不同巖性土壤上馬尾松優(yōu)良種源育苗研究

陳婷敬，周運(yùn)超，楊乃坤，李華林

（貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

不同巖性土壤上馬尾松優(yōu)良種源育苗研究

陳婷敬，周運(yùn)超*，楊乃坤，李華林

（貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法在玄武巖、石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖和變余砂巖4種不同巖性發(fā)育土體上進(jìn)行都勻、桐棉、崇義、韶關(guān)、古蓬、上杭、基地6個(gè)不同地理種源馬尾松（Pinus massoniana）大田播種育苗試驗(yàn)。結(jié)果表明：馬尾松不同地理種源間存在極顯著的差異（Sig.＜0.01）；出苗最好的是上杭和都勻種源，幼苗生長(zhǎng)最好的是古蓬和桐棉種源；不同巖性發(fā)育的土壤對(duì)馬尾松大田育苗的影響達(dá)到極顯著水平，出苗率以玄武巖和變余砂巖上較好，長(zhǎng)石石英砂巖和石英砂巖上較差，幼苗苗高和地徑生長(zhǎng)狀況均以長(zhǎng)石石英砂巖最好，變余砂巖上最差，半年生幼苗平均苗高變幅為19.62 ～ 28.91 cm，平均地徑變幅為3.26 ～ 4.20 mm；都勻和崇義種源用變余砂巖做育苗土壤，廣西桐棉或古蓬種源用長(zhǎng)石石英砂巖作育苗土壤是提高馬尾松幼苗苗木質(zhì)量的較佳大田苗培育組合。

馬尾松；種源；不同巖性土壤；大田育苗

馬尾松（Pinus massoniana）是我國(guó)松屬樹種中分布最廣的鄉(xiāng)土樹種，具有速生、豐產(chǎn)、綜合利用程度高、纖維優(yōu)良等優(yōu)良特性，是我國(guó)主要工業(yè)用材樹種之一[1～2]。經(jīng)過多年研究，馬尾松速生豐產(chǎn)取得顯著效果，在我國(guó)南方形成了大批的速生豐產(chǎn)林基地。但目前仍然存在著大量的低效、低產(chǎn)林，究其原因主要是我國(guó)南方地質(zhì)地貌條件復(fù)雜多變，各種巖性土壤分布?jí)K小而雜亂。而在造林過程中馬尾松一直被作為先鋒樹種，采用飛播造林技術(shù)進(jìn)行跨地域的大面積造林[3]，以至于在造林過程中沒能適地適樹的進(jìn)行種源選擇。由于馬尾松地域性變異明顯，不同地理位置種源的生長(zhǎng)量與緯度（氣溫）呈一定的線性相關(guān)，具傾群漸變的趨勢(shì)[2]。篩選適宜的馬尾松優(yōu)良種源，對(duì)提高馬尾松造林質(zhì)量和林木生產(chǎn)力，促進(jìn)發(fā)展優(yōu)質(zhì)工業(yè)用材林具有十分重要的意義[4]。并且，隨著國(guó)家戰(zhàn)略地位的轉(zhuǎn)變，在從一個(gè)經(jīng)濟(jì)大國(guó)轉(zhuǎn)向生態(tài)大國(guó)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)文明建設(shè)同時(shí)推進(jìn)的情況下，馬尾松作為我國(guó)南方主要造林樹種如何同時(shí)發(fā)揮其在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)文明建設(shè)中的重要作用，關(guān)系重大。

從前人對(duì)6類不同巖性發(fā)育的土體上11年生馬尾松生長(zhǎng)和生物量研究可以看出，不同的巖性土壤對(duì)馬尾松的生長(zhǎng)效應(yīng)影響不同[5]，其研究結(jié)果表明，馬尾松幼樹在長(zhǎng)石石英砂巖和玄武巖上生長(zhǎng)良好，其下依次為石英砂巖、變余砂巖、第四紀(jì)紅色黏土和煤系硅質(zhì)砂頁(yè)巖，這種優(yōu)勢(shì)可以一直保持直至成林[6]。而土壤母巖巖性是否會(huì)影響馬尾松的育苗及其初期（半年）生長(zhǎng)、不同種源的馬尾松在不同土壤上育苗及初期生長(zhǎng)會(huì)有何不同至今未見報(bào)道。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了本次試驗(yàn)，意在解決上面兩個(gè)問題，從而為未來造林過程中更好地體現(xiàn)優(yōu)良種源的種源優(yōu)勢(shì)及良種壯苗培育提供技術(shù)支撐，為在不同土壤上選育適合其育苗和生長(zhǎng)的種源提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2013年4月在貴州大學(xué)林學(xué)院苗圃生態(tài)試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行。選取貴陽(yáng)市及其周邊地區(qū)分布最廣、馬尾松造林面積較多的土體，其母巖或母質(zhì)分別是：玄武巖、石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖和變余砂巖（表 1）。將這 4種不同巖性發(fā)育的土壤過篩（1 cm×1 cm），分別裝入長(zhǎng)×寬×深 = 4.0 m×1.2 m×0.5 m的石框內(nèi)。在播種前一周用0.5%的高錳酸鉀對(duì)土壤進(jìn)行消毒。

表1 不同巖性土壤的基本理化性質(zhì)Table 1 Physiochemical properties of the soils developed from different rocks

根據(jù)全國(guó)馬尾松種源前期試驗(yàn)的結(jié)果，分別選擇了在各地表現(xiàn)比較好的6個(gè)種源的種子開展本次研究，供試種源分別來自福建上杭、貴州都勻、江西崇義、廣東韶關(guān)、廣西古蓬和廣西桐棉，其中廣西古蓬、廣西桐棉和廣東韶關(guān)屬于南亞熱帶種源，其余3個(gè)均屬于中亞熱帶種源（表2）。

表2 各種源地位置與土壤、氣候條件Table 2 Geographical location, soil and climate of different provenances

1.2 方法

本試驗(yàn)采用雙因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，試驗(yàn)設(shè)4個(gè)重復(fù)。播種前將種子用0.3%的高錳酸鉀進(jìn)行消毒、陰干。于2013年4月26日進(jìn)行播種，播種方式為條播，播種密度為500粒/m2[7]。播種后20 d即5月15日開始記錄出苗情況，累計(jì)記錄，每周一次，6月14日完全出苗后結(jié)束記錄。完全出苗后開始間苗，間苗后密度為120株/m2。7月進(jìn)入速生期后開始隨機(jī)取樣跟蹤測(cè)量馬尾松幼苗的苗高和地徑，每個(gè)重復(fù)測(cè)量20株，每個(gè)處理測(cè)量80株。每30 d測(cè)量一次，共測(cè)4次。在此期間定時(shí)給苗澆水，晴天每天傍晚澆水一次，陰雨天不澆水。

土壤理化性質(zhì)分析均按中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所《土壤理化分析》操作。

測(cè)量數(shù)據(jù)根據(jù)隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析方法，用Excel、SPSS等軟件進(jìn)行相關(guān)性分析、方差分析和多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 最終出苗數(shù)量分析

表3 幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)與參試土壤因子相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of seedling growth and soil factors

由圖1可知，同一巖性發(fā)育的土壤上的不同種源馬尾松以及不同巖性發(fā)育的土壤上同一種源馬尾松最終出苗總量存在顯著差異。馬尾松出苗數(shù)量由其種子發(fā)芽率決定，6個(gè)種源在4類巖性土體的出苗量均與它們種子的氣候箱發(fā)芽率呈顯著正相關(guān)關(guān)系（圖1、表3），總體而言，除古蓬種源外，發(fā)芽率高的種源最終出苗數(shù)量多，發(fā)芽率低的種源最終出苗數(shù)量較少。同時(shí)，土壤巖性對(duì)馬尾松出苗情況有重大影響，并且對(duì)不同種源馬尾松影響不同。崇義種源除在變余砂巖上出苗率稍與其氣候箱發(fā)芽率持平，在其他3類巖性土體上的出苗率均比變余砂巖發(fā)芽率低。其他各種源除變余砂巖上的都勻和韶關(guān)種源以及玄武巖上的韶關(guān)種源比較接近其氣候箱發(fā)芽率以外，在4類巖性土體上的出苗率均遠(yuǎn)低于它們的氣候箱發(fā)芽率。說明不同種源馬尾松在大田育苗時(shí)對(duì)育苗土壤是有選擇適應(yīng)性。

圖1 各種源在不同巖性土壤上的最終出苗總量Figure 1 Seed germination of various provenances in different soil

2.2 幼苗生長(zhǎng)變量分析

2.2.1 種源間差異比較 對(duì)實(shí)驗(yàn)基地4類巖性土體上的6個(gè)種源半年生馬尾松幼苗進(jìn)行觀測(cè)，以每個(gè)種源在4類巖性土體上的苗高和地徑的觀測(cè)值進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表4、表5。從分析結(jié)果中可以看出：不同種源的馬尾松半年生幼苗苗高和地徑均存在極顯著的差異（Sig.＜0.01）。參試的4類巖性土壤上6個(gè)種源馬尾松半年生幼苗平均苗高為20.82 ～ 28.33 cm，平均地徑為3.29 ～ 3.89 mm，均達(dá)到了貴州省林業(yè)廳發(fā)布的主要造林樹種苗木質(zhì)量等級(jí)（其技術(shù)內(nèi)容與GB 6000-1999等效）標(biāo)準(zhǔn)中馬尾松苗木質(zhì)量等級(jí)Ⅱ級(jí)以上幼苗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。相比較而言，平均苗高最高的是古蓬種源，其次為桐棉種源。平均苗高最差的是都勻種源，僅為最高種源的71%。平均苗高變化規(guī)律為：古蓬 ＞ 桐棉 ＞ 上杭 ＞ 韶關(guān) ＞ 崇義 ＞ 都勻。平均地徑最粗的是上杭種源，其次是古蓬和韶關(guān)種源，平均地徑最差的是崇義種源，僅為最粗種源的85%。平均地徑變化規(guī)律為：上杭 ＞韶關(guān) = 古蓬 ＞ 桐棉 ＞ 都勻 ＞ 崇義。

2.2.2 土壤間差異比較 從表4、表5中可以看出：不同巖性土壤上半年生馬尾松幼苗生長(zhǎng)量差異達(dá)到極顯著的水平（Sig.＜0.01）。

表4 半年生馬尾松幼苗苗高和地徑方差分析Table 4 ANOVA on seedling height and ground diameter of 6-month P.massoniana seedlings

表5 半年生馬尾松幼苗苗高和地徑多重比較Table 5 Multiple comparisons of seedling height and ground diameter of 6-month P.massoniana seedlings

參試4類巖性發(fā)育的土壤上馬尾松半年生幼苗平均苗高為19.62 ～ 28.91 cm，平均地徑為3.26 ～ 4.20 mm。平均苗高最高的為長(zhǎng)石石英砂巖，最低的為變余砂巖。最高土體是最低土體的1.34倍。平均苗高排列順序依次為：長(zhǎng)石石英砂巖 ＞ 石英砂巖 ＞ 玄武巖 ＞ 變余砂巖。平均地徑變化規(guī)律與平均苗高變化規(guī)律相同，亦是長(zhǎng)石石英砂巖最粗，變余砂巖最差，最粗土體是最差土體的1.28倍。這一結(jié)果表明巖性土體對(duì)馬尾松育苗質(zhì)量有重要影響。經(jīng)過苗高、地徑與參試各土壤因子之間的相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：苗高與土壤容重之間表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)關(guān)系（相關(guān)系數(shù)為 0.989**）；而地徑與土壤 pH之間也表現(xiàn)出了顯著地負(fù)相關(guān)關(guān)系（相關(guān)系數(shù)為－0.910*）。

2.2.3 組合間差異分析 不同巖性土體與各種源組合的苗高及地徑生長(zhǎng)存在極顯著的差異（Sig.＜0.01）見表4、表5。苗高最佳組合為長(zhǎng)石石英砂巖與桐棉種源，平均苗高為35.23 cm，最高達(dá)到46.00 cm，長(zhǎng)勢(shì)最好；其次是玄武巖與古蓬種源，平均苗高為35.10 m，最高達(dá)到43.60 cm，長(zhǎng)勢(shì)較好；最差組合為玄武巖與崇義種源，平均苗高為16.54 cm，最高也只有25.40 cm，僅為最好組合的46.95%，長(zhǎng)勢(shì)最差。地徑最佳組合為長(zhǎng)石石英砂巖與桐棉種源，平均地徑為4.86 mm，最粗達(dá)到6.42 mm，長(zhǎng)勢(shì)最好；其次是石英砂巖與上杭種源和長(zhǎng)石石英砂巖與韶關(guān)種源，平均地徑均為4.42 mm，最粗的分別達(dá)到5.88 mm和7.30 mm；最差的組合是玄武巖與崇義種源，平均地徑為2.72 mm，最粗也只有3.84 mm，僅為最好組合的55.97%。這一結(jié)果表明針對(duì)不同的巖性土體選擇不同的馬尾松種源進(jìn)行育苗是可行的，效果顯著。

3 討論

本次馬尾松大田育苗試驗(yàn)結(jié)果顯示：各馬尾松種源間、各育苗土壤間以及種源與土壤組合間均存在著極顯著的差異（P＜0.01）。主要表現(xiàn)在出苗率和幼苗生長(zhǎng)兩方面。

影響種子出苗率的因素主要有種子發(fā)芽率、光照、溫度、播種深度、土壤濕度以及土壤質(zhì)地和物理性質(zhì)等[8～12]。本次試驗(yàn)中，我們對(duì)其它育苗因子進(jìn)行了初步統(tǒng)一，只設(shè)置了種源和土壤兩個(gè)因子變量。試驗(yàn)結(jié)果顯示：不同種源的種子發(fā)芽率不同，而不同巖性土壤的土壤性質(zhì)也有很大差異。經(jīng)過相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)6個(gè)參試種源在4類不同巖性土壤上的總出苗量均與其發(fā)芽率呈顯著正相關(guān)，與土壤容重和小顆粒含量分別呈負(fù)相關(guān)和正相關(guān)，但均不顯著。這說明出苗量受種源影響較為明顯，尤其是種子的千粒重，對(duì)種子的發(fā)芽率影響較大。另外，種子萌發(fā)不僅受種子自身生理的影響，還受土壤類型的影響。4類土壤上以變余砂巖和玄武巖上總出苗量較高，石英砂巖和長(zhǎng)石石英砂巖上較低。這主要是與各巖性土壤的物理性質(zhì)有關(guān)，變余砂巖和玄武巖所發(fā)育的土壤屬壤質(zhì)粘土，容重較小，土壤小顆粒含量高，質(zhì)地較松散，易于種子萌發(fā)。石英砂巖和長(zhǎng)石石英砂巖發(fā)育的土壤容重較大，土壤小顆粒含量低，且土壤表面容易板結(jié)，對(duì)種子萌發(fā)有不利影響[13]。

4類巖性土壤上不同種源馬尾松幼苗生長(zhǎng)差異顯著，主要表現(xiàn)是：①不同種源的馬尾松在同一巖性土壤上的苗高、地徑以及生長(zhǎng)速度差異顯著；②同一種源的馬尾松在不同巖性土壤上的苗高、地徑以及生長(zhǎng)速度差異顯著。

從種源來看，植物地理變異主要受氣候影響隨地理經(jīng)緯變化呈經(jīng)緯雙向變異。根據(jù)梁有旺和邵文豪等[14～15]對(duì)香椿（Toona sinensis）和無患子（Sapindus mukurossi）的種源測(cè)試，兩種植物幼苗苗高和地徑均呈負(fù)緯向變異和正經(jīng)向變異，且以負(fù)緯向變異為主；而劉志龍等[16]對(duì)不同種源麻櫟子（Cyclobalanopsis blakei）幼苗分析結(jié)果則是苗高、地徑和生物量均呈雙向漸變，經(jīng)正向變異且變化幅度較大，緯負(fù)向變異且變化幅度較小，經(jīng)度影響大于緯度。本次4種母巖發(fā)育的土壤上不同馬尾松種源育苗試驗(yàn)，種源間表現(xiàn)出極顯著的差異（Sig.＜0.01）。苗高南亞熱帶種源比中亞熱帶種源要好，變異明顯。地徑中亞熱帶東部種源比西部種源要好，南亞熱帶種源變異不明顯。與梁有旺等[15]對(duì)香椿種源測(cè)試得到的結(jié)果基本一致，與張水生[17]研究的馬尾松種源地理變異規(guī)律結(jié)果稍有差異，可能是中亞熱帶地區(qū)東西部氣候差異比南亞熱帶地區(qū)東西部氣候差異大所致[18]。

從土壤類型來看，不同巖性土壤上幼苗生長(zhǎng)差異達(dá)到極顯著水平。不同的土壤有其不同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，主要表現(xiàn)在土壤的容重、顆粒組成、孔隙度、持水力和土壤肥力等方面，土壤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)對(duì)幼苗生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定的影響[19～21]。本次在4類巖性土壤上對(duì)6個(gè)種源馬尾松進(jìn)行大田育苗實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：半年生幼苗的苗高和地徑均是長(zhǎng)石石英砂巖、石英砂巖兩種土壤上生長(zhǎng)相對(duì)較好，而玄武巖和變余砂巖上生長(zhǎng)相對(duì)較差。幼苗質(zhì)量除了地徑與土壤 pH呈現(xiàn)出顯著負(fù)相關(guān)，苗高與土壤容重呈現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)關(guān)系之外，與土壤氮、磷、鉀等其他營(yíng)養(yǎng)元素含量之間并沒有明顯相關(guān)關(guān)系。這證明了馬尾松的喜酸生態(tài)特性從幼苗時(shí)期就表現(xiàn)的非常明顯。主要原因可能是土壤的質(zhì)地、容重、小顆粒含量、松緊程度等對(duì)種子出苗率的影響，并影響苗木的生長(zhǎng)狀況。

4 結(jié)論

本次試驗(yàn)結(jié)果顯示：盡管參試各種源間、土壤間以及種源與土壤組合間均存在極顯著的差異（Sig.＜0.01），4類巖性土體上6個(gè)種源馬尾松半年生幼苗平均苗高為16.54 ～ 35.23 cm，平均地徑為2.72 ～ 4.86 mm。但幼苗的苗高、地徑等方面均達(dá)到了貴州主要造林樹種苗木質(zhì)量等級(jí)中馬尾松一年生幼苗苗木Ⅱ級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)（苗高≥15.00 cm，地徑≥2.00 mm），達(dá)到了造林移栽的標(biāo)準(zhǔn)。

（1）土壤母巖巖性對(duì)馬尾松種子出苗率有重大的影響。其中表現(xiàn)最突出的是都勻和上杭種源，其次是崇義和韶關(guān)種源。

（2）土壤巖性不僅影響馬尾松種子的出苗率，對(duì)馬尾松幼苗生長(zhǎng)量的影響也是非常明顯的，主要表現(xiàn)在苗高和地徑生長(zhǎng)方面，均達(dá)到了極顯著的水平（Sig.＜0.01）。

（3）良種和良土相結(jié)合是提高馬尾松育苗的出苗量和幼苗質(zhì)量的有效途徑。從本試驗(yàn)結(jié)果可得出，選用都勻和崇義種源，用變余砂巖做育苗土壤，是提高出苗量的較佳組合；選用廣西桐棉或古蓬種源，用長(zhǎng)石石英砂巖作育苗土壤是提高馬尾松幼苗苗木質(zhì)量的較佳大田苗培育組合。

綜上所述，本次試驗(yàn)影響馬尾松苗木質(zhì)量的最關(guān)鍵因素是土壤巖性，在同一生物氣候區(qū)內(nèi)，盡管成土的生物、氣候條件、地帶性土類基本一致，但由于成土母巖性質(zhì)不同，發(fā)育而成的土壤屬性差異大，其宜林性質(zhì)、宜林程度不一[22]，相應(yīng)在育苗過程中苗木生產(chǎn)力表現(xiàn)出很大差別。同時(shí)，育苗造林過程中種源選擇是至關(guān)重要的，良好的種源有其優(yōu)良的遺傳增益性，并且根據(jù)以往研究，這種遺傳增益性可以從幼苗一直保持到成林。因此，在馬尾松引種造林過程當(dāng)中根據(jù)造林地點(diǎn)土壤母巖巖性來選擇馬尾松種源是行之有效的方法。為在以后的引種造林實(shí)踐過程中提供一些理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。此外，4類巖性土壤對(duì)6個(gè)種源馬尾松苗木的具體影響機(jī)制尚不明確，還有待進(jìn)一步研究。

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Seedling Cultivation of Excellent Provenances of Pinus massoniana in Different Soil

CHEN Ting-jing，ZHOU Yun-chao*，YANG Nai-kun，LI Hua-lin
（Forestry College of Guizhou University, Guiyang 550025, China）

Six geographical provenances of Pinus massoniana were seeded in 2013 in the soils developed from four different rocks in open field, Guizhou province.The experiment was designed by randomized block with two factors.The results showed that there were significant differences of seed germination and seedling growth among provenances (P ＜ 0.01).Different soil had great effect on seedling cultivation in open field.Germination rate was better in the soil developed from basalt and blastopsammite, seedling height and ground diameter growth got better in feldspathic quartz sandstone.The average height of seedling(6 months) ranged from 19.62cm to 28.91cm, and the average ground diameter from 3.26mm to 4.20mm.

Pinus massoniana; provenance; soils developed from different rocks; seedling cultivation in open field

S723.1

A

1001-3776（2014）06-0059-06

2014-07-17；

2014-09-12

貴州省重大專項(xiàng)（黔科合重大專項(xiàng)字〔2012〕6001號(hào)）

陳婷敬（1987－），女（白族），貴州大方人，碩士生，從事人工林培育及森林經(jīng)營(yíng)研究；*通訊作者。