苦楝不同種源生長分析及優(yōu)良種源選擇研究

歐 斌，朱江華，韓 璐，李 暢，李遠(yuǎn)章，徐 晨，郭庭銑，崔子佳

（1.江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院，江西 贛州341000；2.贛州市森源科技種苗場，江西 安遠(yuǎn)342100；3.大余縣林業(yè)局，江西 大余341500）

苦楝（Melia azedarach）屬于楝科（Meliaceae）楝屬（Melia）植物，又名翠樹、紫花樹、森樹、花心樹、洋花森等，為落葉喬木，高10～20 m。我國苦楝資源豐富，分布廣泛，從北方的河北保定、山西運(yùn)城和甘肅隴南到南方的海南崖縣，從東部的臺(tái)灣、福建沿海到西部的四川成都和云南保山，分布范圍覆蓋中國陸地的1/3[1-3]。苦楝是速生、優(yōu)質(zhì)的多用途用材樹種，它木材輕軟堅(jiān)硬，紋理寬而美，易加工，而且抗白蟻、防蟲蛀、耐腐蝕，可供家具、建筑、農(nóng)具、樂器和船舶制作使用。其根、皮、花、果實(shí)均可入藥，且果實(shí)和根皮中提取的苦楝素等是制作植物源殺蟲劑的重要來源。苦楝也是城市綠化，特別是工廠、礦區(qū)綠化的優(yōu)良樹種[4-5]。

種源試驗(yàn)是一種重要的林木育種措施，它能夠充分利用廣泛的野生資源和栽培資源為遺傳改良工作提供豐富的育種材料[6]。1950年代，北京林業(yè)大學(xué)收集了部分苦楝種源在北京開展試驗(yàn)，但未能堅(jiān)持下來[7]，1980年代，崔棟[8]等人從全國范圍收集了24 個(gè)苦楝種源在河南開展種源試驗(yàn)，提高了苦楝的遺傳品質(zhì)，豐富了種質(zhì)資源?？嚅植紡V泛，形成豐富的種源差異，國內(nèi)研究主要集中在苦楝種子、苗期、葉片、果核等的表型性狀以及藥用成分含量、幼林的生長性狀等方面，均表明苦楝種源間存在著顯著的地理變異[9-13]。江西省關(guān)于苦楝種源的生長性狀及優(yōu)良種源的選擇研究較少，江軍[14]等對(duì)苦楝種子形態(tài)及萌發(fā)進(jìn)行觀測，歐斌[15]等從苗期生長差異方面開展了苦楝種源選擇的相關(guān)研究。本研究采種區(qū)域廣泛，對(duì)4年生的40 個(gè)苦楝種源的幼林進(jìn)行性狀觀測和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，旨在探討苦楝幼林期不同種源的生長差異性，初步選擇苦楝的優(yōu)良種源，為提高苦楝造林質(zhì)量提供優(yōu)良材料，同時(shí)也為研究苦楝種內(nèi)地理變異規(guī)律分析及種源區(qū)劃奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2012年10－11月，分別在江西、廣東、廣西、浙江、上海、湖南、福建等7 個(gè)?。ㄊ校┕?0 個(gè)縣（市、區(qū)）采集苦楝種源種子進(jìn)行苦楝種源試驗(yàn)。

選擇采種母樹方法：每個(gè)種源選擇有代表性的10～15 株苦楝優(yōu)勢木采種，每兩株優(yōu)勢木（采種株）之間距離50 m 以上，每個(gè)種源采種3.0～4.0 kg。2013年3月分種源大田育苗，采用條播的方法進(jìn)行播種育苗，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)。7月施肥1 次，施化肥1～1.5 kg·667m-2。

1.2 試驗(yàn)方法

2014年3月在江西省贛州市大余縣爛泥逕林場試驗(yàn)點(diǎn)營造苦楝種源測定林，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，17 株小區(qū)。造林密度4 m×4 m，40 株·hm-2，穴狀整地，整地規(guī)格50 cm×50 cm×40 cm，表土返穴。造林當(dāng)年5～6月擴(kuò)穴培土、全鏟撫育1 次，當(dāng)年7月施肥1 次，施入化肥1.25 kg·667m-2，當(dāng)年10月和造林后第2～3年每年砍雜（草灌）1～2 次。2017年9－10月對(duì)試驗(yàn)林進(jìn)行了生長量調(diào)查，測量了樹高、胸徑指標(biāo)。以參試40 個(gè)種源群體平均值和本地苦楝種源：贛州章貢種源（CK1）和贛州大余種源（CK2）作為對(duì)照，進(jìn)行比較分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)調(diào)查的單株樹高和胸徑值，用江西省闊葉樹二元材積公式計(jì)算單株材積(V)：

用SPSS 20.0 進(jìn)行方差分析、多重比較和聚類分析，從中篩選出苦楝的優(yōu)良種源。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦楝不同種源樹高生長

40 個(gè)苦楝種源樹高生長量及方差分析、多重比較結(jié)果見表1。結(jié)果表明，不同苦楝種源之間的樹高生長量差異極顯著（P＜0.01）。40 個(gè)苦楝種源群體的樹高總均值為3.38 m，樹高均值比總均值大的有19個(gè)種源，占比47.5%。

35 號(hào)種源樹高生長量最大，為4.00 m，比樹高總均值大18.34%；其次是7 號(hào)種源，樹高生長量為3.99 m，比樹高總均值大18.05%；27 號(hào)種源樹高生長量最小，僅為2.93 m。進(jìn)一步多重比較結(jié)果表明，35 號(hào)、7號(hào)種源的平均樹高顯著大于4、3、24、5 號(hào)等12 個(gè)種源，但與38、9、29 號(hào)等26 個(gè)種源差異不顯著，樹高較小的種源是13、19、2、27，顯著小于其他種源。

與對(duì)照相比，35、7、38、9、29、22、10、14、36 號(hào)種源的樹高生長量均顯著優(yōu)于CK1（章貢蟠龍種源）和CK2（大余種源），且分別大于對(duì)照CK1：24.22%、23.91%、19.25%、18.63%、16.46%、14.60%、14.60%、13.95%和13.35%；分別大于對(duì)照CK2：32.45%、32.12%、27.15%、26.49%、24.17%、22.19%、22.19%、21.52%和20.86%，具有明顯的速生性。

2.2 苦楝不同種源胸徑生長

40 個(gè)苦楝種源胸徑生長量及方差分析、多重比較結(jié)果見表2。結(jié)果表明，不同苦楝種源之間的胸徑生長量差異極顯著（P＜0.01）。40 個(gè)苦楝種源群體的胸徑總均值為3.66 cm，胸徑均值比總均值大的有20個(gè)種源，占比50%。

35 號(hào)種源的胸徑生長量最大，為4.63 cm，比種源群體總均值大26.50%；其次是7 號(hào)種源，胸徑生長量為4.46 cm；36、38、9、39、14、29、10 號(hào)種源的胸徑生長量均在4 cm 以上；19 號(hào)種源胸徑生長量最小，僅為2.90 cm。進(jìn)一步多重比較結(jié)果表明，35 號(hào)種源平均胸徑生長量顯著大于18、24、30、5 號(hào)等15 個(gè)種源，但與7、36、38 號(hào)等14 個(gè)種源差異不顯著，胸徑較小的種源是13、2、19 種源，顯著小于其他種源。

與對(duì)照相比，35、7、36、38、9、39、14、29、10、17、6、22 號(hào)等12 個(gè)種源的胸徑生長量均顯著優(yōu)于CK1（章貢蟠龍種源）和CK2（大余種源），且比對(duì)照CK1分別大：47.45%、42.04%、37.26%、33.44%、33.12%、33.12%、31.21%、28.34%、28.03%、25.80%、24.84%、24.84%；比對(duì)照CK2分別大：39.88%、34.74%、30.21%、26.59%、26.28%、26.28%、24.47%、21.75%、21.45%、19.34%、18.43%和18.43%，表現(xiàn)出明顯的速生性。

2.3 苦楝不同種源樹高和胸徑聚類分析

表2 4年生苦楝不同種源胸徑生長量分析Tab. 2 Analysis of DBH growth of 4-year-old M. azedarach provenances

利用SPSS 20.0 對(duì)40 個(gè)苦楝不同種源的樹高和胸徑指標(biāo)進(jìn)行聚類，以歐氏距離為遺傳距離，采用Ward 聚類法，在遺傳距離2.5 處將參試材料分為4類（圖1）。各類群具體性狀生長量情況見表3。

圖1 40 個(gè)苦楝種源的樹高和胸徑指標(biāo)聚類圖Fig. 1 The cluster diagram of tree height and DBH of 40 M.azedarach provenances

第Ⅰ類群包括15 個(gè)種源，占所有種源的37.5%，其胸徑、樹高的均值均處于最低水平，胸徑、樹高的均值分別為3.24 cm、3.10 m，變異系數(shù)分別為5.68 %、3.86%。第Ⅱ類群包括15 個(gè)種源，占家系總株數(shù)的20.67%，胸徑、樹高處于中等水平，其均值分別為3.73 cm、3.41 m。第Ⅲ類群包括2 個(gè)種源，占所有種源的5.0%，該類群胸徑、樹高均處于最高水平，其胸徑、樹高的均值分別為4.55 cm、4.0 m。第Ⅳ類群包括8 個(gè)種源，占所有種源的20.00%，其均值分別為4.12 cm、3.70 m。

綜合比較，4 大類群的優(yōu)劣順序?yàn)椋侯惾孩螅绢惾孩簦绢惾孩颍绢惾孩?。類群Ⅲ的最?yōu)良種源為35 號(hào)和7 號(hào)。

表3 苦楝各類群性狀特征Tab..3 The characteristics of M. azedarach populations

2.4 苦楝不同種源材積生長

40 個(gè)苦楝種源材積生長量及方差分析、多重比較結(jié)果見表4。結(jié)果表明，不同苦楝種源之間的材積生長量差異極顯著（P＜0.01）。由表4 可知，40 個(gè)苦楝種源群體的材積總均值為0.0028 m3，樹高均值比總體均值大的有15 個(gè)種源，占比37.5%。

7 號(hào)種源的材積生長量最大，為0.0056 m3，比材積總均值大100%，其次是35 號(hào)種源，材積生長量為0.0051 m3，比材積總均值大82.14%，10、9、29、37、38、14、11、36、22、6、15、39 號(hào)種源的材積生長量均超過0.0030 m3；19號(hào)種源材積生長量最小，僅為0.0013 m3。進(jìn)一步多重比較結(jié)果表明，35 號(hào)種源平均材積生長量僅次于7 號(hào)種源，顯著大于1、2、3、4、5、8、12、13、15、16、17、18、19、20、21、23、24、25、26、27、28、30、31、32、33、34、39、40 號(hào)等28 個(gè)種源，但與6、7、10 號(hào)等11 個(gè)種源差異不顯著；材積較小的是1、2、13、19、27、28 號(hào)種源，顯著小于其他種源。

與對(duì)照相比，7、35、10、9、29、37 號(hào)等6 個(gè)種源的材積生長量均顯著優(yōu)于CK1（0.0019 m3） 和CK2（0.0019 m3），平均材積比對(duì)照CK1和CK2分別大：194.74%、168.42%、115.79%、115.79%、100%、100%；且7 號(hào)、35 號(hào)種源均極顯著大于CK1和CK2，表現(xiàn)出明顯的速生性。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

通過對(duì)40 個(gè)苦楝種源對(duì)比試驗(yàn)林4年生幼林的生長情況調(diào)查和分析，初步得出如下結(jié)論：

1）苦楝不同種源之間的樹高、胸徑和材積生長量均存在極顯著性差異?？嚅N源群體樹高、胸徑、材積總均值分別為：3.38 m、3.66 cm、0.0028 m3；35 號(hào)種源（廣東增城種源）樹高、胸徑生長量最大，其樹高平均生長量為4.00 m，大于群體總均值18.34%，胸徑平均生長量為4.63 cm，大于群體總均值26.50%；7 號(hào)種源（廣西博白種源）的材積生長量最大，為0.0056 m3，大于群體總均值100%，其次是35 號(hào)種源。

表4 4年生苦楝不同種源材積生長量Tab. 4 The volume growth of 4-year-old M. azedarach provenances

2）對(duì)40 個(gè)苦楝不同種源的樹高和胸徑指標(biāo)進(jìn)行聚類，在遺傳距離2.5 處將參試材料分為4 類。綜合比較，4 大類群的優(yōu)劣順序?yàn)椋侯惾孩螅绢惾孩簦绢惾孩颍绢惾孩瘛ｎ惾孩蟮淖顑?yōu)良種源為35 號(hào)種源和7號(hào)種源。

3）綜合比較不同苦楝種源生幼林的生長情況，7號(hào)（廣西博白）、9 號(hào)（廣西容縣）、10 號(hào)（贛州南康三江）、14 號(hào)（廣西北流）、29 號(hào)（宜春袁州）、35 號(hào)（廣東增城）等6 個(gè)苦楝種源，其種源試驗(yàn)林生長整體顯著優(yōu)于CK1（章貢蟠龍種源）和CK2（大余種源），具有明顯的速生性，可初步作為優(yōu)良種源，供江西地區(qū)及其種源所在地（廣東、廣西）苦楝造林用種。

3.2 討論

1）本研究對(duì)象是4年生的苦楝幼林，在試驗(yàn)林中比較不同種源間的樹高、胸徑和材積指標(biāo)對(duì)種源進(jìn)行初步選擇，從中篩選出6 個(gè)種源。苦楝在0-5年生時(shí)為樹高、胸徑生長高峰期，13-15年生以后，樹高直徑生長量銳減[16]。所以本研究從40 個(gè)種源中篩選的6個(gè)種源，可以初步作為優(yōu)良種源應(yīng)用于生產(chǎn)。

2）苦楝中有很多種活性成分，其中苦楝素是最主要的活性成分，對(duì)多種害蟲有毒殺作用，對(duì)苦楝優(yōu)良種源及單株選育應(yīng)當(dāng)綜合考慮樹皮和樹葉中的苦楝素含量[17-18]。優(yōu)良的苦楝種質(zhì)資源應(yīng)具有高含量的苦楝素并兼顧速生性2 個(gè)條件[19]，本試驗(yàn)引種的40 個(gè)苦楝種源，各種源之間的苦楝素含量差別有待于下一步的研究。

3）同一樹種在不同的環(huán)境下，會(huì)因?yàn)殚L期受不同自然環(huán)境條件的影響和基因交流的限制，在生態(tài)適應(yīng)過程中種內(nèi)群體間的各個(gè)性狀發(fā)生遺傳分化，造成種內(nèi)地理變異，因此種源試驗(yàn)對(duì)于優(yōu)良品種的選擇意義重大[20-21]。本研究中，贛州大余試驗(yàn)點(diǎn)各種源長勢有顯著差異，表明苦楝種源間遺傳分化顯著，能初步反映出地理變異趨勢，這與何霞[22]等在廣東引種的62個(gè)苦楝種源研究結(jié)果一致。