高梓深,张剑斌,戴玉伟,杜宏志
(黑龙江省森林与环境科学研究院,黑龙江 齐齐哈尔 161005)
山杏(ArmeniacasibiricaLam.),蔷薇科杏属植物,别名杏子、野杏。是原产我国及亚洲西部的一种野生植物资源,是亚洲特有的生态经济型树种。其根系发达、耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐高温,是营造水土保持林的优良植物材料和生态脆弱地区植被恢复的先锋树种。
广泛收集黑龙江省不同地区的山杏种子,包括宾县万人欢、嫩江、宝清、扎旗、泰来江桥、泰康、穆棱、讷河、鸡西、龙江、七台河等地区。共收集天然次生山杏种源单株178个。并对所有株数进行编号。其中龙江甜杏为人工栽培品种,作为参照组。
2014年秋季在黑龙江省森林与环境科学研究院绿源基地进行播种。土壤质地为沙壤土。采用床播。播种行距10 cm。品种、株间隔20 cm。播种前整地,选择地势平坦,土壤肥沃、通透性良好的沙壤土或壤土。
在秋季调查中统计本年度山杏存活的个体数,调查苗高和地径,采用Excel软件和SPSS统计软件对形态学性状变异进行分析。
植株的存活率、苗高、地径等性状的显著差异性分析,选用方差分析或者非参数检验Nemenyi法进行种源间的多重比较。
利用模糊数学中的隶属函数法,对12个种源的存活率、苗高、地径等多个性状进行综合分析,进而以每个群体做出综合评价。
确定各性状的隶属函数值,将每个种源各性状的隶属函数值进行累加,计算其平均值。平均值越大,说明种源的生长状况越好,即该种源对环境的适应及竞争能力越强,反之则弱。
统计12个山杏种源的苗高与地径,并计算12个种源苗高与地径的均值、最大最小值、标准差以及变异系数,将12个种源的苗高、地径和存活率均值分别进行非参数多重比较Nemenyi检验和方差分析,比较结果见表1。
表1 12个种源山杏苗木生长状况统计
统计结果表明,12个种源山杏的1年生苗高平均值为56.01 cm,苗高平均值范围在35.50 cm(讷河)~72.37 cm(七台河),种源间的苗高平均值差异达显著水平,每个种源内个体间的苗高差异亦达显著水平。12个山杏种源地径平均值为0.44 cm,地径平均范围在0.33 cm(讷河)~0.62 cm(龙江甜杏),种源间的胸径平均值差异达显著水平,每个种源内个体间的胸径差异同样达显著水平。
种源间和种源内苗高和地径的差异代表了山杏群体间和个体间的生长差异。种源内个体差异一方面受自身的遗传因素影响,还在环境资源缺乏时与自身的竞争能力有关。其中七台河种源苗高平均值最大,为72.37 cm,而地径平均值最大为龙江种源甜杏,为0.62 cm,成活率平均值最大为龙江种源0.79。因此,要比较种源间对环境适应能力,还要综合考虑各个种源的生长性状和存活率的差异。
采用隶属函数值法对12个种源山杏进行综合评价,得出12个种源山杏的生长(苗高、地径)数据和存活率3个方面的隶属函数值得综合排序,结果见表2。
综合考虑山杏各个种源的苗高、地径以及存活率,万人欢种源隶属函数的平均值最大,平均值为0.55;讷河种源隶属函数平均值最小,为0.41。万人欢种源的苗高、地径、存活率在12个种源中都不是最大,但是综合表现力最强。说明该种源在本地适应性良好。而讷河种源的山杏苗高、地径在12个种源中都是最小,存活率在12个种源中表现也不是十分突出。说明种源讷河在本地的适应性较差。
表2 山杏种源种源的生长状况的隶属函数值及综合评价
以龙江甜杏人工栽培组为参照。选出隶属函数平均值大于龙江甜杏的种源为优良种源。依次分别为万人欢、扎旗、龙江、七台河。再在优良种源内选取优树进行比较排序。结果见表3。
表3 优良种源优树的排序
可以看出,龙江种源19号树的隶属函数平均值最大,为0.65。龙江甜杏1号树的隶属函数平均值最小,为0.58。优良种源中就优树而言,其在该地的适应性差异并不十分明显。
生物通过适应环境而存在,植物群体的形态特征是植物群体适应当地环境的综合表现,分布范围广的物种,其生长特性和遗传组成往往呈现典型的地理变异模式。不同产地的种源存在显著的遗传差异并多呈现纬向变异模式。且低纬度的种源生长速度快于高纬度的种源[1]。
本文比较分析了黑龙江省12个山杏种源苗期的存活率及形态特征,万人欢种源的隶属平均值最大,为0.55,讷河种源的隶属平均值最小,为0.41,初步表明万人欢种源在本地的适应性最好,讷河种源的适应性最差。以龙江甜杏为对比,选择出万人欢、扎旗、龙江、七台河4个种源为优良种源。龙江19号树隶属函数平均值最大,为0.65。七台河5号、万人欢6号、扎旗7号隶属函数平均值均为0.61。而龙江甜杏隶属函数平均为0.58。初步认为龙江19号树在本地的适应性最好。
物种为适应不同自然环境条件可产生不同的种内遗传变异,使其表达的性状有所差别。形成适应一定生态环境的特定的遗传结构,影响一个物种遗传结构的内部因素很多种,而外部因素,如自然选择及人类影响等对物种群体的遗传结构也有显著影响[2-4]。
12个山杏种源在绿源基地生长条件下,地理变异模式不明显,因为12个山杏次生种源生长年度较短,同一种径个体间竞争仍然很激烈,还在进行自我稀疏,另外,从树高和胸径的标准差可以看出,当存活率基本稳定时再分析山杏次生种源的形态生长特性,地理变异模式的反映可能更加精确。