全 文 ：9 9 13 年 1 1月 2 0日 国 外 林 业 第 32 卷 第 4 期
按根体积对西黄松造林苗分级
伶立君 译
根体积在检验苗圃苗木质量时并不太常
用 , 但如果它和其它苗木特征如苗高 、 地径等
这些在西黄松苗木质量检验中最一般的特征
结 合在一起使用 , 可具有一些潜力 。 1 9 8 6 年
苗圃技术合作社使用 目标苗木这一概念时 ,
提出了一项实验根体积对西黄松苗木存活和
生长影响的计划 。谈到这里 ,在文献中花旗松
也有一个与其类似的实验 。一般认为 ,根径大
的苗木有大的根体积 。 另外 , 间接证据显示出
栽培大根系苗木增加了其抗旱性 、 存活率和
生长量 。
该项研究的目的是要确定 : ①对 2十。 西
黄松苗木分成 3 个根体积类别 ,经 2 个生长
季节后 的存活率和生长量的差别 ;②经过同
一时期后苗木地面上的高度与根体积 、 根的
总鲜重 、 地径及根长的关系 ;③ 1 74 夭后不同
根体积类型苗木对养分吸收量的差异 。
1 材料和方法
.1 1 育苗阶段
在 B en d 松树苗圃内 3 个小班里种植西
黄松种源 , 根据育苗过程的标准作为 2十 。 裸
根苗木 (见表 1 ) 。
表 1 西黄松苗木生长的小班 ,而后在
根体积的研究中造林
小班号 海拔 (。 ) 种源采集年 种子数目 (/
g )
苗床密度
(株 /了n Z )
6卜一 8 5e 6 4
0 6一 8乙0 6 7
1 9 8 1 2 3
1 98 0 1 9
气) 6 一 8 5 ( ) 7 1 1 9 80 1 9
1 5 1
3飞之
3 66
哪既限
1 起苗刻量 和其它过程
所有苗木都在 1 9 8 7 年 3 月 3 日~ 4 日
人工起 出 。 在 生长季 节 中树 种 小班 06 一
8 5 0 71 没有被换床 ,苗木有完整的根系 。 起苗
时苗圃的湿压用压力表测量为 < 10 . 5 巴 ,这
是由于当时风干的影响 。
起出的苗木根系用水将土 冲洗干 净 ,并
外、 工修剪成同一长度 25 c m ,然后苗木的根体
积是通过一个禾平上的置换方式测量到的
(精确到 .0 。 c] m 3 ) 。 将苗木根系浸在水中 ,被
置换的 水 (用 g 测量 ) 直 接转 换 成 根体 积
( 。 m 3 )
。 室温下 , 19 水相当于根体积的 1。 m ’ 。
测量后将苗木分成 3 个根体积类型 ,即 ; R V I
根 系 < 4 . s e二3 、 R v Z 根 系 4 . 5 一 7 . o e m 3 和
R V 3 根 系> c7 m 3 。 用于选择这 3种苗木类型
的标准是查 .膏厂苗木根体积现有范围后决定
的 。 每一类型的苗木任意选择 , 直到获得相同
的株数 ( 1 80 株 )为止 。 除根体积外 , 又测量了
总鲜重 (精确到 0 . 0 19 ) 、 地径 ( 0 . nI l m ) 、 苗高
(从叶柄痕到顶芽 ,精确到 1 . 吸m ) 。
完成了第一步的测量后 ,将苗木 10 株捆
一捆 ,每株苗木都标 _ L苗地 、 小班号 、 根体积
类型和苗木 号 ,将有捆都放进一个储存盒 内
各自的塑料袋中 ,放在 1它的冷藏器内 ,直到
造林 。
.1 2 野外阶段
1
.
2
.
1 地点
造林地点在 M · 伍德 国家 森林的 B ar -
l o w R a r g o r 区 ,海拔高度 z 0 4 6m ,年平均降雨
量 2’/ · s c。 /年 、 是 一M · 伍德国家森林地势较
低的东坡典型的粗糙地 。 采伐剩余物被堆积
起来烧掉 ,实验地土壤是典型灰壤上 ,土壤表
层有鹅卵 一石和大约 3 。%的石砾 。 土壤表层
” c m 的营养分析 结果是 : 磷 ( p ) 6 p p m 、 钾
( k ) 3 9 0 p p m
、 钙 ( (二a ) 5 . g m e q / 1 0 0 9 、 镁 ( M g )
国 外 林 业 第 3 2卷
0
.
9 1m eq / 10 0 9
、 土壤 PH 值6 . 7 , 有机物含量
2%
。 主要竞争植被是鲜和杂草 ,部分实验地
里有老 鼠活动 ,但在从事该项 目研究时 ,其数
目还没有到足以影响实验进行的程度 。
1
.
2
.
2 造林方案
该研究利用一个带状样地 ,设计 6 个 区
组 ,一个区组由每 10 株苗木的 9个完整样方
(根体积类 型 /树种小班处理混合 ; 90 株 /区
组 )和处理行中前 5 株苗木的一块带状样地
(化肥处理 ; 45 株 / 区组 )组成、
苗木于 1 98 7 年 3 月 2 0 日假植 (用铁锹
造林 ) , 间距 为 1 . 85 m x 3 . 13 m ; 气 温 接近
7℃ , 土地有些地方仍被雪覆盖 ,土壤浸水充
足 。 造林 4 星期后 , 带状样地的前 5 株苗木用
一团 2 1 9 的肥料施肥 ,它含氮 ( N ) 20 % , 含有
用磷酸 ( P Z o , ) 10% ,含可溶性钾盐 ( k Z o ) 5% ,
每团肥被放置距繁株苗木 1 c0 m 的土壤表层
下 3 e m 处 。
1
.
2
.
3 野外 .mJ 量
苗高是造林时测量的 ,在 3 个星期后测
其存活率 (4 月 14 日 ) 。 5 月 1 3 日苗木尚未发
芽 ,但到 6 月 9 日大多数开始发芽或 已经发
芽 。 在第一个生长季末 ( 1 9 8 7 年 )和第二个生
长季末 , 对所有的树高和存活率进行测量 。
2 实验分析
起苗时从每种根体积类型 中选出额外
10 株苗木 , 处理用于损害分析 , 以确定干重
和营养状况 。 在这 90 株苗木中 , 36 株 ( 4 /处
理 )立刻分析 , 剩余的 54 株造林于单独一个
区组 中 , 这一 区组内的 27 株 (3 /处理 )于 80
天后 (6 月 8 日 )起 出 , 拿回实验室进行分析 。
剩余的 27 株 ( 3/ 处理 ) 造林 , 17 4 天后 (9 月
10 日 )起回分析 。
损害性分析包括冲洗苗木和将它们分成
针叶 、 茎 、 主根 、 侧根 。 每个样在 70 ℃烘箱内
烘 48 小时后称重 , 将顶生枝上部 50 个簇 生
叶磨碎 ,分析其氮 、 磷 、 钾 、 钙和镁的含量 。
.2 1 统计分析
在育苗阶段 ,根体积和总鲜重 、 直径及苗
高等变量关系用线性回归进行分析 。
在野外阶段 , 苗木在树种小班的存活率
的差异和根体积类型用原木线性模型分析 。
苗木全高和高生长数据采用由区组参与
设 计的二 阶方差分析 (表 Za ) , 用 费什保护
L S D 程序 ,确定树种小班和根体积类型 , 在 。
一 .0 05 水平上高生长数据差异是否显著 。
当根体积类型的差异用上面的方差分析
结果不显著时 , 在修正区组影响树种小班和
根体积类型的差异后 , 进行协方差分析 。 除
考虑苗木全高和高生长这些变量外 , 也要考
虑其它苗圃形态特征 (表 Zb ) 。 苗木的总鲜
重 、 直径 、 苗高也要用在各自的协方差分析
中 。 此外 , 造林一年后测量树高 , ” 以确定是
否能说明第二年树高的一个显著的 比例 (如
大苗生长快于小苗 ) ,分析的余项是在假设每
株苗木都有一样协变量作用 的前提 下完成
的 。 如果协变量显著 , 试验的误差将减小 , 从
而根体积类型有同样作用的假设也就很容易
被排除 。
我们做了另外一个不包括根体积类型在
模型内作协变量的协方差分析 。 这个协方差
分析在做参变量的线性回归分析中 , 树高及
高生长对比时有同样结果 , 但修正 了区组影
响树种小班这些变量 。 首先 , 树高及高生长
这个参变量的回归曲线的坡度要与树种小班
x 参变量这一协同起作用项相 比较 , 来确定
它们是否与参变量树种小班不同 。 如果我们
接受回归曲线是平行的这一实际上不存在的
话 , 那么我们就可使用表 2。 中的模型 。
3 结论
.3 1 育苗阶段
根体积和其它形态特征明显有关 (表
3)
, 虽然对苗木的总鲜重 、 直径和苗高作用
的范围在这 3 种根体积类型中有些重叠 。 但
第 4期 咚立君 : 按根体积对西黄松造林苗分级 i 土
变量出处
a 方差分析
表 2西黄松苗木全高和高生长的方差和协方差分析
自由度 变量出处 自由度 变量出处 自由度
区组
树种小班 ( s L)
根体积类型 ( R v )
S L
开
R V
误 差
b 第一次协方差分析
区组
树种小班 ( s L)
根体积类型 ( R V )
S L
关
R V
误 差
C 第二次协方差分析
区组
树种小班
x( 协变量 )
误 差
合 计 5 3合 计 5 3合 计 5 3
有大根体积 的苗木趋向于有大的重量 、 直径
和苗高 。
表 3根体积类型西黄松形态学特征数据
变量
(根体积类型 〕 平均值 标准差 变化系数 范 围
根体积 (e m 3)
0
.
7 0 2( )
.
0
.
7 5 1 3
.
1
.
3~ 4
.
5
4 5 ~7
.
0
R V 9 3
.
6 2
.
25 3 2
.
7 6
.
1 ~ 18
.
6
16
.
8
4 2
.
5 5
.
1 9
1 0
.
8 6
6 2
.
3
1 2
.
2
9
.
0 ~ 34
.
2
11
.
3~ 9 3
.
4
2 2
.
0 ~ 9 1
.
3
4
.
0 ~7
.
0
R V7 3
.
21
.
1 4
1 4
.
4
15
.
9
4
.
0 ~ 8
.
0
5
.
0 ~ 1 1
.
0
苗高 ( e m )
16
.
7 3
.
6 3 21
.
7 9
.
0 ~ 25
.
0
19
.
3 3
.
68 1 9
.
1 10
.
0 ~7 2
`
0
R V 31 2
.
3 2
.
9 1 38
二
5 1 2
.
0一 31 , 0
线性回归揭示 出 : 总鲜重与根体积有最
大关系 (最大的决定系数 R “一 0 . 8 1 ) 。 由总鲜
重和根重可以估计根体积 。 直径对根体积的
影响关系不是很密切的 ( R Z一。 . 6 8 ) 。 这一结
果同早期 工作 ( w o h l e n b e r y 1 9 2 8 , Z o r r Ca r d
L a v e a d e r 1 9 7 6 )的假设相丫致 ,苗高对根体
积的影响最小 ( R ,一 0 . 5 2 ) 。
.3 2 野外阶段
方差分析显示造林时施肥对经 1 个和 2
个生长季节后的存活率 ,树 的全高和高生长
没有明显影响 。 另外 , 根体积类型和树种小班
之间没有 明显的相互作用 , 所以我们 比较根
体积的影响通常用树种小班作对照样 。
第二个生长季节里苗木存活率 下降 (表
4 )
,但两年后还是能够让人接受的 。尽管第一
年这 3 种根体积类型存活率也不一样 , 但到
第二个生长季末 ,有最大根体积类型 的苗 术
的存活率明显高于其它两种 。
表 4 西黄松造林苗根体积类型的存活率
存活率 ( % )根体积类型
第 1年 第 2 年
R V I 9 0 a 7 4 a
R V Z g l a 7 5 a
R V 3 9 7
往
8 3
a
最初 , 第一年和第二年几种根体积类型
的苗木全高及高生长明显不同 (表 5 ) 。 恨体
积最大类型的苗木在两个生长季里生长比根
体积最小类型的苗木生长明显 。然而 , 根体积
类型较大的两种苗木的生长的第二生长季比
在第一生长季慢 。 在野外 2 年后 ,在 R v 3 类
型苗木 比在 R V Z 类型苗木明显高出 4 . s e n l ,
而 R V Z 类型又 比 R V I 类 型高出 吐. gc m , 虽
然树种小班也 出现 一些统计差异 (表 5 ) , 但
它们在生物学上不是很重要的 。
国 外 林 业 第 23 卷
变 量
表 5 造林后西黄松造林苗的全高及高生长
全高 ( c m )高生长
造林前 1 年 2 年 l年 2 年 累积
根体积类型
RV I
RV Z
RV 3
树 种小斑
0 6一 85 0 64
0 6一 朽5 0 7 6
0 6一 吕只0 1 7
1 7
.
s a 2 0 7a 23
,
g a
2 0
.
l b 24
.
6 b 4
.
6 b 4
`
l a b 8 7 b
2 2
.
7 e 2 8
.
l e 3 u 5
.
3 b 5
.
o b 10
.
3 b
.皿
口Uējq`八吠U
1 7
.
Z
a
艺1 . s b
2 1 4 a
26
.
4 b
25
.
6 a
2 9
.
s b
4
.
s a
4
.
s a
8
.
4 b
8
.
o a b
2 1
.
3 b 2 5
.
5 b 2 7
.
s
a
b 2
.
s a 6
.
o a
根体积 、 鲜重和直径 ( 第二次协 方差分
析 , 表 Zc ) 这些参变量对各 自对应的变量有
相似的部分抉:定系数 R 艺 作用 。 因而 , 这 3 种
变量说明 , 对变量苗全高和高生长起接近相
同的作明 。苗高作为 :抢变量对第 一 、 二几年的高
生长也起一些朴l似的 R 艺 作用 ,所以所有 一 1个
参变量对变量树全高都起接近相同的作用 。
3
.
3 实验分析
苗木 干重数据用根体积类型和时间来概
括 f o 天 ; 即起苗后未植 ; 种植 幼 天和 1科 天
后 ) 。 用干重来测量苗木大小 ,不凭其根体积
类型是随时回 `盯增大的 。 片 、 _升后 , R V I 类型
苗木的根于重相近于 R V 3 类型苗木造林前
的干重 。 苗和根的比率 (苗 : 根 )在这 3 个根
体积类型中是相同的 , 经过 一卜一 个生长季 节
后由 扎 : 1 降到 1 . 8 ` l 很明雏 . 苗的增长是
少的 。
营养成分 由于缺 少反复实验和样品太少
没有对其进行统 计分析 。然而 ,氮和钾 用针叶
营养含量做了综台分析 ,其浓度显示了它们
的变化趋势 ( 表 了 , ; 磷 飞钙 、 镁变 化趋势没有
作分析 。 氮的含量 一在起 l竹没造林 之前 (0 天 ) ,
大根苗 比小垠苗高 . 经 一 }: 一 个生 长季后氮和
钾降低 , 大根 苗中含量降低的也最多 。
4 :如仑
协、 该实验项 目的存活爪未看 ,是造林技
术和苗木大小起的作用 。 第一生长季的高存
活率主要是 由于精心起苗和造林 ,苗根绝不
能干透 , 苗上部要盖上 。 因为过去在 B a r fo w
区的各种树的 i件均存活率较低 ( 53 % ) 。 该地
区的西黄松的存活率也相当低 ( 65 % ) , 我们
费劲将所有碎石清掉 , 必要的地方把岩石移
走 ,使造林坑露出矿物土 。第二年存活率好像
是根体积类型作用的结果 , 事实 上第二年的
数据显示根体积在 c7 m , 以上的西黄松 ,其存
活情况较根体积小的要好 。
高生长结果在统计学上和生物学上是显
著的 。 西黄松在该地 区每年长 c3 m 是正 常
的 ,但 R V 3 类型在这两个生长季节里 , 每年
平均长 5 · cZ m ,这 可能是 由于这些大根苗木
有较强的吸收能 力 ,造林时的树高和树的整
体外形好的原因 。
经第一个生长季节后 ,针叶干重和氮 、 钾
含量降低 ,是 B a dr o w 区的粗糙 、 干旱环境的
反映 。那里缺水 ,对最后的光合作用有消极的
影响 。降低针叶干重的生物量 ,根据我们的资
料 ,在苗木造林时 , 自然环境条件挺好 , 但后
来慢慢恶化 了 。 既然这是一项实验 ,苗木被选
分到特定的根体积类型中 ,将根体积 作为一
个参变量 (表 6 ) 。 另外 , 虽然这是在一个根体
积类型内苗木的随机样 , 但它不是总鲜重 、 直
径和树高 ( 比如参变量 )的随机样 ,这样的结
果也 只是探索性的 , 还不能最后作出育苗期
第 4期 咚立君 : 按根体积对西黄松造林苗分级 1 3
的总鲜重 、 直径 、树高与野外树高和高生长之
间关系的确切结论 。
苗圃能在 2 +。 西黄松苗床培育大根 的
苗木 , 这必须保证苗床密度低于 24 株 /平方
英尺 ,而且要确保树种的行距相同 , 同时应用
根的栽培技术 ,如修剪侧根 、 扭根和底切根 ,
增大根体积对降低苗与根的比率 (比如体积 /
体积 , 重量 /重量 ) 一有益处 。 已经有结论说 ,在
均匀且低密度条件下 , 为造林培育的 1十 。西
黄松苗木 的根体积 ,最大能达到 5 . g c m , (育
苗技术合作社 19 8 9 ) ,这应划分在我们项 目 2
十 。 西黄松苗木的 R v Z 类型之中 。
表 6 确定部分系数 ( R Z )和表 2。 中协方差分析
第 1 年 第 艺年
变量 全 高 高生长 全 高 高 生长
R 之 尸 R 夕 护 R : 户 R 之 户
根体积 0 . 5 2 < 0 . 0 0 1 0 . 峨3 ( 0 . 0 0 1 0 . 6 1 ( 0 . 0 ( J1 0一 l < 。 . 0 1
总鲜重 0 . 5 6 ( 0 . o o x 0 . 4 6 < 0 . 0 0 上 . 0 . 6 3 ( 0 . 0 0 1 0 . 。 , < 。 . 0 2
直 径 。 , 5 4 ( 0 . 0 0 1 0 . 4 7 < 0 . 0 0 1 0 . 6 3 ( ( ) . o o l t) . 1 1 < 0 . 0 1
苗 高 0 . 5 3 < 0 . 0 0 1 0 . 3 5 ( 0 . 0 0 1 0 . 5 9 < 0 . 0 0 1 () . 0 4 < 0 . 1 3
表 7 不同时间西黄松造林苗根体积类型针叶重里和营养水平的实验分析
根休积类型 (时间 (夭 ”
变量 R V I R v Z R V 3
0 8 0 17 4 0 80
针叶干重 ( g / 5。 束 )
营养含量 ( m g / 5 0 束 )
N
P
营养浓度 ( % 干重 )
N
P
7
·了“
1 74
主, 2 9
) 8 0 17 4
卫2 感) . 0 1 4 . 2 7
6 6 7 7
3 2
.
5 7
5 4
.
1 5
2 6
.
6万’
4 0
.
() 3 1 ( ) 4
.
7 2 1 ( ) 7
.
1 1 6 5
.
4 4
2 6
.
3 0 4 4
.
5 1
9 砚. 之只
3 5
.
9 1
56 只8
艺8 . 6 5
1 4 0
. 丁卜
4 6
.
5 1 3 3
.
2气 只1 . 6 5
6 0 1
.
1 4 1
.
2 9
0
.
8 73
1
.
6 9
:(J
.
7 5 b
1
.
2 8
0 5 1 5
3 7 1
. 了2 ! . 1 9
0
.
7 8 0 0 5 了 0 . 了1 2 t , . `i毛 。 、 . 3 6己 二. 7 75
大根苗也不能保证造林成活 , 所以将来
应用这些研究结果都要考虑根体积与不同的
操作上的实际情况的关系 ,根体积不是根纤
维的量度 , 例如数量 、 种类和根的分布状况 .
事实上这些苗木的细根多数是朝向支根根尖
的 。侧根和支根在起苗 、 分级和造林时能失掉
一些 。起苗时拔掉的根和打捆前的修根 ,都要
减少根体积 。 起苗和分级时 ,根的脱皮 (表层
细胞被划掉 . 只剩下一些木质组织 ) , 能引起
大部分根系功能丧失 。 由于根被土覆盖时不
注意就造成了脱皮 , 这是是十分严重的问题 。
在搬运时将根扭结 、 扭 曲 、 弯 曲 、 压碎 、 摩擦 、
挫伤或干透 , 把它种植后根的大部 分不能满
足苗木对水和养分的迫切需要 。
我们认为将西黄松造林苗按操作上 ,可
接受的树高和直径材准分级后分成根体积类
型 ,这是这类研究工作的第 一次开展 。 我们根
据根体积进行分级 ,最后结果很明了 , 目标很
体积连同可接受的树高和直径等特征 ,无疑
对增加形态学质量方面的试验研究工作是一
个值得从事的过程 ,