不同种源杜仲出苗及生长的差异分析

马维华

(福建省连城邱家山国有林场， 福建 龙岩366200)

杜仲(Eucommia ulmoides),又名木棉或胶木,为杜仲科杜仲属多年生独科、独属、独种落叶乔木,是我国独有的第三纪孑遗植物,也是国家级珍稀濒危及二级珍贵保护树种(张芸香等,2020)。 杜仲具有耐瘠薄的特点,对环境适应性强,栽培范围广,在我国亚热带以及温带的20多个省份(区、市)均有栽培,大致分布在北纬 24°30′～41°30′、东经 76°00′～126°00′；垂直海拔分布范围在50～2 500 m,贵州、四川、湖南、陕西等省份为我国杜仲的主产中心区(李芳东等,2001；杜红岩等,2012)。

杜仲是传统的名贵中药,其所含的绿原酸、桃叶珊瑚苷和黄酮类物质有调节血压、降血糖和增强免疫力等功效(金晓玲等,2008；李世全,1999；杜红岩等,2020)。 树皮是杜仲药材的主要药用部位,但由于杜仲生长周期长,需在15 a、甚至20 a 以上才能剥皮(陈廉等,1986),所以长期供不应求,为了解决这一问题,通常采用人工种植和局部采集剥皮的方法(王娟娟等,2017)。 因此,开展杜仲种源试验,探讨不同种源的杜仲幼林期在当地的生长适应性,为推动闽西地区的产业化发展提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于福建省连城邱家山国有林场的大洋地管护站33 林班6 大班10 小班、33 林班12 大班6 小班和33 林班13 大班1 小班,小班面积合计3.73 hm2,坡向朝南,坡度分别为24°、23°、34°,海拔 660～750 m,北纬 25°41′16″,东经 116°57′38″。 林场系武夷山脚下的中低山类型,为中亚热带海洋性气候,日照充足,雨量充沛,年平均气温18.3 ℃,无霜期220 d。 年平均降雨量1 644 mm,集中在每年的6—7 月,其次为春季。 土壤为黄红壤,肥力中等,呈微酸性,土层较深,土层厚度达1 m 左右。

1.2 试验材料

试验的3 种杜仲种源,分别来自江西省宜春市、湖北省恩施州、湖南省炎陵县,地理跨度大,其地理信息及气候概况见表1。 在每一个采种点,选择生长健康的天然优势单株采种,每个种源地采种的优良母树均在15 株以上,每棵母树取等量种子混合后作为种源种子。

表1 3 种杜仲种源的地理气象因子Table 1 Geographical and meteorological factors of three E.ulmoides provenances

1.3 试验方法

2018 年3 月5 日,在福建省邱家山国有林场苗圃对各个种源种子进行育苗。 采用完全随机区组设计,对不同种源的杜仲种子发芽率进行观测,在立地条件相对一致的沙质苗床上播种,3 个重复,每个重复100 粒。 自发芽时起每隔1 周进行1 次出苗数量观测,直到出苗结束停止观测。 每个种源的发芽率取各重复的平均值。

2018 年12 月,在该林场的大洋地管护站进行不同种源的杜仲试验林对比试验,采用完全随机区组设计,小区样地面积20 m×30 m,3 个重复,每小区10 株,小区间用杉木设置一行隔离行,株行距为2.0 m×2.5 m 。 2020 年3 月,分别对不同种源的杜仲试验林进行调查,调查指标为树高、胸径、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高、叶长及叶宽。 遗传力等遗传参数的计算,参照沈熙环(1990)的计算公式,并采用Microsoft Excel 和SPSS 等软件,对调查数据进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同种源的杜仲种子发芽率测定

2018 年3 月5 日,对3 种种源的杜仲种子进行播种育苗试验,4 月8 日江西省宜春市的杜仲种子最先出苗,其他2 种种源的种子一星期内陆续发芽出苗,幼苗出土后生长快慢表现出一定的差异,截至5 月上旬,3 种种源的种子基本出土结束。 调查统计发现,3 个种源地杜仲种子平均发芽率以江西省宜春市的最高,为92% ；其次为湖南省炎陵县的,为87% ；而湖北省恩施州的发芽率为75% 。 由此可知,江西省宜春市、湖南省炎陵县的种源比较适合试验地区的播种育苗。

2.2 不同种源的杜仲试验林生长差异性分析

苗高和地径等性状是判断苗木质量好坏的重要指标。 表2 为3 种不同种源的2 年生杜仲试验林的树高、地径、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高等的生长状况。 可以看出,江西省宜春市种源的杜仲树高、地径、平均冠幅、垂直冠幅、枝下高的性状均表现最好,分别为377.17、2.68、150.00、132.67、100.17 cm,依次比表现最差的湖北省恩施州种源的多 210.17、1.68、81.00、61.00、33.84 cm。 通过方差分析(表3),3 种杜仲的树高、地径、平均冠幅、垂直冠幅、枝下高之间的差异均达到极显著水平(P＜0.01),说明参试种源的生长适应性存在极显著差异。

表2 3 种种源的杜仲2 年生试验林生长状况Table 2 Growth status of 2-year-old experimental forests of three E.ulmoides provenances

表3 3 种种源的杜仲生长性状方差分析Table 3 Variance analysis of growth traits of three E.ulmoides provenances

2.3 杜仲种源的遗传特性

从估算出的遗传参数来看(表4),杜仲的树高、地径、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高的广义遗传力都很高,分别为 0.989、0.987、0.988、0.974、0.971,这说明了杜仲种源间的苗高、地径、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高的遗传变异主要是由种源本身的遗传特性引起的；同时,苗高、地径、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高的变异系数与广义遗传力具有类似的规律,均具有较高的变异系数。 综上所述,杜仲的苗高、地径、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高主要由遗传因素控制,而叶长和叶宽主要是由环境和基因的互作决定的。

表4 杜仲种源的遗传参数估算Table 4 Estimation of genetic parameters of E.ulmoides provenances

3 结论与讨论

杜仲为我国独有的本土树种,被称之为“中国橡胶树”(张继川等,2011)。 尽管近年来相关研究有所增加(何凤等,2020；张威鹏等,2020；王宝川等,2020),但对其种源试验以及不同种源间的试验对比研究偏少(孙科才,2009)。 本研究通过对不同种源的杜仲进行对比试验,初步认为供试的3 种杜仲中以江西省宜春市种源表现最好,在发芽率、树高、地径、生长量方面均优于其他2 个种源；江西省宜春市种源的平行冠幅和垂直冠幅远远高于其它2 个种源,表现出较好的长势；江西省宜春市种源的杜仲叶片较为适中,从而更易随生态条件的不同而发生改变,以适应所处的环境。

杜仲种源的树高、地径、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高表现出较高的遗传力,这说明了杜仲种源苗高、地径、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高的变异主要是由不同种源本身的遗传特性引起的,而叶长和叶宽是由环境和基因的互作决定,这与王田华等(1996)的研究结果基本吻合。

本研究比较分析了杜仲不同种源苗期生长性状,由于此次的种源试验地点单一,需进一步扩大试验地,以期对杜仲种源适应性有更好的评价。 因此,今后还需相当长的时期进行试验林跟踪调查,以便得到更为精确的数据资料。