陳國(guó)彪

(福建省龍海九龍嶺國(guó)有林場(chǎng)，福建 漳州 363112)

厚莢相思(Acaciacrassicarpa)原產(chǎn)于澳洲、巴布亞新幾內(nèi)亞和印度尼西亞等地，具有生長(zhǎng)快、耐干燥貧瘠、干形通直、土壤改良效果好等優(yōu)點(diǎn)[1-3]。20世紀(jì)80年代起我國(guó)廣東、廣西、福建等省區(qū)開(kāi)展了厚莢相思的引種試驗(yàn)和良種選育研究[4-5]，選育出一大批優(yōu)良家系并應(yīng)用于生產(chǎn)。近年來(lái)，厚莢相思造林以早期選育的優(yōu)良家系為主，但由于實(shí)生繁殖種質(zhì)材料變異大且親本的優(yōu)良性狀難以保持，加之種子產(chǎn)量、質(zhì)量不穩(wěn)定[6]，因此，有必要對(duì)厚莢相思無(wú)性系進(jìn)行研究。目前，國(guó)內(nèi)厚莢相思良種選育工作多集中在優(yōu)良家系的選擇[7-10]，而有關(guān)優(yōu)良無(wú)性系的選擇尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究利用在福建省龍海九龍嶺國(guó)有林場(chǎng)測(cè)定的無(wú)性系調(diào)查資料，對(duì)參試的30個(gè)厚莢相思無(wú)性系進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與選擇，旨在于篩選性狀優(yōu)良的無(wú)性系，為良種繁育和推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在福建省龍海九龍嶺國(guó)有林場(chǎng)九龍嶺工區(qū)18-1小班(經(jīng)度117°38′57″～117°39′02″，緯度24°22′18″～24°22′26″)。該地為南亞熱帶氣候區(qū)，年均溫21 ℃，年極端最高溫達(dá)41.5 ℃，年極端最低溫可至0 ℃，年平均降水量1 500 mm左右。試驗(yàn)林地前茬為馬尾松采伐跡地，海拔125 m，坡度20°～25°，坡向東南。林地土壤為花崗巖發(fā)育的山地紅壤，土層厚度約1 m，立地質(zhì)量為Ⅲ類地。

1.2 試驗(yàn)材料

30個(gè)參試厚莢相思無(wú)性系來(lái)源于福建省漳浦中西國(guó)有林場(chǎng)火燒埔工區(qū)的厚莢相思人工林中初選的優(yōu)樹。通過(guò)扦插繁育，造林時(shí)1年生容器苗苗高30 cm以上、地徑0.3 cm以上。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

無(wú)性系測(cè)定試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)無(wú)性系試驗(yàn)小區(qū)28～34株，30個(gè)無(wú)性系3次重復(fù)，共90個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。2011年4月?tīng)I(yíng)造試驗(yàn)林，穴規(guī)格為:60 cm×30 cm×30 cm，株行距為:2.5 m×2.5 m。營(yíng)林措施如下：采伐跡地劈雜、清雜，挖穴回填表土，分別于造林當(dāng)年6月和9月?lián)嵊z草結(jié)合施肥1次，6月每株施尿素100 g，9月每株施質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的氮磷鉀復(fù)合肥150 g；2015年6月?lián)嵊z草結(jié)合施肥1次，每株施用氮磷鉀復(fù)合肥100 g，當(dāng)年9月及2016年6月和9月分別全面鋤草1次。

1.4 調(diào)查測(cè)定

造林后每年抽查樹高、保存率、風(fēng)害、寒害等情況，2017年7月對(duì)6年生的無(wú)性系試驗(yàn)林每木調(diào)查樹高、胸徑、枝下高、冠幅和干形。樹高采用測(cè)高儀測(cè)量樹體頂端到地面垂直高度。胸徑采用圍徑尺測(cè)量1.3 m樹高處樹干直徑。枝下高采用測(cè)高儀測(cè)量最下層分枝處到地面垂直高度。冠幅采用卷尺測(cè)量樹冠南北向及東西向最大長(zhǎng)度并計(jì)算平均值。干形采用 5分制，由專人目測(cè)打分，分級(jí)和評(píng)分值按國(guó)家林木干形評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[11]：Ⅰ級(jí)主干通直圓滿沒(méi)有彎曲；Ⅱ級(jí)主干基本通直圓滿，有1個(gè)小彎；Ⅲ級(jí)主干一般通直圓滿，有2～3個(gè)小彎；Ⅳ級(jí)主干彎曲；Ⅴ級(jí)嚴(yán)重彎曲。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分值分別為5、4、3、2、1。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、方差分析、多重比較分析(Duncan′)和主成分分析。

1.5.1 單株立木材積 按照澳洲國(guó)際農(nóng)業(yè)研究中心(ACIAR)相思類樹種采用的材積公式[7][公式(1)]進(jìn)行計(jì)算。

V=0.000 052 76D1.882 161H1.009 317

(1)

式中，V為材積/m3，D為胸徑/cm，H為樹高/m。

1.5.2 權(quán)重綜合評(píng)分 對(duì)各無(wú)性系不同生長(zhǎng)性狀通過(guò)公式(2)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，然后采用公式(3)計(jì)算各無(wú)性系的綜合評(píng)分[12]。

(2)

(3)

1.5.3 遺傳增益估算 根據(jù)公式(4)計(jì)算指標(biāo)無(wú)性系重復(fù)力，然后通過(guò)公式(5)計(jì)算入選無(wú)性系遺傳增益。

(4)

(5)

2 結(jié)果與分析

2.1 厚莢相思無(wú)性系生長(zhǎng)和干形性狀的分析

參試無(wú)性系造林成活率均在90%以上，6年生保存率均在85%左右，且試驗(yàn)期間未出現(xiàn)風(fēng)害、寒害癥狀，表現(xiàn)出較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，但從生長(zhǎng)量和干形性狀看，不同無(wú)性系差別較大(表1)。由表1可見(jiàn)，不同無(wú)性系胸徑、樹高、材積、枝下高、干形和冠幅分別在13.11～20.69 cm、10.17～20.10 m、0.086 5～0.188 0 m3、3.53～8.81 m、2.11～4.51和3.10～5.18 m之間。對(duì)參試無(wú)性系的各指標(biāo)進(jìn)行方差分析，胸徑、樹高、材積、枝下高、干形和冠幅均存在顯著或極顯著差異[F胸徑(29,60)=6.027，F(xiàn)樹高(29,60)=12.708，F(xiàn)材積(29,60)=3.079，F(xiàn)枝下高(29,60)=4.261，F(xiàn)干形(29,60)=5.310，F(xiàn)冠幅(29,60)=2.567，F(xiàn)0.01(29,60)=2.041]，表明不同無(wú)性系間的性狀差異較大，從中選擇優(yōu)良無(wú)性系有意義。

表1 參試6年生厚莢相思無(wú)性系生長(zhǎng)情況1)

進(jìn)一步對(duì)不同無(wú)性系各項(xiàng)性狀指標(biāo)進(jìn)行多重比較表明，胸徑以36號(hào)和44號(hào)無(wú)性系最大，顯著大于除19、4、14號(hào)以外的其他無(wú)性系；樹高以30號(hào)無(wú)性系最大，顯著大于除43、41號(hào)外的其他無(wú)性系；材積以43號(hào)無(wú)性系最大，顯著大于40、30、44號(hào)等19個(gè)無(wú)性系；枝下高最高的無(wú)性系為30號(hào)和10號(hào)，顯著大于除41號(hào)外的其他無(wú)性系；干形分值最高的無(wú)性系為30號(hào)，顯著大于除43號(hào)和9號(hào)外的其他無(wú)性系；冠幅最大的無(wú)性系為1號(hào)，顯著大于27、42、24號(hào)等16個(gè)無(wú)性系。根據(jù)多重比較結(jié)果，各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)較好的無(wú)性系均不統(tǒng)一，從中多性狀選擇優(yōu)良無(wú)性系難度較大，需要使用綜合評(píng)分法進(jìn)一步評(píng)價(jià)和選擇。

2.2 多性狀綜合評(píng)價(jià)與優(yōu)良無(wú)性系的選擇

由于性狀較多且之間存在相互關(guān)聯(lián)，將會(huì)影響綜合評(píng)價(jià)的精度，因此，先通過(guò)主成分分析計(jì)算各個(gè)評(píng)價(jià)性狀的權(quán)重，再進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和選擇。采用SPSS 20.0中的主成分分析法對(duì)30個(gè)厚莢相思無(wú)性系進(jìn)行主成分分析(表2)，提取的前兩個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為82.161%，所包含信息量滿足要求。由主成分中各指標(biāo)特征向量可知，主成分1主要包含樹高、枝下高和干形3項(xiàng)指標(biāo)的信息；而主成分2主要包含材積、冠幅和胸徑的信息。以不同無(wú)性系各項(xiàng)指標(biāo)特征根及特征向量[13],求出各性狀對(duì)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率以及經(jīng)歸一化處理后的權(quán)重系數(shù)(Kj)。胸徑、樹高、材積、枝下高、干形和冠幅在評(píng)價(jià)體系中的權(quán)重分別為：2.97%、23.04%、24.28%、20.06%、11.71%和17.94%。

表2 各評(píng)價(jià)指標(biāo)的特征根及特征向量

根據(jù)綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)化公式對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并計(jì)算各無(wú)性系的綜合評(píng)分(表3)。

表3 參試厚莢相思無(wú)性系綜合得分

考慮到初次選擇且林齡未到主伐年齡，較為合適的入選率為20%～50%[14-15]。不同入選率的入選無(wú)性系及各項(xiàng)指標(biāo)均值見(jiàn)表4。從表4看出，若入選率控制在20%～30%，入選無(wú)性系生長(zhǎng)性狀的遺傳增益較高，材積遺傳增益達(dá)10%以上，但是入選的無(wú)性系只有6～9個(gè)，遺傳資源較少而不利于繁殖應(yīng)用和遺傳改良；若入選率控制在40%～50%，入選無(wú)性系個(gè)數(shù)增加到12～15個(gè)，生長(zhǎng)性狀的遺傳增益也隨之下降，但材積遺傳增益仍維持在10%左右。因此，從遺傳選育和繁育應(yīng)用的種質(zhì)資源角度考慮，確定以50%入選率初步篩選出以下優(yōu)良無(wú)性系：43、30、41、15、10、14、38、42、23、40、31、4、39、19、27號(hào)。

表4 入選厚莢相思無(wú)性系生長(zhǎng)量

3 小結(jié)

本研究表明，30個(gè)參試厚莢相思無(wú)性系的6個(gè)性狀差異均達(dá)顯著或極顯著水平，從中選擇優(yōu)良無(wú)性系有意義。經(jīng)主成分分析，胸徑、樹高、材積、枝下高、干形和冠幅在評(píng)價(jià)體系中的權(quán)重分別為：2.97%、23.04%、24.28%、20.06%、11.71%和17.94%。經(jīng)綜合評(píng)分法計(jì)算各無(wú)性系綜合評(píng)分，按照50%入選率選出43、30、41、15、10、14、38、42、23、40、31、4、39、19、27號(hào),共15個(gè)較為優(yōu)良的無(wú)性系，其胸徑、樹高、材積、枝下高、干形、冠幅均值分別為16.06 cm、15.16 m、0.150 8 m3、6.30 m、3.30、4.22 m。某一無(wú)性系的表現(xiàn)型是由其所處的環(huán)境和自身的基因所決定，在相同的立地環(huán)境下，無(wú)性系的性狀差異取決于親本基因，但環(huán)境效應(yīng)對(duì)無(wú)性系的影響較大。本試驗(yàn)結(jié)果只是一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)一次測(cè)試的結(jié)果，因此初步選擇的優(yōu)良無(wú)性系的穩(wěn)定性、適應(yīng)性還有待多點(diǎn)多年測(cè)試檢驗(yàn)。