谢春俊,俸春姣,陈元松,郑永邓,韦长江,郭东强
(1.广西国有三门江林场,广西 柳州545000;2.广西壮族自治区林业科学研究院,广西 南宁530002)
桉树(Eucalyptus)是我国南方主要人工林造林树种,也是联合国粮农组织推荐的三大速生造林树种之一[1-2]。桉树引种至我国已逾百年,系统性开展引种驯化研究始于20世纪60年代,20世纪70年代开始进行大量杂交育种研究,成功选育出一批生长速度快、干形通直、材质优良的无性系[3-7]。雷林1号、广林9号、DH32系列等优良无性系在广西、广东、海南、云南、福建等省区得到大面积推广造林,有力支撑起南方速生丰产林建设[8-11]。
当前,桉树速生丰产林已实现无性系造林,但投入生产造林的无性系仍然较少,单一无性系大面积造林对于维持林分结构稳定和林分健康存在一定弊端。为此,不断选育优良无性系并实现多种无性系造林是促进桉树可持续发展的重要途径之一。本研究以不同杂交种无性系为对象,在广西中部开展无性系对比试验,以期筛选出适合该区域的优良无性系。
试验林位于广西国有三门江林场江口分场(24°30′16′′N,109°30′16′′E),海拔132 m,属南亚热带与中热带交替过度气候带,年平均气温20.5℃,年平均降雨量1 490 mm,土壤以红壤为主。林下植物以铁芒萁(Dicranopteris linearis)、五节芒(Miscanthus floridulus)、桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)、野牡丹(Melastoma candidum)为主。
参试对象为15个桉树杂种无性系(表1),采用随机区组排列设计,每小区10株(2行5株),4次重复,造林密度为1 666 株·hm-2,株行距为2 m × 3 m。2013年3月种植。种植时采用常规造林模式,穴状整地(长×宽×深为60 cm × 40 cm × 30 cm),苗木为轻基质容器苗,苗高40 cm,植苗前每穴施基肥500 g,连续3 a追桉树专用肥500 g,施肥前进行人工砍草除杂。
表1 参试桉树无性系基本情况表
在林龄为7、20、33、56和67个月时对试验林生长量进行每木调查,其中胸径测量采用测树围尺,树高测量采用瑞典生产的Vertex Laser Ⅳ超声波测高仪进行。数据整理使用 EXCEL 2010进行,方差分析、多重比较和遗传参数使用SPSS 19.0进行计算。林木平均单株材积的计算公式[12]如下:
由表2可知,生长性状在林龄小时极差小,极差和标准差随着林龄的增加而增大,说明随着林龄增加,林分生长性状的两极分化程度增大;树高的变异系数范围为9.9% ~ 28.2%,胸径变异系数范围为15.7% ~ 20.0%,单株材积变异系数范围为32.6%~ 46.1%。树高平均值变化范围为3.2 (6个月) ~ 18.4 m (67个月),胸径平均值变化范围为6.8 (23个月) ~13.4 cm (67个月),单株材积平均值变化范围为0.019 6 (20个月) ~ 0.133 7 m3(67个月)。
由图1可知,无性系5、9、12、14号数据分布计较集中,说明生长整齐一致,无性系4号数据分散,说明生长分化比较大;以无性系12号(DH32-29号)为对比,仅有4号、11号和15号生长表现超过12号对比无性系。
表2 生长性状均值、标准差、极差和变异系数
图1 各无性系数据分布箱式图
由表3可知,树高、胸径、单株材积等指标在无性系间均存在极显著差异(P<0.001),该差异体现在林分的各个生长时期,为筛选优良无性系提供可能。由表4可知,与对照(DH32-39)相比,在生长量排名靠前的4、6、11、13和15号无性系中,11号无性系生长量高于对照且差异显著,4、6号、13和15号无性系与对照差异不显著。可将4、6、11、13和15号无性系作为潜力无性系。
重复力(Repeatability)是指同一基因型的生物个体在不同时间或不同地点的表型持续稳定的程度,分析无性系的重复力对无性系选择和推广具有重要意义[13]。从方差分析中可进一步获得不同性状的遗传变异信息。
表型变异系数是遗传因素和环境因素共同作用引起的变异,遗传变异系数则说明群体的遗传变异程度,是衡量性状遗传变异潜力的指标。由表5可知:树高的遗传变异系数为3.07% ~ 10.80%,胸径为0.02% ~ 14.28%,单株材积为0 ~ 51.15%;各性状无性系重复力在0.33 (V56) ~ 0.93(H7),单株重复力为0.15 (H20) ~ 0.90 (D56、D67)。
表5 方差分量、重复力、变异系数
无性系间的差异程度可反映选择的潜力大小,本研究中的无性系胸径、树高和单株材积在各年龄段均达极显著差异,可为进一步筛选优良无性系提供基础。同时各重复间也均呈现不用程度的差异,在海拔、降水、坡度等条件相对一致的情况下,造成这一结果的原因可能是各重复处于不同坡位所致,这与周家维等[14-15]研究结果类似。
本研究各个性状无性系重复力为0.33 (V56) ~0.93(H7),单株重复力为0.15 (H20) ~ 0.90 (D56、D67)。树高约1 a生时其重复力为0.93,之后逐渐降低,在67月生时为0.80;胸径生长随林龄的增加重复力逐渐降低,最终受到中等遗传控制;单株材积的重复力与胸径生长规律相近,除造林当年外,逐渐受到中等遗传控制。
无性系选育测定是林木育种的重要环节,筛选出的优良无性系仍需要开展区域测试,以确定其适应范围,降低造林风险[16-17]。本研究以12号无性系(DH32-29)作为对照,根据林相生长整齐性与生长量,选择4、6、11、13和15号无性系作为优良无性系,进入下一步的中试试验。