毛白杨无性系苗期生长参数分析

赵 燕，王 辉，李吉跃，李彦娇

(1.河南科技大学林学院，河南 洛阳 471003； 2.河南科技大学化工与制药学院，河南 洛阳 471003； 3.华南农业大学林学院，广东 广州 510642；4.平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室，河南 平顶山 467000)

毛白杨无性系苗期生长参数分析

赵 燕1，王 辉2，李吉跃3，李彦娇4

(1.河南科技大学林学院，河南 洛阳 471003； 2.河南科技大学化工与制药学院，河南 洛阳 471003； 3.华南农业大学林学院，广东 广州 510642；4.平顶山学院低山丘陵区生态修复重点实验室，河南 平顶山 467000)

利用Logistic方程对6个毛白杨无性系苗高、地径的年生长动态进行拟合，并分析年生长动态规律及生长参数。结果表明：拟合效果显著，相关系数均大于0.900；苗高和地径的速生持续期分别为70～79 d和86～101 d，速生期内的苗高生长量占总生长量的58.9 %～61.0 %，地径生长量占总生长量的61.2 %～65.1 %；苗高、地径年生长极值与其实测值呈极显著正相关，相关系数均为0.990；苗高、地径的年生长极值均与各自的速生持续期、最大生长速度呈显著正相关。

毛白杨；无性系；Logistic方程；生长参数

目前，我国每年的木材消耗量约4.0亿m3，预计至2020年木材总需求量将达到4.7亿m3，届时将产生近3.0 亿m3的供需缺口需依赖进口[1]，大力发展速生丰产林是解决这一矛盾的有效途径之一。

毛白杨是我国营造速生丰产林的常用树种之一。它作为我国特有的优良乡土树种，具有生长快、材质优良、抗逆性强和适应性广等特点，其木材纹理直，结构细，纤维含量高，易干燥，易加工，油漆及胶结性能好，可做建筑、家具、箱板及火柴杆、造纸等用材，也是制造胶合板的重要原料[2-3]。研究不同毛白杨无性系苗期苗高、地径的生长规律对于培育大径阶的毛白杨意义重大。目前，我国对毛白杨的研究主要集中在毛白杨的分子生物学、材性、抗逆生理生化特性等方面[4-7]，而关于毛白杨无性系苗期年生长动态的研究较少，本试验以6个毛白杨无性系为试材，对各无性系苗高、地径进行连续调查，研究毛白杨无性系的年生长动态，并建立了模型，为毛白杨优良无性系优质高产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为6个毛白杨无性系，其中无性系BTl7、S86来源于河北威县苗圃，无性系30、46、50和83来源于山东冠县苗圃。白色塑料花盆(高330 mm×口径280 mm)，每盆装土15 kg。

1.2 试验方法

试验在北京林业大学苗圃温室大棚进行。大棚规格为： 长宽高为8 m×6 m×217 m，跨度0.7 m。棚顶和南北两侧用塑料薄膜封上，东西通风，顶部透光率75 %～80 %，温室内温度为20～30 ℃，相对湿度为50%～80%。试验采用随机完全区组设计，每个无性系6株，6次重复。于2010年3月25日将毛白杨嫁接苗移栽到白色塑料花盆中，(每盆1株)。从5月5日(移栽后40 d)开始，每10 d测量每株苗木的苗高与地径，直到10月15日苗木生长停止为止，共观测17次。

1.3 统计分析方法

采用Logistic方程拟合苗木年生长动态，方程为：Y=k/(1+ea-bt)，式中：Y为苗木累积生长量；t为苗木生长的天数；k为苗木年生长极限值；a、b是参数，采用最小二乘法求得。通过对方程进行求导，计算参数t1(速生期始期)、t2(速生期结束期)和t0(速生点)[8-10]。数据采用Excel和SPSS 13.0统计分析软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 毛白杨无性系苗木各生长时期的划分

毛白杨无性系从3月下旬生长期开始到10月中旬生长期结束，其生长期约为200 d。根据t1和t2将苗木的年生长进程分为3个时期：生长前期(0，t1)、速生期(t1，t2)和生长后期(t2，封顶)，再加上苗木的成活期(从扦插到生根发芽的时期)，共4个时期。

建立毛白杨各无性系的Logistic生长模型，相关系数均达到0.900以上。用F值进行显著性检验，均达极显著水平(表1)。苗高拟合相关系数最大为0.996，最小为0.940；地径拟合相关系数最大为0.950，最小为0.924。各无性系苗高极值k的变化范围为110.38～143.29 cm，地径极值k的变化范围为1.03～1.43 cm。

表1 毛白杨无性系苗高地径的Logistic模型

由表2可知，毛白杨无性系苗木苗高速生期始期最早为第51天(5月16日)，最晚为第67天(6月2日)；速生末期最早为第125天(7月31日)，最晚为第144天(8月19日)；速生期持续期为70～79 d，速生点为第88～106天(6月23日—7月11日)。无性系苗木地径速生期始期最早为第57天(5月22日)，最晚为第69天(6月4日)；速生期末期最早为第143天(8月18日)，最晚为第167天(9月12日)；速生期持续期为86～101 d，速生点为第100～118天(7月5日—23日)。

毛白杨无性系苗高速生期持续时间占整个生长期的比率为34.9 %～39.5 %，平均值为37.3 %，而速生期生长量占总生长量的比率较大，为58.9 %～61.0 %，平均值为59.7 %；地径速生期持续时间占整个生长期的比率为42.9 %～50.5 %，平均值为46.3 %，而速生期生长量占总生长量的比率较大，为61.2 %～65.1 %，平均值为63.3 %。毛白杨无性系苗高、地径速生期持续时间较短，生长量却较大。因此，在苗木的培育中，应在速生期内加强水肥管理，进行病虫害防治等措施，促进苗木生长[11-12]。

表2 毛白杨各无性系的速生期及速生期内的生长量

2.2 毛白杨无性系苗木生长参数与生长量的关系

2.2.1 苗高实测值与极值k的关系 极值k作为苗木苗高或地径年生长拟合的极限值，应与苗高和地径的年生长实测值相一致。对6个毛白杨无性系苗木生长极值与实测值进行线性回归，毛白杨无性系苗高、地径年生长极值分别与苗高、地径实测值呈极显著的正相关关系，相关系数均为0.990(图1)。因此，可以用年生长极值k来估算苗高和地径。

图1 极值k与实测值的关系

2.2.2 速生持续期、速生点与极值k的关系 图2表明，6个毛白杨无性系苗高、地径速生持续期与其年生长极值均呈显著正相关，相关系数分别为0.848(P=0.033<0.05)和0.881(P=0.020<0.05)；地径与速生点呈显著正相关，相关系数为0.815(P=0.048<0.05)，苗高与速生点无显著相关关系(图3)。说明苗高速生点越延后，毛白杨无性系苗木的苗高生长量越大。

2.2.3 最大生长速度与极值k的关系t1、t2点的生长速度为平均生长速度，t0点的生长速度为最大生长速度。最大生长速度为平均生长速度的1.5倍，在林木培育上具有重要的价值。由图4可以看出，毛白杨无性系苗木苗高年生长极值与最大生长速度呈显著正相关，相关系数为0.874(P=0.023<0.05)，地径年生长极值与最大生长速度也呈显著正相关关系，相关系数为0.914(P=0.011<0.05)。由此可见，最大生长速度与毛白杨无性系苗高、地径生长量关系紧密，可作为衡量无性系苗木生长的重要指标。

图2 极值k与速生持续期的关系

图3 极值k与速生点的关系

图4 极值k与最大生长速度的关系

3 结论与讨论

利用毛白杨无性系苗高、地径年生长动态拟合Logistic模型，相关系数都在0.900以上，拟合效果显著。根据Logistic方程，将毛白杨年生长过程分为苗木的成活期(从扦插到生根发芽的时期)、生长前期、速生期和生长后期，共4个时期。可根据苗木不同的生长阶段采取不同的技术措施，达到苗木增产的目的[13]。毛白杨无性系苗高速生期始期为5月16日—6月2日，速生期末期为7月31日—8月19日，速生持续期为70～79 d，速生点为6月23日—7月11日；地径速生期始期为5月22日—6月4日，速生期末期为8月18日—9月12日，速生持续期为86～101 d，速生点为7月5日—7月23日。毛白杨无性系苗高速生始期和末期均早于地径，因此，能量优先投资于苗木的高生长，使苗木能够抢占有限的生存空间，为有机物质的积累创造条件；而后投资于地径生长，促进苗木木质化，提高苗木的抗性。根据这一生长特性，可分别制定相应的管理措施促进苗木的高、径生长。毛白杨无性系苗高、地径速生期持续时间占整个生长期的比率较小(平均值分别为37.3 %、46.3 %)，而速生期生长量占总生长量的比率却较大(平均值分别为59.7 %、63.3 %)，因此应在苗木速生期采取合理的水肥、病虫害防治等措施，促进苗木生长。

毛白杨无性系苗高、地径年生长极值与苗高、地径实测值呈极显著的正相关关系，相关系数均达到0.990。因此，可用极值k作为毛白杨无性系苗期生长量的选择和培育指标，这与麻文俊等[8]、傅大立等[14]的研究结果一致。速生持续期是反映速生始期、速生中期、速生末期的综合指标，本研究结果表明，毛白杨无性系苗高、地径速生持续期与其年生长极值有显著正相关关系，速生持续期越长，苗木生长量越大。因此在无性系选择时，要选择速生持续时间长的无性系。在苗木培育时，可采取措施延长苗木速生持续期来提高苗木的生长量，从而提高经济效益。最大生长速度与毛白杨无性系苗高、地径年生长极值呈显著正相关关系，相关系数分别达到0.874、0.914。据报道最大生长速度比年生长量的遗传稳定性要好，因此，最大生长速度是毛白杨无性系苗木选择与培育的重要指标[14]。

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Analysis of Annual Growth Parameters forPopulustomentosaClones

ZHAO Yan1，WANG Hui2，LI Ji-yue3，LI Yan-jiao4

(1.ForestryCollege，HenanUniversityofScienceandTechnology，Luoyang471003，Henan，China； 2.Collegeofchemistryandpharmaceutics，HenanUniversityofScienceandTechnology，Luoyang471003，Henan，China； 3.CollegeofForestry，SouthChinaAgricultureUniversity，Guangzhou510642，Guangdong，China； 4.PingdingshanUniversity，Pingdingshan467000，Henan，China)

Logistic equation is applied to model annual growth dynamics of seedling height and ground diameter in sixPopulustomentosaclones，and dynamic growth regularity and growth parameters forPopulustomentosaclones were analysed.The results showed that the fitting effect was significant and the correlation coefficients were more than 0.900.The duration of fast-growth period for seedling height and ground diameter were 70～79 days and 86～101 days.Height and ground diameter in fast-growth period were 58.9%～61.0% and 61.2%～65.1% respectively of the total annual growth.Extremely significant correlations were found between simulated values and actual measured values of seedling height and ground diameter，and the correlation coefficient were both 0.990；Significant positive correlations were also observed between simulated values and duration of fast-growth period，maximum growth rate of seedling height and ground diameter.

Populustomentosa；clones；logistic equation；growth parameters

2014-06-12；

2014-07-17

国家自然科学基金(41201224)；河南科技大学博士科研基金(09001520)

赵燕(1982—)，女，河南安阳人，河南科技大学林学院讲师，从事树木生理生态研究。E-mail：zhaoyanvip2008@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.02.012

S792.117

A

1002-7351(2015)02-0054-04