杉木第3代优良家系早期生长增益分析*

蒋红（福建省三明市郊国有林场，福建 三明365000）

杉木（Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.）是中国南方集体林区重要的速生用材树种之一，具有分布区域广阔、生长迅速、病虫害不成灾、木材用途广等特点。作为商品木材主要产区之一，福建省具有悠久的杉木栽培历史和利用习惯，以及丰硕的研究成果，特别是在杉木遗传育种方面的研究长期走在全国前列[1-3]。从福建省洋口国有林场于1966年建成全国第一个杉木嫁接种子园至今，经过第1代和第2代遗传改良[3-6]，福建省已全面进入杉木第3代遗传改良阶段，建成第3代种子园430多hm2[7-10]，杉木第3代种子园良种亦成了人工造林主要用种。因此，适地种植适宜杉木良种成为近年来林业生产单位及造林用户关注的重要问题。如张建金[11]、范金妹[12]、潘隆应[13]等分析了杉木第3代种子园良种人工林在福建省光泽县、泰宁县、将乐县的早期（1～6a林龄）生长情况，均认为第3代种子园良种表现出了明显的生长优势，并且初步筛选出了各区域适宜的第3代良种，为杉木大面积规模化人工造林良种的选用提供了重要的参考。福建省三明市郊国有林场经营区地处杉木中心产区[14]，立地、气候等条件有利于杉木第3代良种生长潜力的发挥。但是随着近年来国有林场改革及转型，福建省三明市郊国有林场人工造林地面积逐年缩小。因此，如何提高林地的利用率，提升林地单位面积和单位时间的经济和生态产出，是高效利用有限林地以及维护森林生态环境亟待解决的问题。除了从林分密度调控、地力维护等方面着手外[15]，笔者认为从杉木第3代种子园中选择优良自由授粉家系种子育苗造林，营建家系林分，充分利用第3代良种的遗传增益，也是解决此问题的重要途径。鉴于此，福建省三明市郊国有林场于2013年利用福建省光泽华桥国有林场杉木第3代种子园中优良家系种子培育的苗木营建对比试验林，分析第3代优良家系林分的生长增益，为营建杉木优良家系人工林提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试材料为2011年11月采自福建省光泽华桥国有林场杉木第3代种子园（良种审定编号：闽S-CSO（3）-CL-013-2013）中5个高产种量家系的自由授粉种子，家系编号分别为11、28、38、41和42号，以其种子园混合种子（简称光泽3代）和福建省尤溪国有林场杉木第3代种子园（良种审定编号：闽S-CSO（3）-CL-016-2013）混合种子（简称尤溪3代）为对照。试验苗木由将乐国有林场培育，2012年1月大田播种育苗。

1.2 试验地概况

试验地位于福建省三明市郊国有林场荆东工区，97林班7大班6小班，地名为荆东，E117°34′、N26°12′，坡度20°，海拔280～310m。造林地前茬为杉木林地，土壤为红壤，立地等级Ⅱ级，坡向西南坡，属中亚热带季风气候，年平均无霜期306d，年平均气温19.5℃，年平均相对湿度79.0%，年平均降水量1726.3mm。

1.3 试验方法

2012年11月造林地经炼山、清杂堆烧后，按照株行距为1.8m×2.0m进行挖明穴，12月每穴施入过磷酸钙0.5kg作为基肥后回表土。田间试验设计采用完全随机区组设计，7个处理，重复3次，共计21个小区，小区面积0.33～0.53hm2，重复沿坡水平排列。2013年1月造林，初植密度2780株·hm-2，小区的四周及小区间栽植两行木荷为隔离带，根据《杉木速生丰产林培育技术规程》抚育管理[14]。2018年1月（5a林龄）在每个小区中设置1个10m×10m（100m2）样地，调查样地中每木树高、胸径，并估算单株立木材积[16]：V＝0.00005877042D1.9699831H0.89646157，式中：V指单株立木材积（m3），D指胸径（cm），H指树高（m）。利用SPSSStatistics19.0软件方差分析及LSD多重比较[17]。

2 结果与分析

2.1 保存率差异分析

以小区均值对参试家系造林后5a的林分保存率进行方差分析（表1），可知，方差分析达到10%的显著性水平。进一步进行了LSD多重比较：分别以处理 1、2、3、4、5、6 和 7 表示家系 11、28、38、41、42、福建省光泽华桥国有林场杉木第 3 代种子园混合种（简称光泽 3 代）和福建省尤溪国有林场杉木第 3 代种子园混合种（简称尤溪 3 代），令、（xi，xj=1，2，3，4，5，6，7；i≠j）表示任两个处理均值，求其均值差绝对值（表2），下同。结果表明试验林平均保存率高，达到96.46%，LSD多重比较分析表明除了42号家系平均保存率仅为91.84%，显著低于其他处理外，另外6个处理的保存率达到95.99%以上，且两两间差异不显著。

表1 保存率方差分析

表2 保存率LSD多重比较

2.2 生长量差异分析

试验林5a林龄时参试处理间生长性状的方差分析结果见表3。处理间的树高、胸径和单株立木材积均达极显著差异，重复间差异均不显著，这主要是由于试验林地呈狭长状，重复呈水平排列，立地差异较小所致。在方差分析基础上，估算了生长性状的方差分量，并据此估算处理的相对方差分量（表4），也即良种的选用对林分生长性状差异性的贡献率。分析结果表明，林龄为5a时，处理对树高差异性的贡献率可达27.26%，对胸径和单株立木材积仅为4.26%和6.04%，表明杉木优良家系在幼龄期的优良性主要表现在树高生长上。LSD多重比较（表5）显示试验林5a林龄时平均树高为7.28m，平均胸径为10.21cm，各处理间生长差异虽无秩序性，但从多重比较结果可知1（11号）、3（38号）和4（41号）显著大于光泽3代和尤溪3代；平均单株立木材积为0.03655m3，各处理间差异亦无秩序性，但可知1（11号）、3（38号）、4（41号）和5（42号）显著大于光泽3代和尤溪3代。

表3 生长性状方差分析

表4 生长性状方差分量

2.3 林分整齐性分析

以小区均值对参试家系造林后5a林分平均生长量的变异系数进行方差分析（表6），并进一步进行LSD多重比较（表7）。试验林树高、胸径和单株立木材积平均变异系数分别为14.44%、21.00%和47.22%，但在处理间树高、胸径和单株立木材积的变异系数差异均不显著。多重比较表明树高的变异系数在两两间差异均不显著，而胸径和单株立木材积表现出了一定的差异性，但这种差异性呈不规律性（不能根据多重比较结果将参试处理排序），整体上参试种质材料的林分较整齐均匀。但可知1号处理的胸径和单株立木材积的变异系数明显小于5号和7号处理，即11号家系的胸径和单株立木材积较42号家系和尤溪3代具有更高的整齐性。

2.4 优良造林家系筛选

通过对参试家系5a林龄林分的保存率、生长性状、林分整齐度的对比分析，综合筛选出11号家系和41号家系为最优造林家系。其林分表现如表8。11号和41号家系林分的保存率与光泽3代和尤溪3代相当。11号家系林分5a林龄时树高、胸径和单株立木材积分别比光泽3代大6.98%、6.55%和18.71%，变异系数分别小19.87%、16.26%和11.79%；分别比尤溪3代大5.90%、9.01%和19.74%，变异系数分别小23.34%、26.79%和25.21%。41号家系林分5a林龄时树高、胸径和单株立木材积分别比光泽3代大20.93%、9.21%和41.17%，树高变异系数小4.08%，胸径变异系数大2.33%，单株立木材积变异系数小4.39%；树高、胸径和单株立木材积分别比尤溪3代大19.71%、11.73%和42.38%，变异系数分别小8.24%、10.53%和18.94%。筛选出的两个家系幼龄期生长增益明显。

表5 生长性状LSD多重比较

表6 变异系数方差分析

表7 变异系数LSD多重比较

表8 优良家系林分5a林龄生长表现

3 小结与讨论

试验筛选出11号家系和41号家系为最优造林家系，其林分保存率与光泽3代和尤溪3代相当。11号家系林分5a林龄时树高、胸径和单株立木材积分别比光泽3代大6.98%、6.55%和18.71%，变异系数分别小19.87%、16.26%和11.79%；分别比尤溪3代大5.90%、9.01%和19.74%，变异系数分别小23.34%、26.79%和25.21%。41号家系林分5a林龄时树高、胸径和单株立木材积分别比光泽3代大20.93%、9.21%和41.17%，树高变异系数小4.08%，胸径变异系数大2.33%，单株立木材积变异系数小4.39%；树高、胸径和单株立木材积分别比尤溪3代大19.71%、11.73%和42.38%，变异系数分别小8.24%、10.53%和18.94%。

从已有的报道[11-13,18-20]分析，福建省已投产的杉木第3代种子园中，经过多批次造林对比试验的有福建省尤溪国有林场杉木第3代种子园、福建省沙县官庄国有林场杉木第3代种子园、福建省光泽华桥国有林场杉木第3代种子园，结果均表明杉木第3代种子园良种生长的优良性在早期已可表现，树高年均生长量可达1.1～1.5m，胸径年均生长量可达1.6～1.8cm。本研究以福建省光泽华桥国有林场杉木第3代种子园和福建省尤溪国有林场杉木第3代种子园良种为对照开展造林对比试验。林分5a林龄时，两个对照的树高分别达到6.88m和6.95m，分别比杉木速生丰产林中心产区Ⅰ立地级中径材生长量指标（3.2m）[14]大115.0%和117.2%，年均生长量分别为1.38m和1.39m；胸径分别达到9.77cm和9.55cm，分别比杉木速生丰产林中心产区Ⅰ立地级中径材生长量指标（5.5m）大77.6%和73.6%，年均生长量分别为2.0cm和1.9cm。本次筛选的优良家系比第3代种子园混合种有明显优势，应用潜力较大。

本试验结果表明，和第3代种子园混合种林分相比，参试家系的林分在保存率、生长性和林分整齐性方面优劣并存，必须经过造林对比试验才能筛选出适宜的第3代优良家系。试验中还发现，参试处理（参试家系）对树高总差异的贡献率可达27.26%，对胸径和单株立木材积总差异的贡献率仅为4.26%和6.04%，说明杉木优良家系在幼龄期的优良性主要表现在树高生长上。因此还应持续调查分析试验林，进一步对比分析参试家系和第3代种子园良种在生长上的持续差异，为杉木第3代优良家系选用提供更充足的依据。