臭椿無性繁殖及優(yōu)良無性系選擇試驗(yàn)研究初報(bào)

劉致遠(yuǎn)，程艷琴

(山西省呂梁山國有林管理局，山西 臨汾 041099)

1 引言

臭椿(Ailanthusaltissima)為苦木科臭椿屬，因其樹葉小葉兩側(cè)粗鋸齒上的腺體會(huì)發(fā)出特殊臭味而得名為臭椿。臭椿為落葉喬木，樹干高大通直、枝葉繁茂、生長適應(yīng)性強(qiáng)，春季紫紅葉、秋季紅果，作為城市行道樹、觀賞樹可形成非常好的園林效果。據(jù)研究報(bào)道，臭椿木纖維長且占木材總干重的 40%以上，是優(yōu)于白楊的造紙?jiān)牧?；臭椿作為中國特有的樹種，原產(chǎn)于中國，分布北起遼寧，南至江西，東自海濱，西達(dá)甘肅一帶，以黃河流域?yàn)橹行?，在華北、西北地區(qū)栽培最多；垂直分布于海拔 2000 m 以下地區(qū)，水平分布在北緯 22°～43°范圍[1]。為了推動(dòng)發(fā)展臭椿這一優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種在用材、造林綠化等方面的應(yīng)用，在山西省臭椿天然分布區(qū)進(jìn)行種質(zhì)資源調(diào)查和收集并進(jìn)行無性繁殖和優(yōu)樹選擇試驗(yàn)，為培育造林綠化新品種，提供良種壯苗、營造臭椿林具有重要意義。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

在山西省臭椿分布地區(qū)夏縣、絳縣、吉縣、襄汾、平順、交城、原平、靈丘、偏關(guān)等9個(gè)點(diǎn)調(diào)查1100株，初選75株，復(fù)選68株(表1)。所選出的優(yōu)樹與比普通樹樹高高出20%～40%，胸徑高出10%～20%，樹干通直，圓滿，主干分叉少，樹體健康。

表1 臭椿優(yōu)樹分布情況

2.2 試驗(yàn)方法

2017 年采集臭椿優(yōu)樹的根莖進(jìn)行根繁試驗(yàn)，共埋根 5040 株；采集枝條進(jìn)行扦插試驗(yàn)，共扦插插條 5000 條；優(yōu)樹嫁接采用枝接法，共枝接砧木 1457 株。同年對(duì)臭椿不同方式的無性繁殖試驗(yàn)，分析不同無性繁殖方法對(duì)成活率的影響，結(jié)果見圖1。2020年對(duì)3年生臭椿苗高地徑的生長量調(diào)查分析，在沁水縣、霍州市和壽陽縣建立3處測(cè)試林，隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)，12株小區(qū)，每個(gè)優(yōu)樹無性系測(cè)試36株，株行距3 m×3 m，小區(qū)面積9 m×12 m。穴狀60 cm×60 cm×60 cm規(guī)格整地。對(duì)臭椿無性繁殖的幼苗進(jìn)行苗高、地徑等調(diào)查。每個(gè)無性系調(diào)查15株。

2.3 數(shù)據(jù)處理

2020年12月份調(diào)查臭椿試驗(yàn)林的生長適應(yīng)性、苗高與地徑生長量，利用SPSS18.0進(jìn)行方差分析、育種增益分析等。

3 結(jié)果與分析

2017 年對(duì)選取的臭椿優(yōu)樹進(jìn)行不同方式的無性繁殖試驗(yàn)，通過對(duì)不同無性繁殖方法的存成活情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見圖1。

圖1 臭椿不同繁殖方式的成活情況

由圖1臭椿優(yōu)樹不同繁殖方式的成活情況可知，根繁成活率為21.4%；扦插5000條插條，無一成活，以失敗告終；嫁接成活率平均為36.3%。從不同方式下臭椿繁育成活率的大小來看，嫁接成活率相對(duì)優(yōu)于根繁成活率，扦插成活率為零，臭椿優(yōu)樹選育過程中不建議選用。根據(jù)已定的選擇方法，可將嫁接法作為備選繁殖方式。

3.1 不同繁殖方式對(duì)臭椿成活率的影響

2017年3月中、下旬對(duì)臭椿優(yōu)樹根段、枝條進(jìn)行根繁和枝接繁育。2個(gè)月后，對(duì)不同繁殖方式的成活率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根繁和枝接苗木成活率分別為56.7%和66.3%，進(jìn)一步對(duì)各優(yōu)樹根繁和枝接兩種無性繁殖方式對(duì)成活率進(jìn)行單因素方差分析(ANVOA)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

由表2的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，臭椿優(yōu)樹無性繁殖成活率的大小與無性繁殖方式密切相關(guān)，F(xiàn)檢驗(yàn)值F(1,30) = 8.141，通過 0.01 以上信度的極顯著性檢驗(yàn)，說明選擇較佳的無性繁殖方式可以提高臭椿優(yōu)樹優(yōu)良種質(zhì)資源的保育率。

表2 不同繁殖方式對(duì)臭椿優(yōu)樹保育成活率的方差分析

3.2 根繁對(duì)臭椿成活率的影響分析

根繁是樹種繁殖的常用方法之一，為了解根繁對(duì)臭椿無性繁殖保育成活率的影響，2017 年 3 月中下旬試驗(yàn)將挖取臭椿優(yōu)樹的根段埋入育苗床中進(jìn)行埋根試驗(yàn)，埋根 5040 株，9 月下旬對(duì)根繁的苗木存活情況進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，由表3可知，臭椿根繁成活量1079株，平均成活率為 21.4%，其中有 30.9% 的根段成活率為 0，對(duì)成活苗木進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，生長情況相對(duì)較好，平均苗高 1.7 m，地徑 1.9 cm。因此根繁方式也不建議作為臭椿種質(zhì)資源保育的方法[2]。

表3 根繁對(duì)臭椿成活率的影響

3.3 嫁接對(duì)臭椿成活率的影響

分析 2017 年 2 種無性繁殖方式對(duì)臭椿優(yōu)樹保育成活率的比較發(fā)現(xiàn)，嫁接方式(成活率 36.3%)的成活率高于根繁的成活率(表4)。

3.4 嫁接時(shí)間對(duì)臭椿成活率的影響

嫁接時(shí)間是影響無性繁殖成活率的重要因素之一。2017 年春季(3 月中旬)、夏季(7 月)，試驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)臭椿進(jìn)行“T字形”芽接法試驗(yàn)并統(tǒng)計(jì)成活率，成活率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5。

表4 臭椿嫁接統(tǒng)計(jì)

表5 不同時(shí)期臭椿芽接成活情況

通過表5 對(duì)其成活率的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明：臭椿春季進(jìn)行芽接成活率為 91%，而秋季成活率明顯較低(僅為 20.1%)。根據(jù)不同嫁接時(shí)間不同優(yōu)樹系之間成活率變差系數(shù)(CV = 0.09)的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)樹間個(gè)體差異不會(huì)影響臭椿芽接成活率，相比較而言，在春季進(jìn)行芽接是較適宜時(shí)段。秋季芽接這種無性繁殖方式受芽接材料和溫度、濕度等條件的限制，較難實(shí)現(xiàn)最優(yōu)繁育。因此，臭椿應(yīng)選用春季健壯飽滿的新芽在進(jìn)行無性繁殖。

3.5 臭椿無性系生長指標(biāo)的差異性分析

以各個(gè)臭椿優(yōu)樹無性系為單元，對(duì)3年生各個(gè)優(yōu)樹無性系進(jìn)行苗高和地徑調(diào)查，將其平均值作為最終結(jié)果進(jìn)行比較，調(diào)查結(jié)果見表6。

表6 臭椿無性系生長指標(biāo)

通過表6臭椿優(yōu)樹無性系生長指標(biāo)分析，結(jié)果表明：33 個(gè)臭椿優(yōu)樹無性系的 3年生平均苗高范圍為 307.27 ～465.07 cm，平均值為 394.79 cm，變化幅度較大；平均地徑范圍為 4.134～7.244 cm，平均值為 5.364 cm，變化幅度也較大；說明臭椿各個(gè)優(yōu)樹系間的生長指標(biāo)不一致。在培育措施相同的前提下，造成這種差異的主要原因?yàn)楦鱾€(gè)優(yōu)樹系間的遺傳特性不同[3，4]。

3.6 臭椿無性系苗高、地徑方差分析

本次試驗(yàn)對(duì)33個(gè)臭椿優(yōu)樹無性系的苗高、地徑做單因素方差分析結(jié)果表明(表7)，各優(yōu)樹無性系苗高和地徑F值都大于F(32,66) 0.05=1.625，因此，各優(yōu)樹無性系地徑和樹高差異是極顯著的。

通過方差分析的結(jié)果看出，各個(gè)無性系的生長量表現(xiàn)差異極顯著，表明各無性系間兩兩差異也是明顯的[5，6]。

3.7 臭椿無性系的聚類分析

根據(jù)臭椿優(yōu)樹系的平均苗高和地徑，建立臭椿各個(gè)優(yōu)樹系間的遺傳距離，用SPSS18.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行聚類分析，分析結(jié)果見圖2。

表7 臭椿無性系苗高、地徑方差分析

圖2 臭椿無性系聚類分析

由圖2的聚類分析可以看出，在距離系數(shù) 5 時(shí)，33 個(gè)臭椿優(yōu)樹無性系的3年生苗木可分為 4 類，第 1 類包括 10 個(gè)優(yōu)樹無性系，分別為2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、6號(hào)、10號(hào)、12號(hào)、26號(hào)、27號(hào)、31號(hào)、35號(hào)；第 2 類包括 14 個(gè)優(yōu)樹無性系，分別為5號(hào)、7號(hào)、8號(hào)、9號(hào)、28號(hào)、29號(hào)、30號(hào)、32號(hào)、33號(hào)、34號(hào)、41號(hào)、42號(hào)、43號(hào)、51號(hào)；第 3 類包括 3 個(gè)優(yōu)樹無性系，分別為25號(hào)、40號(hào)、54號(hào)；第 4 類包括 6 個(gè)優(yōu)樹無性系，分別為19號(hào)、23號(hào)、24號(hào)、39號(hào)、63號(hào)、64號(hào)。

根據(jù) 33 個(gè)臭椿優(yōu)樹無性系 3 年生苗木的平均苗高和平均地徑數(shù)據(jù)，把苗高和地徑分別劃分為 A、B 和 C3 個(gè)級(jí)別，并且 A>B>C，分級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果見表8。

表8 臭椿各個(gè)優(yōu)樹無性系評(píng)價(jià)結(jié)果

由表8臭椿各個(gè)優(yōu)樹無性系評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，第 1 類無性系的評(píng)價(jià)最好，說明其生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)，生命力旺盛，平均苗高為444.32 cm，平均胸徑為5.830 cm；其次是第 2 類，平均苗高和平均地徑比較占優(yōu)勢(shì)，分別為393.989 cm 和5.30267 cm；其次是第 4 類，平均苗高值和平均地徑偏小，分別為353.737 cm 和5.2725 cm；最次是第 3 類，平均苗高值和平均地徑很小，分別為315.59 cm 和4.2837 cm影響其評(píng)價(jià)的排名[7，8]。

3.8 臭椿優(yōu)良無性系的遺傳增益分析

由臭椿優(yōu)樹無性系的聚類分析、評(píng)價(jià)結(jié)果和種源綜合分析可知，3年生臭椿優(yōu)樹的優(yōu)良無性系分別為6號(hào)、26號(hào)、35號(hào)等 3 個(gè)優(yōu)樹無性系，優(yōu)良無性系的入選率為 9.1%，選擇強(qiáng)度為 1.795，分別對(duì)優(yōu)良無性系的苗高和地徑進(jìn)行遺傳增益分析，分析結(jié)果見表9。

表9 臭椿優(yōu)良無性系苗高和地徑的遺傳增益系數(shù)

由表9臭椿優(yōu)良無性系苗高和地徑的遺傳增益分析結(jié)果顯示：3 個(gè)臭椿優(yōu)良無性系苗高和地徑的遺傳力(h2)分別為 0.70 和 0.82，說明臭椿優(yōu)良無性系的苗高和地徑受到親本優(yōu)樹選擇有效影響，優(yōu)良無性系的選擇比較成功；苗高和地徑遺傳增益分別為 23.62% 和 33.89%，說明優(yōu)良無性系的苗高和地徑遺傳了親本優(yōu)樹的優(yōu)良性狀[9，10]。

4 結(jié)語

經(jīng)過連續(xù)多年對(duì)山西省臭椿無性系繁育試驗(yàn)可知，臭椿春季進(jìn)行芽接成活率為 91%，而秋季成活率明顯較低(僅為 20.1%)。臭椿優(yōu)樹間個(gè)體差異不會(huì)影響臭椿芽接成活率，相比較而言，在春季進(jìn)行芽接是較適宜時(shí)段。秋季芽接這種無性繁殖方式受芽接材料和溫度、濕度等條件的限制，較難實(shí)現(xiàn)最優(yōu)繁育。因此，臭椿應(yīng)選用春季健壯飽滿的新芽在進(jìn)行無性繁殖。根繁方式也不建議作為臭椿種質(zhì)資源保育的方法。成活率的高低主要受繁殖材料的限制，而試驗(yàn)所選優(yōu)樹樹齡多為 12 a 以上，這些優(yōu)樹根的繁殖能力相對(duì)較弱，生根較為困難[11,12]。

臭椿各無性系之間的生長量表現(xiàn)差異極顯著，通過聚類分析說明，在距離系數(shù) 5 時(shí)，33 個(gè)臭椿優(yōu)樹無性系可分為 4 類，第一類無性系適應(yīng)性最強(qiáng)，生長量最大，是所選無性系最優(yōu)一組。通過遺傳增益分析初選出3優(yōu)良無性系，分別為6號(hào)、26號(hào)、35號(hào)。