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欧洲云杉不同种源补光育苗试验



全 文 :西北林学院学报 2009 , 24(3):75 ~ 79
Journal o f No r thw est Fo restry Univer sity
欧洲云杉不同种源补光育苗试验
①张宋智1 , 王军辉2* , 蒋 明1 , 马建伟1 , 刘林英1 , 赵文英1
(1.甘肃省小陇山林业科学研究所,甘肃 天水 741022;2.中国林科院林业研究所 ,国家林业局林木培育重点实验室 ,北京 100091)
摘 要:研究了光周期 、光源 、光照强度对欧洲云杉不同种源 1 a生实生苗生长的影响。结果表明:
补光处理对欧洲云杉幼苗各生长性状均有显著促进作用;阳光灯下 ,不同光周期以补光 8 h 时苗高
生长量最大 ,各生长性状对光源的反应依次为阳光灯>碘钨灯>镝灯 ,3种光源对欧洲云杉幼苗促
进作用最佳光照强度分别为 3 ~ 6 、8 ~ 16 、8 ~ 11μmol·m -2 · s-1 ;采用夜间补光处理 ,欧洲云杉幼
苗当年生长期达到 170 d 。
关键词:欧洲云杉;光源;光周期;光强
中图分类号:S791.180.2   文献标识码:A   文章编号:1001-7461(2009)03-0075-05
Seedling Culture of Picea abies by Supplement Light
ZHANG Song-zhi1 , WANG Jun-hui2 , JIANG Ming1 , MA Jian-wei1 , LIU Lin-ying1 , ZHAO Wen-ying1
(1.X iaolong shan Forest ry Research Inst itute o f Gan su , Tiansh ui , Gansu 741022 , China;
2.Research Insti tute o f Forestr y , CAF , Beij ing 100091)
Abstract:Inf luences of pe riod , source and intensity of illumination in light supplement seedling culture on
1-year P icea abies seedling w ere invest igated.The results indicated that supplement illumination had pro-
motive effect on the g row th o f seedling s.The max imum height g row th w as achieved when the period of
light supplement w as 8 h w ith sunlamp.The inf luences o f the light source w ere in the o rder of tungsten io-
dine lamp>dyspro sium lamp>sunlamp.The best i llumination intensit ies for the three lamps we re 3 ~ 6 , 8
~ 16 , and 8 ~ 11μmol·m -2 · s-1 respectively .The grow th period of the seedling s t reated by supplement
i llumination w as as long as 170 day s in one year.
Key words:Picea abies;light source;period of illumination;light intensity
  欧洲云杉(P icea abies)又名挪威云杉 ,是欧洲
应用最广泛的森林树种。该树种不仅速生且适应性
强 ,可作为纸浆材和建筑材等[ 1] 。我国熊岳树木园
引进栽培已有 81 a的历史 ,庐山 、北京 、天水等地也
相继引种栽培 ,生长速度明显优于红皮云杉和青海
云杉[ 2-3] 。由于云杉属实生苗前期生长缓慢 ,美国 、
加拿大等许多国家已建立了一套适合云杉苗木生长
发育的生活环境和相应的技术措施 ,在云杉强化育
苗方面做了许多研究[ 4-5] 。我国 20世纪 90 年代开
始对针叶树进行强化育苗技术研究 ,研究了红皮云
杉的育苗系列技术 ,使红皮云杉 1 a 生苗可达出圃
的标准[ 6-8] ;开展了青海云杉强化育苗方面的研究工
作 ,温室中 1 a 生青海云杉强化苗的苗高已超过大
田 3 a 生苗木的苗高 , 缩短育苗周期一半以上[ 9] 。
强化育苗的关键技术是夜间补光 ,补光能激活云杉
针叶内光敏色素从非活性形式转变为活性形式 ,从
而抑制休眠[ 10] ;提高分裂素中玉米素的含量 ,转移
到生长点中 ,引起枝芽或针叶芽的分化而开始生
长[ 1 1] 。为了探索补光对欧洲云杉幼苗生长的促进
效应 ,在日光塑料大棚容器育苗基础上 ,采用阳光
灯 、日光色镝灯和碘钨灯进行了间断黑暗补光对比
试验 ,用阳光灯进行不同光周期处理试验 。
① 收稿日期:2008-08-10 修回日期:2008-10-04
 基金项目:林业科学技术推广项目“云杉强化育苗的配套技术研究” ([ 2004] 6号);农业科技成果转化资金项目“云杉强化育苗配套技术
中试与示范”(2006GB24320397)
 作者简介:张宋智 ,男 ,高级工程师 ,从事森林培育研究。*通讯作者:王军辉 ,男 ,副研究员 ,从事林木遗传育种研究。 E-mail:w angjh808@sina.com。
1 材料与方法
 试验地自然概况
试验设在甘肃省小陇山林科所苗圃 ,海拔1 160
m 。年降水量 600 ~ 800 mm , 年蒸发量 1 290.0
mm ,年平均气温 12.0℃,极端最高气温 39.0℃,极
端最低气温-19.0℃。4-9月晴天日平均光照时
数 11 ~ 14 h ,夏季最高光照强度 2 500 μmol ·m-2
·s-1 ,无霜期约 200 d。
 材料
1.2.1 种子 供试欧洲云杉 4 个种源的种子从加
拿大树木种子中心引进(表 1)。
表 1 欧洲云杉种子资料
Table 1 S eed material of P .abies
种源号 千粒重/ g 净度/ %
NS06BN26 7.72 96.0
NS03CK10 7.72 98.0
DNS072 10.90 99.4
DNS107 9.46 98.3
1.2.2 光源 采用 3种光源 。兴禾牌阳光灯(河北
科技大学生产 ,功率 36 W ,波长主峰 450 nm 和 640
nm ,光色紫红色);日光色镝灯(南京宁宝照明电器
有限公司生产 ,型号为 JLZ400D/F ,功率 400 W ,波
长主峰 530 nm ,光色绿白色);普通照明碘钨灯(连
云港市华瑞照明电器公司生产 ,功率 1 000 W ,波长
主峰 560 nm 左右 ,以黄色光为主[ 12-13] )。
1.2.3 基质 以田园土 6份 、泥炭土 3份 、粉煤灰 1
份的混合物为基质 , 有机质含量 7.8 g · kg-1 ,
pH8.0。
 方 法
1.3.1 不同光源处理试验 在长 60.0 m 、宽 6.0
m 、高 2.5 m的钢架拱棚内分设 3个补光区 ,依据灯
具有效光照面积将灯安装在不同的位置 。①阳光灯
补光区 120.00 m 2 ,灯管距苗床高 1.0 m ,间距 1.2
m ,分 2排安装 ,苗床光强 1 ~ 6 μmol· m-2 · s-1 。
②日光色镝灯补光区 120.00 m2 ,灯泡距苗床高 1.6
m ,间距 3 m ,分 2排安装 ,苗床光强 6 ~ 11 μmo l·
m-2 ·s-1 。③碘钨灯补光区 110.00 m2 ,灯管距苗
床高 1.7 m ,间距 4 m ,在苗床中央安装 ,苗床光强 1
~ 18 μmol ·m-2 · s-1 ,各区之间用双面遮光布遮
挡 ,用定时器控制开关 。补光期于 19:20放下遮光
布 ,次日 6:20卷起遮光布。同时在大棚内设不补光
对照 ,小区面积 3.4 m2 。采用间断黑暗打破暗周
期[ 1 4] ,出苗后 10 d开始补光 ,2007年4月 24日至6
月 19日 22:00-2:00补光 4 h , 6 月 20日至 8月
20日 22:00-3:00补光 5 h , 8月 21日开始每 6 d
减少补光 1 h 。9月 12日停止补光 ,累计补光 135 d
(7月 22日 、9月 2日因夜间雷震雨未能进行补光)
各小区苗床面积 3.36 m2(2.8 m ×1.2 m),
2007年 3月 28日催芽 ,待 1/3 的种子露白时 ,点播
于 8 cm×14 cm 塑料育苗袋 ,每袋播种 3 ~ 4粒 。3
个补光处理 4个种源共 12个小区 ,每小区摆 1 200
个育苗袋 ,每个种源共点播 3 600袋 ,对照 200个育
苗袋;4月 16日出苗 ,4月 20-25日为出苗高峰期。
出苗后 ,在欧洲云杉 NS06BN26种源各光源下设置
60株苗木的固定样方 ,从 5 月 8日至 10 月 15日每
隔 20 d测量其苗高 ,至封顶共测9次 。试验末期(10
-31)每个小区内随机调查 50 株苗高 、地径 、主根
长 、侧根数 、侧枝数 、毛根数 、干重 、鲜重 。用 DPS
3.01统计软件进行方差分析 。
1.3.2 光周期对比试验 以欧洲云杉 NS06BN26
号种源为材料 ,在阳光灯补光区设置 7个时间处理 ,
1个对照小区(表 2)。各处理区间用双面遮光布分
隔 ,补光光强 5 μmol·m-2 · s-1 ,补光时间 4 月 25
日至 9月 12日。播种面积为 0.2 m2 ,共 100袋 。
表 2 补光时段
Table 2 Time interval s of supplement illumination
处理 处 理 1 处理 2 处理 3 处 理 4 处 理 5 处理 6 处 理 7 对照
补光 时间/ h 11 8 6 4 4 1 2 0
日光照时间/ h 24 21 19 17 17 14 15 13
补光时段 19:20-6:20 19:20-3:20 19:20-1:20 20:20-0:20 22:00-2:00 23:00-24:00 23:00-24:00
1:00-2:00 0
  试验期末(10-20日)测定各处理小区 50株生
长正常苗木的苗高。
1.3.3 光照强度对比试验 将各光源处理的苗床
按20 cm 宽划分成14个小区 ,用澳作QMSW-SS 光
量子计测量各小区的光照强度(表 3)。阳光灯光照
强度 1 ~ 6 μmo l·m-2 · s-1 , 镝灯光照强度 6 ~ 11
μmo l·m-2 · s-1 ,碘钨灯光照强度 2 ~ 16 μmol ·
m-2 ·s-1 。试验期末(10月 29-30日)每个小区调
查 15株苗高 。
76 西北林学院学报 24 卷 
表 3 苗床表面光照强度
Table 3 Intensit ies of supplement illumination w ith dif feren t ligh t sources
光照强度 苗床位置/m
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6
阳光灯/
(μmol·m -2· s -1) 1 2 3 4 5 5 6 6 5 4 3 3 2
镝灯/
(μmol·m -2· s -1) 6 6 7 8 8 8 9 9 10 10 10 11 11
碘钨灯/
(μmol·m -2· s -1) 2 3 3 4 4 5 6 8 10 12 14 15 16
2 结果与分析
 不同光源对欧洲云杉幼苗生长节律的影响
欧洲云杉(NS06BN26)经补光处理的幼苗生长量
明显优于对照。未实施补光处理的苗木于 6月 1日
开始出现封顶 ,到6月 7日全部封顶 ,高生长期 42 d。
补光处理的欧洲云杉幼苗未出现顶芽 ,直接进入高生
长 , 9月上旬 ,为了苗木的安全越冬而停止补光 ,以促
进木质化 ,幼苗在10月中旬高生长停止 ,出现顶芽封
顶。高生长期比对照延长 120 d ,达到 170 d左右。
从图 1知 ,欧洲云杉播种后 30 ~ 75 d ,高生长缓
慢 ,各光源下苗高与对照苗差异不大 。75 ~ 175 d
是加光幼苗的速生期 ,其中 , 8月份生长速度最快 ,
并以阳光灯下苗高生长最快(13.3 cm),其次是碘钨
灯(11.7 cm),镝灯最慢(9.2 cm),对照苗(2.6 cm)
封顶后未出现二次高生长 。
 光源对欧洲云杉幼苗不同种源生长性状的影响
研究结果(表4)表明 ,光照处理的苗木各项指
标均超过对照值。其中 ,干重与对照的优势比最高 ,
为 19.0;鲜重和侧枝数次之 ,分别为 17.5 和 15.5;
以一级侧根长度优势比最低 ,为 1.2 ,主根长次之。
DNS072 和 DNS107 种源综合性状指标最高 ,
NS06BN26次之 ,NS03CK10最低。
图 1 不同光源欧洲云杉苗高生长曲线
Fig.1 Height grow th curve of the seedlings w ith dif ferent ligh t sources
表 4 光源对欧洲云杉 1a生苗各生长性状的影响
Table 4 T he inf luence of light source on t rai t s of one-y ear-old seedlings of P.abies
种源 光源 苗高/ cm
地径
/mm 侧枝数
主根长
/ cm
生物量/g
鲜重 干重
一级侧根
数量/条 长度/ cm 根径/mm
二级侧根
数量/条 根长/ cm
毛根数
/条
NS06BN26
阳光灯 12.1 1.3 5.5 15.6 1.35 0.52 13.7 6.7 0.2 2.9 2.0 359
镝类 8.5 1.1 3.9 16.2 0.97 0.33 13.9 5.8 0.2 2.8 1.2 391
碘类 9.5 1.2 4.0 15.2 1.12 0.34 10.1 6.9 0.3 2.4 2.7 204
NS03CK10
阳光灯 6.8 1.0 3.3 14.3 0.92 0.27 11.1 5.9 0.2 2.9 2.1 196
镝灯 6.1 1.1 2.9 18.4 0.73 0.25 11.8 5.2 0.2 3.0 1.6 268
碘灯 6.5 1.0 2.7 15.9 0.88 0.26 6.8 9.3 0.2 2.6 2.8 137
DNS072
阳光灯 11.1 1.3 5.2 18.0 1.19 0.37 13.9 5.2 0.2 2.4 2.1 336
镝灯 11.4 1.3 4.3 15.6 1.38 0.41 13.6 7.0 0.3 4.6 2.2 454
碘灯 13.1 1.4 5.7 15.2 1.93 0.57 10.6 9.2 0.3 2.9 4.0 224
DNS107
阳光灯 13.3 1.3 6.2 15.1 1.45 0.50 13.1 6.3 0.2 3.5 1.6 347
镝灯 9.4 1.2 3.9 15.6 1.10 0.35 13.6 5.8 0.2 3.8 1.5 329
碘灯 7.3 1.0 2.8 15.8 0.90 0.27 9.7 6.9 0.2 1.4 2.2 211
NS06BN26 CK 2.2 0.6 0.4 10.7 0.11 0.03 3.8 4.4 0.1 0.1 0.1 53
  NS06BN26 和 NS03CK10种源各性状表现以
阳光灯处理区最好 , 碘坞灯次之 , 镝灯最差 。
DNS072种源各性状表现与之相反 。DNS107 种源
性状表现为阳光灯最好 ,镝灯居中 ,碘坞灯最差。表
明不同光源对欧洲云杉的促进作用有差异 , 3个种
源各性状对光源反应的综合效果依次为阳光灯>碘
钨灯>镝灯 , DNS072种源与之相反 。但都表明补
光处理对欧洲云杉苗期生长和干物质积累有显著的
77第 3 期 张宋智 等 欧洲云杉不同种源补光育苗试验
促进作用 。
 阳光灯不同光周期处理对欧洲云杉苗高的影响
研究表明 ,阳光灯的 7 种不同光照处理对欧洲
云杉苗高生长的影响有极显著差异(F7 , 387 =
177.69**)。在 7种补光处理中 ,日落后 ,阳光灯连
续补光 8 h(光周期 20 h)的处理对欧洲云杉苗木高
生长的促进效果最好 ,显著超过其他处理 ,其苗高平
均值可达 13.2 cm ,与对照的优势比为 4.54(表 5)。
补光方式相同时 ,光照处理时间长短与补光效
果没有明显联系 。如日落后连续补光 11 h(光周期
为 24 h),其生长效果劣于其他几种日落后连续补
光;而日落后连续补光 4 h ,生长效果显著优于连续
补光 6 h。午夜连续补光 1 h 效果优于午夜补 2 h
(补 1 h 间断 1 h ,再补 1 h)。
午夜补光 2 h(补 1 h间断 1 h再补 1 h)和日落
后连续补光 11 h(光周期 24 h)的效果相似 ,但苗高
生长量为日落后连续补光 8 h 的一半。补光处理
中 ,日落后连续补光 11 h 效果最差 ,但苗高仍为不
补光(对照)的 1.56倍 。各种补光处理明显优于对
照 ,其优势比为 4.54 ~ 1.56。光照处理间的效果差
异反映了欧洲云杉苗高生长对光照时间的需求 。
表 5 不同光照处理下欧洲云杉苗高生长量①
Table 5 S eedling height of P.abies under dif f erent li ght t reatments
处理 补光方式 苗高/ cm 补光/对照 处理 补光方式 苗高/ cm 补光/对照
1 日落后连续补光 8 h 13.2a 4.54 5 午夜连续补光 1 h 7.3d 2.69
2 日落后连续补光 4 h 10.1b 3.82 6 午夜补 2 h(间断 1 h) 5.2e 1.79
3 午夜连续补光 4 h 9.7bc 3.34 7 日落后连续补光 11 h 4.5e 1.56
4 日落后连续补光 6 h 9.2c 3.17 8 对照(不补光) 2.9f
  ①表内不同小写字母表示苗高差异显著(α=0.05)。
 补光强度对苗高的影响
光强对促进苗高生长具有一定的作用 ,因光源
和安装高度不同 ,到达苗床的光照强度差异较大 ,苗
床表面光强大小依次为碘钨灯 、镝灯 、阳光灯 。在相
同光照强度下(6μmol·m-2 · s-1),苗高表现出较
大的差异 ,阳光灯下苗高为 11.8 cm ,碘坞灯为 9.2
cm ,镝灯为 5.6 cm ,表明波长对苗高生长的促进作
用不同 ,起重要作用的是光源的光谱平衡而不是所
有光输出量。阳光灯的光照强度最小 ,但对欧洲云
杉苗高生长的促进作用最强(表 6)。随着补光强度
的增加 ,苗高生长量呈增加趋势 ,但达到一定光照强
度后基本趋于稳定 。DNS107号种源在 3种光源的
中间光强时苗高生长最快 ,较高光强时反而下降 ,呈
单峰型变化。从表 6中可看出 ,阳光灯的光照强度
为 3 ~ 6 μmol·m-2 · s-1 、碘钨灯为 8 ~ 16 μmol·
m
-2 ·s-1 、镝灯为 8 ~ 11 μmo l·m-2 · s-1时 ,欧洲
云杉幼苗的高生长量均较大 。
表 6 不同补光强度对欧洲云杉苗高生长量的影响
Table 6 Ef fect of diff eren t light inten si ti es on seedling s h eigh t of P.abies
种源 阳光灯光照强度/(μmol·m
-2 · s-1)
1 2 3 4 5 6
NS06BN26 8.1 10.6 12.2 12.0 12.4 12.8
NS03CK10 5.8 6.7 7.4 7.6 7.7 8.2
DNS072 9.0 10.3 11.5 12.5 12.8 13.3
DNS107 10.6 13.1 15.6 15.7 12.6 12.8
种源 镝灯光照强度/(μmol·m
-2 · s-1)
6 7 8 9 10 11
NS06BN26 5.0 5.8 8.0 9.2 8.2 9.3
NS03CK10 3.6 5.2 5.4 6.1 6.5 7.1
DNS072 6.8 10.0 11.0 11.1 11.3 11.9
DNS107 7.0 9.3 10.8 11.0 11.1 9.8
种源 碘钨灯光照强度/(μmol·m
-2 · s-1)
2 3 4 6 8 10 12 14 15 16
NS06BN26 4.3 5.6 8.1 8.5 10.0 10.1 9.2 10.5 11.3 12.1
NS03CK10 3.9 4.9 5.3 6.4 7.4 8.0 8.7 6.8 6.6 6.6
DNS072 7.2 9.0 10.6 12.5 12.3 11.3 12.8 13.0 13.2 14.4
DNS107 5.0 6.5 8.6 9.2 8.1 6.8 7.6 7.5 6.4 6.8
78 西北林学院学报 24 卷 
3 结论与讨论
夜间补光能有效促进欧洲云杉幼苗的生长。欧
洲云杉不同种源对光处理的敏感度差异显著 ,
DNS072种源生长表现最好 。补光处理可有效阻滞
欧洲云杉幼苗的早期封顶 ,实现连续生长 ,当年苗高
生长期达 170 d ,达到缩短育苗年限和育种周期的
目的 。
光周期 、光源 、光强对欧洲云杉幼苗生长均有不
同的促进作用 ,以光周期最为显著[ 8] 。夜间补光1 h
就能阻滞欧洲云杉幼苗封顶 ,并以夜间补光 8 h 效
果最好 ,4 ~ 5 h 较为经济。3种光源对云杉生长均
有促进作用 ,但以阳光灯对欧洲云杉幼苗的促进作
用较好。阳光灯光照强度 3 ~ 5 μmo l·m-2 · s-1 ,
间断黑暗补光 4 h ,比较经济有效 。1μmol·m-2 ·
s-1的光照强度即能阻止欧洲云杉封顶 ,进行连续高
生长 ,表明很小的光强即能对苗高起到促进作用 。
据 Tinus研究 ,在 0.5 μmo l·m-2 · s-1的光照强度
时 ,就能阻止蓝云杉幼苗封顶[ 10] 。研究中 ,阳光灯
在 3 ~ 6 μmol·m-2 · s-1 、碘钨灯在 8 ~ 16 μmol ·
m-2 · s-1 、镝灯在 8 ~ 11 μmol ·m-2 · s-1时 ,对欧
洲云杉幼苗生长促进作用均最佳。
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79第 3 期 张宋智 等 欧洲云杉不同种源补光育苗试验