不同種源文冠果在鄂爾多斯高原的苗期生長特性

曹恭祥，邢鈺坤，季 蒙，閆茂林，崔全友，王志波，李銀祥，楊躍文，趙福洲，呂美萍

(1. 內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010； 2. 內(nèi)蒙古鄂爾多斯森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016100； 3. 沙地生物資源保護與培育國家林業(yè)局重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010； 4. 鄂托克前旗林業(yè)和草原局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016200)

文冠果(Xanthocerassorbifolia)屬于無患子科文冠果屬，其對環(huán)境適應(yīng)性強，分布范圍廣，具有耐干旱、耐貧瘠、耐鹽堿、抗風(fēng)沙、抗寒等特性，在石質(zhì)山地、黃土丘陵、固定或半固定沙地等立地條件均能正常生長[1-3]。文冠果在生態(tài)建設(shè)、環(huán)境綠化、生物質(zhì)能源、食用、藥用等方面具有重要作用和極大的開發(fā)價值[4-5]，是我國北方地區(qū)重要的生態(tài)經(jīng)濟型樹種[6]。為滿足文冠果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的多元化需求，多所高校、研究院所、企業(yè)單位開展文冠果豐產(chǎn)、觀賞、食用型等優(yōu)良品種的培育，選育出一些新品種和良種，為文冠果發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[7]，但分布區(qū)地理隔離導(dǎo)致文冠果適應(yīng)能力存在較大差異，簡單的引種并不能滿足當(dāng)?shù)貙ξ墓诠挤N的需求，甚至造成引種失敗[8]。

發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟型樹種是推動林地資源科學(xué)高效利用，保障內(nèi)蒙古生態(tài)安全和經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要舉措。內(nèi)蒙古中西部地域廣袤，適合發(fā)展文冠果的土地資源十分豐富，而現(xiàn)有品種遠不能滿足內(nèi)蒙古中西部地區(qū)對文冠果優(yōu)良品種的需求，這極大地限制了文冠果在該地區(qū)的發(fā)展[9]。針對內(nèi)蒙古中西部地區(qū)植被建設(shè)和綠色經(jīng)濟發(fā)展過程中對生態(tài)經(jīng)濟型樹種優(yōu)良品種的迫切需求，本研究在內(nèi)蒙古西部達拉特旗開展不同種源文冠果實生播種苗生長特性比較研究，通過對13個種源文冠果株高生長、地徑生長等指標進行對比分析，初步篩選出適宜在鄂爾多斯高原地區(qū)生長的優(yōu)良種源，為內(nèi)蒙古中西部文冠果良種選育和種源選擇提供依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地位于內(nèi)蒙古達拉特旗白土梁林場解放灘作業(yè)區(qū)(40o22′19″ N，109o50′55″ E)。年均降水量300 mm，年蒸發(fā)量2 200～2 800 mm，年平均氣溫 6.0 ℃，年日照時數(shù)3 150 h，≥10 ℃有效積溫2 950 ℃，平均風(fēng)速 3.1 m·s-1，最大風(fēng)速24 m·s-1，無霜期119 d。立地類型主要有流動沙地、固定、半固定沙地和丘間地。土壤類型為鹽化草甸土和風(fēng)沙土。森林植被以人工林為主，主要有小葉楊(Populussimonii)、北沙柳(Salixpsammophila)、檸條錦雞兒(Caraganakorshinskii)、楊柴(Hedysarummongolicum)等，草本主要有沙蒿(Artemisiadesertorum)、披堿草(Elymusdahuricus)、豬毛菜(Salsolacollina)等，植被蓋度為30%～60%。

2 研究方法

2.1 種源信息

本試驗選擇13個文冠果種源實生播種苗作為試驗材料，不同種源間文冠果種子百粒重平均為 91.57 g，發(fā)芽率均達到 80% 以上，最高為 92.4%，最低為 82.4%。種源地分別為內(nèi)蒙古、山西、陜西、山東等區(qū)域的13個旗縣區(qū)，種源地信息見表1。

2.2 試驗方法

試驗對象為定植的1 a生實生播種苗，定植密度1 m × 2 m。栽植地土壤為沙土，栽植穴規(guī)格為30 cm × 30 cm × 40 cm，栽植穴底部覆厚20 cm攪拌均勻的有機肥和沙土(比例1∶1)，苗木栽植時回填攪拌均勻的有機肥和粘土(比例1∶2)。每個種源栽植的第1行作為取樣點，每個種源調(diào)查株數(shù)不低于30株。調(diào)查前對樣株進行掛牌標記，及時去除根部萌蘗，分別在2019年6月中旬、7月中旬、8月中旬，利用米尺和游標卡尺調(diào)查不同種源文冠果株高和地徑。

2.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel對數(shù)據(jù)進行處理，用SPSS 18.0進行顯著性檢驗、方差分析、多重比較及聚類分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同種源文冠果株高生長特征

通過LSD多重比較法對不同種源文冠果株高生長進行多重比較，結(jié)果顯示(表2)不同種源間達到顯著差異(P<0.05)。由表3可知，13個種源文冠果6月份平均株高為 41.24 cm，種源間差異顯著(P<0.05)，變異系數(shù)(CV)為 14.24%；7月份平均株高為 49.39 cm，種源間差異顯著(P<0.05)，變異系數(shù)為 24.38%；8月份平均株高為 52.89 cm，種源間差異顯著(P<0.05)，變異系數(shù)為 23.83%。8月份株高生長較高的種源有6個，分別為NCA(75.15 cm)、SYJ(61.04 cm)、NCH(59.85 cm)、NCB(57.70 cm)、NEZ(54.05 cm)、NCK(54.05 cm)；與6月份相比，株高增長量較大的種源有5個，分別為NCA、SYJ、NEZ、NCB、NCK，增長量分別為 25.66 cm、19.60 cm、18.57 cm、17.50 cm、15.95 cm。通過以上對株高生長量比較，初步認為NCA、SYJ、NCH、NCK、NCB、NEZ為6個較優(yōu)種源。

表2 不同種源文冠果株高生長方差分析Tab.2 Variance analysis of height growth of Xanthoceras sorbifolia from different provenances

表3 不同種源文冠果株高生長特征Tab.3 Height growth of Xanthoceras sorbifolia from different provenances

3.2 不同種源文冠果地徑生長特性

通過LSD多重比較法對不同種源文冠果地徑特性進行多重比較，結(jié)果顯示(表4)不同種源間地徑生長達到顯著差異(P<0.05)。由表5可知，13個種源文冠果6月份平均地徑為 4.39 mm，種源間差異顯著(P<0.05)，變異系數(shù)為 20.55%；7月份平均地徑為 7.44 mm，種源間差異顯著(P<0.05)，變異系數(shù)為 24.71%；8月份平均地徑為 7.68 mm，種源間差異顯著(P<0.05)，變異系數(shù)為 20.90%。8月份地徑生長較快的種源有6個，分別為NCH(10.50 mm)、NCA(10.47 mm)、SWA(8.95 mm)、NCW(8.68 mm)、SYJ(8.43 mm)、NCK(7.70 mm)，地徑增長量較大的種源有6個，分別為NCH(6.80 mm)、NCA(5.24 mm)、SWA(4.72 mm)、NCW(3.67 mm)、SYJ(3.37 mm)、NEZ(3.27 mm)。通過以上對地徑生長量比較，初步認為NCH、NCA、SWA、NCW、SYJ、NCK、NEZ為7個較優(yōu)種源。

表4 不同種源文冠果地徑生長方差分析Tab.4 Variance analysis of basal diameter growth of Xanthoceras sorbifolia from different provenances

表5 不同種源文冠果地徑生長特征Tab.5 Basal diameter growth of Xanthoceras sorbifolia from different provenances

3.3 不同種源文冠果生長特性聚類分析

分析認為長期的生態(tài)適應(yīng)和遺傳選擇使得文冠果生長表現(xiàn)性狀存在明顯的分化[10-12]，聚類分析可將不同種源生長性狀進行歸類劃分。利用株高、地徑生長指標對文冠果種源進行聚類分析，聚類方法采用最短距離法和最長距離法。由圖1可知，利用最短距離法可將13個種源文冠果種子分為4類，種源生長性狀依次遞減，第1類為NCA生長較優(yōu)種源；第2類為NEZ、NCK、NCH、SYJ、NCB生長良好種源；第3類為NEE、NCW、SDG、SYY、SLJ生長較差種源；第4類為SWA、SLY生長最差種源。利用最長距離法可將13個種源文冠果種子分為3類，第1類為NCA生長較優(yōu)種源；第2類為NEZ、NCK、NCH、SYJ、NCB生長良好種源；第3類為NEE、NCW、SDG、SYY、SLJ、SWA、SLY生長較差種源。由圖1可以看出，2種聚類方法的分析結(jié)果基本一致。

圖1 不同種源文冠果生長特性聚類分析Fig.1 Cluster analysis of growth characteristics of Xanthoceras sorbifolia from different provenances

4 討論

種子繁殖是文冠果的主要繁殖方式，比較不同種源文冠果實生播種苗生長差異，是選育文冠果優(yōu)良品種和種源的有效途徑[13-15]，實生播種苗株高和地徑的優(yōu)劣是判斷苗木質(zhì)量的重要指標[16]，可作為種源篩選的重要依據(jù)。已有研究表明，文冠果不同群體變異程度與其地理位置差異有關(guān)[17-20]，不同群體的環(huán)境異質(zhì)性增強了表現(xiàn)性狀的變異程度，導(dǎo)致文冠果生長性狀存在豐富的變異[21]。如張凌等[16]對比了山西省18個種源苗高和地徑生長差異，認為經(jīng)緯度是影響不同種源文冠果苗木生長的重要因素，并提出緯度越低苗木生長越好。敖妍等[22]在北京昌平區(qū)比較了5個種源文冠果1 a生苗的生長節(jié)律，分析認為地理環(huán)境條件差異以及自身遺傳差異造成文冠果在種源間及種源內(nèi)的極顯著差異(P<0.01)，并通過對苗高、地徑等指標進行分析，選出陜縣和蔚縣2個優(yōu)良種源。馬新等[23]在新疆對不同種源文冠果生長指標進行調(diào)查，認為不同種源間文冠果生長差異顯著(P<0.05)，針對當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件研究不同種源文冠果苗高、地徑等指標的差異性，有助于篩選適合新疆栽培的優(yōu)良種質(zhì)資源。本研究結(jié)果顯示，13個種源間文冠果株高、地徑的差異達到顯著水平(P<0.05)，種源間生長特性明顯分化，有必要開展適宜種源篩選，與已有研究結(jié)論基本一致。本研究中13個種源文冠果8月份株高增長量最高為 25.66 cm，低于張凌等[16](57.12～95.44 cm)和敖妍等[22](25.38～35.69 cm)8月份文冠果生長量，介于馬新等[23](19.8～88.9 cm)研究結(jié)果之間。說明研究區(qū)地域差異以及種源差異對文冠果生長的影響作用較大，為掌握不同種源文冠果在栽培地區(qū)的適應(yīng)性和生長潛力，有必要開展針對特定立地條件的文冠果生長節(jié)律及種源選育研究。

5 結(jié)論

通過對13個種源文冠果株高、地徑生長進行比較，結(jié)果顯示不同種源間的生長特性存在顯著差異(P<0.05)，文冠果種源間生長特性存在分化。通過對不同種源株高生長特征進行比較，篩選出NCA、SYJ、NCH、NCK、NCB、NEZ為6個較優(yōu)種源；通過對不同種源地徑生長進行比較，篩選出NCH、NCA、SWA、NCW、SYJ、NCK、NEZ為7個較優(yōu)種源。利用株高、地徑2個指標對13個種源文冠果進行聚類分析，聚類方法采用最短距離法和最長距離法，2種方法分析結(jié)果基本一致，13個種源文冠果可劃分為生長較優(yōu)、良好和較差3類。結(jié)合文冠果株高、地徑生長特征比較及聚類分析結(jié)果，初步篩選出NCA、NCK、NCH、NEZ、SYJ、NCB 6個較優(yōu)種源，研究結(jié)果可為文冠果良種選育和種源篩選提供基礎(chǔ)。