选的12个杂种无性系，对其造林后平茬苗的年生长节律进行定株定位观测。采用Logistic曲线方程进行生长曲线拟合，对各无性系的生长进程进行定量研究。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

本次参试的楸树杂种无性系共计12个，全部由洛阳林科所楸树课题组通过人工控制杂交育种后选出，参试苗木为梓楸嫁接苗。

1.2 试验方法

1.2.1试验地概况及设计

试验地位于河南省洛阳市白马寺，土壤为沙壤土，肥力中等，海拔150 m，年平均降雨量600 mm，年平均气温14.5℃，无霜期238 d，pH值7.5。田间设计为随机完全区组，4次重复，4株小区，株行距为2 m×2 m。2006年3月8号造林，造林后距地面2~3 cm处平茬，按常规进行大田管理。

1.2.2数据收集、数据处理与生长模型的建立

2006年5月10日起，每10 d进行一次全面动态生长调查（苗高、地径）。直到10月10号苗木基本停止生长，共观测16次，统计小区平均值，采用SPSS统计软件对数据进行处理与分析。

采用的曲线方程为

y= K ÷（1+ea-bt） ……（1）；

式中:y任一时刻t时苗木累积生长量，K表示环境容纳量或苗木生长极限。K值可通过等差三点法求得[2]。

K=[y22（y1+y3）-2y1y2y3]÷（y22-y1y3）……（2）；

t为生长天数；a和b是待定系数（a为生物量的内禀自然增长率），可通过对（1）式进行直线化后用最小二乘法求出。对（1）式求一阶导数得生长速度方程：

V=kbea-bt÷（1+ea-bt）2……（3）；

求二阶导数。并令

d2y/dt2=0则t=ab-1……（4）；

由此求出的日期t为苗高或地径连日生长量最大时的日期，又称速生点。

苗期苗高、地径年生长阶段的划分可通过对（1）式求三阶导数，并令d3y/dt3=0，从而求得：

t1=（a-1.317）b-1……（5）；

t2=（a+1.317）b-1……（6）

在符合S型生长曲线的楸树个体生长过程中，苗木的速生期是整个生长过程的关键时期，同时S型生长曲线的几个参数对我们育种和栽培而言都有重要参考价值[3]。其一是生长极限K，它是生物体在相应栽培管理条件下的直接目标，也就是生产力的理论最高表现值。其二是物候期参数：速生点t、速生点的最大生长速度V；速生期始点t1、终点t2及速生持继期t２-t1。这些参数对于指导我们育种、栽培管理等都有重要价值。

2 结果与分析

2.1 生长模型的建立与拟合

利用（2）式求出相应K值。对曲线方程进行直线转换，利用最小二乘法求出系数a、b及相关系数r[4]。建立各无性系的对应曲线方程，相关系数均达0.99以上，相关极显著。用F值对各无性系的线性回归进行显著性检验，无性系各线性回归均达极显著水平，说明用Logistic生长方程对楸树无性系进行生长节律拟合是完全可行的。无性系苗高、地径生长模型见表1。

2.2 各无性系生长期的划分与生长对比分析

利用公式（4）、（5）、（6）可分别求出12个无性系的t、t1、t2、利用公式（3）求出无性系的速生点；依据t1和t2将平茬苗的年生长进程划分为3个时期：生长前期、速生期和生长后期[5]。结果见表2。

分析表明，无性系2-6和2-8苗高速生始期最早，速生结束期最晚，且速生期持续时间最长，是两个适应性较好的无性系。但其苗高生物量并不是最高，这表明无性系的生长期长短和速生期早晚并不是生物量的决定因素，基因型或其它生态因素同苗高生长也有一定的制约关系。

无性系地径速生期最早的是9-1和9-2,结束最晚的是1-1、008-1和1-4，持续时间最长的是9-1和008-1。因此，从地径生长时间分析，9-1和008-1是两个适应性较好的无性系。但其地径生长量不是最大，这说明地径的生物量同样受基因型或其它生态因素的制约。

综上所述，楸树苗高和地径速生期长短及速生点早晚同无性系生物量的关系是一个十分复杂的关系。

2.3 楸树不同无性系各时期生长量的对比分析

采用上述相关参数，通过生长方程拟合各无性系不同时期的生物量，结果见表3。

从表3可以看出，苗高速生点的生长速度以9-1、1-4 、1-1和008-1最大，高生长达3.4~3.5 cm••d-1；而地径的生长速度以2-8、001-1、1-1生长最快，达0.036 cm•d-1。这一理论值同我们实践中的观测结果是相吻合的，说明我们采用的生长方程是合适的。

表1 楸树无性系苗高、地径的Logistic模型

注：查t表：自由度为15时t0.01=0.606，t0.05=0.482，F0.01=8.86 **为相关极显著。

表2 楸树无性系苗期生长期相关参数

表3 由生长方程求出的各无性系速生点的速度及生长量

楸树速生期的天数占整个生长期的比重约为47%，而速生期内的生长量占整个生物量的60%以上。说明楸树速生期内的生物量在其整个生长期的生长量中起主导作用。

中耕除草等育苗措施，以促进苗木生长，提高苗木质量。

3 结论与讨论

3.1采用Logistic生长方程拟合苗期楸树无性系苗高、地径的年生长节律，相关系数均达0.99以上,F值检验达极显著，拟合效果是显著的。

3.2 通过生长方程导出的速生点t及速生期,在楸树无性系选择及育苗管理上具有重要指导意义。速生期内的生长量占整个生物量的60%以上。因此在速生期内，应强化育苗管理措施，提高苗木质量。

3.3 各无性系的生长量极限值K是生物体在相应栽培管理条件下的直接目标，也是无性系生产力的理论最高表现值，对指导我们良种选择具有现实意义。本次研究表明，高生长表现较高的四个无性系分别为9-1、1-4、1-1、2-7；而地径表现较好的无性系是1-1、1-4、008-1，这同我们实际初选的楸树良种相吻合。

3.4苗高和地径的速生点有一定的差异，地径的速生点较苗高早，且持续时间较苗高长；不同无性系间苗高的速生期起点、终点和速生持续期差异不大。但地径的速生期起点、终点和持续期差异较大。

3.5无性系速生点出现的早晚及速生期持续时间的长短，是衡量一个无性系能否充分适应环境的主要标准，可以作为无性系选择及田间管理的一个参考指标，但无性系的生长量与速生期长短有关外，还与无性系的基因型及相关生态因子有很大关系，有关这方面的生长机理，我们正在进一步研究之中。

[1]将建平. 泡桐高干壮苗培育措施数学模型的研究[J]. 泡桐与家用林业，1990（1）：5-6.

[2]杨斌. 柳树苗期年生长模型的研究[J]. 西北林学院学报.2006，21（6）：2-3.

[3]傅大力. 泡桐苗期生长参数的分析研究[J]. 林业科学研究，2001，14（3）：1-3.

[4]秦光华. 欧美杨新无性系苗期年生长模型的研究[J]. 内蒙古林业科技，2003（2）：20-21.

[5]吴吴敏. 6个南方型黑杨无性系苗期年生长节律的研究[J]. 湖南林业科技，2005，32（1）：11-13.

The Research of Growth Parameters of Hybridal Clone ofDuring Seedling Stage

ZHAO Kun1,WANG Jun-hui2,JIAO Yun-de1,YU Jun-huan1,ZHAO Hong-jun3

（1.Luoyang Forestry Institute, Henan Luoyang 471002,China; 2,Research Institute of Forestry, CAF, Beijing 100091,China; 3. Luoyang Mengjin Forestry Bureau, Henan Luoyang, 471100,China）

The research of 12 hybridal clone ofshowed that the growth rhythm of the seedling height during seedling stage and ground diameter matched perfectly with "S" curve, the growth process was showed obviously "slow - fast - slow" rhythm. The dynamic growth rhythm was fitted by Logistic Growth Equation and the correlation coefficient was above 0.99, reaching significant level. The rapid growth period was accounted for 47% of the total growth period and the amount of growth during this period was accounted for 60% of the total increment. The growth peak value of seedling height of hybridal clone appeared in mid-July while the peak value of ground diameter appeared in early-July. The rapid growth period of seedling height and ground diameter started in early June and late May respectively. The ending time of rapid growth period of seedling height and ground diameter were at the beginning of September and in late August respectively. The rapid growth period of seedling height and ground diameter lasted for 86 days and 89 days respectively.

hybridal clone of; Sigmoid Curve ; parameters of annual growth

S792. 99

A

1003-2630（2010）03-0001

2010-06-18

赵鲲（1961～），男，河南南阳人，高级工程师，主要从事林木良种选育及高效栽培技术研究工作。

“十•一五”国家科技支撑项目《楸树和水曲柳珍贵用材林培育关键技术研究与示范》，编号：2006BAD24B08。本文由中国林业科学研究院林木育种专家马常耕先生审核修改，在此表示感谢。

（责任编辑：王团荣）