不同種源杜仲出苗及生長的差異分析

馬維華

(福建省連城邱家山國有林場， 福建 龍巖366200)

杜仲(Eucommia ulmoides),又名木棉或膠木,為杜仲科杜仲屬多年生獨(dú)科、獨(dú)屬、獨(dú)種落葉喬木,是我國獨(dú)有的第三紀(jì)孑遺植物,也是國家級(jí)珍稀瀕危及二級(jí)珍貴保護(hù)樹種(張蕓香等,2020)。 杜仲具有耐瘠薄的特點(diǎn),對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),栽培范圍廣,在我國亞熱帶以及溫帶的20多個(gè)省份(區(qū)、市)均有栽培,大致分布在北緯 24°30′～41°30′、東經(jīng) 76°00′～126°00′；垂直海拔分布范圍在50～2 500 m,貴州、四川、湖南、陜西等省份為我國杜仲的主產(chǎn)中心區(qū)(李芳東等,2001；杜紅巖等,2012)。

杜仲是傳統(tǒng)的名貴中藥,其所含的綠原酸、桃葉珊瑚苷和黃酮類物質(zhì)有調(diào)節(jié)血壓、降血糖和增強(qiáng)免疫力等功效(金曉玲等,2008；李世全,1999；杜紅巖等,2020)。 樹皮是杜仲藥材的主要藥用部位,但由于杜仲生長周期長,需在15 a、甚至20 a 以上才能剝皮(陳廉等,1986),所以長期供不應(yīng)求,為了解決這一問題,通常采用人工種植和局部采集剝皮的方法(王娟娟等,2017)。 因此,開展杜仲種源試驗(yàn),探討不同種源的杜仲幼林期在當(dāng)?shù)氐纳L適應(yīng)性,為推動(dòng)閩西地區(qū)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省連城邱家山國有林場的大洋地管護(hù)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,小班面積合計(jì)3.73 hm2,坡向朝南,坡度分別為24°、23°、34°,海拔 660～750 m,北緯 25°41′16″,東經(jīng) 116°57′38″。 林場系武夷山腳下的中低山類型,為中亞熱帶海洋性氣候,日照充足,雨量充沛,年平均氣溫18.3 ℃,無霜期220 d。 年平均降雨量1 644 mm,集中在每年的6—7 月,其次為春季。 土壤為黃紅壤,肥力中等,呈微酸性,土層較深,土層厚度達(dá)1 m 左右。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)的3 種杜仲種源,分別來自江西省宜春市、湖北省恩施州、湖南省炎陵縣,地理跨度大,其地理信息及氣候概況見表1。 在每一個(gè)采種點(diǎn),選擇生長健康的天然優(yōu)勢單株采種,每個(gè)種源地采種的優(yōu)良母樹均在15 株以上,每棵母樹取等量種子混合后作為種源種子。

表1 3 種杜仲種源的地理氣象因子Table 1 Geographical and meteorological factors of three E.ulmoides provenances

1.3 試驗(yàn)方法

2018 年3 月5 日,在福建省邱家山國有林場苗圃對各個(gè)種源種子進(jìn)行育苗。 采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),對不同種源的杜仲種子發(fā)芽率進(jìn)行觀測,在立地條件相對一致的沙質(zhì)苗床上播種,3 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)100 粒。 自發(fā)芽時(shí)起每隔1 周進(jìn)行1 次出苗數(shù)量觀測,直到出苗結(jié)束停止觀測。 每個(gè)種源的發(fā)芽率取各重復(fù)的平均值。

2018 年12 月,在該林場的大洋地管護(hù)站進(jìn)行不同種源的杜仲試驗(yàn)林對比試驗(yàn),采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),小區(qū)樣地面積20 m×30 m,3 個(gè)重復(fù),每小區(qū)10 株,小區(qū)間用杉木設(shè)置一行隔離行,株行距為2.0 m×2.5 m 。 2020 年3 月,分別對不同種源的杜仲試驗(yàn)林進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查指標(biāo)為樹高、胸徑、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高、葉長及葉寬。 遺傳力等遺傳參數(shù)的計(jì)算,參照沈熙環(huán)(1990)的計(jì)算公式,并采用Microsoft Excel 和SPSS 等軟件,對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種源的杜仲種子發(fā)芽率測定

2018 年3 月5 日,對3 種種源的杜仲種子進(jìn)行播種育苗試驗(yàn),4 月8 日江西省宜春市的杜仲種子最先出苗,其他2 種種源的種子一星期內(nèi)陸續(xù)發(fā)芽出苗,幼苗出土后生長快慢表現(xiàn)出一定的差異,截至5 月上旬,3 種種源的種子基本出土結(jié)束。 調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),3 個(gè)種源地杜仲種子平均發(fā)芽率以江西省宜春市的最高,為92% ；其次為湖南省炎陵縣的,為87% ；而湖北省恩施州的發(fā)芽率為75% 。 由此可知,江西省宜春市、湖南省炎陵縣的種源比較適合試驗(yàn)地區(qū)的播種育苗。

2.2 不同種源的杜仲試驗(yàn)林生長差異性分析

苗高和地徑等性狀是判斷苗木質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。 表2 為3 種不同種源的2 年生杜仲試驗(yàn)林的樹高、地徑、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高等的生長狀況。 可以看出,江西省宜春市種源的杜仲樹高、地徑、平均冠幅、垂直冠幅、枝下高的性狀均表現(xiàn)最好,分別為377.17、2.68、150.00、132.67、100.17 cm,依次比表現(xiàn)最差的湖北省恩施州種源的多 210.17、1.68、81.00、61.00、33.84 cm。 通過方差分析(表3),3 種杜仲的樹高、地徑、平均冠幅、垂直冠幅、枝下高之間的差異均達(dá)到極顯著水平(P＜0.01),說明參試種源的生長適應(yīng)性存在極顯著差異。

表2 3 種種源的杜仲2 年生試驗(yàn)林生長狀況Table 2 Growth status of 2-year-old experimental forests of three E.ulmoides provenances

表3 3 種種源的杜仲生長性狀方差分析Table 3 Variance analysis of growth traits of three E.ulmoides provenances

2.3 杜仲種源的遺傳特性

從估算出的遺傳參數(shù)來看(表4),杜仲的樹高、地徑、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高的廣義遺傳力都很高,分別為 0.989、0.987、0.988、0.974、0.971,這說明了杜仲種源間的苗高、地徑、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高的遺傳變異主要是由種源本身的遺傳特性引起的；同時(shí),苗高、地徑、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高的變異系數(shù)與廣義遺傳力具有類似的規(guī)律,均具有較高的變異系數(shù)。 綜上所述,杜仲的苗高、地徑、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高主要由遺傳因素控制,而葉長和葉寬主要是由環(huán)境和基因的互作決定的。

表4 杜仲種源的遺傳參數(shù)估算Table 4 Estimation of genetic parameters of E.ulmoides provenances

3 結(jié)論與討論

杜仲為我國獨(dú)有的本土樹種,被稱之為“中國橡膠樹”(張繼川等,2011)。 盡管近年來相關(guān)研究有所增加(何鳳等,2020；張威鵬等,2020；王寶川等,2020),但對其種源試驗(yàn)以及不同種源間的試驗(yàn)對比研究偏少(孫科才,2009)。 本研究通過對不同種源的杜仲進(jìn)行對比試驗(yàn),初步認(rèn)為供試的3 種杜仲中以江西省宜春市種源表現(xiàn)最好,在發(fā)芽率、樹高、地徑、生長量方面均優(yōu)于其他2 個(gè)種源；江西省宜春市種源的平行冠幅和垂直冠幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它2 個(gè)種源,表現(xiàn)出較好的長勢；江西省宜春市種源的杜仲葉片較為適中,從而更易隨生態(tài)條件的不同而發(fā)生改變,以適應(yīng)所處的環(huán)境。

杜仲種源的樹高、地徑、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高表現(xiàn)出較高的遺傳力,這說明了杜仲種源苗高、地徑、平行冠幅、垂直冠幅、枝下高的變異主要是由不同種源本身的遺傳特性引起的,而葉長和葉寬是由環(huán)境和基因的互作決定,這與王田華等(1996)的研究結(jié)果基本吻合。

本研究比較分析了杜仲不同種源苗期生長性狀,由于此次的種源試驗(yàn)地點(diǎn)單一,需進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)地,以期對杜仲種源適應(yīng)性有更好的評價(jià)。 因此,今后還需相當(dāng)長的時(shí)期進(jìn)行試驗(yàn)林跟蹤調(diào)查,以便得到更為精確的數(shù)據(jù)資料。