东门10年生杂交桉无性系对比试验及综合评价

李丽芳，李霞，彭智邦，覃泽林，张磊，赵英伟，马忠才，王建忠*

(1.广西国有东门林场，广西 扶绥 532100；2.扶绥县林业局，广西 扶绥 532100)

桉树(Eucalyptus)原产于澳大利亚[1]。我国引种桉树始于1890年，目前生产上广泛栽培的桉树均为改良的杂交种[2]。20世纪90年代，我国开始大规模种植桉树，特别是在广东、广西、海南等省区呈现出快速发展态势[3-5]。经过近20年的快速发展，目前我国桉树人工林面积为546.74万公顷，年产木材3 000多万立方米，占我国商品林木材产量的26.9%[6]。随着我国经济的快速发展，市场对桉树的需求不断增加，而优良桉树无性系数量较少，林分结构单一，生态系统功能和生物多样性不稳定，且其优良性状随组培继代苗使用年限的增加而逐渐衰退，生长量明显下降。为加快优良品种的推广，本研究通过比较10 a生44个优良无性系杂交桉的生长差异，试图筛选出适应性更强、生长快、产量高、抗性强、材质优良的无性系，以期为生产推广提供优良无性系。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在广西东门林场雷卡分场12林班(22°17′ ~ 22°30′N，107°15′ ~ 108°00′E)，面积1.5 hm2。属亚热带季风气候，全年光热充足，年平均气温为20 ~ 25℃，极端最高温38 ~ 41℃，极端最低温-4 ~1.9℃，年无霜期346 d，年降雨量1 000 ~ 1 300 mm，相对湿度74% ~ 83%，海拔150 m。属丘陵台地，坡度小于5°。土壤多为砖红壤性红壤，pH值4.5 ~ 6.0。

1.2 试验材料

试验无性系苗来源于优良无性系/家系单株，经环割促萌后，取萌芽条在苗圃进行无性扦插扩大繁殖，参试无性系44个，其中新开发无性系39个，对照优良无性系5个(表1)：分别为DH32-26(CK1)、DH32-28(CK2)、DH32-29(CK3)、DH33-27(CK4)和GL9(CK5)。

表1 东门桉树无性系父母本统计表

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

试验采用完全随机区组设计，设置4个重复，每个重复44个小区处理，每个小区单行10株。

1.3.2 营林措施

试验林株行距为2 m × 4 m，种植穴规格为40 cm ×30 cm × 35 cm，施桉树专用肥0.25 kg·株-1；于2009年5月20日定植。1个月后除草并追施桉树专用肥0.5 kg·株-1，第2、第3年带内挖草头抚育，施桉树专用肥0.5 kg·株-1。

1.3.3 调查方法

2019年6月，开展10 a生杂交桉无性系试验林生长情况调查，内容包括：树高、胸径、通直度及保存率。保存率为每木调查结果，单株材积和高径比通过树高和胸径计算。

参照沈熙环[7]对通直度分4个分值等级：Ⅰ级，主干通直，得4分；Ⅱ级，主干直，得3分；Ⅲ级，主干稍弯曲，得2分；Ⅳ级，主干有两个以上弯曲，得1分。通直度评分数据需经平方根处理。

1.3.4 数据处理

(1) 单株材积公式

依照广西林业勘察设计院编制的桉树立木蓄积计算公式[8]：

式中：V为单株材积，D为胸径，H为树高，

C0=1.091 541 45 × 10-4，C1=1.878 923 70，

C2=5.691 855 03 × 10-3，C3=0.652 598 05，

C4=7.847 535 07 × 10-3。

(2) 遗传参数计算公式

变异系数CV=σ/μ，式中：σ为标准差，μ为均值。

无性系重复力R=MSb-MSw/MSb，式中：MSb为无性系间均方，MSw为无性系内均方。

(3) 数据分析

利用SPSS 24.0软件对相关数据进行方差分析及主成分分析。

2 结果与分析

2.1 杂交桉无性系生长和形质指标分析

由表2可知，10 a生杂交桉无性系试验林胸径和树高均值分别为15.96 cm和23.27 m，胸径和树高大于总体均值的无性系有22个，胸径最大的无性系为DM11，达20.52 cm，其次为DM12和DM08，分别为20.42 cm和20.30 cm，胸径最小的无性系为DM39，为9.94 cm；树高最大的无性系是DM29，为28.74 m，其次是DM33和CK1，分别为28.64 m和27.56 m，树高最小的无性系是DM39，为13.42 m。单株材积大于总体均值的无性系有21个，单株材积最大的无性系是DM08，为0.51 m3，为最小的8.5倍，其次为DM12和DM29，均为0.49 m3。通直度表现较好的无性系为DM30、CK1和DM29，通直度表现较差的无性系有3个，分别为DM39、DM07和DM38；高径比最大的无性系为DM36，比值为1.66，高径比最小的无性系为DM11，比值为 1.20；保存率最大值为 98.00%，7个无性系达最大值，分别为DM02、DM06、DM10、DM26、DM28、CK3和 CK5，DM12保存率最低，仅为28.00%。

表2 44个无性系生长和形质指标比较表

续表2

2.2 杂交桉无性系各性状方差及遗传分析

由表3可知，各杂交桉无性系间的胸径、树高、单株材积、通直度和高径比5个指标均呈显著差异，该差异为杂交桉速生优良无性系的选择提供了丰富的变异基础。单株材积的变异系数最大，为41.67%。

表3 无性系各性状方差及重复力分析表

2.3 主成分分析及综合评价

对10 a生杂交桉无性系胸径、树高、单株材积、通直度、高径比和保存率等6个生长和形质指标进行主成分分析，结果如表4所示。前两个主成分的累计贡献率达88.07%，可反映44个无性系6个指标的综合信息，故取前两个主成分分析。第1主成分受胸径、树高、单株材积等生长指标的影响较大，因此将第1主成分归结为生长因子。第2主成分受通直度、高径比、保存率等形质指标和适应性指标的影响较大，因此将第2主成分归结为形质和适应性因子。

根据表4，前两个主成分的函数表达式分别为：

式中：ZXi为无性系各性状Xi的标准化变量。以F1、F2对应的特征根占所提取主成分特征根之和的比例a1和a2作为权重，构建综合评价模型：F=a1F1+a2F2，其中F为综合评价指标代入各主成分相应表达式，可得到 44个无性系的综合评价指标值。由式(1)可知主成分1主要描述树高、胸径、材积对无性系的影响，主成分1越大表明无性系生长量越大；由式(2)可知，高径比、保存率系数较大，主成分2主要描述桉树无性系适应性和保存率。

由表 5可知，综合评价F值前 5名依次为DM33、DM36、CK1(DH32-26)、DM29 和 DM30。其中DM33、CK1、DM29、DM30 无性系F1值大于F2，说明4个无性系生长因子对其的影响较大，DM36的F2大于F1，说明DM36的适应性较强。

表4 主成分分析结果

表5 各主成分得分及综合评价

DM29受主成分1的影响较大，DM36受主成分2的影响较大，DM33受主成分1和主成分2的综合影响，DM29受生长因子影响较大(图1)。总体而言，DM33、DM26、DM30、CK1受主成分1和2的综合影响。

图1 各无性系主成分分析荷载图

3 结论与讨论

无性系对比试验的综合评价是桉树无性系筛选的重要方法之一[9]。本研究中，东门10 a生杂交桉无性系的胸径和树高均值分别为15.96 cm和23.27m，胸径最大的无性系是DM11，达20.52 cm，胸径最小的无性系是DM39，为9.94 cm；树高最大的无性系是DM29，达28.74 m，树高最小的无性系是DM39，为13.42 m；单株材积最大的无性系是DM08，达0.51 m3；保存率最大值为98.00%，7个无性系均达最大值。

桉树综合表现受遗传因子和环境因子的共同影响，遗传因子控制无性系的生长性状，环境因子的影响表现为无性系对坏境的适应性[10]。本研究中，生长因子对桉树无性系的影响较大，累计贡献率88.07%，形质因子的贡献率较小。综合表现排名前5的无性系为DM33、DM36、CK1(DH32-26)、DM29和DM30，其中DM36的适应性较强，DM29生长量大，DM33的综合表现最好。