楊 湉,趙 祺,毛常麗,李小琴,張鳳良,胡永華,吳 裕
(云南省熱帶作物科學(xué)研究所,云南景洪 666100)
橡膠樹是我國(guó)種植規(guī)模最大的熱帶作物,為植膠區(qū)農(nóng)民收入的主要來(lái)源[1],其產(chǎn)物天然橡膠是重要的工業(yè)原料和不可替代的戰(zhàn)略物資,在國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要作用。橡膠樹種質(zhì)資源是開展橡膠樹新品種選育及科學(xué)研究的重要物質(zhì)基礎(chǔ),只有掌握類型豐富、性狀優(yōu)良的種質(zhì)資源,才能充分利用資源特性進(jìn)行品種選育。世界各植膠國(guó)都極為重視橡膠樹種質(zhì)資源的收集、保存和研究工作[2]?!稗r(nóng)業(yè)部景洪橡膠樹種質(zhì)資源圃”建立以來(lái),科研工作者對(duì)圃內(nèi)保存的橡膠樹種質(zhì)資源進(jìn)行了植物學(xué)、分子生物學(xué)方面的研究[3-9],其中對(duì)橡膠樹膠乳產(chǎn)量與膠乳生理性狀的變異分析研究[10-11]結(jié)果表明:膠乳生理參數(shù)中無(wú)機(jī)磷、蔗糖含量與產(chǎn)量的相關(guān)性較強(qiáng),膠乳產(chǎn)量較高的種質(zhì)資源無(wú)機(jī)磷含量較高,蔗糖含量較小。本研究將對(duì)開割的魏克漢種質(zhì)資源的莖圍和膠乳產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定分析,認(rèn)識(shí)橡膠樹莖圍與膠乳產(chǎn)量的關(guān)系,為橡膠樹鑒定評(píng)價(jià)和良種培育提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)材料為“農(nóng)業(yè)部景洪橡膠樹種質(zhì)資源圃”內(nèi)的魏克漢種質(zhì)資源,共560 份,包括從東南亞植膠區(qū)引進(jìn)的、國(guó)內(nèi)其他單位培育的和云南省熱帶作物科學(xué)研究所培育的無(wú)性系(種質(zhì)資源以嫁接無(wú)性系的形式保存,即1 個(gè)無(wú)性系為1 份種質(zhì)資源)。2008 年定植,株行距3 m×6 m,每個(gè)無(wú)性系定植4 株,按生產(chǎn)膠園管理。根據(jù)2017 年底(9齡)的生長(zhǎng)量,挑出達(dá)到開割標(biāo)準(zhǔn)的(莖圍>45 cm)橡膠樹進(jìn)行割膠,每個(gè)種質(zhì)留1 株不割(以后用于其他試驗(yàn))。
膠乳產(chǎn)量測(cè)定:2018 年4 月底開割,割制S/2 d/7 無(wú)刺激,至11 月底共割膠30 刀。晚上割膠,第二天早上進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)量。為了測(cè)量方便,試驗(yàn)中采用1L 的量筒測(cè)定膠乳體積等同膠乳產(chǎn)量(單位:mL),每月測(cè)量1 次,全年共測(cè)6 次,即第5 刀(2018-05-30)、第7 刀(2018-06-20)、第12 刀(2018-07-24)、第15 刀(2018-08-14)、第20 刀(2018-09-25)、第26 刀(2018-11-06),根據(jù)總產(chǎn)量計(jì)算出年均刀次膠乳產(chǎn)量,年均刀次膠乳產(chǎn)量=年產(chǎn)膠乳總量/刀數(shù)。
莖圍測(cè)定:用皮尺測(cè)量橡膠樹離地1.3 m 處的圍,測(cè)量精度0.1 cm。
莖圍分級(jí):根據(jù)無(wú)性系莖圍的極差和頻率分布情況,將無(wú)性系以2 cm 間距劃分為15 級(jí)。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、平均值的計(jì)算采用Microsoft Excel 2007 軟件,數(shù)據(jù)頻率分布統(tǒng)計(jì)、相關(guān)性分析采用SPSS 20.0 軟件。
農(nóng)業(yè)部景洪橡膠樹種質(zhì)資源圃第一批種質(zhì)保存了560 份魏克漢種質(zhì)資源,但生長(zhǎng)過程中有的種質(zhì)全部死亡,有的種質(zhì)生長(zhǎng)量過小。2017 年底測(cè)定了511 份種質(zhì),共2 057 株的莖圍數(shù)據(jù),占保存的魏克漢種質(zhì)資源數(shù)的90.4%,莖圍群體變幅為25.8~76.5 cm(表1)。計(jì)算同一個(gè)無(wú)性系有效株的莖圍平均值代表該無(wú)性系的生長(zhǎng)量,經(jīng)檢驗(yàn),511 個(gè)無(wú)性系莖圍數(shù)據(jù)為正態(tài)分布。
表1 橡膠樹種質(zhì)資源群體莖圍頻率分布統(tǒng)計(jì)
根據(jù)無(wú)性系莖圍的極差和頻率分布情況,將511 個(gè)無(wú)性系的莖圍以2 cm 間距劃分為15 級(jí),再次檢驗(yàn)15 個(gè)級(jí)的種質(zhì)資源數(shù)仍呈正態(tài)分布。計(jì)算每級(jí)內(nèi)的平均值,15 個(gè)級(jí)的莖圍均值變異系數(shù)為10.15%。每一級(jí)的種質(zhì)資源數(shù)量、株數(shù)及莖圍平均值、最小值、最大值見表1。第8 級(jí)包含80 個(gè)無(wú)性系共335 株,所占頻率最高。第1、2、3 級(jí)包含的無(wú)性系較少,第15 級(jí)最少(僅3 份)。
2018 年共割膠30 刀,測(cè)定了6 刀次膠乳產(chǎn)量。以無(wú)性系為單位計(jì)算年均刀次膠乳產(chǎn)量,再按表1 的分級(jí)結(jié)果計(jì)算每一級(jí)種質(zhì)的平均膠乳產(chǎn)量(表2)。第1 級(jí)植株因生長(zhǎng)量較小,沒有割膠,統(tǒng)計(jì)到506 個(gè)無(wú)性系的年平均刀次膠乳產(chǎn)量為95.8 mL,變幅為22.5~134.4 mL,其中第14 級(jí)的平均產(chǎn)量最高,為134.4 mL。
表2 橡膠樹種質(zhì)資源各刀次膠乳產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) mL
將2018 年506 個(gè)無(wú)性系各刀次膠乳產(chǎn)量的平均值與莖圍的平均值進(jìn)行相關(guān)性分析見表3(第2列),表現(xiàn)為:每刀次膠乳產(chǎn)量與莖圍呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),相關(guān)系數(shù)變幅為0.155~0.254,年均刀次膠乳產(chǎn)量與莖圍的相關(guān)系數(shù)為0.292(P<0.01)。
表3 2018年橡膠樹種質(zhì)資源群體膠乳產(chǎn)量與莖圍的相關(guān)系數(shù)
按表1 的分級(jí),對(duì)每一級(jí)的刀次膠乳產(chǎn)量與其莖圍均值的相關(guān)性分析結(jié)果見表3(第3 列)。其中,第1 級(jí)莖圍均未達(dá)到開割標(biāo)準(zhǔn),沒有割膠;第2、3 級(jí)中未達(dá)到開割標(biāo)準(zhǔn)株數(shù)較多,割膠株數(shù)少,膠乳產(chǎn)量數(shù)據(jù)偏差較大;第15 級(jí)種質(zhì)資源數(shù)量?jī)H有3 份,膠乳產(chǎn)量數(shù)據(jù)偶然性大。故此,依據(jù)第4~14 級(jí)(共11 級(jí))的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果顯示:每刀次膠乳產(chǎn)量與莖圍的相關(guān)關(guān)系為0.784~0.985(P<0.01),年均刀次膠乳產(chǎn)量與莖圍的相關(guān)系數(shù)為0.945(P<0.01)。如果不考慮第2、第3、第15 級(jí)資源數(shù)量少誤差大的情況,將第2~15 級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,每刀次膠乳產(chǎn)量與莖圍相關(guān)性系數(shù)為0.731~0.878(P<0.01),同樣表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)。從群體的角度考慮,生長(zhǎng)量越大,產(chǎn)膠量越高。
同樣,按表1 的分級(jí)結(jié)果于2019 年測(cè)定324份、2020 年測(cè)定320 份橡膠樹種質(zhì)資源的膠乳產(chǎn)量。因2019 年和2020 年連續(xù)兩年大旱,到6 月才開始割膠,只測(cè)定了7 月、9 月、11 月的膠乳產(chǎn)量,故以測(cè)定的種質(zhì)資源為單位分析,結(jié)果列于表4。2019、2020 年莖圍與每刀次膠乳產(chǎn)量和年均刀次產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.172~0.354(P<0.01);依據(jù)第4~14 級(jí)數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系數(shù)為0.758~0.956(P<0.01),依據(jù)第2~15 級(jí)的相關(guān)系數(shù)為0.544~0.901(P<0.01)。割膠第一年分析得到膠乳產(chǎn)量與莖圍呈極顯著正相關(guān)的規(guī)律,在第二和第三年得到驗(yàn)證。
表4 2019—2020年橡膠樹種質(zhì)資源群體膠乳產(chǎn)量與莖圍的相關(guān)性系數(shù)
橡膠樹為多年生經(jīng)濟(jì)林木,育種目標(biāo)是膠乳的產(chǎn)量和質(zhì)量。根據(jù)種質(zhì)資源保護(hù)以服務(wù)產(chǎn)業(yè)為目標(biāo)的意圖,測(cè)定種質(zhì)資源的膠乳產(chǎn)量和質(zhì)量可為良種培育提供依據(jù)。膠乳產(chǎn)量受多種因素的影響,育種者常常關(guān)注遺傳因素,種植者常常關(guān)注環(huán)境因素,而實(shí)際上這兩個(gè)因素很難進(jìn)行區(qū)分。植株生長(zhǎng)量是最直觀的指標(biāo),在生產(chǎn)膠園中,無(wú)論是實(shí)生單株還是無(wú)性系都存在一個(gè)共同的現(xiàn)象:生長(zhǎng)量大的植株,產(chǎn)膠量不一定高,但產(chǎn)膠量高的植株往往生長(zhǎng)量都相對(duì)較大[10-11]。在曾霞對(duì)9 個(gè)無(wú)性系5 齡的莖圍和年莖圍增長(zhǎng)與試割產(chǎn)量的研究中,莖圍和年莖圍增長(zhǎng)與試割產(chǎn)量間呈顯著正相關(guān)[12]。另外有研究報(bào)道,生長(zhǎng)較緩慢的基因型基本不會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)膠量高的個(gè)體[13]。
本研究中對(duì)2018 年506 份種質(zhì)資源的莖圍和膠乳產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定分析,結(jié)果表明生長(zhǎng)量與膠乳產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);后續(xù)于2019 和2020 兩年繼續(xù)測(cè)定進(jìn)一步作了驗(yàn)證。如果不考慮產(chǎn)膠基因的作用,生長(zhǎng)量大小是優(yōu)樹選擇的第一個(gè)指標(biāo);在生長(zhǎng)量較大的群體內(nèi)進(jìn)一步測(cè)定產(chǎn)膠量和分析產(chǎn)膠基因,可以提高選擇效率。作為種質(zhì)資源鑒定與育種材料推薦的需要,建議把產(chǎn)膠量、生長(zhǎng)量和樹型結(jié)構(gòu)都列為同等重要的參考指標(biāo)。