2种截冠处理对种子园樟子松幼龄母树生长的影响

阎雄飞，刘永华，冯永宏，张增强，袁小琴，陈巧燕，郭 荣，曹存宏，杨 涛

（1榆林学院生命科学学院，陕西榆林719000；2榆林市樟子松种子园，陕西榆林719000；3陕西省治沙研究所，陕西榆林719000）

0 引言

樟子松(Pinus syluestrisvar.mongolica)隶属于松科松属，是欧洲赤松的一个变种，天然分布区域为俄罗斯、蒙古共和国以及中国的东北地区和内蒙古[1-2]。该树种具有较强的抗旱性、抗寒性，较速生，成活率高，材质优良，树干通直，是国内北方干旱半干旱沙区营造防护林重要树种，在防风固沙和水土保持中发挥着重要的作用[3-7]。榆林地处毛乌素沙地南缘，受地理因素、气候条件、人为乱砍乱伐等因素的影响，该地区常年遭受风沙袭扰[6]。自从樟子松作为防风固沙树种在榆林引种栽植成功[5]，经过几十年在榆林的固沙造林实践，其水土保持和防风固沙效果显著，已成为该地区重要的防风固沙和水土保持的主要针叶树种，在榆林沙区生态环境改善中发挥了重要作用[6-8]。然而随着樟子松在榆林种植规模的不断扩大，樟子松种子的需求不断加大。榆林市樟子松种子园是西北地区唯一的樟子松良种基地，承担着为榆林提供优良樟子松种子和种苗的主要任务。近年来，种子园樟子松幼龄母树出现了生长缓慢、生长势衰弱、冠形不合理等问题[6,9]，科学管理樟子松母树，促进其健康生长对毛乌素沙区的樟子松造林绿化具有重要意义。

关于种子园母树科学管理和生长结实关系的研究国内外已有大量报道[10-24]，例如地中海白松(P.halepensis)[11]、欧洲赤松(P.syluestris)[12]、火炬松(P.taeda)[13]、辐射松(P. radiate)[14-16]、红松(P. koraiensis)[17-18]、马尾松(P.massoniana)[19-21]、油松(P. tabulaeformis)[22]、长白落叶松(Larix olgensis)[23]、华北落叶松(Larix principisrupprechtii)[24]等。杨培华等[22]对油松种子园的母树进行截顶和适度修枝促进了母树地径的生长，延缓了母树的树高生长。张砚辉等[23]研究表明，截顶矮化处理对母树树高生长有减缓作用；对母树的冠幅和胸径有明显促进作用。谭小梅等[21]发现对马尾松无性系二代种子园嫁接6 年后母树进行截干矮化，发现截干矮化后，母树胸径、冠幅有明显影响，冠形更为合理，但是对开花和结实并未造成明显影响。洪永辉等[19]研究表明，如果对马尾松无性系二代种子园嫁接4 年母树进行摘心技术，摘心后轮盘主枝停止生长，侧枝生长迅速，树冠明显扩大，球果产量明显增加，如果对马尾松母树截冠矮化处理后，母树的树高降低，胸径和冠幅均有不同程度的增加，形成了合理的冠型；同对照组相比，侧枝生长平均降低42.6%，结果枝提高了4.6倍，结果个数提高11.7 倍。刘春利等[24]研究了疏剪、短剪及中剪等矮化处理措施对华北落叶松生长和结实的影响，发现3种修剪方式都能促进母树新生枝条生长，并且疏剪促进了华北落叶松母树的开花结实。

关于树体管理对樟子松种子园母树生长和结实方面影响的研究，国内外研究报道相对较少[10,25]。王曼[25]在病虫害发生严重的30 年樟子松上进行了疏枝、截顶、截轮枝3种修剪措施，发现疏枝处理对母树的树高生长、胸径生长和结实有促进作用，截顶处理对母树的胸径生长有促进作用，对结实没有显著影响，截轮枝对母树的胸径生长和树高生长均有抑制作用。王福森等[10]在黑龙江龙江县错海林场对樟子松进行矮化处理的系统研究，发现截冠处理有利于形成合理冠型，结实量和种子质量提高。上述树体管理措施都是针对樟子松壮龄和大龄母树进行的研究，对樟子松幼龄母树生长方面的研究尚未见报道。鉴于此，本研究以陕西省榆林市国家樟子松良种基地的樟子松幼龄母树为研究对象，对该树种进行截冠处理，研究截冠处理L2（截取2 轮枝处理）和L3（截取3 轮枝处理）对樟子松幼龄母树树高、地径、冠幅、一年生小枝、二年生小枝、枝下高、萌芽数量等生长指标的影响，在理论上探讨截冠处理对樟子松幼龄母树生长的影响，在实践中为幼龄樟子松母树的科学管理提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设置在陕西省榆林市樟子松种子园(109°46′02″—109°46′30″E，38°09′06″—38°09′27″N)，位于榆林市城南约15.2 km2，地处毛乌素沙地南缘与黄土丘陵区过渡地带，平均海拔1024 m。该种子园为西北地区最大的樟子松种子园，属温带半干旱大陆性季风气候，园内年平均气温8.1～10.7℃，极端低温-32.7℃，极端高温38.6℃，年平均降水量432 mm，降水主要集中于7—9月，蒸发量大于1900 mm，风沙较大，年平均风速5.1 m/s，最大风速为28.1 m/s；樟子松林地的土壤为沙土和盖沙黄土，土壤通透性好，但相对贫瘠，有机质含量低，为0.32%～0.54%，pH 6.9～7.6。试验地内主要的植物以菊科、蔷薇科、豆科、杨柳科为主。樟子松种子园有6个区域，本研究选择在种子园新建母树林，位于园区中部，地势平坦，总占地面积6.67 hm2。进行试验的为同一无性系母树，新建母树林为2006 年种植，目前树龄达13年，定植株行距3.0 m×3.0 m。

1.2 试验方法

2016 年2 月于新建母树林的样地中，选择生长健康、长势基本一致、无病虫害的幼龄母树用于试验。试验共设置1 个对照组和2 个处理组（L2 和L3），各处理组分别选择15 株樟子松母树供试。对照组直接选取樟子松幼龄母15株用于试验。截冠处理组L2于2016年3月3—5日用多功能钢锯截去樟子松幼龄母树第2轮枝及以上部分，后用高锰酸钾消毒，并用石蜡封住伤口。截冠处理组L3截去第3轮枝及以上部分，截冠时间和处理方法同截冠处理组L2。

2018 年 3 月 20—30 日对用于试验的 45 株母树进行树高、地径、冠幅、一年生小枝、二年生小枝、枝下高和萌芽数量7个生长指标进行测量。用L600A手持激光测树仪测量树高，读数精确到0.1 m。地径使用树围尺直接测量，读数精确到0.1 cm。使用卷尺测量樟子松南北和东西方向宽度，平均值即为冠幅大小，读数精确到1 cm。枝下高使用钢尺测量，读数精确到1 cm。使用卷尺测量二轮枝条上东、西、南、北4 个方向一年生与二年生枝条长度，求平均值，读数精确到0.1 cm。调查第2轮枝上所有枝条的所有萌芽数量。

1.3 数据分析

本研究采集的所有数据采用Microsoft Excel 2016和SPSS 17.0 统计分析软件进行处理和统计分析，树高、地径、冠幅、一年生小枝、二年生小枝、枝下高和萌芽数量7个生长指标用邓肯法进行差异分析。

2 结果与分析

2.1 截冠处理对樟子松幼龄母树树高生长的影响

截冠处理对樟子松幼龄母树树高的影响见表1。截冠处理前，对照组、L2 和L3，平均树高分别为4.11、4.14、4.17 m；截冠处理前，对照组、L2 和L3 的树高差异不显著(P＞0.05)。截冠处理后，对照组、L2和L3的树高生长量分别为0.62、0.42、0.23 m，截冠处理后对照组树高生长量显著大于L2和L3(P＜0.05)，其中2种截冠处理L2和L3树高生长量无显著差异(P＞0.05)。说明2种截冠处理均对樟子松幼龄母树树高的生长有明显抑制作用。

表1 截冠处理对樟子松幼龄母树树高生长的影响 m

2.2 截冠处理对樟子松幼龄母树地径生长的影响

截冠处理对樟子松幼龄母树地径生长的影响见表2。截冠处理前，对照组、L2 和L3 的地径差异不大(P＞0.05)。截冠处理后，对照组、L2和L3的地径也无显著差异(P＞0.05)。樟子松幼龄母树截冠处理后，对照组 、L2和L3的地径生长量分别为 1.39、1.82、1.93 cm，对照组、L2 和L3 的地径生长率分别为12.92%、17.32%和17.74%，其中L2 和L3 的地径生长量显著高于对照组(P＜0.05)，地径生长率也出现了类似的结果。但2 种截冠处理L2 和L3 地径生长量和地径生长率差异不显著(P＞0.05)。说明2种截冠处理对樟子松幼龄母树地径的生长有明显促进作用。

2.3 截冠处理对樟子松幼龄母树冠幅生长的影响

截冠处理对樟子松幼龄母树冠幅生长的影响见表3。截冠处理前，对照组、L2 和L3 的冠幅差异不大(P＞0.05)。截冠处理后，对照组、L2和L3的冠幅也无明显差异(P＞0.05)。截冠处理后，对照组、L2和L3的冠幅生长量分别为0.66、0.73、0.84 m，对照组、L2和L3的冠幅生长率分别为44.89%、50.34%和60.43%。截冠处理后，对照组与L2 和L3 的冠幅生长量有显著差异(P＜0.05)，其中L2 和L3 冠幅生长量也有显著差异(P＜0.05)。冠幅生长率也出现同样的结果。说明截冠处理对樟子松幼龄母树冠幅的生长量有显著的影响，并且L2和L3处理对冠幅生长量有显著影响。

2.4 截冠处理对幼龄母树一年生小枝和二年生小枝长度的影响

图1为截冠处理对樟子松幼龄母树一年生小枝和二年生小枝长度的影响。可以看出，截冠处理后，对照组、L2 和L3 的一年生小枝平均长度分别为9.65、10.57、11.22 cm，对照组、L2 和L3 的二年生小枝平均长度10.31、11.25、11.86 cm。不难看出，一年生小枝的平均长度和二年生小枝的平均长度的大小顺序均为L3＞L2＞对照。对照组、L2 和L3 的一年生小枝平均长度差异不显著(P＞0.05)，但是L3二年生小枝的平均长度显著高于对照组(P＜0.05)，说明截冠处理L2 对樟子松幼龄母树一年生小枝与二年生小枝的平均长度无显著影响，截冠处理L3对樟子松幼龄母树一年生小枝平均长度无显著影响，对樟子松幼龄母树二年生小枝平均长度有显著影响。

2.5 截冠处理对樟子松幼龄母树枝下高和萌芽数的影响

表4为截冠处理对樟子松幼龄母树枝下高和萌芽数的影响。可以看出，截冠处理后对照组、L2和L3的平均枝下高分别为87.6、85.7、83.8 cm，L2和L3枝下高同对照比例分别为97.83%和95.66%，但对照组、L2和L3 枝下高无显著差异(P＞0.05)。说明2 种截冠处理能降低樟子松幼龄母树的枝下高，但对枝下高没有显著影响。截冠处理后对照组、L2 和L3 平均萌芽数量分别为296.8、309.8、331.1 个，平均萌芽数略有增加，L2和L3枝下高分别为对照0.98倍和0.96倍，对照组、L2 和L3 萌芽数量无显著差异(P＞0.05)。说明2 种截冠处理对樟子松幼龄母树的萌芽数无显著影响。

表2 截冠处理对樟子松幼龄母树地径生长的影响

表3 截冠处理对樟子松幼龄母树冠幅生长的影响

图1 截冠处理对幼龄母树一年生小枝和二年生小枝长度的影响

表4 截冠处理对樟子松幼龄母树枝下高和萌芽数的影响

3 结论

本研究对樟子松种子园幼龄母树进行截冠处理，比较截冠处理和未截冠处理对樟子松树高生长、地径生长、冠幅生长、一年生小枝与二年生小枝长度、枝下高和萌芽数量的影响，研究结论：（1）截冠处理L2 和L3均对樟子松幼龄母树树高的生长有明显抑制作用，对樟子松幼龄母树冠幅的生长具有明显促进的作用，且L3处理效果更为显著，对樟子松幼龄母树地径的生长有明显促进作用。（2）截冠处理L2和L3和对照组一年生小枝和二年生小枝的长度的大小顺序均为L3＞L2＞对照组，说明截冠处理对小枝的长度有一定影响。截冠处理L2 对樟子松幼龄母树一年生小枝与二年生小枝的长度无显著影响；截冠处理L3对樟子松幼龄母树一年生小枝长度无显著影响，对二年生小枝长度有明显促进作用。2种截冠处理对樟子松幼龄母树的枝下高无明显影响，对樟子松幼龄母树萌芽数量无明显影响。（3）2 种截冠处理对幼龄母树生长均有影响，L3更适合樟子松幼龄母树管理。

4 讨论

一般说来，松科种子园母树的矮化处理技术，可促进母树的健康生长，又能降低母树结实高度便于采集种子，正成为种子园母树科学经营管理关键技术[26-28]。本研究发现截冠处理对樟子松幼龄母树地径的生长有明显的促进作用，[19]、油松种子园母树[22]、壮龄樟子松母树[10]、长白山落叶松种子园母树[23]的研究结果一致。本研究结果还表明，截冠处理抑制了樟子松幼龄母树树高的生长，这和樟子松壮龄母树[10]、油松母树[22]截冠矮化后的研究结果一致。张砚辉等[23]研究发现长白落叶松母树截顶后也出现树高生长变缓的现象，截顶矮化对树高生长有减缓作用，达到了抑制母树高度的目的。

截冠、修剪等矮化处理措施对母树的冠幅有不同程度的促进作用，长白山落叶松种子园母树[23]、马尾松二代种子园母树[19]、油松种子园母树[22]、樟子松种子园壮龄母树[10]都证明了这一研究结果。本研究也发现截冠处理对樟子松幼龄母树冠幅的生长具有明显促进的作用，且在一定范围内，截冠矮化处理越低冠幅的增加越显著。王曼[25]研究发现，截冠对20年樟子松壮龄母树冠幅的生长有一定促进作用，但同对照相比差异不显著，这与本研究的截冠二轮枝(L2)研究结果类似，与截冠三轮枝(L3)研究结果略有不同，主要是截冠的高度不同引起的。

截冠、截杆、截轮枝等矮化处理措施对母树枝条生长研究方面，目前尚无定论。洪永辉等[19]对马尾松母树截冠矮化处理后发现，同对照组相比，侧枝生长平均降低大约40%。刘春利等[24]研究了疏剪、短剪及中剪等矮化处理措施对华北落叶松生长和结实的影响，发现3 种修剪方式都能促进母树新生枝条生长。本研究发现截冠两轮枝(L2)处理对樟子松幼龄母树一年生小枝生长略有增加，截冠三轮枝(L3)处理对樟子松幼龄母树二年生小枝生长有明显促进作用。说明截冠三轮枝处理对樟子松幼龄母树小枝生长促进作用明显，这和对华北落叶松的研究结果一致，截顶、截杆等矮化处理措施对母树枝条生长可能因树种不同产生不同作用。一般对于母树来说，截冠、截杆等矮化处理措施对母树枝下高影响尚无定论。韩学琴等[29]研究不同截杆高度对麻疯树(Jatropha carcass)生长的影响，发现不同截杆处理的麻疯树枝下高都比对照低，本研究则发现2 种截冠处理对樟子松枝下高影响不大。在截杆、截冠等矮化处理对母树萌芽数量影响方面，文献报道较少。韩学琴等[29]研究报道，同对照相比截冠处理后麻疯树的萌芽数量降低。本研究却发现，同未截冠母树相比，截冠处理后樟子松幼龄母树的萌芽数量出现了增加，但并无明显差异。对于樟子松幼龄母树来说，截冠处理后，枝下高变化不大、冠幅变大、萌芽数量增加也符合樟子松的生长规律。总的来说，截冠矮化处理抑制了樟子松幼龄母树的树高生长、促进了冠幅和地径生长，在一定程度上降低了枝下高，增加了小枝的长度和萌芽数量，有利于樟子松建立良好的冠形结构，增加了母树空间利用率，改善母树的光照条件，有利于母树的健康生长和采种。至于能否促进花芽分化、增加有效结实部位，从而提高结实的产量和种子质量，尚需进一步研究。