不同密度下2年生與3年生山桐子苗木質量分析

田凱欣,喬明奎,張夢醒,靳超,李鵬程,劉震,李志,蔡齊飛,耿曉東,王艷梅*

不同密度下2年生與3年生山桐子苗木質量分析

田凱欣1,喬明奎2,張夢醒1,靳超1,李鵬程1,劉震1,李志1,蔡齊飛1,耿曉東1,王艷梅1*

1. 河南農業大學林學院, 河南 鄭州 450046 2. 國有南召林場資源管理股, 河南 南陽 474650

為探究不同密度下山桐子苗木生長質量的差異，本研究以濟源種源山桐子為試驗材料，先在穴盤中播種，再按30×20 cm（密度1）、10×20 cm（密度2）、4×20 cm（密度3）3種株行距進行移栽。采用標準行法調查不同密度下2年生與3年生山桐子苗木的質量生長狀況。2年生密度1的地徑、根幅和主根長度均最大，分別為12.92 mm、47.85 cm和27.25 cm，且顯著高于密度2和密度3。采用平均值±標準差法對苗木進行分級，得出2年生Ⅰ級苗的標準為苗高＞80.83 cm、地徑＞8.71 mm，且在3個密度中Ⅰ級苗所占比例最大的密度為密度1，占比50.4%，合格苗占比80.8%；3年生密度1的地徑、根幅、主根長度和Ⅰ級側根數均最大，分別為11.73 mm、51.94 cm、34.05 cm和9.00，且顯著高于密度2和密度3。采用平均值±標準差法得出3年生Ⅰ級苗的標準為苗高＞91.56 cm、地徑＞10.93 mm，且在3個密度中Ⅰ級苗所占比例最大的密度為密度1，占比54.5%，合格苗占比95.4%。苗木各生長指標之間以及栽植密度與生長指標之間均存在一定相關性，且栽植密度與苗木的苗高和地徑存在極顯著相關性（＜0.01）。根據苗高和地徑兩個形態指標，以及將Ⅰ、Ⅱ級苗視為合格苗，其占比之和大于等于80%的密度為較適宜的栽植密度，得出2年生與3年生優質苗木所占比最高的密度均為密度1，且由于密度1密度過小，種間競爭也較小，因此株數保存率最高，為91.7%。綜合評定，2年生與3年生山桐子苗木較為合理的栽植密度均為密度1(30×20 cm)。

山桐子; 樹木密度; 苗木分級

山桐子()被稱為油葡萄、水冬瓜等，是大風子科（Flacourtiaceae）山桐子屬（）落葉喬木，是新興的木本油料樹種，也可以作為用材和觀賞樹種，被譽為“美麗的樹上油庫”[1,2]。山桐子作為油材兼用樹種具有巨大的產業發展前景[3]，對解決食用油和木材利用短缺等“卡脖子”問題至關重要。目前對山桐子的研究主要集中在生物學特性、生態學特性、種子與果實化學成分分析、加工利用以及栽培繁殖等方面，對苗木質量分析與評價的研究還鮮有報道。苗木質量評價一直是國內外林學研究的重點之一[4,5]。苗木質量的優劣在很大程度上決定造林的成敗[6]，選擇高質量的苗木是造林成功的關鍵。目前山桐子主要以實生苗繁殖為主[7]，組培、扦插等繁殖技術應用較少。實生苗繁育過程中密度對苗木質量和產量有重要影響，適宜的栽植密度對提高苗木質量和造林成活率[8,9]具有十分重要的意義[10,11]。苗木質量主要通過苗木的形態指標和生理指標進行評價，其中形態指標更容易觀察和測定[12]。因此本研究進行了山桐子不同栽植密度的試驗，探討不同栽植密度下2年生與3年生山桐子苗木生長質量的差異，進而篩選出最適宜的栽植密度，為提高山桐子苗木質量、提升造林成效、增加土地利用率和經濟效益，減少造林成本等提供技術參考與理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于鄭州市管城回族區山桐子苗圃地，地理位置為東經113°40'、北緯34°40'，海拔109 m。土壤為潮土，地表水與地下水水質狀況較好，屬碳酸鈣水型，其pH值約為7.0，礦化度低。年平均氣溫14.5 ℃，年平均無霜期230 d、日照2052.6 h，年均降水量為650.1 mm，冬季平均溫度-1.5 ℃，夏季平均溫度為27.5 ℃[13]。

1.2 試驗材料

本試驗苗木繁育的種子來源于濟源種源山桐子，2018年10月進行果實采集與調制，之后將種子清洗干凈，浸泡4 h，再使用濃度為3%的高錳酸鉀溶液浸種0.5 h消毒，取出后沖洗干凈在5 ℃的人工氣候箱中放置60 d，進行低溫催芽。2019年3月穴盤中進行播種育苗，出苗后根據每個密度設定的株行距進行移栽。移栽后對苗木采用統一的管理方式，定期除草，澆水，3-7月遮蔭，8月底撤去遮陽網。2020年3月生長為1年生苗木，在2021年和2022年的3月分別進行數據的測定。

1.3 試驗方法

采用完全隨機區組試驗設計。圖1為小區分布示意圖，在整個試驗地設置3個區組，每個區組的面積均為0.1 hm2，3個區組分別均勻設置3個處理（密度1、密度2和密度3），共9個小區（1-1、1-2、1-3；2-1、2-2、2-3；3-1、3-2、3-3），3個處理的株行距分別為30×20 cm、10×20 cm和4×20 cm，苗木數量分別為24000株、54000株和156000株，單位面積（1 m2）上苗木數量分別為24株、54株和156株。每個處理四周均設兩行以上的保護行，每區組四周均設6 m以上的保護帶。在2021年和2022年分別在9個小區中每隔10行選1行作為標準行，再在標準行上隨機選5 m的地段進行苗木質量狀況的測定。

生長指標測定方法：各密度生長指標均同時間測定。同時測量不同密度試驗小區中所選標準行的全部苗高和地徑。苗高使用卷尺測量，精確到0.1 cm，地徑使用電子游標卡尺測量，精確到0.01 mm。根據測量出來的各密度的苗高和地徑，計算出各密度山桐子苗木的平均苗高和平均地徑，采用平均值±標準差法確定苗木的質量分級標準[14]。根據苗木分級標準在每個密度的試驗小區內分別同時挖取6株標準株，將標準株完整挖取出來，用清水沖洗干凈地上部分和地下部分，吸水濾紙吸取苗木表面水分，將地下部分平鋪于地面，用直尺測量主根長度和根幅，記錄大于5 cm的Ⅰ級側根數量，將苗木分為根、莖、葉3部分，分別用天平稱量其鮮重，再用報紙分裝包好，放置于105 ℃烘箱中保持30 min，再調至85 ℃烘至恒重，最后稱取各部分干重，得到苗木各部分生物量[15]，并計算莖根比（莖根比=地上生物量/地下生物量）。

表 1 3種栽植密度和株行距

圖 1 小區分布示意圖

圖2 不同密度類型

圖 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

圖 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 數據統計與處理

利用Excel軟件對數據進行整理，采用SPSS 26.0軟件對不同密度生長狀況（苗高、地徑、根長、根幅、高徑比等）進行方差分析（單因素ANOVA檢驗）獲取平均值和誤差。若差異顯著，則用鄧肯多重比較法在0.05水平下進行多重比較（LSD），之后采用Pearson相關性分析得出苗高、地徑、主根長度、根幅、地上生物量、地下生物量、全株生物量的相關性。

2 結果與分析

2.1 不同栽植密度的苗木生長差異分析

栽植密度是影響苗木生長的重要因素，苗木間空間距離的大小對其個體間競爭的大小有較大影響，是造成苗木苗高、地徑等表現出差異性的關鍵原因。苗高、地徑和高徑比都是衡量苗木生長和質量的主要指標[16]。由表2可知，2年生苗木中，地徑、根幅和主根長度均隨密度的增大而減小，且密度1的地徑和根幅與密度2和密度3差異顯著（<0.05），主根長度與密度2和密度3差異不顯著（>0.05）。密度1的地徑比密度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%；主根長度比密度2高出了13.8%，比密度3高出了42.9%。苗高均隨密度的增大呈略升高的趨勢但差異不顯著（>0.05）；Ⅰ級側根數隨密度的增大呈先略升高后降低的趨勢但差異不顯著（>0.05）；高徑比隨密度的增大呈逐漸增大的趨勢，密度1的高徑比與密度2和密度3分別差異顯著（<0.05），密度1的高徑比比密度2低出了84.4%，比密度3低出了204.2%。密度越大，光照強度就越低，苗木生長就越緩慢，地徑越纖細，高徑比越大，其苗木質量就越低劣；密度越小，高徑比越小，苗木就越健壯，造林成活率就越高[17]。綜合各生長指標，2年生苗木最佳的栽植密度為密度1（30×20 cm）。

表 2 不同栽植密度對2年生苗木生長的影響（平均值±標準差）

注：不同字母表示不同處理間在0.05水平上是否有顯著差異，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，地徑、主根長度、側根數和根幅均隨密度的增大而減小。密度1的地徑和Ⅰ級側根數與密度2和密度3差異顯著（<0.05），且密度2和密度3差異不顯著（>0.05）。密度1的地徑比密度2高出了45.4%，比密度3高出了53.7%，Ⅰ級側根數比密度2高出了45.9%，比密度3高出了54.4%；密度1的主根長度和根幅與密度2差異不顯著（>0.05），與密度3差異顯著（<0.05），主根長度和根幅分別比密度2高出了22.4%和23.1%，分別比密度3高出了64.7%和50.4%；苗高隨密度的增大呈逐漸升高的趨勢但差異不顯著；高徑比隨密度的增大呈逐漸增大的趨勢，密度1的高徑比與密度2和密度3差異顯著（<0.05），密度1的高徑比比密度2低出了149.4%，比密度3低出了225.3%，密度越大，高徑比越大，苗木就越細高，苗木質量就越差；密度越小，高徑比越小，苗木就越健壯，造林成活率就越高。綜合各生長指標，3年生苗木最佳的栽植密度為密度1（30×20 cm）。

表 3 不同栽植密度對3年生苗木生長的影響（平均值±標準差）

圖 5 2年生苗木

圖 6 3年生苗木

2.2 苗木生長狀況相關性分析

相關性分析可了解各性狀指標間的相關性性質(正或負相關)及其相關性大小[18]，各性狀間的相關性可體現其相互有促進或制約關系，選擇育種時應綜合考慮[19]。由表4可知，山桐子苗木的苗高與地徑、地上生物量等存在極顯著正相關關系（<0.01）；地徑與地上生物量、地下生物量等存在極顯著正相關關系（<0.01）；主根長度與根幅、地上生物量等存在極顯著正相關關系（<0.01）；>5 cm的Ⅰ級側根數和根幅與苗木的地上生物量、地下生物量等均存在極顯著正相關關系（<0.01）。

表 4 2年生各生長指標相關關系

注：* 表示相關性顯著（<0.05），**表示相關性極顯著（<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與地徑、地上生物量存在極顯著正相關（<0.01）；地徑與主根長度、地下生物量等存在極顯著正相關（<0.01）；主根長度與地下生物量、全株生物量存在極顯著正相關；>5 cm的Ⅰ級側根數和根幅與苗木的地上生物量、地下生物量等均存在極顯著正相關關系（<0.01）；綜上可知，2年生與3年生苗木各生長指標之間均存在一定的相關性。說明所選取的生長指標對苗木質量分析有意義。

表 5 3年生各生長指標相關關系

2.3 栽植密度與各生長狀況相關性分析

苗高、地徑和高徑比都是衡量苗木生長和質量的主要指標。由表6、7可知，2年生苗木的栽植密度與苗木的苗高、地徑等均存在極顯著正相關（<0.01）。苗高與地徑、莖根比均存在極顯著正相關（<0.01），苗高與高徑比存在顯著正相關（<0.05）。3年生苗木的栽植密度與莖根比存在顯著正相關（<0.05）；苗高與高徑比存在顯著正相關（<0.05）。綜上可知，高徑比與栽植密度呈正相關，表明苗木質量與栽植密度呈負相關，即栽植密度越大，苗木質量越差。

表 6 2年生栽植密度與生長指標相關關系

表 7 3年生栽植密度與生長指標相關關系

2.4 山桐子苗木分級

對不同栽植密度下2年生與3年生苗木的抽樣樣本數據進行正態分析，采用平均值±標準差法對苗木進行分級[20-24]（表8、9）：2年生Ⅰ級苗：苗高>80.83 cm、地徑>8.71 mm；Ⅱ級苗：苗高80.83～52.19 cm、地徑8.71～5.55 mm；Ⅲ級苗：苗高<52.19 cm、地徑<5.55 mm。3年生Ⅰ級苗：苗高>91.56 cm、地徑>10.93 mm；Ⅱ級苗：苗高91.56～61.03 cm、地徑10.93～7.78 mm；Ⅲ級苗：苗高<61.56 cm、地徑<7.78 mm。

表 8 2年生苗木分級標準

表 9 3年生苗木分級標準

由于苗木間存在個體差異，部分苗木的苗高和地徑不能同時處于劃分的同一等級內，若兩者其中一個指標未達標，則以地徑所屬級別為標準[25]。根據此分類統計總樣本數得出不同栽植密度下2年生與3年生各級苗所占比例（表10）：2年生密度1的Ⅰ級苗占比50.4%，Ⅱ級苗占比30.4%，Ⅲ級苗占比19.1%；密度2的Ⅰ級苗占比8.9%，Ⅱ級苗占比38.0%，Ⅲ級苗占比46.0%；密度3的Ⅰ級苗占比18.4%，Ⅱ級苗占比36.7%，Ⅲ級占比50.7%。3年生中密度1的Ⅰ級苗占比54.5%，Ⅱ級苗占比40.9%，Ⅲ級占比4.6%；密度2的Ⅰ級苗占比33.3%，Ⅱ級苗占比29.2%，Ⅲ級苗占比37.5%；密度3的Ⅰ級苗占比11.4%，Ⅱ級苗占比28.4%，Ⅲ級苗占比60.2%。2年生苗木中，密度1的合格苗率為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的合格苗率為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%。根據苗木分級可知，2年生與3年生苗木較為合理的栽植密度均為密度1。

表 10 不同密度下2年、3年生各級苗所占比例

3 討論與結論

在不同密度下2年生苗木差異分析中得知，密度1的平均地徑、根幅和主根長度均最大，顯著高于密度2和密度3，且在3個密度中Ⅰ級苗所占比例最大的密度為密度1，占比50.4%。采用平均值±標準差法對苗木進行分級，2年生Ⅰ級苗的標準為苗高>80.83 cm、地徑>8.71 mm；在不同密度下3年生苗木差異分析中得知，密度1的平均地徑、根幅、主根長度和Ⅰ級側根數均最大，顯著高于密度2和密度3，且在三個密度中Ⅰ級苗所占比例最大的密度為密度1，占比54.5%。采用平均值±標準差法得出3年生的Ⅰ級苗標準為苗高>91.56 cm、地徑>10.93 mm。研究結果表明，在2年生與3年生山桐子苗木各生長指標相關性分析中，苗木各生長指標之間以及栽植密度與各生長指標之間均存在一定相關性。不同栽植密度對2年生與3年生山桐子苗木質量的影響主要體現在苗木的地上部分，即苗高和地徑，以地徑和苗高作為苗木質量評價和分級的主要指標，是科學研究和實際工作中的一致結論[26]。綜合苗高和地徑兩個形態指標，以及將Ⅰ、Ⅱ級苗視為合格苗，其占比之和大于等于80%的密度為較適宜的栽植密度[27]，可知2年生與3年生苗木中合格苗所占比例最高的密度均為密度1，分別占比80.8%和95.4%；密度2的合格苗占比分別為46.9%和62.5%；密度3的合格苗占比分別為55.1%和39.8%。密度1、密度2和密度3的單位面積播種株數分別為24株、54株、156株；保存株數分別為22株、48株、88株；保存比率分別為91.7%、88.9%、56.4%。密度2和密度3株樹保存率較低的原因是由于密度過大，種間競爭較為激烈[28]，密度1是由于密度過小，種間競爭較小，因此株數保存率更高，死亡株數最少。綜上所述，在3個密度中，2年生與3年生山桐子苗木較為合理的栽植密度均為密度1，即株行距為30×20 cm的處理為最優。

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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

國家林業與草原局林業科學技術推廣項目:?豫濟’山桐子速生豐產優質栽培技術示范與推廣(GTH[2023]02號);2023年河南省專業學位研究生精品教學案例項目:現代森林培育理論與技術(YJS2023AL048)

田凱欣(1998-),女,在讀碩士研究生,主要研究方向為森林培育. E-mail:tiankaixin77@163.com

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