2種截冠處理對種子園樟子松幼齡母樹生長的影響

閻雄飛，劉永華，馮永宏，張增強，袁小琴，陳巧燕，郭 榮，曹存宏，楊 濤

（1榆林學院生命科學學院，陜西榆林719000；2榆林市樟子松種子園，陜西榆林719000；3陜西省治沙研究所，陜西榆林719000）

0 引言

樟子松(Pinus syluestrisvar.mongolica)隸屬于松科松屬，是歐洲赤松的一個變種，天然分布區(qū)域為俄羅斯、蒙古共和國以及中國的東北地區(qū)和內(nèi)蒙古[1-2]。該樹種具有較強的抗旱性、抗寒性，較速生，成活率高，材質優(yōu)良，樹干通直，是國內(nèi)北方干旱半干旱沙區(qū)營造防護林重要樹種，在防風固沙和水土保持中發(fā)揮著重要的作用[3-7]。榆林地處毛烏素沙地南緣，受地理因素、氣候條件、人為亂砍亂伐等因素的影響，該地區(qū)常年遭受風沙襲擾[6]。自從樟子松作為防風固沙樹種在榆林引種栽植成功[5]，經(jīng)過幾十年在榆林的固沙造林實踐，其水土保持和防風固沙效果顯著，已成為該地區(qū)重要的防風固沙和水土保持的主要針葉樹種，在榆林沙區(qū)生態(tài)環(huán)境改善中發(fā)揮了重要作用[6-8]。然而隨著樟子松在榆林種植規(guī)模的不斷擴大，樟子松種子的需求不斷加大。榆林市樟子松種子園是西北地區(qū)唯一的樟子松良種基地，承擔著為榆林提供優(yōu)良樟子松種子和種苗的主要任務。近年來，種子園樟子松幼齡母樹出現(xiàn)了生長緩慢、生長勢衰弱、冠形不合理等問題[6,9]，科學管理樟子松母樹，促進其健康生長對毛烏素沙區(qū)的樟子松造林綠化具有重要意義。

關于種子園母樹科學管理和生長結實關系的研究國內(nèi)外已有大量報道[10-24]，例如地中海白松(P.halepensis)[11]、歐洲赤松(P.syluestris)[12]、火炬松(P.taeda)[13]、輻射松(P. radiate)[14-16]、紅松(P. koraiensis)[17-18]、馬尾松(P.massoniana)[19-21]、油松(P. tabulaeformis)[22]、長白落葉松(Larix olgensis)[23]、華北落葉松(Larix principisrupprechtii)[24]等。楊培華等[22]對油松種子園的母樹進行截頂和適度修枝促進了母樹地徑的生長，延緩了母樹的樹高生長。張硯輝等[23]研究表明，截頂矮化處理對母樹樹高生長有減緩作用；對母樹的冠幅和胸徑有明顯促進作用。譚小梅等[21]發(fā)現(xiàn)對馬尾松無性系二代種子園嫁接6 年后母樹進行截干矮化，發(fā)現(xiàn)截干矮化后，母樹胸徑、冠幅有明顯影響，冠形更為合理，但是對開花和結實并未造成明顯影響。洪永輝等[19]研究表明，如果對馬尾松無性系二代種子園嫁接4 年母樹進行摘心技術，摘心后輪盤主枝停止生長，側枝生長迅速，樹冠明顯擴大，球果產(chǎn)量明顯增加，如果對馬尾松母樹截冠矮化處理后，母樹的樹高降低，胸徑和冠幅均有不同程度的增加，形成了合理的冠型；同對照組相比，側枝生長平均降低42.6%，結果枝提高了4.6倍，結果個數(shù)提高11.7 倍。劉春利等[24]研究了疏剪、短剪及中剪等矮化處理措施對華北落葉松生長和結實的影響，發(fā)現(xiàn)3種修剪方式都能促進母樹新生枝條生長，并且疏剪促進了華北落葉松母樹的開花結實。

關于樹體管理對樟子松種子園母樹生長和結實方面影響的研究，國內(nèi)外研究報道相對較少[10,25]。王曼[25]在病蟲害發(fā)生嚴重的30 年樟子松上進行了疏枝、截頂、截輪枝3種修剪措施，發(fā)現(xiàn)疏枝處理對母樹的樹高生長、胸徑生長和結實有促進作用，截頂處理對母樹的胸徑生長有促進作用，對結實沒有顯著影響，截輪枝對母樹的胸徑生長和樹高生長均有抑制作用。王福森等[10]在黑龍江龍江縣錯海林場對樟子松進行矮化處理的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)截冠處理有利于形成合理冠型，結實量和種子質量提高。上述樹體管理措施都是針對樟子松壯齡和大齡母樹進行的研究，對樟子松幼齡母樹生長方面的研究尚未見報道。鑒于此，本研究以陜西省榆林市國家樟子松良種基地的樟子松幼齡母樹為研究對象，對該樹種進行截冠處理，研究截冠處理L2（截取2 輪枝處理）和L3（截取3 輪枝處理）對樟子松幼齡母樹樹高、地徑、冠幅、一年生小枝、二年生小枝、枝下高、萌芽數(shù)量等生長指標的影響，在理論上探討截冠處理對樟子松幼齡母樹生長的影響，在實踐中為幼齡樟子松母樹的科學管理提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設置在陜西省榆林市樟子松種子園(109°46′02″—109°46′30″E，38°09′06″—38°09′27″N)，位于榆林市城南約15.2 km2，地處毛烏素沙地南緣與黃土丘陵區(qū)過渡地帶，平均海拔1024 m。該種子園為西北地區(qū)最大的樟子松種子園，屬溫帶半干旱大陸性季風氣候，園內(nèi)年平均氣溫8.1～10.7℃，極端低溫-32.7℃，極端高溫38.6℃，年平均降水量432 mm，降水主要集中于7—9月，蒸發(fā)量大于1900 mm，風沙較大，年平均風速5.1 m/s，最大風速為28.1 m/s；樟子松林地的土壤為沙土和蓋沙黃土，土壤通透性好，但相對貧瘠，有機質含量低，為0.32%～0.54%，pH 6.9～7.6。試驗地內(nèi)主要的植物以菊科、薔薇科、豆科、楊柳科為主。樟子松種子園有6個區(qū)域，本研究選擇在種子園新建母樹林，位于園區(qū)中部，地勢平坦，總占地面積6.67 hm2。進行試驗的為同一無性系母樹，新建母樹林為2006 年種植，目前樹齡達13年，定植株行距3.0 m×3.0 m。

1.2 試驗方法

2016 年2 月于新建母樹林的樣地中，選擇生長健康、長勢基本一致、無病蟲害的幼齡母樹用于試驗。試驗共設置1 個對照組和2 個處理組（L2 和L3），各處理組分別選擇15 株樟子松母樹供試。對照組直接選取樟子松幼齡母15株用于試驗。截冠處理組L2于2016年3月3—5日用多功能鋼鋸截去樟子松幼齡母樹第2輪枝及以上部分，后用高錳酸鉀消毒，并用石蠟封住傷口。截冠處理組L3截去第3輪枝及以上部分，截冠時間和處理方法同截冠處理組L2。

2018 年 3 月 20—30 日對用于試驗的 45 株母樹進行樹高、地徑、冠幅、一年生小枝、二年生小枝、枝下高和萌芽數(shù)量7個生長指標進行測量。用L600A手持激光測樹儀測量樹高，讀數(shù)精確到0.1 m。地徑使用樹圍尺直接測量，讀數(shù)精確到0.1 cm。使用卷尺測量樟子松南北和東西方向寬度，平均值即為冠幅大小，讀數(shù)精確到1 cm。枝下高使用鋼尺測量，讀數(shù)精確到1 cm。使用卷尺測量二輪枝條上東、西、南、北4 個方向一年生與二年生枝條長度，求平均值，讀數(shù)精確到0.1 cm。調(diào)查第2輪枝上所有枝條的所有萌芽數(shù)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本研究采集的所有數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016和SPSS 17.0 統(tǒng)計分析軟件進行處理和統(tǒng)計分析，樹高、地徑、冠幅、一年生小枝、二年生小枝、枝下高和萌芽數(shù)量7個生長指標用鄧肯法進行差異分析。

2 結果與分析

2.1 截冠處理對樟子松幼齡母樹樹高生長的影響

截冠處理對樟子松幼齡母樹樹高的影響見表1。截冠處理前，對照組、L2 和L3，平均樹高分別為4.11、4.14、4.17 m；截冠處理前，對照組、L2 和L3 的樹高差異不顯著(P＞0.05)。截冠處理后，對照組、L2和L3的樹高生長量分別為0.62、0.42、0.23 m，截冠處理后對照組樹高生長量顯著大于L2和L3(P＜0.05)，其中2種截冠處理L2和L3樹高生長量無顯著差異(P＞0.05)。說明2種截冠處理均對樟子松幼齡母樹樹高的生長有明顯抑制作用。

表1 截冠處理對樟子松幼齡母樹樹高生長的影響 m

2.2 截冠處理對樟子松幼齡母樹地徑生長的影響

截冠處理對樟子松幼齡母樹地徑生長的影響見表2。截冠處理前，對照組、L2 和L3 的地徑差異不大(P＞0.05)。截冠處理后，對照組、L2和L3的地徑也無顯著差異(P＞0.05)。樟子松幼齡母樹截冠處理后，對照組 、L2和L3的地徑生長量分別為 1.39、1.82、1.93 cm，對照組、L2 和L3 的地徑生長率分別為12.92%、17.32%和17.74%，其中L2 和L3 的地徑生長量顯著高于對照組(P＜0.05)，地徑生長率也出現(xiàn)了類似的結果。但2 種截冠處理L2 和L3 地徑生長量和地徑生長率差異不顯著(P＞0.05)。說明2種截冠處理對樟子松幼齡母樹地徑的生長有明顯促進作用。

2.3 截冠處理對樟子松幼齡母樹冠幅生長的影響

截冠處理對樟子松幼齡母樹冠幅生長的影響見表3。截冠處理前，對照組、L2 和L3 的冠幅差異不大(P＞0.05)。截冠處理后，對照組、L2和L3的冠幅也無明顯差異(P＞0.05)。截冠處理后，對照組、L2和L3的冠幅生長量分別為0.66、0.73、0.84 m，對照組、L2和L3的冠幅生長率分別為44.89%、50.34%和60.43%。截冠處理后，對照組與L2 和L3 的冠幅生長量有顯著差異(P＜0.05)，其中L2 和L3 冠幅生長量也有顯著差異(P＜0.05)。冠幅生長率也出現(xiàn)同樣的結果。說明截冠處理對樟子松幼齡母樹冠幅的生長量有顯著的影響，并且L2和L3處理對冠幅生長量有顯著影響。

2.4 截冠處理對幼齡母樹一年生小枝和二年生小枝長度的影響

圖1為截冠處理對樟子松幼齡母樹一年生小枝和二年生小枝長度的影響。可以看出，截冠處理后，對照組、L2 和L3 的一年生小枝平均長度分別為9.65、10.57、11.22 cm，對照組、L2 和L3 的二年生小枝平均長度10.31、11.25、11.86 cm。不難看出，一年生小枝的平均長度和二年生小枝的平均長度的大小順序均為L3＞L2＞對照。對照組、L2 和L3 的一年生小枝平均長度差異不顯著(P＞0.05)，但是L3二年生小枝的平均長度顯著高于對照組(P＜0.05)，說明截冠處理L2 對樟子松幼齡母樹一年生小枝與二年生小枝的平均長度無顯著影響，截冠處理L3對樟子松幼齡母樹一年生小枝平均長度無顯著影響，對樟子松幼齡母樹二年生小枝平均長度有顯著影響。

2.5 截冠處理對樟子松幼齡母樹枝下高和萌芽數(shù)的影響

表4為截冠處理對樟子松幼齡母樹枝下高和萌芽數(shù)的影響。可以看出，截冠處理后對照組、L2和L3的平均枝下高分別為87.6、85.7、83.8 cm，L2和L3枝下高同對照比例分別為97.83%和95.66%，但對照組、L2和L3 枝下高無顯著差異(P＞0.05)。說明2 種截冠處理能降低樟子松幼齡母樹的枝下高，但對枝下高沒有顯著影響。截冠處理后對照組、L2 和L3 平均萌芽數(shù)量分別為296.8、309.8、331.1 個，平均萌芽數(shù)略有增加，L2和L3枝下高分別為對照0.98倍和0.96倍，對照組、L2 和L3 萌芽數(shù)量無顯著差異(P＞0.05)。說明2 種截冠處理對樟子松幼齡母樹的萌芽數(shù)無顯著影響。

表2 截冠處理對樟子松幼齡母樹地徑生長的影響

表3 截冠處理對樟子松幼齡母樹冠幅生長的影響

圖1 截冠處理對幼齡母樹一年生小枝和二年生小枝長度的影響

表4 截冠處理對樟子松幼齡母樹枝下高和萌芽數(shù)的影響

3 結論

本研究對樟子松種子園幼齡母樹進行截冠處理，比較截冠處理和未截冠處理對樟子松樹高生長、地徑生長、冠幅生長、一年生小枝與二年生小枝長度、枝下高和萌芽數(shù)量的影響，研究結論：（1）截冠處理L2 和L3均對樟子松幼齡母樹樹高的生長有明顯抑制作用，對樟子松幼齡母樹冠幅的生長具有明顯促進的作用，且L3處理效果更為顯著，對樟子松幼齡母樹地徑的生長有明顯促進作用。（2）截冠處理L2和L3和對照組一年生小枝和二年生小枝的長度的大小順序均為L3＞L2＞對照組，說明截冠處理對小枝的長度有一定影響。截冠處理L2 對樟子松幼齡母樹一年生小枝與二年生小枝的長度無顯著影響；截冠處理L3對樟子松幼齡母樹一年生小枝長度無顯著影響，對二年生小枝長度有明顯促進作用。2種截冠處理對樟子松幼齡母樹的枝下高無明顯影響，對樟子松幼齡母樹萌芽數(shù)量無明顯影響。（3）2 種截冠處理對幼齡母樹生長均有影響，L3更適合樟子松幼齡母樹管理。

4 討論

一般說來，松科種子園母樹的矮化處理技術，可促進母樹的健康生長，又能降低母樹結實高度便于采集種子，正成為種子園母樹科學經(jīng)營管理關鍵技術[26-28]。本研究發(fā)現(xiàn)截冠處理對樟子松幼齡母樹地徑的生長有明顯的促進作用，[19]、油松種子園母樹[22]、壯齡樟子松母樹[10]、長白山落葉松種子園母樹[23]的研究結果一致。本研究結果還表明，截冠處理抑制了樟子松幼齡母樹樹高的生長，這和樟子松壯齡母樹[10]、油松母樹[22]截冠矮化后的研究結果一致。張硯輝等[23]研究發(fā)現(xiàn)長白落葉松母樹截頂后也出現(xiàn)樹高生長變緩的現(xiàn)象，截頂矮化對樹高生長有減緩作用，達到了抑制母樹高度的目的。

截冠、修剪等矮化處理措施對母樹的冠幅有不同程度的促進作用，長白山落葉松種子園母樹[23]、馬尾松二代種子園母樹[19]、油松種子園母樹[22]、樟子松種子園壯齡母樹[10]都證明了這一研究結果。本研究也發(fā)現(xiàn)截冠處理對樟子松幼齡母樹冠幅的生長具有明顯促進的作用，且在一定范圍內(nèi)，截冠矮化處理越低冠幅的增加越顯著。王曼[25]研究發(fā)現(xiàn)，截冠對20年樟子松壯齡母樹冠幅的生長有一定促進作用，但同對照相比差異不顯著，這與本研究的截冠二輪枝(L2)研究結果類似，與截冠三輪枝(L3)研究結果略有不同，主要是截冠的高度不同引起的。

截冠、截桿、截輪枝等矮化處理措施對母樹枝條生長研究方面，目前尚無定論。洪永輝等[19]對馬尾松母樹截冠矮化處理后發(fā)現(xiàn)，同對照組相比，側枝生長平均降低大約40%。劉春利等[24]研究了疏剪、短剪及中剪等矮化處理措施對華北落葉松生長和結實的影響，發(fā)現(xiàn)3 種修剪方式都能促進母樹新生枝條生長。本研究發(fā)現(xiàn)截冠兩輪枝(L2)處理對樟子松幼齡母樹一年生小枝生長略有增加，截冠三輪枝(L3)處理對樟子松幼齡母樹二年生小枝生長有明顯促進作用。說明截冠三輪枝處理對樟子松幼齡母樹小枝生長促進作用明顯，這和對華北落葉松的研究結果一致，截頂、截桿等矮化處理措施對母樹枝條生長可能因樹種不同產(chǎn)生不同作用。一般對于母樹來說，截冠、截桿等矮化處理措施對母樹枝下高影響尚無定論。韓學琴等[29]研究不同截桿高度對麻瘋樹(Jatropha carcass)生長的影響，發(fā)現(xiàn)不同截桿處理的麻瘋樹枝下高都比對照低，本研究則發(fā)現(xiàn)2 種截冠處理對樟子松枝下高影響不大。在截桿、截冠等矮化處理對母樹萌芽數(shù)量影響方面，文獻報道較少。韓學琴等[29]研究報道，同對照相比截冠處理后麻瘋樹的萌芽數(shù)量降低。本研究卻發(fā)現(xiàn)，同未截冠母樹相比，截冠處理后樟子松幼齡母樹的萌芽數(shù)量出現(xiàn)了增加，但并無明顯差異。對于樟子松幼齡母樹來說，截冠處理后，枝下高變化不大、冠幅變大、萌芽數(shù)量增加也符合樟子松的生長規(guī)律。總的來說，截冠矮化處理抑制了樟子松幼齡母樹的樹高生長、促進了冠幅和地徑生長，在一定程度上降低了枝下高，增加了小枝的長度和萌芽數(shù)量，有利于樟子松建立良好的冠形結構，增加了母樹空間利用率，改善母樹的光照條件，有利于母樹的健康生長和采種。至于能否促進花芽分化、增加有效結實部位，從而提高結實的產(chǎn)量和種子質量，尚需進一步研究。