修剪對木荷生長的影響及通徑分析

黃秋良,范輝華,羅佳佳,黃少華,陳柳英,張國防,袁宗勝

(1.福建農林大學林學院,福建 福州 350002；2.福建省林業科學研究院,福建 福州 350012；3.建甌市林業技術推廣中心,福建 南平 353100；4.閩江學院海洋研究院,福建 福州 350108)

木荷(Schimasuperba)屬山茶科(Theaceae)木荷屬(Schima)常綠大喬木，是我國南方省區最重要的生物防火樹種和優質速生用材樹種。近年來針對木荷的研究主要集中在其防火性能[1]，不同地理種源及家系木荷的遺傳多樣性[2，3]、抗癌藥用研究[4]、凋落物分解[5，6]、育苗和生殖性狀[7，9]等方面；同時，隨著木荷生態價值和經濟效益的日益凸顯[10，11]，木荷的產量和材質也逐步成為人們關注的焦點。

然而，速生的木荷容易分叉，嚴重影響了木荷的產量和材質。目前已有通過營林技術降低木荷分叉率的初步報到，陳杰[12]通過研究不同類型和規格木荷苗木造林對比試驗發現，木荷輕基質容器苗和大田裸根苗(Ⅰ級苗、Ⅱ級苗)造林試驗的木荷分叉率分別是3.47%、3.93%和12.33%；陳乘貴[13]通過木荷豐產優質材培育技術研究發現，不同強度修剪對木荷分叉率影響顯著，分叉率為7.40%～21.30%，其中不修剪的木荷分叉率為21.30%。在森林經營中，修枝對提高林木材質和改善林木干形大有裨益，陳森錕[14]、程朝陽[15]和肖祥希[16]分別通過對歐美107楊、杉木和福建柏進行修枝試驗研究發現，合理的修枝強度可以有效減少木材的節疤、降低尖削度、促進其材積增長等。

周志春[17]等研究發現木荷分枝性狀與地理種源有關；傅祥久[18]等研究發現木荷分枝性狀與立地條件有關；辛娜娜[2]等木荷不同家系區域試驗研究發現木荷的分叉性狀與遺傳力、造林地點有關；王秀花[19]等研究發現不同坡位、坡向、混交模式對木荷的分叉性狀會產生影響。然而，系統的對木荷生長性狀、形質性狀及其利用修枝、除干處理來提高木荷材積和材質的研究尚未見報道。本文利用在福建建甌5年生的木荷幼林，以不修枝+不除干(T1)為對照，對木荷進行修枝+除干(T2)、不修枝+除干(T3)的2個處理，通過調查木荷在不同處理條件下生長性狀和形質性狀與通過通徑分析，進一步了解木荷生長性狀與形質性狀間的相關性及影響木荷生長的主要因素，從而為木荷林的合理經營提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗林概況

試驗林位于建甌市東峰鎮湍下村，118°31′E、27°7′ N，低丘地貌，平均海拔122 m；東南坡、屬亞熱帶海洋性季風氣候，全年無霜期300 d，年平均氣溫18.9 ℃，降雨量1 606 mm，該林地為杉木二茬皆伐Ⅲ類立地，土壤較瘠薄。造林苗木地徑0.5 cm、苗高30 cm的木荷裸根苗，造林株行距2 m×2 m，連續撫育管理4年，第5年2月開展除叉干和修枝試驗，第10年開展調查分析。

1.2 試驗設計

試驗以不除叉干與不修枝(T1)為對照，除叉干與修枝(T2：清除所有叉干、修剪樹干1/3以下的側枝)、除叉干與不修枝(T3：清除所有叉干)的兩種樹體管理措施，在供試5年生的木荷幼林中，選取立地與林木生長相對一致的地塊，每個地塊內隨機設置3個處理，每個處理順坡6行、每行10株、計60株，3次重復，參試樹木540株。木荷修剪前生長與分叉情況由表1可知，木荷的樹高、胸徑、枝下高平均分叉率差異不顯著，表明木荷在試驗區域內的生長相對一致，試驗前分叉率37.78%～40.12%，分叉干數為1～5干，集中1～2干間。

表1 木荷修剪前生長與分叉情況統計表

注：大寫字母不同代表極顯著性差異(P<0.01)，小寫字母不同代表顯著性差異(P<0.05)

1.3 林分調查和數據處理

在修剪試驗后的第5年對試驗林地進行生長及分枝性狀全面調查，測定指標包括樹高、胸徑、冠幅、樹干通直度、分枝性狀( 枝下高、最大分枝角、最大分枝粗和分叉干數) 等。樹干通直度分為通直、較通直、一般、彎曲、嚴重彎曲5級，分別記分為5、4、3、2 和1，數字越大越通直。叉干統計：在胸高1.3 m以下，與主干的夾角小于30°，高度達到主干的1/2～2/3，并與主干形成明顯的競爭關系的側枝，記為叉干。木荷材積計算：[20]

V=0.000 068 01D1.865 613H0.918 129

其中：V為單株材積(m3)；D為單株胸徑(cm)；H為單株樹高(m)。

2 結果與分析

2.1 不同修剪強度對木荷生長的影響分析

由表2可知，處理1(不除干、不修枝)、處理2(除干、修枝)和處理3(除干、不修枝)木荷生長性狀和形質性狀均存在顯著或極顯著差異，其中，木荷胸徑、樹高、材積、枝下高、樹干通直度、平均分叉干數和平均分叉率存在極顯著差異；冠幅、最大分枝粗和最大分支角度存在顯著性差異。

處理2(除干、修枝)胸徑、樹高和材積分別高出處理1(不除干、不修枝)50.06%、29.46%和170.28%；處理2冠幅、枝下高、最大分枝粗和樹干通直度分別高出處理1的11.25%、95.38%、15.69%和32.04%；處理1的最大分支角度、平均分叉干數、分叉率分別是處理2的1.13倍、14.55倍和17.00倍。

處理3(除干、不修枝)的胸徑、樹高和材積分別高出處理1(不除干、不修枝)的24.68%、19.17%和77.28%；處理3的冠幅、枝下高、最大分枝粗和樹干通直度分別高出處理1的3.52%、50.77%、2.50%和28.86%；處理1的最大分支角度、平均分叉干數和分叉率分別是處理3的1.07倍、2.06倍和2.34倍。

處理2(除干、修枝)的胸徑、樹高和材積分別高出處理3(除干、不修枝)的20.35%、8.64%和52.46%；處理2的枝下高、最大分枝粗和樹干通直度分別高出處理3的29.59%、12.86%和0.34%；處理3的冠幅、最大分支角度、平均分叉干數和分叉率是處理2的1.08倍、1.06倍、7.43倍和7.26倍。

處理2木荷幾乎無分叉，處理3木荷分叉數1～2叉，分叉率為16.11%；處理1木荷分叉數1～5叉，分叉率為37.78%。表明通過對木荷的修枝+除干處理和不修枝、除干處理，均可顯著減少木荷分叉和提高木荷的材質性狀，從而提高木荷材積產量，但修枝+除干處理對木荷的生長性狀和材質性狀效果最好。

表2 木荷的生長性狀和形質性狀生長分析

2.2 木荷性狀間的相關性分析

由表3可知，最大分枝角度、平均分叉干數與生長性狀(胸徑、樹高和材積)的相關系數是-0.95～-1.00，且最大分枝角度、平均分叉干數與胸徑、樹高和材積存在顯著或極顯著負相關，在栽培過程中使用營林手段，減少木荷分叉可提高木荷的生長量。冠幅、枝下高、最大分枝粗、樹干通直度與胸徑、樹高和材積的相關系數是0.57～0.96，表明冠幅、枝下高、最大分枝粗、樹干通直度與胸徑、樹高和材積呈正相關，表明早期對木荷修枝，以較少枝節，是培育優質干材必要管理措施。

表3 木荷的生長性狀和形質性狀相關系數

*和**分別表示顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)相關性。

2.3 木荷形質性狀與材積的通徑分析

通過通徑分析，可觀察各性狀對木荷材積的貢獻大小及作用途徑。由表4可知，對木荷材積的直接影響力大小順序依次為：平均分叉干數(1.826 1)>冠幅(1.079 6)>枝下高(0.597 8)>最大分枝角度(0.491 8)>最大分枝粗(0.428 5)>樹干通直度(0.415 6)。

平均分叉干數對材積的直接通徑為P=1.826 1，相關系數為-0.99，平均分叉干數的間接系數為-0.508 7，可見，平均分叉干數對材積的影響是以直接作用為主，減水陸交錯帶蘆葦根系表型與解剖結構的差異少木荷分叉干數是增加材積的重要因素。

冠幅對材積的直接通徑為P=1.079 6，相關系數為0.73；枝下高對材積的直接通徑為P=0.597 8，相關系數為0.72，表明冠幅和枝下高對材積的影響是以直接作用為主，因此，修枝對木荷的干材培育也是重要因素之一。

最大分枝粗對材積的直接通徑為P=0.428 5，最大分枝角度對材積的直接通徑為P=0.491 8，所以，最大分枝粗和最大分枝角度對材積的影響以間接作用為主，并間接通過冠幅(P=0.605和P=0.868 8)對材積產生影響。樹干通直度對木荷的材積的直接通徑為P=0.415 6，相關系數為0.96，表明，樹干通直度對材積的影響是以直接作用為主。所以，通過合理的栽植密度、除干、修枝等營栽培技術來控制木荷的冠幅和保持干材的樹干通直度是培育優良材質木荷的重要保證。

表4 木荷形質性狀與材積的通徑系數

3 結論與討論

除干、修枝，除干、不修枝的枝下高分別比不除干、不修枝高出95.38%、50.77%；除干、修枝的枝下高比除干、不修枝只高出29.59%，表明單軸分枝特性的木荷，幼年頂端優勢不明顯是由于木荷分叉造成的，但經過除干后的生長，木荷的頂端優勢日趨明顯，自然整枝能力也日趨明顯增強。已有研究表明，不修剪木荷造林叉干率在36%以下[12,13,19]，且林地內木荷在開展試驗前平均分叉率37.78%～40.12%，木荷分叉的主要原因是試驗苗為裸根苗、造林當年干旱、試驗地立地條件差、蟲害(卷葉蛾、空舟蛾)等因素刺激了木荷根際的大量潛伏芽，萌發很多萌芽條，造成一樹多干[21]，但試驗地木荷成活率在90%以上，表明木荷耐貧瘠、耐干旱、造林容易成活、適應性強，可作為生態脆弱區修復的一個重要樹種。 傅祥久[18]研究發現，修枝適宜在5年生左右進行，但本研究發現木荷的平均分叉高度為43.13～44.14 cm，王秀花[19]等在研究木荷人工林時也發現木荷分叉高度主要在50 cm以下，表明木荷出現分叉主要是在造林初，應在造林后的前2年開展對木荷進行除叉干、修大枝、抹芽等撫育措施，這樣更有利于提高木荷的生長量和干材質量。

在造林第5年開展除干、修枝試驗，木荷的樹形基本成型。不修剪的木荷，其分叉率基本不變；通過除干、修枝處理可以有效消除分叉形象，其分叉率為2.22%，可能是在操作的過程中遺漏造成的；通過除干、不修枝處理使得分叉率大大降低，在除干后，出現新的分叉干主要是因為除干后，在胸高以下的大側枝在生長空間和光照條件更加優越，木荷側枝在光照刺激下容易發生副梢，形成分叉干[18]，最后形成與主干競爭的新叉干。表明木荷分叉性狀遺傳力較低，易受外界環境的影響，這與辛娜娜等的研究結果相似[2]。

通過相關性分析和通徑分析，木荷的生長性狀和形質性狀分別存在顯著或極顯著的相關性，對木荷材積和材質最直接影響力為平均分叉干數(1.826 1)和冠幅(1.079 6)。除干后對木荷胸徑影響顯著，可以有效把更多養分集中到主干生長上，促進胸徑生長；修枝不但可以避免除干后，基部側枝形成新叉干，而且對木荷樹高生長影響顯著，修枝后減少光合作用低下的無效枝葉和增強頂端優勢，促進樹高生長，最后顯著提高木荷材積增長量；同時，除干、修枝對木荷材質(樹干通直度、枝結等)影響顯著。

通過修枝、除干處理，可以有效控制木荷分叉情況；不修枝+除干處理，可以減少分叉干數，表明木荷分叉性狀可以通過撫育手段進行修正。由此可見：應盡早對木荷進行除干、修枝，減少分叉、減小1級側枝分枝角，提升枝下高，提高養分利用和增加光照強度，形成頂端優勢，促進木荷生長[22]；同時建議在木荷造林時，采用木荷容器苗在適宜的立地條件的林地造林，結合幼林撫育時開展1～2次除干、修枝處理，能夠使干材生長與優質干形培育相對協調發展，提高木材材積、等級和利用價值。