杨泉光,黄瑞斌,谢 钊,柴胜丰,吴儒华,唐 辉
(1.广西壮族自治区防城金花茶国家级自然保护区管理处,防城港 538001;2.广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所,桂林 541006)
东兴金花茶(Camellia tunghinensis)属山茶科(Theaceae)山茶属金花茶组植物[1],为我国广西特有种,分布范围十分狭窄,仅在广西南部广西防城金花茶国家级自然保护区的山地常绿林中有少量分布[2],被列为国家二级保护植物[3]。东兴金花茶自然群居数量少,生境及植株遭到不同程度的破坏,特别是近年来,金花茶的知名度不断提高,种植、研究、开发金花茶成为热潮,导致野生金花茶植物所有种遭受到掠夺性开采,野外种群数量锐减,正面临着野外灭绝的危险。东兴金花茶自身存在结实率低、种子数量少、自然繁殖能力较弱等问题,限制了其种群的扩大。目前,关于东兴金花茶的繁殖、种植、保育相关的研究主要集中在种子繁殖和扦插繁殖的基质、生根剂配方等方面[4-6],关于东兴金花茶优良单株选择和优良品种选育工作未见报道。因此开展东兴金花茶优良单株筛选对东兴金花茶的保育工作具有重要意义。
研究材料为广西防城金花茶国家级自然保护区(108°02′33″~108°12′52″E,21°43′34″~21°49′39″N)内的野生东兴金花茶植株。保护区位于广西南部沿海防城港市防城区,属北热带季风气候。年均气温21.8 ℃,最冷月1月均温12.6 ℃,最热月7月均温28.2 ℃,极端最高温度39.1 ℃;年均降水量为2 900 mm,3—10月多雨,总雨量达2 700 mm 以上,7—9月为全年雨量高峰月,月平均降水量为400~500 mm。土壤为红壤、黄壤和黑黄壤,土壤肥沃[7]。
根据东兴金花茶的经济价值和观赏价值进行优选,在广泛调查东兴金花茶野生种群的基础上,选择50 株长势较好的东兴金花茶进行观测。因东兴金花茶的实际生长年龄无法确定,本研究对与年龄相关的6个指标进行归一化处理,以利于各植株间的比较。6 个指标分别为冠幅∕地径(X1)、冠 厚∕地 径(X2)、一 级 分 枝 数∕地 径(X3)、总枝条数∕地径(X4)、一年生枝条数∕地径(X5)、开花数量∕地径(X9)。另选取一年生枝条叶片数(X6)、叶片大小(X7)、叶片重量(X8)、冠型(X10)、通直度(X11)、生长势(X12),总计12个指标采用线性加权法进行综合评价。冠幅选用树冠(东西+南北)的平均值;叶片大小采用叶片(长+宽)的平均值;植株冠型分为较好、中等、较差,分别赋值3、2、1;植株通直度赋值3、2、1,分别代表较直、稍弯、较弯;植株生长势分别为好(枝繁叶茂,叶色浓绿、无病虫害)、一般(枝叶数中等、长势一般)、较差(枝叶较少,发黄,轻微病虫害),分别赋值3、2、1。采用功效系数法对数据进行无量纲化处理。
式中Mj、mj分别为指标的最大值和最小值。yi为综合评价得分值,wj为各指标的权重,Xij为植株各指标的测定值。
根据yi计算出东兴金花茶候选优株的综合评价指数,对其进行选优。本研究以经济价值为首要考虑因素,以观赏价值为次要考虑因素,各指标的权重分别为:总枝条数∕地径(X4)、开花数量∕地径(X9)为0.20,一年生枝条数∕地径(X5)、叶片大小(X7)为0.10,其他指标均为0.05。
冠幅∕地径(X1)和冠厚∕地径(X2)、X1 和一级分枝数∕地径(X3)、X1 和开花数量∕地径(X9)、X2 和X3、X2 和X9、X3 和X9、总 枝 条 数∕地 径(X4) 和一年生枝条数∕地径(X5)、X4 和冠型(X10)、X4和生长势(X12)、叶片大小(X7)和叶片重量(X8)、X10和X12呈极显著正相关关系,X4和X7呈显著正相关关系(表1)。表明冠幅和冠厚越大,长势越好,枝条数越多,开花数量也越多;枝条数越多,叶片相应也较大。在进行优良单株筛选时,可重点关注冠形、冠幅、枝条数量、生长势等指标,尽量在经济价值和观赏价值之间达到平衡。
表1 各指标的相关性分析Tab.1 Correlation analysis of all indexes
候选优株综合得分平均值为74.53,本研究把得分值在80.00以上的植株定为优良单株,共选出4 株东兴金花茶优良单株,分别为1、2、4、8 号(表2)。与其他候选优株各指标平均值相比,选出的4 株优株平均开花数量高出44 朵,平均总枝条数高出34条,平均一年生枝条数高出4条。1号优株冠幅∕地径、冠厚∕地径、一级分枝数∕地径、总枝条数∕地径、花朵数量∕地径等均较大,总体表现较好;4 号优株开花数量多,达310 朵;8 号优株叶片最大且最重,分别为7.55 cm和0.551 g。
对表2中1、2、4、8号优良单株的地径、冠幅、总枝条数、花朵数等指标数值范围进行总结(表3)。
表2 东兴金花茶候选优株性状特征及综合评价得分值Tab.2 Morphological characteristics and comprehensive evaluation scores of 50 Camellia tunghinensis candidate superior individual plants
表3 优良单株指标数值统计表Tab.3 Index values of superior individual plants
优良单株各项指标值范围分别为:地径2.75~4.3 cm、冠幅150~280 cm、冠厚150~240 cm、一级分枝数14~23、总枝条数241~409、叶片大小宽(3~4.5 cm) ×长(8~10.6 cm)、花朵数量156~310、一年生枝条数93~125、每枝条叶片数5~9、叶片重量0.302~0.551 g。在选取优良单株用于开展繁殖育种的生产实践中,可根据上述指标范围进行选取,选出优株后,从优株上剪取枝条或收集种子开展繁殖育种工作。
东兴金花茶资源存量十分有限,其自身开花结实率低,大量获取种子用于繁殖育种非常困难,现阶段人工繁殖东兴金花茶应用较广泛的方式为扦插繁殖[4-6,8]。为减少东兴金花茶枝条的使用量、缩短东兴金花茶成苗时间、实现短期内获得较多东兴金花茶植株的目的,可采用嫁接方式繁殖东兴金花茶;采用组织培养繁殖东兴金花茶也是快速获取大量苗木的方式,目前对东兴金花茶嫁接及组织培养的研究未见报道,建议开展相关研究工作。
本研究在对东兴金花茶初步观测的基础上,选择50株候选优株,对反映经济价值和观赏价值的12个指标进行测定,其中,地径、冠幅、分枝数等9个指标均可以用测量结果记录确切数据,而冠形、通直度、生长势3个指标无法准确测量,只能通过感官来判断,存在一定的主观性,且本试验在进行野外观测时,有些植株枝条数量较多、枝条较长、叶片宽大、花朵数量大等,呈现旺盛的生长势,但由于倒伏树木或其他外来因素影响,其被折断或压弯,导致冠形、通直度等指标较差,在实际优株选取工作中,可根据实际情况灵活评价。
优良单株选择是一项比较系统的工作,根据不同目的所采用的评价方法和评价指标不同,如基于核桃(Juglans regia)坚果品质优株的选择指标为坚果外形特征(纵径、横径和侧径)、单果重以及主要营养成分[9];以油茶(Camellia oleifera)品种产油效率高为目的的优株选择所采用的评价指标为种子含油率与种仁含油率、干籽质量、干仁质量、冠幅冠高比、二回枝角、单位主梢分枝数、果实含油率、出仁率等[10];与本文研究对象同为山茶科金花茶组植物的金花茶(Camellia nitidissima),其花朵经济价值较高,对单株花量大的优株进行选择具有重要意义,殷爱华等[11]研究发现冠幅和株高对丰花型金花茶的单株花量有直接影响。本文基于经济价值和观赏价值进行优株选择,为对选出的优良单株作进一步的筛选和评价,对选出的4株植株进行标记,分别收集4株优株的枝条和种子进行繁殖和栽培,同时,随机收集其他植株的枝条和种子进行繁殖和栽培,对人工栽培的植株进行观测,记录各生长指标,分析栽培苗木的优劣,以便今后对所选优良单株作进一步筛选和评价。