濕地松無(wú)性系結(jié)實(shí)性能研究

熊 旺， 易 劍， 黃水清， 吳 鋒， 彭新蓮， 吳冬燕， 程 勇

(1.汨羅市桃林國(guó)有林場(chǎng)， 湖南 汨羅 414401；2.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

湖南省汨羅市桃林國(guó)有林場(chǎng)地處汨羅江北，屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨量充沛，為低丘崗地，是濕地松Pinuselliottii的適宜引種區(qū)[1]。該林場(chǎng)于20世紀(jì)70年代建立了我國(guó)第二大濕地松種子園，2009年被確定為第一批國(guó)家濕地松良種基地。在濕地松一代去劣種子園[2-4]的基礎(chǔ)上，湖南省林業(yè)科學(xué)院技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)該種子園的濕地松全同胞家系開(kāi)展了生長(zhǎng)和材性聯(lián)合選擇[5]。本研究對(duì)該種子園12個(gè)濕地松全同胞建園無(wú)性系進(jìn)行了結(jié)實(shí)性能比較，為其親本的優(yōu)化和種子產(chǎn)量的提高提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于汨羅市桃林國(guó)有林場(chǎng)，其地理坐標(biāo)為113°04′41″E，28°56′46″N；地貌為低丘崗地，地勢(shì)平緩，海拔63 m，坡度<6°；土壤為第四紀(jì)紅壤，深度>80 cm，pH值為5.0～6.0，質(zhì)地較粘，肥力中等。該區(qū)年平均氣溫16. 9 ℃，絕對(duì)最高氣溫39.7 ℃，絕對(duì)最低氣溫-13.4 ℃，年平均降雨量1393.6 mm，年平均相對(duì)濕度81%，日照時(shí)數(shù)1714.8 h，年均積溫6209.4 ℃。濕地松種子園密度為150株·hm-2，郁閉度0.6，面積20hm2，于2001年建園。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

以汨羅市桃林國(guó)有林場(chǎng)濕地松種子園中12個(gè)全同胞建園優(yōu)樹(shù)無(wú)性系為試驗(yàn)材料。

2.2 試驗(yàn)方法

2019年開(kāi)展結(jié)實(shí)性能研究。

(1)在種子成熟期對(duì)每個(gè)無(wú)性系隨機(jī)抽取樹(shù)冠中部外側(cè)3個(gè)無(wú)蟲(chóng)蛀且果形正常的球果，用游標(biāo)卡尺測(cè)定球果長(zhǎng)、球果寬，并計(jì)算出球果長(zhǎng)寬比，然后將這些球果干燥處理后將其種子剝出，統(tǒng)計(jì)其單果出籽數(shù)和飽滿種子數(shù)，重復(fù)3次。

(2)按照技術(shù)規(guī)程[6]規(guī)定，測(cè)定每個(gè)無(wú)性系種子千粒質(zhì)量，重復(fù)3次。

2.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2007整理，并用 SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析及聚類分析等。

3 結(jié)果與分析

3.1 結(jié)實(shí)性能比較

從表1結(jié)果看出：濕地松球果平均長(zhǎng)11.22cm，平均寬4.20cm，平均長(zhǎng)寬比2.68，平均出籽數(shù)104.34粒·果-1，平均飽滿種子數(shù)78.65粒·果-1，平均千粒質(zhì)量36.16g。1號(hào)無(wú)性系的球果長(zhǎng)最長(zhǎng)，為12.71cm，與5號(hào)、13號(hào)和12號(hào)等無(wú)性系的均沒(méi)有顯著性差異；10號(hào)無(wú)性系的球果長(zhǎng)最短，為9.61cm，僅為1號(hào)的75.61%，且兩者的差異達(dá)到了極顯著水平。1號(hào)無(wú)性系的球果寬最寬，為5.16cm，與其他無(wú)性系的差異均達(dá)到了極顯著水平；7號(hào)無(wú)性系的球果寬最窄，為3.68cm，僅為1號(hào)無(wú)性系的71.32%。5號(hào)無(wú)性系的球果長(zhǎng)寬比最大，為3.04，僅與7號(hào)無(wú)性系的(3.02)沒(méi)有顯著性差異，與其他無(wú)性系的差異均達(dá)極顯著。7號(hào)無(wú)性系的單果出籽數(shù)最多，為136.89?！す?1，與18號(hào)、5號(hào)、16號(hào)和15號(hào)等無(wú)性系的均無(wú)顯著性差異，但與單果出籽數(shù)最少(58?！す?1)的6號(hào)無(wú)性系的差異達(dá)到了極顯著水平；6號(hào)無(wú)性系的單果出籽數(shù)僅為7號(hào)無(wú)性系的42.37%。5號(hào)無(wú)性系的飽滿種子數(shù)最多，為111?！す?1，與16號(hào)、18號(hào)及15號(hào)無(wú)性系的差異不顯著，但與飽滿種子數(shù)最少(46.78?！す?1)的6號(hào)無(wú)性系的差異達(dá)極顯著，6號(hào)無(wú)性系的飽滿種子數(shù)僅為5號(hào)的42.14%。13號(hào)無(wú)性系的千粒質(zhì)量最大，為43.16g，與其它無(wú)性系的差異均達(dá)到極顯著水平，而千粒質(zhì)量最小(29.57g)的7號(hào)無(wú)性系的僅為它的68.51%。

表1 濕地松無(wú)性系結(jié)實(shí)性能比較Tab.1 Comparison of fruiting performance indexes of Pinus elliottii clones無(wú)性系號(hào)球果果長(zhǎng)/cm球果果寬/cm球果長(zhǎng)寬比單果出籽數(shù)/粒飽滿種子數(shù)/粒千粒質(zhì)量/g112.71±0.94 A5.16±0.18 A2.46±0.14 D109.44±25.12 BCD62.56±29.28 CD37.85±0.25 D512.33±0.66 AB4.05±0.11 DEF3.04±0.17 A129.67±16.08 AB111±13.36 A37.05±0.33 E611.29±0.83 BC4.19±0.20 CDE2.69±0.12 BC58.00±12.48 F46.78±11.13 D33.43±0.41 H711.12±0.95 CD3.68±0.26 G3.02±0.11 A136.89±16.34 A79.89±14.14 BC29.57±0.34 J109.61±0.31 E3.88±0.12 FG2.48±0.06 D76.89±21.20 EF64.22±19.27 CD39.71±1.09 B1211.73±1.04 ABC4.40±0.30 BC2.66±0.13 BC100.56±34.85 CDE62.22±28.56 CD36.61±0.24 EF1311.79±0.57 ABC4.28±0.14 BCD2.75±0.15 B98.11±16.28 CDE81.44±15.87 BC43.16±0.34 A1511.06±0.94 CD4.12±0.20 DEF2.68±0.13 BC110.44±14.06 ABCD87.56±22.65 ABC35.68±0.27 G1611.01±0.37 CD4.15±0.07 DE2.65±0.07 BC120.44±16.89 ABC97.22±16.83 AB38.94±0.14 C1811.04±1.27 CD4.45±0.23 B2.48±0.22 D136.33±21.44 AB91.22±23.25 AB33.94±0.42 H2010.10±0.31 DE4.01±0.14 EF2.52±0.07 CD87.11±10.89 DE79.33±11.11 BC36.34±0.84 F2210.82±0.59 CD4.03±0.20 dEF2.69±0.12 BC88.22±20.96 DE80.33±20.72 BC31.58±0.66 I平均11.22±1.124.20±0.402.68±0.22104.34±30.1078.65±24.4936.16±3.59 注:表中同一列中不同大寫(xiě)字母代表在0.01水平上差異極顯著性。

3.2 濕地松無(wú)性系結(jié)實(shí)性能指標(biāo)相關(guān)性

從濕地松無(wú)性系結(jié)實(shí)性能指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果(表3)可以看出：球果長(zhǎng)與飽滿種子數(shù)、單果出籽數(shù)在0.01水平上呈顯著正相關(guān)；球果寬與種子千粒質(zhì)量在0.01水平上呈顯著正相關(guān)；球果長(zhǎng)寬比與飽滿種子數(shù)、單果出籽數(shù)在0.01水平上呈顯著正相關(guān)，與種子千粒質(zhì)量在0.01水平上呈顯著負(fù)相關(guān)；飽滿種子數(shù)與單果出籽數(shù)在0.01水平上呈顯著正相關(guān)。

表2 濕地松無(wú)性系結(jié)實(shí)性能指標(biāo)相關(guān)性Tab.2 Correlation analysis of fruiting performance indexes of Pinus elliottii clones質(zhì)量指標(biāo)球果寬球果長(zhǎng)寬比飽滿種子數(shù)種子千粒質(zhì)量單果出籽數(shù)球果長(zhǎng)0.641**0.491**0.266**0.0660.361**球果寬-0.350**-0.0410.263**0.119球果長(zhǎng)寬比0.358**-0.248**0.321**飽滿種子數(shù)0.0400.785**種子千粒質(zhì)量-0.129 注:**表示在0.01水平上顯著相關(guān) 。

3.3 濕地松無(wú)性系結(jié)實(shí)性能聚類分析

如圖1所示，以結(jié)實(shí)性能指標(biāo)為聚類指標(biāo)，對(duì)濕地松12個(gè)無(wú)性系進(jìn)行分層聚類(Hierachical Cluster)分析，度量標(biāo)準(zhǔn)為Pearson相關(guān)性，將其分為3類：Ⅰ類包括5、15、16、20、22號(hào)共5個(gè)無(wú)性系，主要特征是飽滿種子數(shù)最多(≥79)，單果出籽數(shù)較多，球果長(zhǎng)寬比較大；Ⅱ類包括10、13、6號(hào)共3個(gè)無(wú)性系，主要特征是單果出籽數(shù)及飽滿種子數(shù)均較少；Ⅲ類包括1、12、7、18號(hào)共4個(gè)無(wú)性系，主要特征是球果長(zhǎng)、寬均較大，而單果出籽數(shù)和飽滿種子數(shù)居中。

4 結(jié)論與討論

本研究對(duì)濕地松12個(gè)無(wú)性系結(jié)實(shí)性能指標(biāo)進(jìn)行方差分析得出：球果長(zhǎng)、球果寬、球果長(zhǎng)寬比、飽滿種子數(shù)、種子千粒質(zhì)量及單果出籽數(shù)在濕地松無(wú)性系間的差異均達(dá)到極顯著水平。這與于淑蘭、龍應(yīng)忠、徐進(jìn)等[6-11]對(duì)火炬松、馬尾松和濕地松無(wú)性系種實(shí)性狀研究的結(jié)論一致。

相關(guān)分析結(jié)果表明：球果長(zhǎng)與飽滿種子數(shù)、出籽數(shù)均在0.01水平上呈顯著正相關(guān)；球果寬與種子千粒質(zhì)量在0.01水平上呈顯著正相關(guān)；球果長(zhǎng)寬比與種子千粒質(zhì)量在0.01水平上呈顯著負(fù)相關(guān)；飽滿種子數(shù)與單果出籽數(shù)在0.01水平上呈顯著正相關(guān)。濕地松無(wú)性系重要結(jié)實(shí)性能指標(biāo)是飽滿種子數(shù)和單果出籽數(shù)，而球果長(zhǎng)的以及球果長(zhǎng)寬比較大的無(wú)性系的單果出籽數(shù)及飽滿種子數(shù)都較多，這與球果有效種鱗數(shù)量密切相關(guān)。球果長(zhǎng)寬比大的種鱗較窄，千粒質(zhì)量較小；球果寬的種鱗外形較寬大，從而種子千粒質(zhì)量大，無(wú)性系球果種鱗大小與種子千粒質(zhì)量關(guān)系密切。廖寶生[12]曾對(duì)馬尾松球果按果長(zhǎng)、果徑進(jìn)行分級(jí)研究，證明球果大小對(duì)出籽率有極顯著影響。

以結(jié)實(shí)性能指標(biāo)為聚類指標(biāo)，對(duì)濕地松無(wú)性系進(jìn)行分層聚類，結(jié)果顯示：5、15、16、20、22號(hào)等5個(gè)無(wú)性系的飽滿種子數(shù)最多，且單果出籽數(shù)較多，球果長(zhǎng)寬比較大，可作為高產(chǎn)無(wú)性系備選材料；10、13、6號(hào)等3個(gè)無(wú)性系的單果出籽數(shù)和飽滿種子數(shù)均最少，要根據(jù)實(shí)際情況查找原因。由于濕地松在自由授粉條件下花粉量少、自花授粉、花期不遇等原因，種子敗育率較高[13-14]，隨著中后期選擇性疏伐、人工輔助授粉[13-16]等經(jīng)營(yíng)措施的實(shí)施，各項(xiàng)結(jié)實(shí)性能將會(huì)得到大大改良。

通過(guò)選擇表型優(yōu)良且結(jié)實(shí)性能好的無(wú)性系作為建園材料，可大大提高種子園的生產(chǎn)力。濕地松無(wú)性系間結(jié)實(shí)量的差異受遺傳因素影響較大[4]，對(duì)其無(wú)性系結(jié)實(shí)性能進(jìn)行比較,結(jié)果表明，將單果出籽數(shù)和飽滿種子數(shù)2個(gè)主要指標(biāo)應(yīng)用于高產(chǎn)無(wú)性系選擇是有效的；經(jīng)表型初步判斷，長(zhǎng)果型球果的無(wú)性系結(jié)實(shí)性能最優(yōu)。這些可為濕地松種子園親本的優(yōu)化和種子產(chǎn)量的提高提供依據(jù)。