苗龄与苗木规格息息相关, 由于受立地条件的影响, 选择适宜苗龄进行造林较为复杂(RenouWilson et al., 2008; Close et al., 2010)。在较好的立地条件下, 相对一致的观点认为, 初始规格与造林成活率关系并不密切(Chavasse, 1977; Ngulube, 1988; Thompson et al., 1995), 而对生长速度的影响存在争议。规格大的苗木意味着叶生物量多、光合面积大(Grossnickle, 2000), 同时矿质营养和碳水化合物含量高(Oliet et al., 2009)、生长速度较快, 因此应选用苗龄大的苗木进行造林; 而苗龄小的苗木光合速率大、生长速度较快(Renou-Wilson et al., 2008)。由于苗龄为10个月的欧洲云杉(Picea abies)比2年生的生长速度快, Johansson等(2007)甚至主张用10个月的微小型苗木(mini seedlings)造林。在杂草丛生的立地条件下, 苗龄选择变化更大。杂草和造林苗木间存在光照、水分和养分竞争(Karlsson, 2002; Wagner et al., 1989), 小规格苗木对栽植环境和竞争杂草等较为敏感, 人们造林时往往选用苗龄较大的苗木。

国外和国内采用侧根数表征苗木质量的方法不同。国外常用的是直径大于1 mm的1级侧根数，即first-order lateral roots at least 1 mm in diameter at junction with tap root，通常简写为FOLR(D＞1 mm)或FOLR。大量研究表明: FOLR与造林效果显著相关(Kormanik，1986; Thompson et al., 1995; Ponder，2000; Jacobs et al., 2005)。而国内常以侧根长度计算侧根数，如长度大于5 cm的1级侧根数、长度大于1 cm的侧根数，前者被写进国标GB 6000—1999(国家林业局，2003a)。非木质化的根系末端很脆弱，苗木在分级、包装、贮藏、运输过程中根尖易损失，2，3级侧根更是“短命”，以根系长度作为侧根的计数标准不能客观反映侧根的数量(Thompson et al., 1995)，亟需将FOLR引入中国。

红松(Pinus koraiensis)是我国东北地区重要的乡土树种。国标GB 6000—1999(国家林业局，2003a)和国标ZB B 64002—1986(国家林业局，2003b)中均规定适于造林的苗木类型为2-2，即选用播种2年再进行移植培育2年的红松苗木造林。红松苗木培育的研究涉及种源(亓连肇，1988)、生长节律(刘俊义等，1995)、施肥(李建民等，2007)、水分(王永安等，1988)、苗床高度(白鸣祺等，2005)、造林措施(张文兰等，2010)等，由于缺少不同苗龄红松苗木质量间差异对比研究，冬季播种的红松与翌年春季播种的有何区别、播种苗移栽后有何变化、红松为何移栽培育2年而不是1年、不同苗龄红松造林表现如何等问题尚不清楚。因此，本文以春季播种、2年生苗(S2-0)，春季播种、2年后移栽、再培育1年的3年生苗(S2-1)，春季播种、2年后移栽、再培育2年的4年生苗(S2-2)、秋季播种、2年生苗(F2-0) 为对象，在较好立地和控制杂草条件下，研究不同苗龄红松苗木质量及其造林效果的差异，以及FOLR在预测红松造林效果中的可靠性。

1 材料与方法 1.1 研究地概况

造林地位于吉林市江密峰林场(126° 47' E，43°57' N)，海拔289 m。西北坡，坡度为17°。气候属温带大陆性季风气候，年平均气温4.4 ℃，全年降水量689.0 mm。该地原为30年生的长白落叶松(Larix olgensis)人工林，2005年皆伐后造林地闲置。2010年春季造林时，以胡枝子(Lespedeza bicolor)、毛榛(Corylus mandshurica)、披针叶苔草(Carex lanceolata)等为主，散生蒙古栎(Quercus mongolica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、白桦(Betula platyphylla)、糠椴(Tilia mandshurica)等幼苗。土壤深度为45~50 cm，土壤化学性质如表 1。

1.2 试验材料

试验用红松苗木来自江密峰苗圃。该苗圃海拔233 m，表层土壤(0~20 cm)属砂质黏壤土(SCL)，砂粒、粉粒、粘粒分别占74.4%，8.5%和17.2%;全氮、有机质质量分数分别为1.62，32.8 g·kg^-1，速效钾和有效磷质量分数分别为226.2，74.0 mg·kg^-1。2006年4月下旬，S2-2苗机械播种，耕地时机械底施二胺(N: P₂O₅=18: 46)450 kg·hm^-2; 在008年4月中旬对播种苗人工移栽，机械底施二胺450 kg·hm^-2，移栽密度为180株·m^-2，2010年春季起苗时，苗木类型为S2-2。2007年4月下旬，S2-1苗播种，2009年春季移栽，苗木施肥、灌溉等田间管理同S2-2苗木，2010年春季起苗，形成S2-1苗木。S2-0苗为2008年春季播种，2010年春季起苗。F2-0苗为2007年10月中旬播种，2008年出苗时间较常规春季播种的苗木早20天。2010年4月20日，在每种苗木区域分别“S”型选取4个取样点，每个取样点选取苗木50株，然后将4个样点的苗木充分混合，共得到不同苗龄的混合样品4份，每份200株。

从每个混合样品中随机选取30株苗木进行室内试验。对每株苗木测定苗高、地径、FOLR; 然后贮藏在2 ℃的便携式冰箱中，带回实验室，10株苗木为1组，30株苗木共分为3个重复，将每种重复的10株苗木根、茎、叶充分混合，烘干称量，粉碎后过0.25 mm筛，进行氮、磷和钾质量分数测定，单株养分含量为单株苗木生物量与相应质量分数的乘积(李国雷，2009)。4月21日将每种苗龄剩余170株苗木蘸取保水剂、草席包装、运至造林地。

1.3 试验设计

2009年10月对山地进行割灌，人工穴状整地，规格为0.60 m×0.40 m×0.25 m，穴间隔1.5 m×2.0 m(国家林业局，2003b)。2010年4月22日，对4种类型的苗木进行完全随机区组设计造林，4次重复。每种苗木垂直等高线栽植1行，每行40株，每种苗木共栽植160株。2010年6月中旬，对造林苗木带状割草割灌以缓解对红松苗的胁迫; 10月20日调查苗木成活率，测定苗高和地径。

1.4 数据分析

数据分析应用SPSS version 16.0(Chicago，America)完成。初始指标为完全随机试验设计，应用one-way ANOVA进行分析。其中，苗高、地径、高径比、FOLR，每株苗木为1个重复，共30个重复; 单株生物量、氮、磷、钾测定为混合取样，每10株为1个重复，共3个重复。

造林试验为完全随机区组试验设计，将苗木类型视为固定因素。为使成活率数据满足方差齐次性条件，将其数据平方根反正弦标准化后采用GLM中的Univariate模型，利用公式(1) 进行计算; 苗高、地径及其增加量利用公式(2) 进行分析。

(1)

(2)

式中: i是苗木类型; k是重复数; μ是总体平均数; S_i是苗木类型i引起的固定因素(i=S2-2，S2-1，S2-0，F2-0);R_k，R_j分别是由重复k和j引起的随机因素(成活率k=1，2，3，4;苗高、地径及其增加量j=1，2，…，160);e_ik是随机误差(残差)。

对于上述每个方差分析，当固定因素显著时(α＞0.05)，应用Duncan法对其进行多重比较。应用Pearson对成活率、苗高、地径等造林效果与初始指标进行相关分析。

2 结果与分析 2.1 初始苗高、地径和FOLR

与S2-0相比，S2-1苗高、地径、FOLR均显著增加，苗木移栽1年后即可分别提高100%，108.2%和100%(表 2)。S2-0移栽2年后，苗高、地径、FOLR继续增大，S2-2与S2-1在这3个指标上有显著差异; 但S2-2与S2-0相比，3个指标分别提高142.4%，143.9%和157.1%，移栽第2年，苗高、地径、FOLR较移栽第1年的增加幅度小。春季播种的3种苗木S2-2，S2-1，S2-0高径比没有显著差异，而秋季播种的红松F2-0高径比显著增大。F2-0，S2-0苗高分别为13.4和9.9 cm，秋季播种能显著促进苗木高生长，而对地径无显著影响，这也是F2-0较S2-0高径比大的原因。

2.2 单株初始生物量及其分配

由图 1可知: S2-1单株根、茎、叶生物量与S2-0均有显著差异，单株总生物量分别为12.41和2.49 g，S2-0移栽1年后单株生物量增加398.4%，单株根、茎、叶分别增加325.4%，475.5%和396.4%，单株茎生物量增加的幅度最大，叶次之，根最小。与S2-0相比，单株S2-2根、茎、叶、总生物量分别增加752.5%，839.6%，463.8%和614.5%，移栽2年后，单株根和茎干物质积累仍然较大，而单株叶生物量增幅较小，S2-2与S2-1单株叶生物量没有显著差异。

无论单株根、茎、叶还是总生物量，S2-0与F2-0均无显著差异，这表明秋季播种或是翌年春季播种对红松生物量没有显著影响。

2.3 初始养分质量分数

秋季、春季播种对红松养分质量分数有一定影响，F2-0根的氮和钾质量分数较S2-0显著下降，而叶的钾质量分数由春季播种的0.84%增大为0.97%(图 2)。

4类型苗木茎的氮质量分数、根的磷质量分数均无显著差异，氮质量分数均以叶最大，氮和钾质量分数均以根系最小。

2.4 单株初始养分含量

S2-1，S2-0单株总氮含量分别为153.7，32.8mg，单株磷含量分别为38.8，5.2 mg，单株钾含量分别为90.3，20.1 mg。播种苗移栽1年后，单株氮、磷、钾含量分别增加368.6%，646.2%和349.3%，除单株根的钾含量无显著差异外，S2-1单株其他器官的氮、磷、钾含量较S2-0均显著提高(图 3)。与S2-1相比，S2-2单株根的氮和钾含量、单株茎和叶的磷含量均有显著提高。

F2-0，S2-0单株根、茎、叶的氮、磷、钾含量均无显著差异，春播、秋播对养分积累无显著影响。

2.5 造林效果

S2-0成活率最小，仅为67.5%，F2-0与S2-0相比成活率提高5.6%，秋季播种苗能显著提高造林成活率(表 3)。红松移栽再进行造林，成活率较播种苗显著提高，S2-1，S2-2分别为88.1%和91.9%;而移栽2年和移栽1年造林成活率没有显著差异。4种苗型的苗高、地径在造林前、造林1年后差异性没有发生变化，如4种苗型的苗高在造林前、后均为差异显著(表 2，3)。苗木生长量因苗木类型不同发生变化，S2-2造林1年后，苗高增加9.3 cm，比其他3种苗型增加量显著(5.3~5.7cm); 而苗龄对地径增加量没有显著影响(1.62 ~2.25 cm)。可见，播种苗移栽1年，成活率即有显著增加; 只有经过2年移栽，才能对造林后苗高有显著影响。

2.6 造林效果与初始指标的相关性

FOLR与造林成活率、苗高、地径增长均显著正相关，能可靠预测造林效果(表 4)。叶、茎、根的生物量均与造林后的地径大小显著正相关; 茎生物量与造林成活率、苗高和地径均显著正相关，茎生物量预测造林效果较叶、根生物量佳。单株根、茎的氮、磷、钾含量均与造林后的苗高、地径生长显著正相关，单株叶的氮、磷、钾含量和单株茎磷、钾含量与造林成活率均显著正相关，而养分质量分数中仅磷与苗高、地径生长正相关，可见，造林效果对单株养分含量依赖性较质量分数高。

3 讨论

根据国标ZB B 64002-1986(国家林业局，2003b)对红松造林立地的划分标准，综合气候、土壤深度、坡向和坡度，该试验地宜于营造红松林。尽管在6月上旬对红松造林地采取带状割灌，10月下旬调查造林效果时，红松苗木周围杂草高度仍超过苗木。造林后，S2-1，S2-0苗高和地径生长量没有显著差异，但前者造林成活率较后者提高20.6%(表 3)。由于杂草与造林苗木间存在光照、水分和养分竞争(Karlsson，2002; Wagner et al., 1989)，因此，在杂草控制不严格的造林地，也应选用规格较大的红松移栽苗进行造林。S2-1的苗高、地径、FOLR、生物量等指标较S2-0提高100%~398.4%(表 2，图 1)，单株氮、磷、钾含量提高349.3%~646.2%(图 3)。可见，播种苗移栽1年能大大提高其苗木质量，进而增强苗木与杂草的竞争力，提升造林效果。因此，播种苗移栽1年再进行造林是必要的。

国标GB 6000—1999规定，红松造林苗木为2-2型，合格苗的苗高、地径应分别为大于12 cm，3.5 mm(国家林业局，2003a)，S2-1苗高、地径均能满足这种要求(表 2)，且造林成活率、地径生长量均不逊于S2-2苗(表 3)，因此需要更多的试验检验国标对红松培育年限的规定是否合理。S2-2苗高、地径、侧根数(表 2)、单株根和茎的生物量(图 1)、单株根的氮钾含量、单株茎叶的磷含量(图 3)均较S2-1显著增加; 造林后，S2-2苗高生长量也显著高于S2-1(表 3)。可见，播种苗移栽2年的苗木质量优于移栽1年的苗木质量。大苗培育、包装、运输、栽植等成本提高，但大苗造林后受杂草干扰小，抚育成本低(Renou-Wilson et al., 2008)，因此需从苗木质量、造林效果与成本角度，综合衡量红松需要在苗圃中培育3年还是4年，即S2-2和S2-1哪一个更适于造林。

秋季播种不仅能够避开春忙劳动力压力，而且种子在翌年春季萌发较早，促进苗高和地径生长，在发芽较慢的大、中粒种子育苗上有一定应用(孙时轩，1985)。如西南桦(Betula alnoides)、珙桐(Davidiai involucrata)在头年秋季播种能够使苗高和地径较春季播种分别增加57.1%和39.5%(王凌辉等，2004)，59.3%和41.6%(徐华等，2007)。由于这些研究没有涉及造林效果，因此秋季播种苗木在造林中能否继续保持这种优势尚不可知。本研究发现，与春季播种红松S2-0相比，秋季播种红松F2-0能使苗高增加35.4%，而对地径无显著影响(表 2)，且叶片中钾质量分数F2-0增大显著(图 2)。造林后，尽管苗高、地径生长量F2-0，S2-0无显著变化，F2-0成活率较S2-0高5.6%(表 3)。可见，秋季播种红松既可提高苗木质量，也有利于造林效果。从上文可知，红松播种苗需要在苗圃中移栽1，2年方可造林，因此，秋季播种苗木在苗圃移栽后的生长表现是否能优于春季播种苗木有待研究。此外，研究没有涉及播种出苗率和出苗量，因此秋季播种和春季播种的效果也需进一步研究。

S2-2，S2-1，S2-0，F2-0的FOLR分别为18，14，7和7，大小适当，易统计，便于在生产中应用; 且不同苗龄间FOLR差异显著，所表达的苗木质量信息，与苗高、地径一致(表 2)，FOLR与造林1年后苗木成活率、苗高、地径均显著相关(表 4)，即初始FOLR大的苗木造林效果好，FOLR能准确预测红松造林效果。可见，FOLR能反映红松苗木质量，是一种可靠的、简便的指标。这与红栎(Quercus rubra)(Thompson et al., 1995; Ponder，2000; Jacobs et al., 2005)、胶皮糖香树(Liquidambar styraciflua)(Kormanik，1986)、美国黑果稠李(Prunus serotina)(Jacobs et al., 2005)等苗木结论较为一致。但Ponder(2000)发现白栎(Quercus alba)、黑胡桃(Juglans nigra)造林4年的高生长与初始FOLR数均不相关。因此，FOLR能否预测红松造林2年后的效果及其能否适合中国其他造林树种尚需进一步研究。

今后研究中需要将F2-0，S2-0同时移栽，得到S2-2，S2-1，F2-2，F2-1，然后把这4种苗型与F2-0，S2-0进行比较，研究内容将更为丰富。

4 结论

S2-0在苗圃移栽1年后，苗高、地径、FOLR、单株生物量等均显著增加，分别提高100%，108.2%，100%和398.4%;单株氮、磷、钾含量分别增加368.6%，646.2%和349.3%;S2-0造林成活率仅为67.5%，S2-1造林成活率可达88.1%。无论从形态指标、生理指标还是造林效果看，红松需经移栽才能造林。

与S2-1相比，S2-2的苗高、地径、侧根数、单株根和茎的生物量、单株根的氮和钾含量、单株茎和叶的磷含量均显著增加; 造林后，S2-2苗高生长量较S2-1大，但其造林成活率、地径生长量并无显著变化。红松移栽第2年对苗木质量的促进效果小于移栽第1年。

F2-0较S2-0的苗高大35.4%，且叶的钾质量分数显著增大; F2-0造林成活率较S2-0高5.6%。红松秋季播种可促进苗木质量的提高。

S2-2，S2-1，S2-0，F2-0的FOLR分别为18，14，7和7，FOLR与造林成活率、造林1年后苗高和地径均显著相关，FOLR是评价苗木质量的可靠、简易指标。