定苗密度对峦大杉1年生苗木生长的影响

康永武 欧建德 张纪卯 鲍晓红

（1.沙县林业局，福建 三明365000；2.明溪县林业局，福建 三明365200；3.福建省林业科学研究院，福建 福州350012）

在具备良种、圃地和施肥的情况下，间定苗是实现林木壮苗的重要因素[1]，科学间定苗是林木壮苗定向培育的重要技术内容[2]。生长节律对林木的存活以及种间和种内竞争具有重要作用[3]，与林木对有机物的积累和消耗也有一定的联系[4]。植物生长节律反映不同时期幼苗生长变化特点以及营养空间需求，揭示间定苗影响生长节律，对于提高苗期管理水平和苗木质量十分重要。

峦大杉（Cunninghamia konishii）又名香杉[5]，材质优良[6]，是中国南方重要用材树种。当前有关峦大杉研究更多的集中密度管理[7-9]、生长规律[10-12]与成林管理[13]方面，有关育苗研究较少[14-17]，迄今未见其间定苗研究报道。密度控制是间定苗重要技术内容。Logistic拟合回归分析方法[18-19]常用于生长节律研究。本研究以福建省峦大杉当年播种幼苗为研究对象，开展定苗密度试验，探讨定苗密度影响峦大杉苗高、地径生长动态、苗木质量与产量效应，并基于苗木质量与产量综合表现优化峦大杉定苗密度；采用Logistic拟合回归分析方法，分析定苗密度对生长节律的影响，为科学苗期管理提供理论与技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地基本概况

研究田间试验于2018年在福建省南平市王台镇溪后村苗圃地进行。福建省南平市王台镇溪后村，地处武夷山向东延伸的支脉茫荡山的西北部，位于北纬26°39′，东经117°56′。海拔120 m。属中亚热带季风性气候，温暖湿润，年平均气温19.4 ℃，极端最高气温41.0 ℃，极端最低气温-6.5 ℃，无霜期290～310 d，年降雨量1 600 mm左右，年平均相对湿度80%以上。苗圃地土壤为壤土，pH值5.3，肥力中等。试验采用福建省国有来舟林业试验场生产的峦大杉种子，于2018年2月下旬在40 ℃温水浸种后12 h后晾干，撒播方式播种。

1.2 试验设计与调查

采用单因素完全随机试验设计，选择苗木出苗整齐且生长一致圃地布设试验，在7月4日（苗木生长初期）设置3种生产中常见的定苗处理。处理1：低密度处理（低密度），即保留90株/m2幼苗；处理2：中密度处理（中密度），即保留117株/m2；处理3：高密度处理（高密度），即保留144株/m2；处理4：空白对照（CK），苗木实际密度183株/m2。每个处理设置3次重复，共计12个小区，每小区30株峦大杉幼苗。于2018年7月4日（t=0 d）测定峦大杉苗高，8月11日（t=35 d）开始测量地径，以后每隔7 d调查1次，直到12月8日为止。按照12月8日测量的苗高、地径进行苗木分级，分级标准按参考文献[14]执行。

1.3 生长模型建立与检验

1.3.1 苗木生长模型与相关参数计算

采用Logistic拟合回归分析法拟合峦大杉苗高、地径生长节律，拟合方程模型如式（1）。参照朱仁海等[19]的方法计算不同处理的峦大杉苗高、地径生长的线性生长始期（T1）、线性生长终期（T2）、线性生长持续时间（LGD）、线性生长速率（LGR）、最大线性生长速率（MGR）和线性生长量（TLG）。

式中：y为苗高、地径生长量；t为生长时间；a和b为待定系数；k为既定条件下苗高、地径生长可能达到的极限值[18]。

1.3.2 苗木生长模型检验

采用F统计检验方法和计算平均偏差（ME）、平均绝对偏差（MAE）、平均相对偏差（MPE）、平均相对偏差绝对值（MAPE）等指标进行苗木生长模型检验，检验方法见参考文献[20-22]。

1.4 苗木综合表现计算

采用多目标中的一维比较法[23-25]进行峦大杉苗木质量与产量的综合表现（综合评价值）计算。鉴于定苗密度显著影响峦大杉苗高、地径以及1级苗、合格苗产量，本研究选择苗高、地径作为苗木质量指标，以及1级苗、合格苗产量等作为产量指标进行综合评价值计算。鉴于苗高、地径越大，质量越好；1级苗、合格苗产量越高，产量表现越好，均与苗木综合表现呈递增关系，其效用值转化公式为：

式中：U为个体某个性状效用值，V为个体某个性状值，Vmax为群体某个性状的最大值，Vmin为群体某个性状的最小值[23]。

经征询专家意见，本研究中苗高、地径权重系数均为0.2，1级苗、合格苗产量权重系数均为0.3。

1.5 数据处理与分析

采用Excel 2003和SPSS 21.0软件对数据进行统计分析。采用SPSS 21.0软件进行Logistic拟合回归分析。采用单因素方差分析法（one-way ANOVA）和Duncan法进行方差分析和多重比较（α=0.05）。采用Excel 2003进行作图。

2 结果与分析

2.1 定苗密度对峦大杉苗高、地径生长动态的影响

各处理的峦大杉苗高、生长动态见图1～2。由图1～2可知，各处理间0～14 d期间苗高，以及35～56 d期间地径均基本一致，苗高、地径无显著性差异，表明定苗对14 d前苗高以及56 d前地径生长无显著性影响；这与该期间的苗木幼小，导致生长所需的空间与养分供给差异不敏感所致。高密度处理和CK在28～154 d间苗高显著高于低密度处理的（P＜0.05），CK在91～154 d间苗高显著高于中密度处理的（P＜0.05），表明密度影响苗高生长效应随着处理后时间推移而显现。中、低密度处理的地径自70 d起显著高于高密度处理与CK的（P＜0.05）；低密度处理的地径自140 d起显著大于中密度处理的（P＜0.05）。

图1 不同定苗密度下峦大杉苗高生长动态Fig.1 Growth dynamics of C.konishii height under different seedling densities

图2 不同定苗密度下峦大杉地径生长动态Fig.2 Growth dynamics of C.konishii ground diameter under different seedling densities

综合以上，定苗密度影响峦大杉苗高、地径生长效应是动态的，效应的显著性随处理后时间推移而显现；定苗密度对苗高和地径生长有着不同效应，高密度对苗高有促进效应，但对地径有抑制作用；定苗密度显著影响苗高的起始时间较地径明显提前，表明苗高对密度响应较地径敏感。

2.2 定苗密度对峦大杉苗木质量与产量的影响

现将不同定苗密度下峦大杉苗木质量与产量表现的方差分析结果见表1。由表1可知，定苗密度显著影响苗高、地径、1级苗数量、合格苗数量和综合表现（P＜0.05）。苗高随定苗密度增加而增大，密度增大至中密度起显著提高苗高，CK、高密度的苗高最大，中密度次之，低密度最小。地径随定苗密度增加而减小，密度增大至中密度起显著减小地径，低密度的地径最大，中、高密度次之且之间无显著性差异，CK最小。1级苗产量随定苗密度增加而先升后降，中密度最大，高密度次之，CK又次之，低密度的最小；合格苗产量随定苗密度增加而先升后降，中、高密度的较高且之间无显著性差异，CK次之，低密度的最低。综合评价值随定苗密度增大而先升后降，中密度的综合表现最好，高密度次之，CK又次之，低密度的最差，说明本研究的适宜定苗密度为117株/m2，可提高综合表现。

表1 不同定苗密度下峦大杉苗木质量与产量表现Table 1 Seedling quality and yield performance of C.konishii under different seedling densities

2.3 峦大杉苗高、地径生长方程的拟合与检验

进行峦大杉苗高、地径生长量的Logistic生长曲线拟合与模型检验，结果分别见表2～3。由表2～3可知，系列密度处理的峦大杉苗高、地径Logistic生长曲线方程的决定系数表现良好，且均通过置信椭圆F检验；系列模型的ME、MAE、MPE、MAPE均表现良好。这说明采用Logistic生长模型拟合苗高、地径生长量的精确度与可靠性均高，拟合生长节律是可行的。

表2 不同定苗密度下峦大杉苗高、地径生长Logistic曲线方程的拟合参数Table 2 Parameters of Logistic equations for growth height and ground diameter of C.konishii seedlings under different seedling densities

2.4 定苗密度对峦大杉苗高、地径生长节律的影响

对各定苗密度的峦大杉苗木生长节律参数进行方差分析，结果见表4。由表4可知，定苗密度显著影响苗高和地径的T1、T2、LGD、MGR、LGR和TLG等生长节律（P＜0.05）。中、低密度处理较其他2个处理显著减少了苗高T1，低密度处理较其他3个处理显著增大苗高T2，中、低密度较高密度与CK显著减少地径T2；低密度苗高和地径LGD最大，中密度次之，高密度与CK最小且之间无显著差异，苗高和地径LGD总体随定苗密度增大而降低；这表明定苗密度改变苗高、地径生长物候期与速生期。苗高MGR、LGR和TLG随定苗密度增大而增大，密度增大至中密度起提高苗高的MGR、LGR和TLG，低密度苗高MGR、LGR最小，其次是中密度，最后是高密度与CK且之间无显著性差异；低密度苗高TLG最小，高密度与CK的苗高TLG最大。地径MGR、LGR和TLG随定苗密度增大而减小，CK的地径MGR、LGR最小，其他3个处理较大且之间无显著性差异；低密度的地径TLG最大，其次是中、高密度又次之，CK最小。

表3 不同定苗密度峦大杉Logistic生长曲线方程的检验Table 3 Test of Logistic equations for growth height and ground diameter of C.konishii seedlings under different seedling densities

表4 不同定苗密度下峦大杉苗高、地径生长节律参数Table 4 Growth rhythm parameters of heights and ground diameters of C.konishii seedlings under different seedling densities

3 结论与讨论

定苗密度对峦大杉苗高、地径的作用效应不同，高定苗密度对苗高有促进效应，但对地径有抑制生长效应，与前人在杉木（Cunninghamia lanceolata）[1]、樟树（Cinnamomum camphora）[26]研究结论相互验证；究其原因，苗木间的侧方荫蔽随定苗密度增大而加强，从而形成弱光生境；相对于径向生长，弱光生境下的峦大杉优先促进高生长倾向所致，与前人在南方红豆杉（Taxus chinensisvar.mairei）[27]、马尾松（Pinus massoniana）[28]在弱光条件下研究结论相互验证；亦有报道密度抑制乐昌含笑（Michelia chapensis）[29]高生长。

定苗密度改变了峦大杉苗高、地径生长节律，与前人关于密度影响生长节律特征的结论[30-31]相互验证。研究结论认为，高密度定苗缩短峦大杉苗高、地径的LGD，这与前人在I-69杨[30]、沙棘（Hippophae rhamnoides）[31]树种的研究结论一致；究其原因，高密度苗木加快了圃地养分与水分消耗速度，进而缩短速生期。为此建议，要依据定苗密度调整苗木速生期的养分、水分供给；高密度定苗条件下宜增加速生期养分与水分供给以提高质量。

在不同定苗密度下峦大杉苗高和地径生长进程有所差异，苗高较地径提前进入速生期，与高山松（Pinus densata）[32]的生长类似；亦有报道纳塔栎（Quercus nuttallii）[18]、大叶栎（Castanopsis fissa）[33]、乌桕（Sapium sebiferum）[34]地径较苗高提前进入速生期；导致树种间的这种差异可能是由树种自身生物学生态特性所决定的。

定苗密度影响苗高、地径生长是个动态过程，影响效应随定苗后时间推移而显现。定苗密度对峦大杉苗高、地径的作用效应不同，高定苗密度对苗高有促进效应，但对地径有抑制生长效应。间定苗与定苗密度显著影响苗高、地径以及1级苗、合格苗产量，显著影响苗木综合表现。苗木综合评价值随定苗密度增大呈现先升后降的变化。Logistic方程能够很好的拟合峦大杉苗高、地径生长。定苗密度显著影响苗高和地径的T1、T2、LGD、TLG、LGR和MGR；高密度定苗减小苗高、地径T2，缩短了LGD；低密度定苗显著降低苗高TLG、LGR和MGR，但显著提高地径的TLG；CK显著降低了地径TLG、LGR和MGR；依据定苗密度的不同调整速生期的养分供给十分必要。依照苗木综合表现，本研究的峦大杉合理定苗密度为117株/m2。