一年生卷莢相思無性系測定試驗初報

楊育杰

(福建省漳浦中西國有林場, 福建 漳浦 363203)

1 引言

卷莢相思(Acaciacincinnata)是含羞草科金合歡屬的速生喬木樹種，原產(chǎn)于澳大利亞昆士蘭東部高地、巴布亞新幾內(nèi)亞和印度尼西亞等地，引入我國后在廣東、廣西、福建等地生長較好[1～6]。卷莢相思木材黑棕色，紋理美觀致密，硬度較大，耐磨性強，耐蟲性好，是良好的船用和優(yōu)質的家具用材；其樹冠濃綠舒展，冠形結構美觀，也是良好的農(nóng)用林業(yè)樹種，但是，卷莢相思的研究在國內(nèi)較少。鑒于此，筆者擬以福建省中西國有林場1年生卷莢相思不同無性系為研究對象，對卷莢相思不同無性系生長情況進行對比研究，以期從中選擇生產(chǎn)量大的優(yōu)良無性系供生產(chǎn)推廣應用。

2 材料與方法

2.1 試驗點概況

試驗地位于福建閩南地區(qū)，位于漳州漳浦地區(qū)，行政區(qū)劃漳州市。地理坐標為北緯24°17′，東經(jīng)117°32′，屬于閩南沿海海洋性季風氣候區(qū)域和南亞熱帶氣候帶。全年受西風及副熱帶環(huán)流帶交互影響，夏天盛行偏南風，冬天盛行偏北風。因離海岸線近，受海洋性氣候影響尤為突出，夏季長而酷暑，冬季短而少嚴寒。全年平均氣溫為20 ℃，1月平均氣溫7 ℃，7月平均氣溫29 ℃，極端最低氣溫0 ℃，極端最高氣溫34 ℃，年均日照時數(shù)2000 h，無霜期 340～360 d，有霧日20～30 d。年均降水量1780 mm，3～6月為雨季，空氣相對濕度86%[7]。

2.2 試驗對象與試驗林建立

卷莢相思(Acaciacincinnata)為熱帶、亞熱帶常綠喬木樹，可固氮，且在適宜環(huán)境中樹高和胸徑可分別達到25 m和40 cm，而在不同生長環(huán)境下，樹高會發(fā)生變化，比如在干旱立地時樹高不超過10 m。卷莢相思具有良好的抗風能力但不耐霜凍，這是它不同于其他速生型相思，另外，卷莢相思的萌芽力不是很強，近地砍伐后萌芽力低。在東南亞一帶造林，早期生長速度中等，樹高年生長量為1.5～2.5 m，胸徑年生長量為1.0～2.5 cm。在馬來西亞最優(yōu)的立地上造林，樹高年生長量達4.1 m，胸徑年生長量達3 cm。卷莢相思適宜的立地條件是土壤肥力高、pH值為酸性或微酸性、土壤通氣排水良好。在種植卷莢相思的時候需要注意觀察其生長狀況，如果出現(xiàn)未老先衰、流膠以及樹冠稀疏等不良反應，說明卷莢相思對此立地條件不適應，因為卷莢相思的適應性是有限度的，對立地比較敏感，且會出現(xiàn)相應的癥狀；卷莢相思最適宜的立地條件是年降水量2000～2500 mm、并有短時間旱季的深層壤土。卷莢相思木材色澤為黑棕色，紋理美觀細致且硬度大(木材密度為510～580 kg/m)，耐磨性強，作為船用材，耐蟲性好不易受蟲蛀，因此是良好的船用和優(yōu)質家具用材；同時，它還是優(yōu)良的制漿、造紙用材。由于樹冠濃綠舒展，遮蔭作用強，冠形結構美觀，是十分良好的農(nóng)用林業(yè)樹種。由于該樹種具有良好的用材價值和適用性，所以不僅適用于用材林，還適用于農(nóng)用林業(yè)、生態(tài)環(huán)境的改善，尤其是保持水土和改良土壤，所以研究其在農(nóng)區(qū)附近的生長發(fā)展?jié)摿哂休^大意義，卷莢相思也可以用來豐富林場用材樹種、改善生態(tài)環(huán)境、為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供良好的農(nóng)用林業(yè)。

試驗材料來自優(yōu)樹無性系采穗圃，經(jīng)過扦插育苗，于2013年3月份按完全隨機設計造林，造林地選擇在漳浦中西國有林場。試驗地采用水平帶狀整地，帶寬115 m，株行距為2 m×2 m。卷莢相思優(yōu)良無性系采穗圃是指選用適應當?shù)厣L的優(yōu)良無性系、優(yōu)良品種的種條，用無性繁殖方法建立的生產(chǎn)扦插或嫁接苗穗條的繁殖基地。

2.3 調查與統(tǒng)計分析方法

3 結果與分析

3.1 試驗林生長量性狀分析

對2014年1月份調查的1年生試驗林生長量性狀進行分析，結果見表1，參試的卷莢相思各個無性系總體表現(xiàn)良好，年均樹高和地徑生長量分別達到57.0091 mm、9.2721 mm。參試的各個無性系表現(xiàn)差異較大，無性系的樹高最低為23.1 mm，而最高卻達到了68.95 mm，是生長量最小的無性系的294.4%；無性系的地徑最小為4.6320 mm，而最大卻達到了14.2925 mm，是生長量最小的無性系的308.6%。雖然參試的均為無性系，但是個體水平仍然存在較大差異，這些差異為優(yōu)良無性系的選擇提供理論依據(jù)。

表1 21個卷莢相思無性系生長表現(xiàn)和1年生卷莢相思無性系生長表現(xiàn)

由表1可知，編號為10的卷莢相思無性系樹高變異系數(shù)最大，為0.4361；編號為2的卷莢相思無性系樹高變異系數(shù)最小，為0.1030。編號為13的卷莢相思無性系地徑變異系數(shù)最大，為0.7517；編號為8的卷莢相思無性系地徑變異系數(shù)最小，為0.2066。總體上看，樹高的變異系數(shù)小于地徑的變異系數(shù)，且樹高最大變異系數(shù)是最小變異系數(shù)的4.2倍；地徑最大變異系數(shù)是最小變異系數(shù)的3.6倍。所以，編號為10的卷莢相思無性系樹高變異程度高于其他無性系；編號為13的卷莢相思無性系地徑變異程度高于其他無性系。卷莢相思無性系群體樹高的變異系數(shù)為0.2525，變異系數(shù)較小，說明卷莢相思無性系的不同個體在樹高性狀表現(xiàn)上相對較為一致，說明了無性系重復性較好；卷莢相思無性系群體地徑的變異系數(shù)為0.5069，變異系數(shù)較高，說明環(huán)境因素對其地徑生長的影響占主導地位，即受環(huán)境影響變化大且非遺傳因素影響。

表2 無性系的樹高、地徑分布比例

將表2用條形圖更直觀的表示如圖1和圖2。

從圖1可以很直觀地看出，一年生卷莢相思無性系的樹高大多集中于40～80 mm，約占總數(shù)的83.44%，有極少部分樹高達到90 ～100 mm，約占總數(shù)的0.75%；而從圖2可以很直觀地看出，一年生卷莢相思無性系的地徑大多集中于1～15 mm，約占總數(shù)的90.91%，有一小部分地徑可以達到20～25 mm，約占總數(shù)的3.03%。

圖1 樹高分布

圖2 地徑分布

3.2 不同無性系生長性狀方差分析

將卷莢相思生長性狀數(shù)據(jù)導入DPS軟件，利用單因素方差分析命令得到表3，即方差分析表。

由表3可以得出，樹高和地徑的P值分別為：0.0001、0.0064，均小于0.001，樹高的處理間均方和處理內(nèi)均方分別為：472.9246、159.2484，地徑的處理間均方和處理內(nèi)均方分別為：40.3581、18.7959，樹高和地徑的處理間均方分別為處理內(nèi)均方的2.97、2.22倍，所以，卷莢相思不同無性系之間的地徑具有顯著差異，可能由于不同無性系間，遺傳因素不同而引起，也可能是由于外界環(huán)境條件不同而引起，比如所處的坡位不同，所處的小地形差異等，因此數(shù)據(jù)具有進一步探討研究的意義。

3.3 不同無性系之間的多重比較

由表4可知，無性系編號為6的卷莢相思樹高均值最低為23.1 mm，無性系編號為21的卷莢相思樹高均值最高為68.95 mm；無性系編號為13的卷莢相思樹高均值最低為4.632 mm，無性系編號為3的卷莢相思樹高均值最高為14.2925 mm。處理編號為6和21的卷莢相思無性系的樹高平均值分別為：23.1 mm、68.95 mm，差異最顯著，而處理編號為11和17的卷莢相思無性系的樹高平均值分別為：56.2 mm、56.178 mm，差異最不顯著；處理編號為3和13的卷莢相思無性系的地徑平均值分別為：14.2925 mm、4.632 mm，差異最顯著，而處理編號為18和19的卷莢相思無性系的地徑平均值分別為：9.4557 mm、9.44 mm，差異最不顯著。其中，無性系編號為21、2、14、12、4、20、8、3、1、5、16的卷莢相思樹高均值高于群體樹高均值；無性系編號為3、14、21、2、5、12、4、20、18、19的卷莢相思地徑均值高于群體地徑均值。

表3 樹高、地徑方差分析

表4 不同無性系樹高、地徑多重比較

造成以上差異的因素可能是栽種的坡位不同，一般不同坡位生長比較有很大差異，普遍現(xiàn)象是上坡生長慢，中坡生長中等，下坡生長快，這是因為上坡土壤流失量大，土層淺薄，土壤肥力較低；中坡一般會截留部分上坡流失水土，自身流失比上坡少，土層比上坡厚；下坡除水土流失比中上坡少外，還能截留中上坡沖刷下來土壤和肥料，因此下坡土層普遍較厚較肥沃，因此下坡林木普遍生長好于中坡和上坡。但是如果下坡坡度較大或因砂石裸露時則會出現(xiàn)反常現(xiàn)象，下坡林木生長比中坡甚至比上坡差，這是地質結構，也就是小地形差異造成樹高和地徑的生長差異。

3.4 卷莢相思樹高和地徑遺傳力計算

如果忽略微環(huán)境的影響，由所得數(shù)值可做出以下分析：卷莢相思的樹高受遺傳因素的控制程度為66.33%，環(huán)境因素對樹高的影響占33.67%，故卷莢相思的樹高受遺傳因素的影響大于環(huán)境因素；卷莢相思的地徑受遺傳因素的控制程度為53.42%，環(huán)境因素對地徑的影響占46.58%，故卷莢相思的地徑受遺傳因素的影響略大于環(huán)境因素。但根據(jù)定義“遺傳力反映遺傳變量占表型變量的比率”和“親代將某一性狀傳遞給子代的機率，也稱為遺傳率”[11]，針對某一個體，總的表型值一定，其中由數(shù)量性狀遺傳控制的表型分量將能傳遞給子代。其中部分卷莢相思無性系可能恰好處在較好的微環(huán)境中而表型值較大，而有的卷莢相思無性系所處的微環(huán)境正負相抵，那么后者平均表型值會小于實際值，正好等于其親本的遺傳分量，即使是同一無性系所處的微環(huán)境不同也可導致遺傳力變化(表5)。

表5 卷莢相思與黑木相思樹高、地徑平均值

3.5 優(yōu)良無性系選擇和遺傳增益計算及分析(分別以平均值，實生苗，黑木相思平均值為ck，計算)

可以通過分別計算21個卷莢相思無性系的遺傳增益，分別比較大小，選出符合我們要求的無性系作為優(yōu)良無性系，然后計算優(yōu)良無性系的遺傳增益。結合表5和樹高遺傳力，以全體參試的卷莢相思平均值為參照，由△G =×100%可得卷莢相思所有21個無性系樹高的遺傳增益如下(下角標表示無性系的編號)：

=2.848%；

=7.508%；

=2.945%；

=4.135%；

=1.315%；

=-26.17%；

=-6.457%；

=3.572%；

=-3.113%；

=-13.80%；

=-0.6244%；

=4.759%；

=-5.101%；

=6.630%；

=-5.743%；

=0.9415%；

=-0.6414%；

=-7.614%；

=-0.8096%；

=3.785%；

=9.215%。

根據(jù)以上計算結果，選擇遺傳增益在5%以上的無性系作為優(yōu)良無性系，即選擇編號為2、14、21的無性系作為優(yōu)良無性系，則其樹高、地徑的平均值如表6所示。

表6 優(yōu)良無性系平均值

(1)結合表6及相關數(shù)據(jù)、公式，以全體參試的卷莢相思為參照，可以求得卷莢相思優(yōu)良無性系的樹高遺傳增益如下：

=7.881%；

求得卷莢相思優(yōu)良無性系的地徑遺傳增益如下：

=10.25%；

(2)以黑木相思為參照，求得卷莢相思優(yōu)良無性系的樹高遺傳增益如下：

=-17.42%；

求得卷莢相思優(yōu)良無性系的地徑遺傳增益如下：

=-5.664%。

遺傳增益是用來衡量育種工作取得成效的一個重要參數(shù)。遺傳增益用百分數(shù)表示，體現(xiàn)了育成群體超出原始群體的百分率。由所得結果可知，相對于原始群體，選出的優(yōu)良無性系的樹高和地徑有較大的增益效果，樹高和地徑分別增益7.881%、10.25%；但相對于黑木相思還是有較大差距，所以，黑木相思的生長速度優(yōu)于卷莢相思，屬于速生型相思。

4 結論與討論

通過對卷莢相思不同無性系的樹高、地徑進行測定分析，得到卷莢相思的樹高、地徑遺傳力分別為：0.6633、0.5342，均認為樹高和地徑受遺傳因素影響較大些。參試的卷莢相思樹高和地徑的數(shù)值變幅較大，其樹高和地徑的平均值分別達到：57.0091 mm、9.2721 mm，實驗中，以分別計算遺傳增益的方法，得到卷莢相思優(yōu)良無性系，其中，1年生優(yōu)良卷莢相思無性系的樹高和地徑分別達到了：67.2222 mm、12.6028 mm，遺傳增益分別為：7.881%、10.25%，但是相對于對照組，仍然存在較大的差異。由于卷莢相思適應性強，比如具有耐寒、耐旱、耐澇的特性，根系具有根瘤菌，能起到改良土壤的生態(tài)作用，所以選擇優(yōu)良卷莢相思無性系對林木農(nóng)業(yè)及家具用材等具有重要的意義，前景廣闊。

隨著社會經(jīng)濟進步，人們的生活中出現(xiàn)各種林產(chǎn)品，比如：木質家具啊，木制裝飾品等一些列古典木制品，這也加大了人們對林產(chǎn)品的需求，但是人們又不能無節(jié)制的開采自然資源，所以采用優(yōu)良無性系苗木營造人工林是提高林木產(chǎn)量的重要措施之一。從以上研究可見，只要在符合立地條件的前提下，發(fā)展卷莢相思在生長量和林木生產(chǎn)力方面，雖然與黑木相思有一定差距，但也達到了速生用材林的要求，而且其固氮能力對所改良土壤理化性能、維護生物多樣性、改善立地條件等方面的生態(tài)效應，是其他速生樹種所不具備的，我們相信只要經(jīng)過多系代選優(yōu)、改良，在其生長量、生物量和干形方面都將得到很大的提升，從而發(fā)掘出卷莢相思的在林業(yè)生產(chǎn)上的潛力。