桂北地区杉木采穗圃促萌技术研究

郭 亮，秦丽凤，张师银，邓戴云

（桂林市林业科学研究所，广西 桂林，541004）

杉木Cunninghamia lanceolata 是我国独有的树种之一，因其在生长速度、材料质地等方面拥有明显的优势，因此，也被广泛作为经济林树种应用。尽管如此，我国的杉木林发展仍比较缓慢，各地杉木林区分布不均，单单依靠实生苗栽培，已无法满足对杉木幼苗的需要[1]。杉木苗木繁殖主要分为有性繁殖和无性繁殖两种，与传统的有性繁殖相比，无性繁殖较少发生基因重组现象，根据“有性繁殖创造变异，无性繁殖固定变异”的育种策略[2]，无性繁殖方式更有利于维持杉木母树优良性状的稳定性。苗木扦插作为杉木主要的无性繁殖方式之一，利用采穗圃促萌技术进行萌条增产繁殖，可直接影响到杉木扦插苗木的质量。扦插苗木质量的好坏，同扦插材料的来源、萌条质量等因素有关[3]，因此探索较为合理的促萌条件组合对提高杉木采穗圃萌条产量具有重要意义。从已有报道分析发现，能够促使杉木母株提高萌条产量的因素有很多，主要有压杆程度、定植深度、种植间距、截杆、施肥水平、损伤、火烧、病虫等因素[4]。张晓珍研究了母株压条角度、施肥种类和圃地土壤等培育措施对杉木无性系采穗圃萌条数量、质量及成活率的影响，结果表明不同培育措施对杉木无性系采穗圃萌条产量及直径的影响显著，但对扦插成活率的影响不显著[5]。尽管以上各因素都会对杉木采穗圃母株的萌条产量产生影响，但当多种因素同时存在时，是否存在因素间的相互作用的研究较少，通过研究压杆程度、定植深度、种植间距三个因素间的相互作用下的高产组合，可进一步提高杉木采穗圃的萌条产量。本文采用极差分析法和方差分析法对正交试验结果进行分析，筛选出压杆程度、定植深度、种植间距三个因素中的高产组合，并对三个因素各自对萌条产量影响的显著程度进行分析，以期为杉木采穗圃的营建方式提供科学依据。

1 试验地的选择

为保证采穗圃达到丰产，一般采穗圃应选择地势开阔、气候温和、阳光充足、坡度较小（30°以下）、土壤肥沃的地方[6]。试验地设在桂林市林业科学研究所杉木育苗基地，110°21′ E，25°18′ N，属亚热带湿润季风气候，气候温和，雨量充沛，平均海拔150 m 左右，全年无霜期300 d 左右，年平均气温19℃，年平均降水量1 900 mm。试验地平坦开阔，土壤种类为黄壤土，土层厚度约50 cm，pH 为6.5 左右，表现为弱酸性，排水通畅，符合杉木采穗圃的选址要求。

2 材料与方法

2.1 试验材料

营建采穗圃的杉木母株苗木共有两个品系，分别为‘柳229’和‘西山9122’。母株苗木为桂林市林业科学研究所自行育苗，为1年生扦插苗，大小均匀，苗高40～50 cm，基径1 cm 左右。

2.2 试验方法

2.2.1 采穗圃整地及母株定植 在母株定植前一个月，进行全面除杂，翻地，并淋0.5%高锰酸钾溶液进行消毒，一周后按正交试验设计方案，对试验地进行划分，挑拣出较大石块，并将泥土敲细，畦面按要求平整。于2016年3 月进行母株苗木定植，将定植的母株统一截顶，截顶长度统一为2～3 cm，按正交试验设计进行分区定植，保持苗木根颈部与地表持平，为提高成活率须培10 cm 厚的土，定植后浇透水，并做好后期的抚育管理工作。

2.2.2 正交试验方法设计 试验采用正交试验方法，探究压杆程度（A）、定植深度（B）、种植间距（C）三种因素对萌条产量的影响，每个因素设3个水平，具体如表1，因此可运用L9（34）正交试验方法进行试验设计。

将‘柳229’和‘西山9122’两个品系分别按L9（34）正交试验方法对各因素水平进行排列设计，具体如表2，以上试验重复3 次，每个重复定植50 株，定植地点随机分布。定植同时，须按照试验设计，选定不同的种植间距，并在定植后3个月内，将已发新芽成活的母株根颈部的培土刨开至试验设计B 的3个水平，同时对需要压杆处理的母株进行压杆，对未成活的母株苗木进行补种。

表1 正交试验各因素与水平Table 1 Factor and level table of orthogonal test

2.2.3 试验数据统计 2017年3 月和5 月对全部母株苗木各取一次萌条，要求扒开泥土，只取根颈部位带有黄化部分的萌条，每次取萌条后要用泥土对母株根颈部位重新覆盖[7]。统计萌条数量时，只统计长度在6 cm 以上并且无明显偏冠的萌条数量，依据三个重复一年所剪根颈部萌条总平均数除以每个处理种植母株株数即可得出试验母株单株年平均产萌条量。

表2 L9（34）正交试验设计Table 2 Orthogonal test design table

2.2.4 试验数据分析 采用IBM SPSS Statistics 24 软件对‘柳229’和‘西山9122’两个品系正交试验所得数据分别进行极差分析和方差分析。

3 结果与分析

3.1 不同试验组合间的母株萌条产量

两个不同品系杉木采穗圃对比试验结果表明，不同压杆程度、定植深度和种植间距组合，对杉木采穗圃有效萌条产量具有不同的影响，采穗圃母株产萌条平均数及每公顷产萌条总数如表3。

由表3 可看出，在‘柳229’和‘西山9122’两个品系中，同样是试验组合7 产量最高，其中‘柳229’萌条产量（均值为47.6±0.71 条·株-1，产萌条总数为396.66 万条·hm-2）在这一组合下略高于‘西山9122’萌条产量（均值为43.2±3.08 条·株-1，产萌条总数为360 万条·hm-2）。主要原因是，尽管‘西山9122’三个重复共150 株萌条总产量在9 000 条以上高于产萌条8 000 左右的‘柳229’，但‘西山9122’萌条较短，且偏冠的萌条占比例较高，不符合扦插用萌条的基本要求，因此对不合格萌条并未进行统计，这表明作为无性系扦插母本，‘柳229’比‘西山9122’能产生更多的合格萌条，在采穗圃建设方面更有优势。此外，在各组试验中，萌条平均数高的组合并不一定就有较高的每公顷产萌条数，如组合3 比组合4 萌条平均数更高，但每公顷产萌条数组合3 低于组合4，因此试验中既要考虑提高杉木母株的利用率又要考虑对土地的利用程度。

表3 不同组合的正交试验结果Table 3 Orthogonal test results of different combinations

3.2 不同因素间的极差分析

利用极差分析法对正交试验结果进行分析结果见表4。在表4 中，两个品系间，因素A 中K 值最大为K2，因素B 中K 值最大为K1，因素C 中K 值‘柳229’最大为K2（79.8），‘西山9122’最大为K3（70.7），因此通过极差分析发现，最优组合为：‘柳229’为A2B1C2，‘西山9122’为A2B1C3。利用各因素间的R 值进行对比可知，两个杉木品系萌条平均数中各因素间影响大小的主次顺序为：A﹥B﹥C。

在表5 中因素A 和因素B 的最佳选项同样分别为A2，B1，但因素C 中尽管C1的单株平均产量并没有C2高，但C1在每公顷产量上远远高于C2，因此每公顷产萌条数的最优组合为：A2B1C1，利用各因素间的R 值进行对比可知，两个杉木品系每公顷产萌条数中各因素影响大小主次顺序为：A﹥C﹥B。

表4 影响萌条平均数不同因素间的极差分析Table 4 Orthogonal polar difference analysis between different factors affecting the average number of coppice shoot

表5 影响每公顷产萌条数不同因素间的极差分析Table 5 Orthogonal polar difference analysis between different factors affecting the number of coppice shoot

3.3 不同因素间的方差分析

为了对正交试验结果进一步分析，并对极差分析结果进行验证，采用SPSS 分析软件对正交试验结果进行方差分析。由表6、表7 可知，‘柳229’和‘西山9122’两个品系萌条平均数的P 值同样是C﹥B﹥A，依据方差分析原理，P 值越小说明该因素对萌条产量的影响越显著，因此两个品系间影响因素主次顺序为A﹥B﹥C，这与萌条平均数极差分析结果相同。在‘柳229’中因素A 的F=293.319，P=0.003＜0.01；因素B 的F=36.033，P=0.027＜0.05；因素C 的F=2.865，P=0.259﹥0.05，这表明在‘柳229’的正交试验中，因素A 对试验结果的影响极显著，因素B 对试验结果的影响显著，因素C 对试验结果的影响不显著；在‘西山9122’中因素A 的F=185.613，P=0.005＜0.01；因素B 的F=28.622，P=0.034＜0.05；因素C 的F=0.719，P=0.582﹥0.05，这同样表明在‘西山9122’品系的正交试验中，因素A 对试验结果的影响极显著，因素B 对试验结果的影响显著，因素C 对试验结果的影响不显著。

表6 影响‘柳229’萌条单株平均数不同因素间的方差分析Table 6 Variance Analysis of Different Factors Affecting the Average Number of coppice shoot of‘Liu 229’

表7 影响‘西山9122’萌条单株平均数不同因素间的方差分析Table 7 Variance Analysis of Different Factors Affecting the Average Number of coppice shoot of‘Xishan 9122’

由表8、表9 表明，品系‘柳299’中因素A 的F=84.595，P=0.012＜0.05，因素C 的F=21.238，P=0.045＜0.05，因此因素A 和因素C 在每公顷萌条数上表现为影响显著；品系‘西山9122’中仅有因素A 的F=39.400，P=0.025＜0.05，表现为影响显著。

表8 影响‘柳229’每公顷萌条数不同因素间的方差分析Table 8 Variance analysis of different factors affecting the number of sprouts per hectare of‘Liu 229’

表9 影响‘西山9122’每公顷萌条数不同因素间的方差分析Table 9 Variance analysis of different factors affecting the number of sprouts per hectare of‘Xishan 9122’

4 讨论

杉木本身具有很强的生产萌条的能力，在人为创造的某些条件下，可以促使这一特性的发挥，杉木采穗圃就是利用这一方面的特性达到高产稳产的目的[8]。采穗圃的营建和管理方法可以直接影响到杉木扦插萌条的产量高低和质量水平。本次试验选取了压杆程度、定植深度、种植密度三个因素，探究在三个因素相互作用时对杉木采穗圃萌条产量的影响程度。在此次探究的基础上，下一步应针对以下几个问题进行深入探究：（1）对母株进行压杆处理时，应将压杆的程度控制在合理的范围内，在本次试验中“将苗压至地面”和“茎秆与地面呈20°～30°”两个水平条件下，当其他因素一致时，萌条总产量并没有显著的差异，主要差异体现在当苗压至地面时，萌条不符合筛选要求的比例会大大增加，主要表现在萌条生长不良，较短较细，因此统计后符合要求萌条数量会减少。建议进一步开展促萌改良试验，寻找更有优势的促萌方法。（2）在种植密度因素水平选择上，由于在本次探究中对结果的影响并不显著，应在今后的试验中进行范围更广的水平选择，探究在30 cm×30 cm 以下更低种植密度的情况，积极提高单位面积萌条的总产量。

5 结论

试验结果表明，杉木采穗圃母株定植的压杆程度和定植深度对单株萌条平均数都有显著的影响，其中母株压杆程度为茎秆与地面呈20°～30°，定植深度为根颈部以上1～2 cm 最能促进萌条的生成；母株种植间距对单株萌条平均数没有显著影响，但对每公顷产萌条总数是有影响的，在建立杉木采穗圃时既要考虑提高单株母株的利用率，减少用工成本，又要考虑合理提高土地的利用率，因此本次试验中最佳的种植间距为30 cm×30 cm。‘柳229’和‘西山9122’两个品系最适的组合为A2B1C1，即压杆程度为茎秆与地面呈20°～30°，定植深度为根颈部以上1～2 cm，定植间距30 cm×30 cm，在此组合下不仅能提高单株母株的利用率，还能合理提高土地的利用率。此外 由‘柳229’和‘西山9122’两个品系间比较发现，在同一条件下，‘柳229’所产萌条数量更多，有效萌条（长度6 cm 以上，无明显偏冠现象）产量可达到45 条·株-1以上，有效萌条产量可达390万条·hm-2，更适合作为构建杉木采穗圃的母株。