洪永辉,陈天增,方炜,林仙淋,洪桢华,王如均
(1.龙岩林业种苗站,福建 龙岩 364000;2.福建世纪金花有限公司,福建 上杭 364206;3.福建省林木种苗总站,福州 350003;4.福建省林业调查规划院,福州 350003)
金花茶(Camellianitidissimachi)为山茶科山茶属茶亚属常绿小乔木或灌木。目前世界上已知的金花茶组植物有42种5个变种。从20世纪60年代在广西发现金花茶以来,我国科技人员在开展金花茶野生品种的收集和推广驯化、优树表型选择、种苗繁育技术、基因库建设、药用、营养价值及微量元素含量等方面做了系列研究[1-6]。20世纪80年代福建以观赏为主开始引种金花茶,通过30多年的引种驯化,福建的福州、龙岩等五个市已被列入我国金花茶东部适宜区[7-9],并在无性快繁等多方面取得突破[6,10]。金花茶系统性的遗传改良研究进展较缓慢,尤其在金花茶育种群体方面研究较少,其原因是优良单株组成的育种群体数量较少。这与原树种分布区、种的地理变异特征相关。金花茶属濒危植物,其种质资源分布主要在广西南部和西南部的亚热带南缘和热带北缘地区,其品种和数量因原分布区域窄和野生植株为国家重点保护对象而受到极大限制。因此,要深入研究金花茶,需利用原始林或人工林选择后产生的主群体建立育种群体,才能确保长期遗传改良得以持续和获得更大遗传增益。为此,本文开展金花茶育种群体选择及营建的技术研究,探讨金花茶建立育种生产群体的途径和方法,为良种繁育和杂交育种试验选取优良材料提供参考。
金花茶组植物原产于东经107°28′~108°36′,北纬20°36′~22°22′的广西防城港市十万亩山场。2005年漳平翠金花茶开发公司开始从广西引种金花茶植株,2008年建立1.33 hm2金花茶母本园[10]。其育种群体材料主要来源于母本园选育的防城金花茶优树中收集的种子或穗条培育的苗木[7],苗龄均选择5 a林龄以上1 m高金花茶裸根苗。
金花茶为喜阴、耐阴植物,阳光直射或长期暴晒可致树体整体长势不良[7]。选择适宜金花茶生长环境、地点和采用不同合理的遮阳处理是营建育种园的关键。为此,分别选择不同地点、遮荫方式设置三片金花茶育种群体园。育种群体一园、二园位于福建省上杭县庐丰乡丰乐村,东经116°50′,北纬24°54′,海拔240 m,属中亚热带季风气候。丰乐村年均气温19.5 ℃,最热月七月平均气温24~28 ℃,极端最高气温39.7 ℃;最冷月一月平均气温7.0~10.6 ℃,极端最低气温-5 ℃;年均降水量1 894 mm;年均相对湿度77%;年无霜期293 d;年均日照时数1 971 h。育种群体三园位于福建省漳平市拱桥镇中堺村,东经117°24′,北纬25°18′,海拔202.2 m,属亚热带季风气候。三园年均气温19.2 ℃;最热月七月平均气温24.6~28.5 ℃,极端最高气温40.3 ℃;最冷月一月平均气温7.0~11.2 ℃,极端最低气温-5.7 ℃;年均降水量1 560 mm;年均相对湿度78%;年无霜期300 d;年均日照时数1 852.9 h。
2018年分别调查金花茶的树高、地径、冠幅及相关技术指标,并估算冠幅面积和树冠体积。
冠幅面积:S=π((D1+D2)/4)2。式中:D1为东西方向树冠宽度;D2为南北方向树冠宽度。
球形树冠体积:V=2×S×L/3;圆锥形树冠体积:V=S×L/3。式中:S为冠幅面积;L为树高。
性状的变异系数:CV=&/μ×100%。式中:&为性状标准差;μ为性状均值。
2.1.1 马尾松林分林下仿野生育种群体园
仿野生育种群体园(X区)建于上杭县庐丰乡马尾松中龄生态公益林下,面积1.2 hm2,立地类型为Ⅲ~Ⅳ类,坡度25°以下,缓坡。马尾松林分郁闭度0.4~0.6,林分平均树高18 m,平均胸径22 cm。2016年全林分采用小钩机全面深翻整地,株行距2 m×2 m,挖明穴,施腐熟的有机肥1 kg。2017年种植,定植金花茶2 000多株。园区以坡向、坡位、小山脊、山沟、小路为界线划分为A、B、C、D小区,每小区0.23~0.36 hm2。园内设简易林道,构成道路网,并布设滴灌设施。为改善林地质量,林窗内套种了部分1 a林龄无患子、枫香苗。
2.1.2 绿化苗木混交示范育种群体园
混交示范园(Y区)建于上杭县庐丰乡0.75 hm2的长期抛荒旱地内。2016年采用小钩机全面深翻整地,按株行距6 m×6 m挖明穴,分别种植2.5 m高的樱花、黄花风玲木等绿化大苗。在绿化大苗内按株行距1.5 m×1.5 m挖明穴,穴内施腐熟的有机肥。2017年定植金花茶600多株。园区内以林道为界线划分为E、F区,E区0.26 hm2,F区0.49 hm2。为确保金花茶生长,采用75%透光率的遮荫网搭盖1.5 m高简易荫棚进行遮阳。2019年绿化大苗苗高达4 m以上,郁闭度达0.5以上,撤掉荫棚。
2.1.3 金花茶育种群体示范园。
纯林示范园(S区)建于漳平拱桥基本农田内,面积0.8 hm2。园区土壤疏松肥沃湿润,为沙壤土。2015年冬全面深翻,经三犁三耙,使土壤充分风化后,施足腐熟的有机肥,并采用75%透光率的遮荫网搭2.5 m高荫棚。园区内分别做0.6 m宽、0.5 m高的畦,2016年按照1.7 m×1.0 m定植金花茶4 390株。共划分为15个小区。
建立金花茶育种群体的目的是生产优质高产金花茶,提高育种群体的花、叶和良种产量。根据金花茶产业发展的实际,以市场为导向,从多角度、多用途、多目标出发,以花期长、花瓣数多、树型紧凑、抗逆性强为主,选择不同类型的优良基因型个体组成金花茶多目标利用的育种群体。金花茶遗传改良的目标:一是金花茶花、叶和果的产量在不同类型群体基础上分别提高5%以上;二是适用于盆栽花卉、林下经济、功能性食品花卉等各种培育目标;三是适应能力强、抗逆性高;四是以花用、叶用和花叶兼优的品种选择基础上,实现无性繁殖能力和生长兼优;五是表型特异和开发前景特殊用途;六是可为下一世代杂交育种提供选择。根据表型特征和性能,育种群体分成七大类型收集建立:A——药食花用高产型;B——药食叶用高产型;C——药食花叶兼优型;D——观赏(花卉、叶)型;E——无性繁殖优良型;F——抗逆性能优良型;G——表型特征特异型。
2.3.1 育种群体的形质指标确定及评价
金花茶是较古老的原始植物之一,为两性花植物,其座果率低直接影响果实和种子产量[11]。树高和冠幅直接影响金花茶花朵及种子产量;地径大小直接影响树势整体生长及营养生长能否转为生殖生长[12-13]。本文以地径、树高、冠幅为主,在综合其它研究指标基础上[7-8],增加单株着花量(朵)、单位面积花量[13]、叶形、树姿等形质指标。
多年观察表明,金花茶实生苗树龄在8 a左右才开花,而采用优树扦插育苗,若穗条有花芽,当年就开花,但为培育树冠需每年疏花蕾,控制在4 a树龄后开花。调查发现金花茶的花芽主要着生在第3、4叶腋部位,多为单生、对生或3朵着生,且1 a枝着生70%以上花芽数,30%左右着生在2~4 a枝条上。地径生长到2 cm以上进入开花初期,地径越大,树冠、枝条越茂盛,其着花量、叶量越多。与柴胜丰等研究的结论相同,即地径在6 cm以上,其生殖构件数量达到最大值[12]。由此可知,育种群体首先应选择地径较大的金花茶;其次是冠幅,冠幅越大,单位面积花朵越多;第三是抽梢能力,抽梢能力越强,花枝、花芽或叶片分布越多。待育种群体稳定后,再进入第二、三轮表型选择。最终划分为七大类型育种群体。
2.3.2 育种群体的表型性状初步评价
由于金花茶育种群体应含花用、叶用、花叶兼用等,因此,以地径为初步评价标准,地径>2 cm、树冠较突出的均先入选。对于地径<2 cm的叶形、树姿等个别形质指标突出的母树,先选入育种群体,待调查观测后再进入第二、三轮评选。不同区域金花茶育种群体调查表明,各区组性状指标差异显著(表1)。共选出3 046个育种优树。其中:仿野生育种群体园(X区)1 007株;混交育种群体园(Y区)539株;育种群体示范园(S区)1 500株。表型生长表现按地径排序为S区>Y区>X区;按树高、冠幅和冠体均为S区>X区>Y区。树高生长因需培育冠形,强度修剪促萌,人工干扰较大。经3 a观察表明,S区管理到位,生长较优;Y区前期有遮荫棚生长较快,后期因绿化大苗达到4 m时撤掉荫棚,但樱花、黄花风玲木等均是10月左右落叶和先花后叶的阔叶树种,树冠较稀疏,造成金花茶叶片黄化、灼伤,生长缓慢;X区由于马尾松林分立地类型为Ⅲ、Ⅳ类地,水肥条件较差,且滴灌因水源尚未使用,其生长低于其它区。部分生长表现好的均在松阔混交林的地块。调查发现林中空地种植金花茶前期均出现叶片灼伤和黄化现象,后期因枫香、无患子快速生长,郁闭度提高,金花茶生长逐步转旺盛。由此可知,在同等管理下,强化遮荫和水肥管理是确保金花茶树姿及营养生长的关键。
表1 不同育种群体园金花茶地径、树高、冠幅、树冠体积性状
综上所述,为确保育种群体长期使用,有利于杂交育种,今后金花茶育种群体首选在农田上,采用搭盖塑料遮荫棚的方式进行。在温室大棚金花基因库开展杂交育种,能克服天气等因素造成的花朵败育等现象,提高座果率。
金花茶定植后,应及时抚育管理,前期以点施有机肥或复合肥为主,后期喷施磷、钾等叶面肥为主。同时开展定型修剪培育冠形。第一次抚育在苗木移栽定植当年晚秋或次年早春时进行;第二次在次年6月中旬、下旬进行;第三次在定植后第三年2月下旬至3月上旬。修剪目地是控制高度,扩大冠幅。修枝时还应剪除过密枝、纤弱枝及病虫枯枝枯叶,逐步培养为花用开心型或叶用密集型树冠。成年树修剪一般采用压顶的方式。扦插苗和新移植树苗的第一、第二年要摘去花蕾。成年植株中,病弱的金花茶应摘去2/3以上蓓蕾,摘蕾后喷洒70%甲基托布津1 000倍稀释液。修剪应与肥水管理相配合,修剪前深施较多的有机肥和磷肥,剪后新梢萌发时,及时追施催芽肥。
建立育种群体是制定育种策略的重要组成部分。金花茶的育种群体首选在农田上采用搭盖塑料遮荫棚的方式建设。建园初期应选择地径较大、冠幅宽大、抽梢能力强的金花茶母树。待育种群体稳定后,再根据花径、花期、果实、叶、各种药食等功能性含量进入第二、三轮表型选择。最终按药食花用高产型、药食叶用高产型、药食花叶兼优型、观赏(花卉、叶)型、无性繁殖优良型、抗逆性能优良型、表型特征特异型等需求分别建立了优良单株的育种群体,可为进一步研究良种繁育和杂交育种提供优良材料。