不同馬尾松無性系測定林生物量及養(yǎng)分積累的比較

吳鵬飛，劉愛琴*，蔣 建，蔡麗平，馬祥慶，陳友力，林文獎(jiǎng)

(1．福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建福州350002;2．福建省漳平五一國有林場，福建漳平364400)

馬尾松(Pinus massoniana)是荒山荒地造林先鋒樹種，分布范圍廣，具廣闊且重要的遺傳改良特性(季孔庶等，2011)。長期以來國內(nèi)學(xué)者對(duì)馬尾松良種選育的研究甚多，篩選出的許多優(yōu)良基因型大大地提高了馬尾松人工林的生產(chǎn)力。但由于傳統(tǒng)的良種選育比較注意速生性，多是從馬尾松的生長性狀(楊章旗，2006;劉青華等，2009;胡集瑞，2008)、材質(zhì)特性(周志春等，1993;鄭仁華等，2002;季孔庶等，2005)等方面進(jìn)行選擇，較少考慮林木對(duì)土壤養(yǎng)分的消耗。目前選育出的有些速生種源和無性系是以犧牲林地養(yǎng)分為代價(jià)來獲得高產(chǎn)，易導(dǎo)致林地地力衰退(吳鵬飛和馬祥慶，2009;馬祥慶和梁霞，2004)。因此篩選出既速生又有較高養(yǎng)分利用效率的馬尾松基因型，對(duì)于減輕速生樹種生長對(duì)林地肥力壓力和緩解南方人工林連栽生產(chǎn)力下降具有重要的理論和實(shí)踐意義。

本文選擇福建漳平五一國有林場7年生馬尾松無性系測定林為研究對(duì)象，通過對(duì)參試40個(gè)馬尾松無性系不同營養(yǎng)器官的生物量及N、P、K含量進(jìn)行測定，分析不同無性系養(yǎng)分積累量的差異，擬篩選出豐產(chǎn)且養(yǎng)分消耗較小的無性系，為今后造林生產(chǎn)實(shí)踐及科學(xué)研究提供科學(xué)試材。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省漳平五一國有林場梅水坑工區(qū)，地處福建省西南部，東經(jīng)117°35＇，北緯25°15＇，中亞熱帶南緣，氣候溫暖濕潤，年均氣溫20．3℃，年均降雨量1509 mm，無霜期310 d以上，海拔350-400 m，立地條件Ⅱ類。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

2．1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1998年進(jìn)行不同馬尾松無性系造林試驗(yàn)，材料來自福建沙縣官莊林場和漳平五一林場種子園混合種選育的馬尾松優(yōu)良無性系(M1-M40)。1997年春季進(jìn)行無性系扦插培育，次年春季選擇長勢均一、無病蟲害健壯苗木上山栽植。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)5個(gè)區(qū)組，每一區(qū)組內(nèi)安排40個(gè)不同馬尾松無性系，每個(gè)無性系4株，水平帶狀整地，株行距2 m×2 m。造林后前3年，每年進(jìn)行2次撫育。

2．2 試驗(yàn)方法

2005年對(duì)7年生不同馬尾松無性系測定林進(jìn)行每木檢尺及樹高測定，以平均標(biāo)準(zhǔn)木法選擇平均木，每個(gè)無性系選擇2株。地上部采用分層切割法，分別測定葉、枝、干、皮的鮮重;地下部采用全挖法，分別測定根樁、粗根(＞0．5 cm)、細(xì)根(≤0．5 cm)的鮮重。隨機(jī)抽取樣品帶回室內(nèi)，烘干測定后換算成為干物質(zhì)重，并進(jìn)行養(yǎng)分分析。采用凱氏法測N，鉬蘭比色法測P，火焰光度計(jì)法測K，每個(gè)樣品重復(fù)3次(國家林業(yè)局，2000)。

2．3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果分析，表中數(shù)據(jù)為2株平均木不同器官生物量及養(yǎng)分含量測定結(jié)果的平均值。

3 結(jié)果與分析

3．1 不同馬尾松無性系生物量的比較

不同馬尾松無性系生物量存在較大差異(表1)。40個(gè)無性系全株生物積累量平均為15．94 kg·株-1，大于平均產(chǎn)量的無性系占總數(shù)50．00%。其中M7號(hào)無性系的生物量最大，M1號(hào)無性系最小，前者是后者的5．01倍。若選擇全株生物量大于平均產(chǎn)量20%以上者為經(jīng)濟(jì)效益較高無性系，則有14個(gè)無性系入選，占參試總數(shù)的35．0%。

從不同器官生物分配量來看，不同無性系間差異明顯(表1)。干材高產(chǎn)量是人工林經(jīng)營的主要目標(biāo)，不同無性系的干材分配量為2．81-14．71 kg·株-1，其中大于平均產(chǎn)量20%以上的無性系共12個(gè)，占參試總數(shù)的30．0%。根的生物量大小是林木吸收土壤養(yǎng)分的主要限制因子之一，M7號(hào)無性系根的生物量最大，是不同無性系根平均生物積累量的1．74倍?？偟目磥恚煌鞴偎急壤笮∨判?yàn)?干＞枝＞根＞葉＞皮。

表1 參試馬尾松無性系不同器官生物量的比較(kg·株－1)Table 1 Comparison of biomass among different organs of the tested P．massoniana clones

3．2 不同馬尾松無性系各器官養(yǎng)分含量的比較

不同馬尾松無性系各器官養(yǎng)分含量存在明顯差異(表2)。葉是林木進(jìn)行光合作用的主要場所，其N、P、K含量均最高，干器官養(yǎng)分含量最低。干器官的N含量在0．58-1．08 g·kg-1之間，P含量在0．06-0．17 g·kg-1之間，K 含量在0．24-0．65 g·kg-1之間。從參試 40 個(gè)無性系不同器官養(yǎng)分含量高低順序來看，N營養(yǎng)含量表現(xiàn)為葉＞細(xì)根＞皮＞枝＞粗根＞根樁＞干，P含量的高低順序依次為:葉＞皮＞枝＞細(xì)根＞粗根＞根樁＞干，K含量在各器官中的高低順序依次為:葉＞皮＞細(xì)根＞枝＞粗根＞根樁＞干。

表2 參試馬尾松無性系不同器官養(yǎng)分含量的比較(g·kg－1)Table 2 Comparison of nutrient content among different organs of the tested P．massoniana clones

3．3 不同馬尾松無性系養(yǎng)分積累的比較

不同馬尾松無性系測定林的養(yǎng)分積累量存在較大差異(表3)。N積累量最高的是M7號(hào)無性系，為188．76 kg·hm-2，最低的是M29 號(hào)，比前者小164．96 kg·hm-2;P 積累量最高的是 M30 號(hào)，最低的是M29號(hào)，兩者相差15．69 kg·hm-2;K積累量最高的是M30號(hào)無性系，達(dá)到97．20 kg·hm-2，最低的是M29號(hào)，僅為17．24 kg·hm-2。從林分養(yǎng)分總積累量來分析，M7號(hào)最高，M29號(hào)最低，兩者相差254．42 kg·hm-2。若選擇全株N、P、K積累量分別小于平均值20%以上者為消耗土壤肥力較少無性系，則分別有16、15、14個(gè)無性系入選。

表3 參試馬尾松無性系測定林養(yǎng)分積累量的比較(kg·hm－2)Table 3 Comparison of nutrient accumulation among the tested P．massoniana clones plantations

從表3可看出，N、P、K在馬尾松無性系林分葉積累量均為最大，皮最低，干和枝平均積累量差異不明顯，其中N在各器官的積累量由高到低的次序?yàn)?葉＞干＞枝＞根＞皮;P和K均為:葉＞枝＞干 ＞根 ＞皮。參試40 個(gè)無性系N、P、K 養(yǎng)分積累平均值分別為80．65 kg·hm-2、50．88 kg·hm-2和10．13 kg·hm-2，可見馬尾松無性系林分生長對(duì)土壤N營養(yǎng)的消耗量最高，其次是K，P營養(yǎng)最少。從干材養(yǎng)分積累量來看，N、P、K積累量小于平均值20%以上的無性系分別為14、38、35個(gè)，分別占供試總數(shù)的35．0%、95．0%和87．5%。

4 討論

(1)40個(gè)參試馬尾松無性系全株生物量5．76-28．83 kg·株-1，當(dāng)以全株生物量最大的20%無性系為生產(chǎn)力較高基因型時(shí)，M7、M26、M30、M14、M4、M22、M13和M5入選，這8個(gè)無性系平均全株生物量為24．40 kg·株-1，初步判斷可在我國南方土壤肥力條件較好的林區(qū)推廣造林。

(2)參試無性系不同器官生物量所占比例大小排序?yàn)?干＞枝＞根＞葉＞皮。不同無性系的干材分配量為2．81-14．71 kg·株-1，其中大于平均產(chǎn)量20%以上的無性系占參試總數(shù)的30．0%。

(3)不同馬尾松無性系林分的養(yǎng)分積累量差異明顯。若選擇全株N、P、K積累量分別小于平均值20%以上者為消耗地力較少無性系，則分別有16、15、14個(gè)無性系入選。由于干材是帶出林地的主要營養(yǎng)器官，從干材養(yǎng)分積累量來看，N、P、K積累量小于平均值20%以上的無性系分別為14、38、35個(gè)。

(4)綜合考慮參試馬尾松無性系測定林的生物量與養(yǎng)分積累量，M18號(hào)無性系的生物產(chǎn)量較高，而N積累量小于平均值的20%，初步判斷為N營養(yǎng)利用效率較高基因型。M4、M5、M7、M9、M13、M14、M18、M22、M23、M26和M30無性系的干材生物量大于平均值20%，但P和K營養(yǎng)積累量均小于平均值的20%，屬于對(duì)林地養(yǎng)分消耗較小的高產(chǎn)無性系，可作為馬尾松營養(yǎng)遺傳學(xué)方向研究的良好試材。

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