劉華新,朱江華,歐斌*,王建皓,林超,甘偉濤
(1.崇義林業(yè)股份有限公司,江西 崇義 3413002;2.江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院,江西 贛州 341000)
杉木(Cunninghamialanceolata)為杉科(Taxodiaceae)杉木屬(Cunninghamia)植物,其生長快,栽培地區(qū)廣,木材優(yōu)良、用途廣,為我國長江流域、秦嶺以南地區(qū)栽培最廣、經(jīng)濟(jì)價值高的速生用材樹種[1-2]。杉木遺傳育種一直是杉木研究中最活躍的領(lǐng)域,選擇出了一大批優(yōu)良品種,為我國杉木人工林良種化起到了顯著促進(jìn)作用[3]。葉德生[4]等在早期對杉木播種苗生長過程動態(tài)開展了研究,許少嫦[5]等對杉木優(yōu)良家系苗高生長節(jié)律進(jìn)行分析,掌握杉木苗生長規(guī)律,可為杉木育苗技術(shù)管理提供科學(xué)的依據(jù)。杉木苗質(zhì)量對造林當(dāng)年生長有顯著影響[6],研究杉木不同優(yōu)良品種苗期表現(xiàn)將有益于“良種良法”原則在生產(chǎn)實(shí)踐中的運(yùn)用,從而為提高杉木人工林生產(chǎn)力提供優(yōu)質(zhì)苗木[7]。本文以江西崇義國有林場嫁接11年生杉木優(yōu)樹無性系2代種子園66個自由授粉的半同胞家系苗木為對象,對其苗期生長進(jìn)行研究,比較不同杉木無性系種子園的半同胞家系苗木差異性及相關(guān)性,為杉木苗期選擇提供參考依據(jù)。
試驗(yàn)材料來源于江西省贛州市崇義縣高坌林場省級杉木良種基地的杉木2代種子園。2018年11月,采用立木采摘法采種,并曬種、凈種處理后收集,2019年2月將66個半同胞家系分系播種育苗(半同胞家系母本來源見表1),2020年1月調(diào)查各家系苗高生長量。
表1 參與試驗(yàn)的半同胞家系母本來源
本試驗(yàn)采種的杉木良種基地,地處113°55′~114°38′ E,25°24′~25°55′ N,地貌為中山丘陵,海拔300~500 m。氣候?qū)僦衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),冬夏兩季盛行季風(fēng),四季分明,雨量充沛,空氣濕度大,無霜期長。年平均氣溫17.9 ℃,最冷月1月平均氣溫7.3~7.6 ℃,最熱月7月平均氣溫27.0 ℃,≧10 ℃年積溫5 500 ℃左右,極端最低氣溫-8.0 ℃;年降水量1 600 mm左右,年平均相對濕度83%,年日照時數(shù)1340 h[8-9]。
2019年2月26日在崇義縣思順鄉(xiāng)沿佑村苗圃進(jìn)行播種育苗試驗(yàn)。育苗地土壤類型為沙壤土,前茬作物為水稻田,播種苗前按40 kg/畝標(biāo)準(zhǔn)人工撒施硫酸鉀型復(fù)合肥,翻耕土壤后整地作床,苗床寬1.2~1.5 m,床高25 cm左右。先用0.5%的高錳酸鉀溶液浸種10 min,然后用清水沖洗干凈并置于清水中浸泡24 h,取出晾干待播種。
育苗試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組3次重復(fù)設(shè)計(jì)。以塊狀撒播方式進(jìn)行播種育苗,在分界區(qū)用杉木板條隔離,距離5 cm左右,放置PVC塑料牌,記錄家系編號區(qū)域。播種后覆蓋細(xì)黃土,以不見種子為宜,然后覆蓋蘆箕,厚度20 cm左右,待種子發(fā)芽長了2片針葉后撤除蘆箕。期間進(jìn)行2次追肥,施肥量12~15kg/畝,有效成分45%(N-P-K:15-5-25)。其它育苗技術(shù)措施同一般生產(chǎn)上育苗。
于2020年1月,在每個家系的每重復(fù)中隨機(jī)抽樣50株苗木,使用鋼卷尺測定苗高,并記錄,以所有參試家系平均值作對照進(jìn)行比較分析。利用Excel工作表和SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。并采用 Duncan's 新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。
參試的66個杉木半同胞家系苗高生長如表2所示,J66號家系平均苗高最高,為35.53 cm,其次是J110號家系,平均苗高為34.85 cm;J60、J66、J69、J70、J71、J73、J74、J78、J82、J84、J85、J88、J95、J97、J102、J107、J110、J113、J114、J115、J117、J118號家系的苗平均高均大于30 cm;J116號家系子代苗高最小,平均苗高僅為19.12 cm,是唯一一個苗高低于20 cm的家系,其次是J106號家系,平均苗高為22.40 cm。
表2 66個杉木半同胞家系苗高比較
杉木半同胞家系苗高均值分布圖見圖1,J60、J61、J66、J67、J69、J70、J71、J73、J74、J75、J78、J80、J81、J82、J83、J84、J85、J88、J91、J95、J96、J97、J101、J102、J103、J104、J107、J110、J111、J113、J114、J115、J117、J118、J121、J122號等家系的苗高均值大于總體均值(28.33 cm),占比54.55%,其中J66號家系平均苗高超過總體苗高生長均值的25.41%;J106、J109、J112、J116號家系的平均苗高比總體苗高生長均值低20%以上,其中J116號家系比總體苗高生長均值低32.51%;而J62號家系,其種源來源為江西崇義本地,平均苗高僅為24.33 cm,比總體苗高生長均值還低4 cm。
圖1 66個杉木半同胞家系苗高均值分布圖
為了進(jìn)一步研究各半同胞家系間苗高生長的差異,用SPSS的Duncan's 新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),對66個杉木半同胞家系苗高生長數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表3。方差來源為不同半同胞家系間的苗高方差F=13.51,根據(jù)F值算出P<0.01,說明66個杉木2代種子園半同胞家系苗高生長差異達(dá)到了極顯著水平。
表3 杉木半同胞家系苗高方差分析結(jié)果
以苗高生長量超總體均值7%以上為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)良家系選擇,苗高生長表現(xiàn)排名前22的為J60、J66、J69、J70、J71、J73、J74、J78、J82、J84、J85、J88、J95、J97、J102、J107、J110、J113、J114、J115、J117、J118號家系,符合要求且均大于30 cm;苗高生長較差的有J59、J62、J63、J89、J94、J106、J109、J112、J116、J120號家系,苗高生長較好的家系與生長較差的家系之間的最小苗高差值達(dá)到了5.85 cm,P<0.01,達(dá)到了極顯著差異。
對參試的杉木2代種子園母本源地相同的半同胞家系苗高進(jìn)行單因素方差分析,結(jié)果見表4。結(jié)合表2分析,可知,同母本來源地半同胞之間的苗高生長量均存在極顯著差異(P<0.01),而母本來源地為江西崇義、江西廣昌、江西信豐、江西瑞金的5個半同胞家系間的苗高生長量達(dá)到顯著差異(P<0.05)。杉木種子園開展育種工作時,應(yīng)當(dāng)提高母本選擇的基數(shù),豐富家系的種源來源。
表4 各母本來源地杉木半同胞家系苗高方差分析結(jié)果
母本來源為江西全南的半同胞家系,苗高均值為28.56 cm,略大于總體均值,其中J66號家系平均苗高最高,為35.53 cm,J63號家系平均苗高最低,為22.84 cm,苗高差為12.69 cm;母本來源為江西龍南的,J70號家系平均苗高最高,為33.60 cm,J159號家系平均苗高最低,為23.49 cm,苗高差為10.11 cm;母本來源為福建洋口的,J110號家系平均苗高最高,為34.85 cm,J116號家系平均苗高最低,為19.12 cm,苗高差為15.73 cm。
黃田江紅心杉系列家系11個,占比16.67%,苗高均值為28.78 cm,略大于總體均值。以苗高生長量超黃田江紅心杉家系內(nèi)總體苗高均值5%以上為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)良家系選擇,苗高生長表現(xiàn)排名前4的J84、J88、J69、J82號家系符合要求且苗高均大于30 cm,可為江西全南黃田江紅心杉優(yōu)良家系選擇提供參考。
參與試驗(yàn)的66個杉木2代種子園半同胞家系苗高生長差異達(dá)到了極顯著水平,初步選出J60、J66、J69、J70、J71、J73、J74、J78、J82、J84、J85、J88、J95、J97、J102、J107、J110、J113、J114、J115、J117、J118號等22個苗期生長表現(xiàn)優(yōu)良的杉木2代種子園半同胞家系,為地方生產(chǎn)對苗期的早期選擇提供了參照,其中J69、J82、J84、J88號 4個家系母本來源為黃田江紅心杉種源,可為江西全南黃田江紅心杉優(yōu)良家系選擇提供參考。
種源試驗(yàn)與優(yōu)良種源選擇是林木遺傳改良的重要途徑和基礎(chǔ)工作,不同地理種源的樹種苗期生長差異較大[10-12]。本試驗(yàn)研究表明,杉木2代種子園66個杉木半同胞家系苗高生長差異達(dá)到了極顯著水平,江西全南、江西龍南、福建洋口3個母本來源地相同的家系內(nèi)比較,苗高生長量均存在顯著性差異,母本來源地為江西崇義、江西廣昌、江西信豐、江西瑞金的5個半同胞家系間比較,苗高生長量達(dá)到顯著差異,為優(yōu)良家系選擇提供了一定的基礎(chǔ)。故在杉木種子園進(jìn)行育種工作時,應(yīng)當(dāng)提高母本選擇的基數(shù),豐富不同母本的種源來源,以便從中進(jìn)行良種優(yōu)選,更有利于杉木優(yōu)良家系的創(chuàng)制。
杉木家系苗高是子代苗木苗期生長的重要指標(biāo),饒顯生[13]等對杉木無性系苗期選擇可靠性進(jìn)行分析,表明大多數(shù)杉木無性系在不同年度苗木生長表現(xiàn)較為穩(wěn)定,1年生苗木高度可做為杉木無性系苗期選擇的主要生長指標(biāo)。苗木的地徑、輪枝數(shù)、高徑比、根系指標(biāo)、抗寒表現(xiàn)等也是苗期生長分析的重要參照[14-15],研究表明,杉木苗高與地徑、輪枝數(shù)等呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系[16-17],在進(jìn)行杉木家系苗期生長分析時,還需要多引入指標(biāo)測定作為參考,開展多點(diǎn)聯(lián)合選擇,從而綜合評判杉木子代苗木質(zhì)量。