14個香椿種源生長節(jié)律的觀測與分析

周祥斌， 周　瑋， 林　瑋,3， 周　鵬,4， 陳曉陽

(1 廣東省連山林場， 廣東 清遠 513200； 2 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院/廣東省森林植物種質(zhì)資源創(chuàng)新與利用重點實驗室， 廣東 廣州 510642； 3 佛山市林業(yè)科學(xué)研究所，廣東 廣州528222； 4 廣東生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院， 廣東 廣州510520)

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14個香椿種源生長節(jié)律的觀測與分析

周祥斌1,2， 周瑋2， 林瑋2,3， 周鵬2,4， 陳曉陽2

(1 廣東省連山林場， 廣東 清遠 513200； 2 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院/廣東省森林植物種質(zhì)資源創(chuàng)新與利用重點實驗室， 廣東 廣州 510642； 3 佛山市林業(yè)科學(xué)研究所，廣東 廣州528222； 4 廣東生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院， 廣東 廣州510520)

摘要：【目的】掌握我國特有珍貴速生用材樹種香椿Toona sinensis的苗期生長節(jié)律，提高苗木培育質(zhì)量和幼林撫育效果?！痉椒ā繌南愦环植紖^(qū)選擇有代表性的14個地點采種，對苗木生長進行為期1年的連續(xù)觀測，并利用Logistic方程擬合其苗高和地徑生長過程，劃分苗木生長階段?！窘Y(jié)果】香椿各種源苗高生長在1—4月為緩慢生長期，5月中旬—9月末為快速生長期，之后生長趨于緩慢，呈“S”型，即表現(xiàn)為“慢-快-慢”的生長過程。地徑的生長節(jié)律也呈“S”型，但地徑速生期起始時間普遍早于苗高，持續(xù)時間也普遍比苗高長，可持續(xù)至10月中、下旬。不同種源間苗木生長節(jié)律差異明顯。南方種源苗高快速生長期為4—9月，持續(xù)時間長，而北方種源苗高快速生長期集中在6—7月，持續(xù)時間短。南方種源地徑在8、9月還能快速生長，而北方種源在7月或8月進入緩慢生長期，9月中旬后基本停止生長。各種源苗高、地徑Logistic方程擬合精度高?！窘Y(jié)論】北方種源不適合廣東栽培。根據(jù)生長曲線，將香椿各種源劃分為3個生長階段；速生期是關(guān)鍵，應(yīng)抓住速生期加強水肥管理，促進香椿的快速生長。

關(guān)鍵詞：香椿； 種源； 苗木； 生長節(jié)律

香椿Toonasinensis為楝科Meliaceae香椿屬Toona樹種，又名椿、椿芽、春甜樹、春陽樹等。香椿屬于落葉喬木，雌雄異株，偶數(shù)羽狀復(fù)葉，圓錐花序，兩性花白色，橢圓形蒴果，翅狀種子，種子可以繁殖，在我國其分布區(qū)北至遼寧，南到海南，西至甘肅，西南至滇黔，東到臺灣。香椿為我國特有珍貴速生用材樹種，在我國的栽培歷史已有2 000多年，山東、河南、安徽、河北等省為香椿主產(chǎn)區(qū)。香椿生長迅速，木質(zhì)堅硬，紋理細致美觀，耐水濕，不翹不裂，為家具和建筑的優(yōu)良用材樹種。香椿又是我國著名的藥食兩用木本植物，其嫩葉營養(yǎng)豐富，可生食、熟食和腌食，葉、根、皮、果實等均可入藥。

目前，有關(guān)香椿研究報道集中在香椿食用、藥用價值和香椿栽培技術(shù)等方面[1-3]。有關(guān)遺傳改良報道較少。孫鴻有等[4]報道了香椿種源試驗林的調(diào)查結(jié)果，有研究者觀測了不同種源種子性狀的變異[5]，開展了不同種源、家系的性狀觀測與變異分析[6-9]。在香椿苗木生長節(jié)律研究方面，僅見林興春[10]對5個香椿無性系嫁接苗苗期生長節(jié)律進行了分析。觀測分析香椿不同種源苗期生長節(jié)律，對于預(yù)測不同種源在栽培地區(qū)的適應(yīng)性和生長潛力，準確掌握苗木生長規(guī)律，提高苗木培育質(zhì)量和加強幼林撫育具有重要意義。本研究從香椿分布區(qū)選擇有代表性的14個地點采種，對苗木生長進行為期1年的連續(xù)觀測，并利用Logistic方程擬合其苗高和地徑生長過程，劃分苗木生長階段。

1材料與方法

1.1材料

從我國福建漳州、廣東樂昌、廣西那坡、廣西南寧、廣西興安、貴州獨山、湖北建始、湖南常德、湖南鳳凰、陜西安康、云南建水、重慶彭水、四川蓬安、甘肅武都和福建漳州共11個省(市、區(qū))14個縣采集香椿種子。采種點地理位置和氣候條件見表1。

表1香椿采種點地理位置和氣候因子

Tab.1Geographic locations and climatic information of the seed collection sites of Toona sinensis of different provenances

編碼種源經(jīng)度(E)/(°)緯度(N)/(°)海拔/m年均溫/℃年降水量/mm無霜期/d年均日照/hfh湖南鳳凰109.5827.9334315.913082771266lcs廣東樂昌113.3325.129819.615223001500nn廣西南寧108.3522.8210021.613043651537np廣西那坡105.8223.3879418.014223321754pa四川蓬安106.4131.0334617.610322911271xa廣西興安110.6725.6022617.818422931281ynjs云南建水102.8223.63132318.78003072302ak陜西安康109.0232.6837016.010502531610cd湖南常德111.6829.022349.218992721510ds貴州獨山107.5325.82100015.013462941200js湖北建始109.7230.60115215.514802601332ps重慶彭水108.1529.2842217.511043121035wd甘肅武都104.9233.40100214.55002401911zz福建漳州117.6324.501921.016003302060

1.2試驗地概況

試驗地設(shè)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院教學(xué)科研基地苗圃。苗圃位于北緯23°09′50″，東經(jīng)113°21′60″，地處南亞熱帶，屬南亞熱帶典型的季風(fēng)海洋氣候，全年平均氣溫20～22 ℃，日均氣溫0 ℃以上，年降水量1 689.3～1 876.5 mm，雨季為4—9月，降水量占全年的85%左右。

1.3試驗設(shè)計

用于生長節(jié)律觀測的苗木在2013年秋定植在苗圃。采用完全隨機區(qū)組設(shè)計種植，5個區(qū)組，每個區(qū)組每個種源種植3株，株行距1 m×1 m。從2014年1月9日—11月23日，每隔15 d(每月的9和24日)測定苗高、地徑，共計觀測22次。

1.4生長曲線擬合

利用SPSS19.0軟件對各種源香椿苗高和地徑的生長量作Logistic曲線年生長動態(tài)擬合：

(1)

式中，y為苗高或地徑的生長量，x為時間，a、b為待定系數(shù)，通過SPSS非線性回歸分析解出。非線性回歸過程初始值賦值時，k設(shè)定為任意選擇距離最大觀測值不遠的漸近線的值，a、b用開始2個觀測值代入Logistic曲線方程求解得到[11]。

2結(jié)果與分析

2.1苗高生長節(jié)律

由圖1可以看出，香椿各種源幼苗高在1—4月為緩慢生長期，5月初—9月底為快速生長期，之后生長趨于緩慢，表現(xiàn)出“慢-快-慢”的生長過程。生長曲線為典型的“S”型曲線。4月中旬之前，各種源間苗高生長差異不大，而進入快速生長期，各種源間苗高生長差異逐漸拉大，至11月，生長最快的四川蓬安種源(pa)與生長最慢的甘肅武都種源(wd)苗高相差162.65 cm，前者為后者的8.06倍。

從14個種源苗高生長動態(tài)曲線(圖2)可以看出，香椿種源苗高生長量集中在6—7月，占測量期生長總量的49.95%。但是，不同種源苗高快速生長的持續(xù)時間不同。四川蓬安(pa)、廣西那坡(np)、廣東樂昌(lcs)等南方種源的快速生長期為4—9月，持續(xù)時間長，在8—9月還能快速生長，生長量分別占總量的23.68%、34.87%、18.80%，“S”型生長曲線特別明顯。而甘肅武都(wd)、陜西安康(ak)等北方種源的快速生長期集中在6—7月，持續(xù)時間短，“S”型生長曲線不明顯，整年的苗高生長維持在一個比較低的水平。由此表明，甘肅武都(wd)、陜西安康(ak)等北方種源不適合在廣東栽種。

圖2　不同種源香椿苗高生長動態(tài)

2.2地徑生長節(jié)律

香椿地徑年生長也呈現(xiàn)“慢-快-慢”的生長過程(圖3)，香椿各種源幼苗地徑1—4月為緩慢生長期，快速生長期從5月初開始，與苗高同期。但快速生長延續(xù)至10月中、下旬，之后進入生長緩慢期。持續(xù)時間明顯長于苗高，整個速生期大約持續(xù)5個月左右。5月初之前，不同種源間地徑生長差異不大，而從6月初到10月中、下旬，各種源間地徑生長差異逐漸拉大，至測量期末，生長最快的四川蓬安種源(pa)與生長最慢的陜西安康種源(ak)地徑相差30.96 mm，前者為后者的5.53倍。

從香椿地徑生長動態(tài)曲線(圖4)可以看出，香椿地徑生長量主要集中在6—8月，占測量期生長總量的53.52%。但不同種源地徑快速生長持續(xù)的時間不同。四川蓬安(pa)、廣西那坡(np)、廣東樂昌(lcs)等南方種源在8—9月還能快速生長，生長量分別占測量期生長總量的31.29%、32.85%、30.55%，而北方種源在7月或8月進入緩慢生長期，9月中旬后基本停止生長。

圖3　不同種源香椿地徑累積生長曲線

圖4　不同種源香椿地徑生長動態(tài)

2.3香椿苗期生長模型的建立和擬合

利用Logistic模型擬合香椿各種源的苗高、地徑數(shù)據(jù)，計算出生長曲線模型各參數(shù)(表2)。各種源苗高、地徑擬合方程的決定系數(shù)(R2)分別為0.945～0.996、0.964～0.994，達到了極顯著相關(guān)水平。由此說明，用Logistic方程來擬合苗高、地徑的生長節(jié)律精確度是很高的。

表2不同種源香椿苗高、地徑的Logistic回歸曲線參數(shù)

Tab.2The seedling heights and ground diameters logistic regression parameters ofToonasinensisof different provenances

種源苗高地徑kabR2kabR2fh103.94954.0200.0230.98324.14010.7690.0120.990lcs127.762186.5890.0310.99629.51031.7580.0180.994nn86.65022.7880.0180.98725.04517.1470.0140.988np169.190177.0760.0260.99343.43655.3270.0180.994pa197.018123.3770.0260.99535.62927.0350.0150.990xa99.67642.6620.0240.99026.58120.6220.0170.988ynjs44.5459.0340.0160.97717.7439.9320.0130.985ak48.64657.9670.0220.9456.1037.4730.0110.964cd72.575311.2050.0370.98223.74811.4020.0140.970ds51.53015.4830.0180.96618.72410.4410.0120.973js74.788401.8020.0340.99031.10028.9280.0150.983ps81.019237.3530.0340.98828.47715.0370.0130.989wd24.72412.6530.0200.95010.1326.5130.0130.973zz96.73918.0540.0170.98730.95517.9270.0140.989

根據(jù)不同種源苗高生長曲線的速生拐點、萌動到速生和速生轉(zhuǎn)緩慢的分界點，將不同種源苗高生長劃分為3個階段(表3)。不同種源苗高生長3個階段的節(jié)律有所不同。苗高生長前期，生長量最大的是四川蓬安種源(pa)，為29.97 cm，而生長量最小的云南建水種源(ynjs)為0.45 cm。各種源苗高速生期起始時間通常在4—5月，貴州獨山種源(ds)、甘肅武都種源(wd)和云南建水種源(ynjs)速生期起始時間最早，在3月份，主要原因是其整年的生長比較緩慢，以至于生長較緩慢的部分時間劃入了速生期，使速生期的起始時間提前1個多月。速生期最晚的是廣西那坡種源(np)，起始時間在6月8日，主要原因是其整個生長期都生長快速，以至于生長較快的部分時間未劃入速生期，使速生期的起始時間較一般情況晚半個月。各種源苗高速生期持續(xù)71.2～164.6 d，速生期的苗高生長量為15.62～112.81 cm，速生期占整個測量周期生長量的58.84%～87.83%。后期生長量一般比前期生長量大。

表3各種源香椿苗木不同生長階段的苗高生長

Tab.3The seedling height growth in different growth stages ofToonasinensisof different provenances

種源生長前期速生期生長后期累計生長量/cm占比/%累計生長量/cm占比/%起始日期持續(xù)時間/d累計生長量/cm占比/%fh16.0018.4962.7172.5005-05114.57.799.01lcs20.9617.9068.9258.8405-1585.027.2523.26nn5.237.8852.4379.0404-20146.38.6713.07np24.4316.55105.1571.2406-08101.318.0212.21pa29.9717.23112.8164.8505-24101.331.1717.92xa7.949.3863.0574.4504-21109.713.7016.18ynjs0.451.4027.6787.3603-05164.63.5611.24ak1.587.9815.6278.7605-14119.72.6313.26cd6.249.7647.6574.4905-1071.210.0715.75ds0.832.2130.3880.9403-29146.36.3216.85js8.7712.6445.4665.5405-2777.515.1421.83ps10.8414.8059.3981.1105-1177.52.994.08wd1.839.7715.9284.8303-11131.71.015.40zz5.177.0464.5287.8304-12154.93.775.13

14個香椿種源幼苗地徑的生長節(jié)律也劃分為3個階段(表4)，地徑生長前期，生長量最大的是四川蓬安種源(pa),生長量為3.92 mm，而生長量最小的陜西安康種源(ak)生長量為0.03 mm。各種源地徑速生期起始時間通常在4—5月，與苗高速生期起始時間相當。甘肅武都種源(wd)起始時間最早，在2月，緊隨其后的陜西安康種源(ak)、湖南常德種源(cd)、云南建水種源(js)，起始時間在3月，最晚的是廣西那坡種源(np)，速生期起始時間在6月8日。速生期的持續(xù)時間為146.3～239.4 d，速生期的地徑生長量為4.30～20.87 mm，速生期占整個測量周期生長量的75.94%～97.16%。生長后期生長量一般比生長前期小。

與苗高生長相比較，同一種源地徑速生期起始時間普遍比苗高早。例如，陜西安康種源(ak)和湖南常德種源(cd)的苗高速生期起始時間分別為5月14日和5月10日，而地徑速生期起始時間分別為3月13日和3月30日。地徑速生期持續(xù)時間普遍比苗高長。各種源苗高速生期持續(xù)時間平均為114.4 d，而地徑速生期持續(xù)時間平均為189.2 d。

表4各種源香椿苗木不同生長階段的地徑生長

Tab.4The seedling ground diameter growth in different growth stages ofToonasinensisof different provenances

種源生長前期速生期生長后期累計生長量/mm占比/%累計生長量/mm占比/%起始日期持續(xù)時間/d累計生長量/mm占比/%fh1.068.3511.5090.9404-07219.50.090.71lcs1.7210.7012.4377.3205-08146.31.9311.98nn1.338.3413.7185.7204-28188.10.955.94np3.6515.8117.5275.9406-08146.31.908.25pa3.9215.7020.8783.5805-21175.60.180.72xa0.995.2315.1880.2604-20154.92.7414.51ynjs0.423.6910.5993.9803-25202.60.262.33ak0.030.664.3095.2703-13239.40.184.06cd0.272.739.6296.6503-30188.10.060.62ds0.060.5810.3297.1604-05219.50.242.26js3.2623.5710.5275.9605-26175.60.070.47ps1.038.1411.4290.1304-26202.60.221.74wd0.304.645.3181.5402-21202.60.9013.82zz1.517.2717.9586.6505-01188.11.266.08

3討論與結(jié)論

香椿各種源苗高和地徑生長節(jié)律均呈“S”型，即表現(xiàn)出“慢-快-慢”的生長過程。幼苗高生長在1—4月為緩慢生長期，5月中旬至9月末為快速生長期，之后生長趨于緩慢。而地徑生長持續(xù)至10月中、下旬。據(jù)林興春[10]對5個香椿無性系8個月嫁接苗苗高和地徑生長的調(diào)查，苗高和地徑的年生長趨勢也均為典型的“S”型曲線，苗高和地徑的生長主要集中在8月份以前，8月份以后苗高和地徑的生長變化不明顯。梁有旺等[12]的研究表明，7—9月是香椿苗高生長的主要時期。各地試驗結(jié)果有關(guān)速生期時間有所不同，這可能與地區(qū)的氣候條件差異有關(guān)。

不同種源間苗木生長差異明顯。生長最快的四川蓬安種源(pa)與生長最慢的甘肅武都種源(wd)苗高相差162.65 cm，前者為后者的8.06倍。苗高生長主要集中在6—7月，占測量期生長總量的49.95%，南方種源在7月以后的8—9月還能快速生長，四川蓬安種源(pa)、廣西那坡種源(np)、廣東樂昌種源(lcs)在8—9月的生長量分別占測量期生長總量的23.68%、34.87%、18.80%，而北方的種源則生長緩慢。地徑生長最快的四川蓬安種源(pa)與生長最慢的陜西安康種源(ak)地徑相差30.96 mm，前者為后者的5.53倍。地徑的生長主要集中在6—8月，占測量期生長總量的53.52%，南方種源在9月還能快速生長。從各種源苗木生長節(jié)律和總的生長量可以看出，陜西安康(ak)和甘肅武都(wd)等北方種源不適合在廣東栽培。

各種源苗高、地徑Logistic擬合方程的決定系數(shù)分別為0.945～0.996、0.964～0.994，達到了極顯著相關(guān)水平。多數(shù)樹種苗木生長節(jié)律觀測分析結(jié)果也表明，用Logistic方程來擬合苗高、地徑的生長節(jié)律有很高的精確度[13-15]。本研究的各種源苗高速生期起始時間集中在4—5月。速生期的持續(xù)時間為71.2～164.6 d，速生期的生長量占整個測量期的58.84%～87.83%。生長后期生長量一般比生長前期大。各種源地徑速生期起始時間集中在4—5月，與苗高速生期起始時間相當，持續(xù)時間為146.3～239.4 d。

林興春[10]觀測結(jié)果表明，香椿嫁接后地徑比苗高更早進入速生期，地徑的速生期也比苗高長。這與本研究結(jié)論是一致的。通過對香椿苗木年生長節(jié)律的觀測研究，對其生長期進行劃分，可針對不同的生長階段，制定不同的栽培技術(shù)措施。速生期是植株生長的關(guān)鍵期，速生期的長短決定了其當年生長量[16]，應(yīng)抓住速生期，加強水肥管理，促進香椿的快速生長。

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【責(zé)任編輯李曉卉】

收稿日期：2015- 12- 23優(yōu)先出版時間：2016- 07- 05

作者簡介：周祥斌(1989—)，男，碩士，E-mail:zxiangbin@foxmail.com；通信作者：陳曉陽(1958—)，男，教授，博士，E-mail: xychen@scau.edu.cn

基金項目：廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新專項(2011KJCX002, 2012KJCX002, 2013KJCX002)

中圖分類號：S722.3

文獻標志碼：A

文章編號：1001- 411X(2016)05- 0084- 07

Observation and analysis on growth rhythms of Toona sinensis of 14 provenances

ZHOU Xiangbin1,2，ZHOU Wei2，LIN Wei2,3,ZHOU Peng2，4，CHEN Xiaoyang2

(1 Guangdong Lianshan Forestry Farm, Qingyuan 513200，China; 2 College of Forestry and Landscape Architectural,South China Agricultural University/Guangdong Key Laboratory for Innovative Development and Utilization of Forest Plant Germplasm, Guangzhou 510642, China; 3 Foshan Municipal Forestry Research Institute, Foshan 528222, China;4 Guangdong Ecology Vocational College， Guangzhou 510520, China)

Abstract：【Objective】 To find out the growth rhythms of the seedlings of Chinese unique precious fast-growing timber species Toona sinensis, for raising seedling quality and tending effect of young stand.【Method】The seeds were collected from 14 representative locations of T. sinensis distribution area. Seedling growth was observed continuously for one year. Logistic equations were used to fit the growth in seedling height and ground diameter, and seedling growth stages were divided.【Result】The growth in seedling height of different provenances had three stages. Slow growth period was from January to April. Rapid growth period was from mid-May to the end of September, followed with another slow growth period. The "Slow-Fast-Slow" growth process showed "S" type rhythm. The growth rhythm of the ground diameter also showed as "S" type, whereas the beginning time of rapid growth period was generally earlier than that of height growth, and the duration of rapid growth was generally longer by continuing until mid- or late October. There were significant differences in growth rhythms among seedlings of different provenances. The rapid growth period of southern provenances was from April to September, lasting for a long time. The rapid growth period of northern provenances was relatively short and was mainly in June and July. The ground diameters of southern provenances continued to grow fast in August and September. However, the northern provenances step into a slow growth period in July or August, and in general stopped growing after mid-September. 【Conclusion】Northern provenances are not suitable for cultivation in Guangdong. There are high precisions in the logistic equations used to fit growth in height and ground diameter for seedlings of different provenance. According to the seedling growth curves, the growth process of T. sinensis provenances can be divided into three stages. Rapid growth stage is the key time for seedling growth. During this stage the management of water and fertilizer should be reinforced to promote T. sinensis growth.

Key words：Toona sinensis； provenance； seedling； growth rhythm

優(yōu)先出版網(wǎng)址：http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1110.s.20160705.1200.040.html

周祥斌， 周瑋， 林瑋，等.14個香椿種源生長節(jié)律的觀測與分析[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2016,37(5):84- 90.