不同種源大果石筆木的表型性狀及葉綠素含量研究

杜 鈴，廖美蘭，黃 欣，楊開太

（廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，廣西南寧 530002）

大果石筆木（Pyrenaria spectabilis），又稱大果核果茶、六瓣石筆木，為山茶科（Theaceae）核果茶屬常綠喬木，是廣西壯族自治區(qū)第一批重點(diǎn)保護(hù)野生植物，分布在我國廣西、江西和福建等地[1-2]。大果石筆木的觀賞價(jià)值極高，花果量大、色彩艷麗、觀賞期長、樹形優(yōu)美，是極具發(fā)展?jié)摿Φ泥l(xiāng)土珍貴樹種。前人對大果石筆木開展了種子萌發(fā)特性[3]、葉片化學(xué)成分提取和分析[4]和繁殖技術(shù)[5]等方面的研究，關(guān)于不同種源大果石筆木表型性狀、生長量和生物量的研究未見報(bào)導(dǎo)。物種的表型性狀是遺傳因子和環(huán)境因子綜合表現(xiàn)的結(jié)果，開展表型性狀變異研究有助于了解遺傳因子和環(huán)境因子對該物種的影響以及該物種的穩(wěn)定性和進(jìn)化的潛力[6-8]。生長量和生物量作為植物開發(fā)利用的重要指標(biāo)，能反映苗木的物質(zhì)積累情況和對環(huán)境利用的能力[9]。本研究從種子和幼苗生長規(guī)律、生物量、生長量、葉片大小和葉綠素含量等方面對6 個(gè)不同種源的大果石筆木進(jìn)行研究，可為其優(yōu)良家系的選擇和新品種培育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院花卉所苗圃（108°21′E，22°56′N），海拔80 ～ 145 m，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候；年均氣溫21.8 ℃，最高氣溫39.4 ℃，最低氣溫-1.5 ℃，≥10 ℃年均積溫7 206 ℃；年均降水量1 350 mm，雨季5—9月，年均相對濕度60%～80%；年均日照時(shí)長1 780.9 h，日照百分率為40%。

1.2 試驗(yàn)材料與方法

2018年11月，從廣西柳州市、羅城仫佬族自治縣、金秀瑤族自治縣、蒼梧縣和江西大余縣引進(jìn)5個(gè)種源的大果石筆木種子；在廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院樹木園采種，記為南寧種源，共6個(gè)種源的種子。

2018年12月，用0.3%的高錳酸鉀溶液于播種前1天消毒基質(zhì)，用50%的多菌靈可濕性粉劑1 000倍液浸泡種子10～20 min。播種當(dāng)天，用水將基質(zhì)淋透。將6 個(gè)種源的大果石筆木種子點(diǎn)播入穴盤（一板32 個(gè)穴盤，每個(gè)穴盤上口徑6 cm × 6 cm、高10 cm），點(diǎn)播后再次將基質(zhì)淋透水，整齊擺放于蓋有遮蔭網(wǎng)和塑料保溫膜的大棚內(nèi)。發(fā)芽后，做好病蟲害防治，根據(jù)基質(zhì)干濕情況及時(shí)淋水。2019年3—8月，每2 個(gè)月施肥1 次，肥料為磷酸二氫鉀與尿素混合溶液，9月后施1 次磷鉀肥，提高幼苗的木質(zhì)化程度，增強(qiáng)幼苗的抗寒能力。

1.3 指標(biāo)測定

用浮水法將雜質(zhì)、癟粒等剔除，得到凈種，隨機(jī)數(shù)1 000粒種子稱重，重復(fù)3次，取平均值，得種子千粒重。用游標(biāo)卡尺（精確至0.01 mm）測定種子的橫徑、縱徑和厚度。

每個(gè)種源選取30 株苗進(jìn)行編號(hào)。2019年4月—2020年3月，每月測量1 次苗高和地徑（2020年1月因疫情未測量），繪制生長曲線圖。采用直尺（精確至0.1 cm）測量苗高（H），采用游標(biāo)卡尺（精確至0.01 mm）測量地徑（D）。

2020年7月，每個(gè)種源選取5 株長勢中等的幼苗，采用直尺測量葉長、葉寬、苗高，采用游標(biāo)卡尺測量地徑；將根部浸泡于水中，洗凈附著在根部的基質(zhì)，用吸水紙將水分吸干，從根頸處剪開，用電子天平（精確至0.01 g）分別稱量地上和地下部分鮮重，將其放入85 ℃烘箱中烘干至質(zhì)量恒定，分別稱量其干重，用植株的干重（W）與苗高（H）和地徑（D）擬合回歸方程。采用浙江托普TYS-B 葉綠素測定儀檢測葉綠素含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進(jìn)行整理，采用DPS軟件進(jìn)行方差分析和多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種源大果石筆木種子和幼苗葉片比較

不同種源大果石筆木種子的橫徑、縱徑、厚度和千粒重差異極顯著（P<0.01），幼苗葉長差異顯著（P<0.05），葉寬差異不顯著（表1）。南寧種源的種子橫徑最大（27.571 mm），其次為柳州種源（27.137 mm），與羅城、金秀和大余種源差異極顯著（P<0.01）；金秀種源最?。?4.055 mm）。南寧種源的種子縱徑范圍最大（16.253 mm），其次為柳州種源（15.974 mm），均極顯著大于其他種源（P< 0.01）；大余種源最?。?2.714 mm）。南寧種源的種子厚度最大（8.600 mm），極顯著大于金秀和大余種源（P<0.01）；其次為柳州種源（8.289 mm），顯著大于蒼梧、金秀和大余種源（P<0.05)；金秀種源最?。?.391 mm）。南寧種源的種子千粒重最大（1789.7 g），極顯著大于其他種源（P< 0.01）；其次為柳州種源（1 655.3 g），極顯著大于羅城、蒼梧、金秀和大余種源（P<0.01）；大余種源最小（949.7 g）。羅城種源葉長最長（10.20 cm），顯著高于蒼梧種源（P< 0.05）；其次為金秀種源（10.00 cm）；蒼梧種源最小（8.40 cm）。

表1 不同種源大果石筆木種子和葉片比較Tab.1 Comparison on seeds and leaves of P.spectabilis from different provenances

續(xù)表1 Continued

2.2 不同種源大果石筆木幼苗生長規(guī)律

不同種源幼苗的苗高均在1年內(nèi)出現(xiàn)兩次快速生長期，第1 個(gè)快速生長期為5—7月，第2 個(gè)快速生長期為9—10月；10月后生長逐漸減緩，11月后，除南寧和羅城種源略有提升外，其余種源均生長平緩（圖1）。不同種源苗高表現(xiàn)為金秀（23.01 cm）>大余（21.99 cm）>蒼梧（21.89 cm）>柳州（20.70 cm）>南寧（19.96 cm）>羅城（18.78 cm）。

圖1 不同種源苗高的生長動(dòng)態(tài)Fig.1 Growth dynamics of seedling height from different provenances

不同種源幼苗的地徑均在1年內(nèi)出現(xiàn)1～3個(gè)快速生長期；南寧種源出現(xiàn)3次，分別為2—3月、8—9月和10—11月；羅城種源出現(xiàn)3 次，分別為4—6月、7—9月和10—11月；柳州種源出現(xiàn)3次，分別為2—3月、7—8月和10—11月；金秀種源出現(xiàn)3次，分別為4—6月、7—9月和10—11月；蒼梧種源出現(xiàn)2次，分別為7—9月和10—11月；大余種源出現(xiàn)1 次，為7—9月（圖2）。不同種源地徑表現(xiàn)為南寧（4.703 mm）>柳州（4.524 mm）>大余（4.493 mm）>金秀（4.356 mm）>羅城（4.168 mm）>蒼梧（4.145 mm）。

圖2 不同種源地徑的生長動(dòng)態(tài)Fig.2 Growth dynamics of ground diameter from different provenances

2.3 不同種源大果石筆木幼苗生物量、生長量和葉綠素含量比較

不同種源幼苗的地上鮮重、地上干重、苗高和葉綠素含量差異極顯著（P<0.01），地下鮮重差異顯著（P< 0.05），地下干重和地徑差異不顯著（表2）。南寧種源的地上鮮重最大（6.214 g），其次為羅城種源（5.344 g），柳州種源最小（2.204 g），極顯著小于其他種源（P<0.01）；南寧種源的地上干重最大（2.920 g），其次為蒼梧種源（2.558 g），柳州種源最?。?.830 g），極顯著小于南寧種源（P<0.01）；柳州種源的地下鮮重最大（3.216 g），其次為南寧種源（2.348 g），金秀種源最小（1.836 g），顯著小于柳州種源（P<0.05）。南寧種源的苗高最大（27.90 cm），其次為金秀種源（26.12 cm），柳州種源最?。?1.70 cm），極顯著小于其他種源（P<0.01）。南寧種源的葉綠素含量最大（55.6 spad），其次為羅城種源（52.1 spad），金秀種源最小（47.2 spad），極顯著小于其他種源（P<0.01）。南寧種源表現(xiàn)最優(yōu)。

表2 不同種源大果石筆木生物量、生長量和葉綠素含量Tab.2 Biomass,growth and chlorophyll content of P.spectabilis from different provenances

2.4 大果石筆木苗高、地徑與生物量的擬合回歸方程

以H、D為自變量，W為因變量，研究H、D、H×D和H×D2對W的影響，制定擬合回歸方程（表3）。H×D的決定系數(shù)最大，H×D作為預(yù)測變量時(shí)的擬合度較其他預(yù)測變量高，可作為最優(yōu)的預(yù)測方程估算大果石筆木幼苗的干重。

表3 擬合回歸方程Tab.3 Fitting regression equation

3 結(jié)論與討論

不同種源大果石筆木的種子性狀及幼苗生長有明顯差異。不同種源大果石筆木種子的橫徑為24.055～27.571 mm、縱徑為12.714～16.253 mm、厚度為7.391～ 8.600 mm、千粒重為949.7～ 1 789.7 g，南寧種源的種子最大。不同種源的生長量、生物量和葉綠素含量均有差異，其中南寧種源的生長量、生物量和葉綠素含量均高于其他5個(gè)種源。不同種源幼苗的苗高1年內(nèi)有2 次快速生長期，地徑有1～3 次快速生長期。南寧種源表現(xiàn)最優(yōu)。得到的回歸方程y=0.002 8x-0.192 1擬合度較好，可估算幼苗干重，為大果石筆木優(yōu)良家系的選擇提供依據(jù)。

南寧種源的表現(xiàn)好于其他種源，可能與試驗(yàn)地設(shè)在南寧，南寧種源適應(yīng)南寧的氣候、地理和土壤等條件有關(guān)，是否與本身的遺傳變異有關(guān)有待進(jìn)一步探討。本試驗(yàn)分析不同種源大果石筆木的表型性狀差異，對其遺傳多樣性和環(huán)境因子等對表型性狀的影響研究有待加強(qiáng)。研究結(jié)果表明，不同種源幼苗生長變化是動(dòng)態(tài)的，有些種源培育出來的苗不多，在測定不同種源生物量、生長量時(shí)，每個(gè)種源僅選擇5株樣本開展測定，因樣本數(shù)較少，根據(jù)測定結(jié)果擬合的回歸方程擬合度不高。為建立較理想的模型，可通過使用同一種源試材和增加樣本數(shù)量來擬合更科學(xué)的回歸方程。本研究僅對1年生幼苗在南寧的表現(xiàn)開展研究，要掌握不同種源更全面的生長規(guī)律，還需進(jìn)行長期跟蹤測定并增設(shè)試驗(yàn)點(diǎn)，以得到更科學(xué)詳實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論。