不同密度下2年生与3年生山桐子苗木质量分析

田凯欣,乔明奎,张梦醒,靳超,李鹏程,刘震,李志,蔡齐飞,耿晓东,王艳梅*

不同密度下2年生与3年生山桐子苗木质量分析

田凯欣1,乔明奎2,张梦醒1,靳超1,李鹏程1,刘震1,李志1,蔡齐飞1,耿晓东1,王艳梅1*

1. 河南农业大学林学院, 河南 郑州 450046 2. 国有南召林场资源管理股, 河南 南阳 474650

为探究不同密度下山桐子苗木生长质量的差异，本研究以济源种源山桐子为试验材料，先在穴盘中播种，再按30×20 cm（密度1）、10×20 cm（密度2）、4×20 cm（密度3）3种株行距进行移栽。采用标准行法调查不同密度下2年生与3年生山桐子苗木的质量生长状况。2年生密度1的地径、根幅和主根长度均最大，分别为12.92 mm、47.85 cm和27.25 cm，且显著高于密度2和密度3。采用平均值±标准差法对苗木进行分级，得出2年生Ⅰ级苗的标准为苗高＞80.83 cm、地径＞8.71 mm，且在3个密度中Ⅰ级苗所占比例最大的密度为密度1，占比50.4%，合格苗占比80.8%；3年生密度1的地径、根幅、主根长度和Ⅰ级侧根数均最大，分别为11.73 mm、51.94 cm、34.05 cm和9.00，且显著高于密度2和密度3。采用平均值±标准差法得出3年生Ⅰ级苗的标准为苗高＞91.56 cm、地径＞10.93 mm，且在3个密度中Ⅰ级苗所占比例最大的密度为密度1，占比54.5%，合格苗占比95.4%。苗木各生长指标之间以及栽植密度与生长指标之间均存在一定相关性，且栽植密度与苗木的苗高和地径存在极显著相关性（＜0.01）。根据苗高和地径两个形态指标，以及将Ⅰ、Ⅱ级苗视为合格苗，其占比之和大于等于80%的密度为较适宜的栽植密度，得出2年生与3年生优质苗木所占比最高的密度均为密度1，且由于密度1密度过小，种间竞争也较小，因此株数保存率最高，为91.7%。综合评定，2年生与3年生山桐子苗木较为合理的栽植密度均为密度1(30×20 cm)。

山桐子; 树木密度; 苗木分级

山桐子()被称为油葡萄、水冬瓜等，是大风子科（Flacourtiaceae）山桐子属（）落叶乔木，是新兴的木本油料树种，也可以作为用材和观赏树种，被誉为“美丽的树上油库”[1,2]。山桐子作为油材兼用树种具有巨大的产业发展前景[3]，对解决食用油和木材利用短缺等“卡脖子”问题至关重要。目前对山桐子的研究主要集中在生物学特性、生态学特性、种子与果实化学成分分析、加工利用以及栽培繁殖等方面，对苗木质量分析与评价的研究还鲜有报道。苗木质量评价一直是国内外林学研究的重点之一[4,5]。苗木质量的优劣在很大程度上决定造林的成败[6]，选择高质量的苗木是造林成功的关键。目前山桐子主要以实生苗繁殖为主[7]，组培、扦插等繁殖技术应用较少。实生苗繁育过程中密度对苗木质量和产量有重要影响，适宜的栽植密度对提高苗木质量和造林成活率[8,9]具有十分重要的意义[10,11]。苗木质量主要通过苗木的形态指标和生理指标进行评价，其中形态指标更容易观察和测定[12]。因此本研究进行了山桐子不同栽植密度的试验，探讨不同栽植密度下2年生与3年生山桐子苗木生长质量的差异，进而筛选出最适宜的栽植密度，为提高山桐子苗木质量、提升造林成效、增加土地利用率和经济效益，减少造林成本等提供技术参考与理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于郑州市管城回族区山桐子苗圃地，地理位置为东经113°40'、北纬34°40'，海拔109 m。土壤为潮土，地表水与地下水水质状况较好，属碳酸钙水型，其pH值约为7.0，矿化度低。年平均气温14.5 ℃，年平均无霜期230 d、日照2052.6 h，年均降水量为650.1 mm，冬季平均温度-1.5 ℃，夏季平均温度为27.5 ℃[13]。

1.2 试验材料

本试验苗木繁育的种子来源于济源种源山桐子，2018年10月进行果实采集与调制，之后将种子清洗干净，浸泡4 h，再使用浓度为3%的高锰酸钾溶液浸种0.5 h消毒，取出后冲洗干净在5 ℃的人工气候箱中放置60 d，进行低温催芽。2019年3月穴盘中进行播种育苗，出苗后根据每个密度设定的株行距进行移栽。移栽后对苗木采用统一的管理方式，定期除草，浇水，3-7月遮荫，8月底撤去遮阳网。2020年3月生长为1年生苗木，在2021年和2022年的3月分别进行数据的测定。

1.3 试验方法

采用完全随机区组试验设计。图1为小区分布示意图，在整个试验地设置3个区组，每个区组的面积均为0.1 hm2，3个区组分别均匀设置3个处理（密度1、密度2和密度3），共9个小区（1-1、1-2、1-3；2-1、2-2、2-3；3-1、3-2、3-3），3个处理的株行距分别为30×20 cm、10×20 cm和4×20 cm，苗木数量分别为24000株、54000株和156000株，单位面积（1 m2）上苗木数量分别为24株、54株和156株。每个处理四周均设两行以上的保护行，每区组四周均设6 m以上的保护带。在2021年和2022年分别在9个小区中每隔10行选1行作为标准行，再在标准行上随机选5 m的地段进行苗木质量状况的测定。

生长指标测定方法：各密度生长指标均同时间测定。同时测量不同密度试验小区中所选标准行的全部苗高和地径。苗高使用卷尺测量，精确到0.1 cm，地径使用电子游标卡尺测量，精确到0.01 mm。根据测量出来的各密度的苗高和地径，计算出各密度山桐子苗木的平均苗高和平均地径，采用平均值±标准差法确定苗木的质量分级标准[14]。根据苗木分级标准在每个密度的试验小区内分别同时挖取6株标准株，将标准株完整挖取出来，用清水冲洗干净地上部分和地下部分，吸水滤纸吸取苗木表面水分，将地下部分平铺于地面，用直尺测量主根长度和根幅，记录大于5 cm的Ⅰ级侧根数量，将苗木分为根、茎、叶3部分，分别用天平称量其鲜重，再用报纸分装包好，放置于105 ℃烘箱中保持30 min，再调至85 ℃烘至恒重，最后称取各部分干重，得到苗木各部分生物量[15]，并计算茎根比（茎根比=地上生物量/地下生物量）。

表 1 3种栽植密度和株行距

图 1 小区分布示意图

图2 不同密度类型

图 3 不同密度下2年生苗木

A：密度1 B：密度2 C：密度3

A：Density 1 B：Density 2 C：Density 3

图 4 不同密度下3年生苗木

A：密度1 B：密度2 C：密度3

A：Density 1 B：Density 2 C：Density 3

1.4 数据统计与处理

利用Excel软件对数据进行整理，采用SPSS 26.0软件对不同密度生长状况（苗高、地径、根长、根幅、高径比等）进行方差分析（单因素ANOVA检验）获取平均值和误差。若差异显著，则用邓肯多重比较法在0.05水平下进行多重比较（LSD），之后采用Pearson相关性分析得出苗高、地径、主根长度、根幅、地上生物量、地下生物量、全株生物量的相关性。

2 结果与分析

2.1 不同栽植密度的苗木生长差异分析

栽植密度是影响苗木生长的重要因素，苗木间空间距离的大小对其个体间竞争的大小有较大影响，是造成苗木苗高、地径等表现出差异性的关键原因。苗高、地径和高径比都是衡量苗木生长和质量的主要指标[16]。由表2可知，2年生苗木中，地径、根幅和主根长度均随密度的增大而减小，且密度1的地径和根幅与密度2和密度3差异显著（<0.05），主根长度与密度2和密度3差异不显著（>0.05）。密度1的地径比密度2高出了47.3%，比密度3高出了139.3%；根幅比密度2高出了23.5%，比密度3高出了72.2%；主根长度比密度2高出了13.8%，比密度3高出了42.9%。苗高均随密度的增大呈略升高的趋势但差异不显著（>0.05）；Ⅰ级侧根数随密度的增大呈先略升高后降低的趋势但差异不显著（>0.05）；高径比随密度的增大呈逐渐增大的趋势，密度1的高径比与密度2和密度3分别差异显著（<0.05），密度1的高径比比密度2低出了84.4%，比密度3低出了204.2%。密度越大，光照强度就越低，苗木生长就越缓慢，地径越纤细，高径比越大，其苗木质量就越低劣；密度越小，高径比越小，苗木就越健壮，造林成活率就越高[17]。综合各生长指标，2年生苗木最佳的栽植密度为密度1（30×20 cm）。

表 2 不同栽植密度对2年生苗木生长的影响（平均值±标准差）

注：不同字母表示不同处理间在0.05水平上是否有显著差异，下同。

Note：Different letters indicate whether there is a significant difference between the treatments at the 0.05 level, the same as below.

由表3可知，3年生苗木中，地径、主根长度、侧根数和根幅均随密度的增大而减小。密度1的地径和Ⅰ级侧根数与密度2和密度3差异显著（<0.05），且密度2和密度3差异不显著（>0.05）。密度1的地径比密度2高出了45.4%，比密度3高出了53.7%，Ⅰ级侧根数比密度2高出了45.9%，比密度3高出了54.4%；密度1的主根长度和根幅与密度2差异不显著（>0.05），与密度3差异显著（<0.05），主根长度和根幅分别比密度2高出了22.4%和23.1%，分别比密度3高出了64.7%和50.4%；苗高随密度的增大呈逐渐升高的趋势但差异不显著；高径比随密度的增大呈逐渐增大的趋势，密度1的高径比与密度2和密度3差异显著（<0.05），密度1的高径比比密度2低出了149.4%，比密度3低出了225.3%，密度越大，高径比越大，苗木就越细高，苗木质量就越差；密度越小，高径比越小，苗木就越健壮，造林成活率就越高。综合各生长指标，3年生苗木最佳的栽植密度为密度1（30×20 cm）。

表 3 不同栽植密度对3年生苗木生长的影响（平均值±标准差）

图 5 2年生苗木

图 6 3年生苗木

2.2 苗木生长状况相关性分析

相关性分析可了解各性状指标间的相关性性质(正或负相关)及其相关性大小[18]，各性状间的相关性可体现其相互有促进或制约关系，选择育种时应综合考虑[19]。由表4可知，山桐子苗木的苗高与地径、地上生物量等存在极显著正相关关系（<0.01）；地径与地上生物量、地下生物量等存在极显著正相关关系（<0.01）；主根长度与根幅、地上生物量等存在极显著正相关关系（<0.01）；>5 cm的Ⅰ级侧根数和根幅与苗木的地上生物量、地下生物量等均存在极显著正相关关系（<0.01）。

表 4 2年生各生长指标相关关系

注：* 表示相关性显著（<0.05），**表示相关性极显著（<0.01）。下同。

Note: * means significant correlation (<0.05), **means extremely significant correlation (<0.01). The same below.

由表5可知，3年生山桐子苗木的苗高与地径、地上生物量存在极显著正相关（<0.01）；地径与主根长度、地下生物量等存在极显著正相关（<0.01）；主根长度与地下生物量、全株生物量存在极显著正相关；>5 cm的Ⅰ级侧根数和根幅与苗木的地上生物量、地下生物量等均存在极显著正相关关系（<0.01）；综上可知，2年生与3年生苗木各生长指标之间均存在一定的相关性。说明所选取的生长指标对苗木质量分析有意义。

表 5 3年生各生长指标相关关系

2.3 栽植密度与各生长状况相关性分析

苗高、地径和高径比都是衡量苗木生长和质量的主要指标。由表6、7可知，2年生苗木的栽植密度与苗木的苗高、地径等均存在极显著正相关（<0.01）。苗高与地径、茎根比均存在极显著正相关（<0.01），苗高与高径比存在显著正相关（<0.05）。3年生苗木的栽植密度与茎根比存在显著正相关（<0.05）；苗高与高径比存在显著正相关（<0.05）。综上可知，高径比与栽植密度呈正相关，表明苗木质量与栽植密度呈负相关，即栽植密度越大，苗木质量越差。

表 6 2年生栽植密度与生长指标相关关系

表 7 3年生栽植密度与生长指标相关关系

2.4 山桐子苗木分级

对不同栽植密度下2年生与3年生苗木的抽样样本数据进行正态分析，采用平均值±标准差法对苗木进行分级[20-24]（表8、9）：2年生Ⅰ级苗：苗高>80.83 cm、地径>8.71 mm；Ⅱ级苗：苗高80.83～52.19 cm、地径8.71～5.55 mm；Ⅲ级苗：苗高<52.19 cm、地径<5.55 mm。3年生Ⅰ级苗：苗高>91.56 cm、地径>10.93 mm；Ⅱ级苗：苗高91.56～61.03 cm、地径10.93～7.78 mm；Ⅲ级苗：苗高<61.56 cm、地径<7.78 mm。

表 8 2年生苗木分级标准

表 9 3年生苗木分级标准

由于苗木间存在个体差异，部分苗木的苗高和地径不能同时处于划分的同一等级内，若两者其中一个指标未达标，则以地径所属级别为标准[25]。根据此分类统计总样本数得出不同栽植密度下2年生与3年生各级苗所占比例（表10）：2年生密度1的Ⅰ级苗占比50.4%，Ⅱ级苗占比30.4%，Ⅲ级苗占比19.1%；密度2的Ⅰ级苗占比8.9%，Ⅱ级苗占比38.0%，Ⅲ级苗占比46.0%；密度3的Ⅰ级苗占比18.4%，Ⅱ级苗占比36.7%，Ⅲ级占比50.7%。3年生中密度1的Ⅰ级苗占比54.5%，Ⅱ级苗占比40.9%，Ⅲ级占比4.6%；密度2的Ⅰ级苗占比33.3%，Ⅱ级苗占比29.2%，Ⅲ级苗占比37.5%；密度3的Ⅰ级苗占比11.4%，Ⅱ级苗占比28.4%，Ⅲ级苗占比60.2%。2年生苗木中，密度1的合格苗率为80.8%，比密度2的合格苗率高出了33.9%，比密度3的合格苗率高出了25.7%；3年生苗木中，密度1的合格苗率为95.4%，比密度2的合格苗率高出了32.9%；比密度3的合格苗率高出了55.6%。根据苗木分级可知，2年生与3年生苗木较为合理的栽植密度均为密度1。

表 10 不同密度下2年、3年生各级苗所占比例

3 讨论与结论

在不同密度下2年生苗木差异分析中得知，密度1的平均地径、根幅和主根长度均最大，显著高于密度2和密度3，且在3个密度中Ⅰ级苗所占比例最大的密度为密度1，占比50.4%。采用平均值±标准差法对苗木进行分级，2年生Ⅰ级苗的标准为苗高>80.83 cm、地径>8.71 mm；在不同密度下3年生苗木差异分析中得知，密度1的平均地径、根幅、主根长度和Ⅰ级侧根数均最大，显著高于密度2和密度3，且在三个密度中Ⅰ级苗所占比例最大的密度为密度1，占比54.5%。采用平均值±标准差法得出3年生的Ⅰ级苗标准为苗高>91.56 cm、地径>10.93 mm。研究结果表明，在2年生与3年生山桐子苗木各生长指标相关性分析中，苗木各生长指标之间以及栽植密度与各生长指标之间均存在一定相关性。不同栽植密度对2年生与3年生山桐子苗木质量的影响主要体现在苗木的地上部分，即苗高和地径，以地径和苗高作为苗木质量评价和分级的主要指标，是科学研究和实际工作中的一致结论[26]。综合苗高和地径两个形态指标，以及将Ⅰ、Ⅱ级苗视为合格苗，其占比之和大于等于80%的密度为较适宜的栽植密度[27]，可知2年生与3年生苗木中合格苗所占比例最高的密度均为密度1，分别占比80.8%和95.4%；密度2的合格苗占比分别为46.9%和62.5%；密度3的合格苗占比分别为55.1%和39.8%。密度1、密度2和密度3的单位面积播种株数分别为24株、54株、156株；保存株数分别为22株、48株、88株；保存比率分别为91.7%、88.9%、56.4%。密度2和密度3株树保存率较低的原因是由于密度过大，种间竞争较为激烈[28]，密度1是由于密度过小，种间竞争较小，因此株数保存率更高，死亡株数最少。综上所述，在3个密度中，2年生与3年生山桐子苗木较为合理的栽植密度均为密度1，即株行距为30×20 cm的处理为最优。

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Quality Analysis of Two Years Old and Three Years OldSeedlings at Different Densities

TIAN Kai-xin1, QIAO Ming-kui2, ZHANG Meng-xing1, JIN Chao1, LI Peng-cheng1, LIU Zhen1, LI Zhi1, CAI Qi-fei1, GENG Xiao-dong1, WANG Yan-mei1*

1.450046,2.474650,

To investigate the differences in the growth quality ofseedlings at different densities, this study used Jiyuan seed sourceas the test material and sowed the seeds in cavity trays before transplanting at three plant spacing of 30×20 cm (density 1), 10×20 cm (density 2) and 4×20 cm (density 3). The standard row method was used to investigate the quality growth of 2-year-old and 3-year-oldseedlings at different densities. The ground diameter, root width and primary root length of 2-year-old density 1 were the largest with 12.92 mm, 47.85 cm and 27.25 cm, respectively, and were significantly higher than those of densities 2 and 3. The seedlings were graded using the mean ± standard deviation method, and the criteria for 2-year-old grade I seedlings were seedling height > 80.83 cmand ground diameter > 8.71 mm, and the density with the largest proportion of grade I seedlings among the three densities was density 1, accounting for 50.4% and 80.8% of qualified seedlings; The ground diameter, root width, primary root length and number of class I lateral roots were the largest in the 3-year-old density 1 with 11.73 mm, 51.94 cm, 34.05 cm and 9.00, respectively, and were significantly higher than those of density 2 and density 3. The mean ± standard deviation method was used to derive the criteria for 3-year old grade I seedlings as seedling height > 91.56 cm and ground diameter > 10.93 mm, and the density with the largest proportion of grade I seedlings in the seedlings of density 1 was the largest among the three densities, accounting for 54.5% and 95.4% of qualified seedlings. There were correlations among the growth indices of seedlings and between transplanting density and growth indices, and there was a highly significant correlation between transplanting density and seedling height and ground diameter of seedlings(<0.01). Based on the two morphological indicators of seedling height and ground diameter, and the density that the sum of the ratio of Grade I and II seedlings as qualified seedlings is greater than or equal to 80% is the more suitable planting density, it is concluded that the density with the highest percentage of 2-year-old and 3-year-old high-quality seedlings are both density 1, and the highest tree preservation rate was 91.7% because density 1 was too small and the interspecific competition was also low. Therefore, a more reasonable transplanting density for both 2-year-old and 3-year-oldseedlings was assessed as density 1 (30 × 20 cm).

; forest density; grading of seedlings

S723.4

A

1000-2324(2023)02-0238-08

10.3969/j.issn.1000-2324.2023.02.012

2022-12-04

2023-01-08

国家林业与草原局林业科学技术推广项目:ʻ豫济’山桐子速生丰产优质栽培技术示范与推广(GTH[2023]02号);2023年河南省专业学位研究生精品教学案例项目:现代森林培育理论与技术(YJS2023AL048)

田凯欣(1998-),女,在读硕士研究生,主要研究方向为森林培育. E-mail:tiankaixin77@163.com

Author for correspondence. E-mail:wym3554710@163.com