金花茶優(yōu)良單株選擇技術(shù)研究*

洪永輝，陳天增 ，方 煒 ，林仙淋，王如均，洪楨華

(1.福建省龍巖林業(yè)種苗站，福建 龍巖 364000;2.福建世紀(jì)金花有限公司，福建 上杭 364206; 3.福建省林木種苗總站，福建 福州 350003；4.福建省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，福建 福州 350003)

金花茶(CamellianitidissimaChi)屬于山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)，為常綠小喬木或灌木,因其花朵呈金黃色而聞名于世,被譽(yù)為“茶族皇后”和植物界的“大熊貓”,屬國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物。金花茶樹(shù)形優(yōu)美、花型較大、花色金黃，花期多在12月至翌年3月，其盆栽已成為暢銷的年節(jié)花卉[1、2]。同時(shí)，其花和葉富含黃酮、茶多糖、茶多酚、皂苷等有多種天然活性化學(xué)成分,具有抗菌、抗癌、抗氧化活性、抗過(guò)敏、降血脂等藥理作用[1-5]，已開(kāi)發(fā)成各種茶類和醫(yī)藥保健品。福建于20世紀(jì)80年代以觀賞花卉為目標(biāo)開(kāi)始引種金花茶，經(jīng)多年的引種栽培已劃分出福建適宜區(qū)范圍[6-7]。通過(guò)選優(yōu)和無(wú)性快繁技術(shù)擴(kuò)大種植規(guī)模，金花茶已成為福建省主要花卉及林下栽培植物。目前金花茶研究主要在藥理、種苗繁育和栽培等方面[1-7],而遺傳改良主要在優(yōu)良單株、無(wú)性系及豐產(chǎn)因子的評(píng)選和品種選擇及采穗圃營(yíng)建等方面[8-16]，對(duì)優(yōu)良單株選擇的文章較少。以13 a林齡金花茶人工林為研究對(duì)象，探討優(yōu)樹(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)，可以為金花茶優(yōu)樹(shù)選擇提供依據(jù)，為營(yíng)建金花茶采種基地、無(wú)性快繁和良種的繁育與推廣提供優(yōu)良材料。

1 材料與方法

1.1 選優(yōu)林分概況

1.1.1 地理概況

選優(yōu)林分位于福建省漳平市拱橋鎮(zhèn)下界村拱橋溪邊農(nóng)田，面積1 hm2，地處東徑117°23′27″，北緯25°19′54″，海拔202.2 m。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫19.2 ℃，年均降雨量1 560 mm。土壤以酸性巖黃紅壤、黃壤為主。

1.1.2 種苗概況

種苗來(lái)源于廣西東經(jīng)107°28′～108°36′、北緯20°36′～22°22′的防城港市國(guó)家級(jí)金花茶種質(zhì)資源庫(kù)，種植時(shí)選取7 800株2年生容器實(shí)生苗。

1.1.3 造林措施

圃地全面深翻，三犁三耙，使土壤充分風(fēng)化。施腐熟的羊或鴨糞等農(nóng)家基肥4 000 kg·hm-2。設(shè)置寬0.6 m、高0.5 m的畦，按株行距1 m×1.5 m或1 m×2 m在畦內(nèi)定點(diǎn)種植，并搭蓋2 m高的75%遮蔭網(wǎng)。每年3-4月和8-9月?lián)嵊┓矢饕淮危⒃?月和8月結(jié)合采穗各修剪一次。

1.2 調(diào)查及研究方法

優(yōu)良單株是生產(chǎn)群體中的優(yōu)良植株，而株選是金花茶遺傳改良和育種行之有效的方法。本文以藥食功能性花卉為主、兼顧觀賞的原則，選擇多指標(biāo)評(píng)價(jià)體系初選的金花茶組植物為研究對(duì)象[17-19]，建立多層次的育種群體和選優(yōu)方法。

選取的金花茶種植于2005年，2010年進(jìn)入花初產(chǎn)期。2017年2月對(duì)金花茶人工林分采用全林分調(diào)查，對(duì)地徑(D)、樹(shù)高(H)、年抽梢等生長(zhǎng)性狀和花、葉特別優(yōu)良，且已正常開(kāi)花的單株進(jìn)行標(biāo)記編號(hào)，作為候選優(yōu)樹(shù)，再?gòu)闹泻Y選地徑、株高、冠幅大于群體均值的單株。經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析后，在大于群體均值的基礎(chǔ)上，在生長(zhǎng)較一致地塊，采用三株優(yōu)勢(shì)木生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)比法，結(jié)合t檢驗(yàn)方法確定優(yōu)樹(shù)生長(zhǎng)指標(biāo)入選基線，并進(jìn)行形質(zhì)綜合評(píng)價(jià)，達(dá)到要求的候選優(yōu)樹(shù)即確定為目標(biāo)優(yōu)樹(shù)。同時(shí)對(duì)入選的金花茶主要觀察記錄葉濃密程度、葉脈及凹凸感、臘質(zhì)感、新梢抽梢能力、葉芽的顏色、冠型輪廓明顯程度、花量、花色、花大小等。若遇到形質(zhì)指標(biāo)特殊的，單獨(dú)記載，根據(jù)不同研究方向進(jìn)行選優(yōu)。

冠幅面積G=π((S1+S2)/4)2。

式中：S1為東西方向樹(shù)冠寬度；S2為南北方向樹(shù)冠寬度。

球形樹(shù)冠體積V=2×S×H/3；圓錐形樹(shù)冠體積V=S×H/3。

式中：G為冠幅面積；H為樹(shù)高。

數(shù)據(jù)均采用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和判斷矩陣分析，并進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 金花茶優(yōu)良單株選擇評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

為減少人為因素對(duì)優(yōu)樹(shù)形質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)效果的影響，實(shí)現(xiàn)定性與定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析，應(yīng)采用多因素分級(jí)處理來(lái)確定各因素權(quán)重，使復(fù)雜的問(wèn)題分解成若干個(gè)層次，將主觀判斷和定性分析用數(shù)量分析表達(dá)、轉(zhuǎn)換和處理[21]。因此，本文運(yùn)用層次分析法與模糊綜合評(píng)判相結(jié)合組成AHP模糊綜合評(píng)價(jià)模型，構(gòu)建形質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。

2.1.1 優(yōu)良單株生長(zhǎng)指標(biāo)的確定

金花茶是較古老原始的木本植物[22、23]，其樹(shù)齡6～8 a、地徑2.5～3 cm時(shí)可開(kāi)花結(jié)實(shí)，花芽主要集中在1年生枝條，且生殖枝數(shù)量在整體樹(shù)冠中、下層比率顯著高于上層，地徑>6 cm的金花茶其生殖生長(zhǎng)最旺盛[10、23]。因此，樹(shù)高和冠幅直接影響金花茶花朵、葉的產(chǎn)量，而地徑大小直接關(guān)系到樹(shù)勢(shì)生長(zhǎng)好壞及營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)能否轉(zhuǎn)入生殖生長(zhǎng)。研究表明，葉的濃密度與抽梢能力有關(guān)，但生產(chǎn)上為控制樹(shù)體高度，常強(qiáng)度修剪和采摘枝、芽用于扦插繁殖。冠幅大小受抽梢分枝的影響，不同的球形和園錐形冠體直接影響葉、花產(chǎn)量。因此，優(yōu)樹(shù)生長(zhǎng)指標(biāo)選擇應(yīng)以地徑、冠幅、冠體生長(zhǎng)數(shù)量指標(biāo)為主要判斷指標(biāo)。

2.1.2 優(yōu)良單株形質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的確定

評(píng)價(jià)金花茶產(chǎn)量和形質(zhì)指標(biāo)的關(guān)鍵是構(gòu)建科學(xué)、客觀、可行的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)人們對(duì)觀賞植物景觀和審美的要求，以及金花茶主要觀賞特點(diǎn)，在廣泛征詢專家意見(jiàn)和查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合園林觀賞花卉的特點(diǎn)，構(gòu)建由4個(gè)方面18個(gè)具體指標(biāo)組成的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。指標(biāo)體系分為：目標(biāo)層(A)反映金花茶優(yōu)樹(shù)綜合指標(biāo)；約束層(C)分別從植株(C1)、葉(C2)、花(C3)、其它(C4)4個(gè)方面來(lái)判斷金花茶的特性；標(biāo)準(zhǔn)層(P)為具體評(píng)價(jià)指標(biāo)；最底層(D)為待評(píng)價(jià)的金花茶單株材料。其形質(zhì)指標(biāo)采用5分制分為5個(gè)等級(jí)(表1)[5]。

根據(jù)AHP模糊綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建的原理，通過(guò)形質(zhì)指標(biāo)之間的兩兩比較確定其重要性，為此采用1-9標(biāo)度法對(duì)各層次進(jìn)行指標(biāo)間兩兩對(duì)比。在充分判斷金花茶多形質(zhì)指標(biāo)特征性的基礎(chǔ)上，構(gòu)造約束層(C1、C2、C3、C4)相對(duì)目標(biāo)層(A)判斷矩陣，標(biāo)準(zhǔn)層各子元素(P1、P2、P3、……)相對(duì)約束層(C1、C2、C3、C4)對(duì)應(yīng)元素各判斷矩陣。通過(guò)矩陣最大特征值及與之對(duì)應(yīng)的特征向量的計(jì)算，統(tǒng)計(jì)各形質(zhì)指標(biāo)之間的相對(duì)重要性權(quán)重。為保證判斷矩陣結(jié)果的可靠性，需通過(guò)一致性(CR)檢驗(yàn)(CR=(λmax-1)/(n-1)，若CR<0.1，判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需調(diào)整。

表1 金花茶優(yōu)良單株標(biāo)準(zhǔn)層形質(zhì)評(píng)定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 金花茶群體生長(zhǎng)情況分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，金花茶群體共有7 800株金花茶茶組，主要品種是防城金花茶，零星分布其它品種金花茶：凹脈金花茶12株；顯脈金花茶20株；四季金花茶8株；隴瑞金花茶23株；毛瓣金花茶2株；黃尊金花茶2株；東興金花茶2株；小果金花茶3株。13 a林齡金花茶生長(zhǎng)差異顯著，分化明顯，個(gè)別金花茶處于被壓狀況。其林分平均樹(shù)高1.5 m、標(biāo)準(zhǔn)差0.1945、變異系數(shù)12.97%；平均地徑3 cm、、標(biāo)準(zhǔn)差1.0754、變異系數(shù)35.85%；平均冠幅0.9 m2、標(biāo)準(zhǔn)差0.6879、變異系數(shù)76.43%。

2.2.1 金花茶候選優(yōu)良單株與3株優(yōu)勢(shì)木均值差異分析

在大于群體均值的基礎(chǔ)上，采用三株優(yōu)勢(shì)木對(duì)比木法，共選出68株候選優(yōu)良單株，占群體的0.87%。其中：防城金花茶64株，對(duì)比優(yōu)勢(shì)木207株(表2)，凹脈金花茶2株，顯脈金花茶2株，對(duì)比優(yōu)勢(shì)木各6株(表4)，而四季、小果等品種金花茶生長(zhǎng)差異不顯著，無(wú)法選擇優(yōu)良單株。

表2 防城金花茶候選優(yōu)良單株及3株優(yōu)勢(shì)木測(cè)定數(shù)據(jù)

表3 凹脈、顯脈金花茶候選優(yōu)良單株及3株優(yōu)勢(shì)木測(cè)定數(shù)據(jù)

2.2.2 金花茶優(yōu)良單株選擇生長(zhǎng)指標(biāo)入選基線的確定

候選優(yōu)良單株生長(zhǎng)指標(biāo)的入選基線指標(biāo)、附加值△取值范圍、臨界值確定及統(tǒng)計(jì)分析方法參照相關(guān)研究[20]進(jìn)行分析后可知，候選優(yōu)良單株樹(shù)高、地徑、冠幅、冠體4項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)t檢驗(yàn)結(jié)果差異均達(dá)極顯著水平(t0.05(68)=1.995，t0.01(68)=2.650)，其優(yōu)良單株對(duì)比3株優(yōu)勢(shì)木具有明顯優(yōu)異性，選擇成效明顯。與優(yōu)勢(shì)木平均值比較，樹(shù)高t值12.386，△取值范圍15%～20%X，△臨界值16%X；地徑t值14.020，△取值范圍40%～45%X，△臨界值42%X；冠幅t值9.12，△取值范圍45%～50%X，△臨界值46%X；冠體t值8.89，△取值范圍65%～70%X，△臨界值70%X。

通過(guò)與優(yōu)勢(shì)木各性狀指標(biāo)均值比較，初選68個(gè)金花茶優(yōu)良單株，樹(shù)高達(dá)標(biāo)32株，地徑達(dá)標(biāo)42株，冠幅達(dá)標(biāo)有41株，冠體達(dá)標(biāo)有42株?？紤]到金花茶選優(yōu)目標(biāo)是精選出花用、葉用和花葉兼用型高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的功能性花卉，因此，若以地徑和冠幅為主要指標(biāo)，2項(xiàng)達(dá)標(biāo)的有36株；若以地徑、冠幅、冠體3項(xiàng)達(dá)標(biāo)的有32個(gè)；4項(xiàng)均達(dá)標(biāo)的有20株。

2.3 金花茶優(yōu)良單株選擇形質(zhì)指標(biāo)各權(quán)重的確定

根據(jù)1～9標(biāo)度法對(duì)各層次指標(biāo)間進(jìn)行兩兩對(duì)比，構(gòu)造判斷矩陣，推算出各指標(biāo)的權(quán)重，并通過(guò)yaahp層次分析法軟件V0.6.0分析，可判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)為一致(表4)。

表4 金花茶形質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重及判斷矩陣一致性比例

各判斷矩陣的CR均小于0.1,達(dá)到一致性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，表明判斷矩陣建立的合理。其中，綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值最高的形質(zhì)指標(biāo)是花期P13，其次是花量P15，再次是葉濃密度P10，第四是嫩葉色澤P7，表明C3觀賞及花用為主的花期、花量是評(píng)價(jià)觀賞價(jià)值最重要的因子[5]。觀察表明，金花茶單花開(kāi)放時(shí)間多在6 d左右[23]，而花期長(zhǎng)度與花朵數(shù)量有關(guān)，花期越長(zhǎng)，觀賞價(jià)值越高。葉濃密度及嫩葉顏色權(quán)重系數(shù)均達(dá)到0.08以上，表明葉的生長(zhǎng)也是影響金花茶觀賞價(jià)值及產(chǎn)量的重要因子。因此，對(duì)符合生長(zhǎng)指標(biāo)候選優(yōu)良單株進(jìn)行形質(zhì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，得出候選優(yōu)良單株指標(biāo)評(píng)價(jià)值，為開(kāi)展花用、葉用和花葉兼優(yōu)及觀賞性金花茶選優(yōu)提供參考。

2.4 金花茶優(yōu)良單株確定及分類評(píng)價(jià)

根據(jù)金花茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，從多角度、多用途、多目標(biāo)出發(fā)，以花期長(zhǎng)、花瓣數(shù)多、樹(shù)型緊湊、葉濃密、抗逆性強(qiáng)為主，分別從花用、葉用、花葉兼優(yōu)、觀賞型多角度開(kāi)展優(yōu)良單株選擇。

上述分析結(jié)果表明金花茶優(yōu)良單株入選標(biāo)準(zhǔn)：生長(zhǎng)量指標(biāo)包含地徑、冠幅、冠體，而形質(zhì)指標(biāo)包含植株、花、葉等。在68個(gè)候選優(yōu)良單株中，有32株候選優(yōu)良單株符合生長(zhǎng)量及形質(zhì)指標(biāo)的雙重標(biāo)準(zhǔn)，入選率為47.1%，所入選的金花茶優(yōu)良單株其表型優(yōu)良、速生，其花或葉產(chǎn)量高，花葉蠟質(zhì)感強(qiáng)，葉脈凹凸感強(qiáng)，樹(shù)姿緊湊濃密，具有很強(qiáng)的層次感和觀賞性。其13 a林齡的優(yōu)良單株平均樹(shù)高1.7 m，平均地6.6 cm，平均冠幅0.51 m2，平均冠體0.55 m3，形質(zhì)綜合得分達(dá)4.1分。由形質(zhì)指標(biāo)分類可知：花用優(yōu)良單株5株，葉用優(yōu)良單株10株，花葉兼優(yōu)型優(yōu)良單株17株。按品種分：防城金花茶30株，凹脈金花茶2株，顯脈金花茶因宜受凍，其形質(zhì)指標(biāo)較低無(wú)入選。在入選的優(yōu)良單株中，有5株經(jīng)福建中醫(yī)藥大學(xué)測(cè)定其黃酮、多糖、植物多酚、皂苷類等含量最優(yōu)，可用于食品開(kāi)發(fā)[17-19、24-25]，其中28號(hào)優(yōu)良單株在強(qiáng)陽(yáng)光下能表現(xiàn)枝葉濃密、花金黃色等特點(diǎn)，非常適宜大面積開(kāi)發(fā)種植。此外，為開(kāi)發(fā)金花茶的特異性，對(duì)形質(zhì)指標(biāo)較特殊的防城金花茶進(jìn)行細(xì)分，分別從落選的34個(gè)防城金花茶優(yōu)良單株中，按嫩葉(芽)的特征分紫芽、綠芽、大葉、中葉、小葉等品種進(jìn)行二次選擇，共選出形質(zhì)獨(dú)特的優(yōu)良單株10個(gè)。其中，10號(hào)優(yōu)良單株紫芽明顯且抽梢早，經(jīng)測(cè)定其各種含量均達(dá)到食品開(kāi)發(fā)的要求，可用于金花茶芽尖茶開(kāi)發(fā)。在落選的優(yōu)良單株中還發(fā)現(xiàn)存在不同的特異性，如8號(hào)候選優(yōu)良單株枝葉稀疏、軟枝，且觀賞性較差，但花金黃且產(chǎn)量高。因此對(duì)落選的優(yōu)良單株，需進(jìn)行再選擇，可做為種內(nèi)雜交的母本，從而提高雜交子代的遺傳品質(zhì)。

3 結(jié)果與討論

優(yōu)良單株選擇主要包括生長(zhǎng)指標(biāo)和形質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)，是林木遺傳育種中選育品系的重要手段之一，但形質(zhì)指標(biāo)因存在人為主觀性，使評(píng)價(jià)指標(biāo)達(dá)不到預(yù)期效果，導(dǎo)致優(yōu)良品系無(wú)法入選。本文采用AHP模糊綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建形質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，分目標(biāo)層、約束層、標(biāo)準(zhǔn)層、最底層，共包含與金花茶產(chǎn)量和觀賞相關(guān)的18個(gè)指標(biāo)性狀，可實(shí)現(xiàn)對(duì)金花茶優(yōu)良單株主觀與客觀、定性與定量相結(jié)合的客觀評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：權(quán)重值最高的形質(zhì)指標(biāo)排序是花期、花量、葉濃密度、嫩葉色澤，說(shuō)明花期、花量是評(píng)價(jià)觀賞及花用為主的最重要的因子，而金花茶觀賞價(jià)值及產(chǎn)量也與葉的生長(zhǎng)情況有很大關(guān)系，這為開(kāi)展花用、葉用和花葉兼優(yōu)及觀賞性金花茶選優(yōu)提供參考。

開(kāi)展金花茶優(yōu)良單株選擇目標(biāo)是建立金花茶采穗圃用于無(wú)性快繁及開(kāi)展雜交育種。采用3株優(yōu)勢(shì)木對(duì)比法，以生長(zhǎng)量及形質(zhì)指標(biāo)的雙重標(biāo)準(zhǔn)建立的評(píng)價(jià)體系，一方面有助于選擇表型優(yōu)良、速生且具有層次感和觀賞性強(qiáng)的優(yōu)良單株；另一方面有助于經(jīng)營(yíng)單位根據(jù)金花茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際，選擇不同用途的金花茶優(yōu)良單株進(jìn)行開(kāi)發(fā)種植。