赤皮青岡家系苗期生長特性及初步選擇

張標(biāo)銘

(福建省寧化國有林場，福建 寧化 365400)

赤皮青岡(Cyclobalanopsisgilva)為殼斗科青岡屬常綠高大喬木，主要分布在福建、湖南、浙江、臺灣、廣東、貴州等省，生于海拔300～1500 m的山地[1]。赤皮青岡適應(yīng)性強(qiáng)、生長較快，樹干通直、材質(zhì)優(yōu)良，其邊材淡黃褐色，心材赤紅色，色澤艷麗，紋理直，質(zhì)堅(jiān)重，強(qiáng)韌性耐撞擊，是上等的珍貴用材，可用于制作家具、車船、紡織器材、樂器、運(yùn)動器材等[2-3]。是福建省優(yōu)先發(fā)展的珍貴用材樹種之一。近年來，圍繞赤皮青岡種群特征[3]、育苗技術(shù)[4]、栽培技術(shù)[5]及生態(tài)適應(yīng)性[6]等方面開展了一系列研究工作，對于促進(jìn)這一珍貴樹種發(fā)展發(fā)揮了重要作用。由于遺傳和環(huán)境因素的影響，不同種源或家系的林木在特定生境下的適應(yīng)性和生長性狀表現(xiàn)出較大的變異。因此，通過造林試驗(yàn)，篩選優(yōu)良種源和家系對于林木的定向培育具有重要意義。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省三明市寧化縣福建省寧化國有林場禾口二工區(qū)(東經(jīng)116°32′—116°45′、北緯26°20′—26°40′)，該林場地處閩西北丘陵地帶，現(xiàn)有經(jīng)營樹種主要以杉木和馬尾松為主，針葉林面積占85%以上。試驗(yàn)地所在區(qū)域年平均氣溫15～18 ℃，年降水量1700～1800 mm，年無霜期214～248 d，屬中亞熱帶山地氣候。山場海拔300～700 m，土壤以紅壤為主，土層中厚。

2 研究方法

2014年11月在福建省收集了16株優(yōu)樹的種子，2015年春季在林場苗圃進(jìn)行育苗。2017年2月選擇生長較好的12個(gè)家系的苗木進(jìn)行造林試驗(yàn)(采種優(yōu)樹生長狀況見表1)，在清理后的杉木皆伐跡地按照2 m×2 m的密度進(jìn)行造林。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組包括12個(gè)家系，每個(gè)家系20株苗木。試驗(yàn)林每年3次全面劈草撫育。

表1 試驗(yàn)所選優(yōu)樹生長狀況

造林當(dāng)年12月，調(diào)查試驗(yàn)區(qū)所有家系苗木的成活率。2017年11月測定林木的苗高和地徑，根據(jù)平均苗高和平均地徑在每個(gè)家系內(nèi)選擇6個(gè)樣株全株收獲后，烘干測定單株干生物量，并統(tǒng)計(jì)所有家系的保存率。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同家系的成活率及保存率

對12個(gè)家系造林當(dāng)年苗木成活率的統(tǒng)計(jì)顯示(圖1)，這些家系的成活率在77.8%～93.3%之間，平均為86.2%，不同家系之間成活率變異系數(shù)為6.3%；成活率較高的3個(gè)家系分別為CW4(93.5%)、CW7(93.3%)和CW11(91.1%)，成活率較低的3個(gè)家系為CW3(77.8%)、CW9(78.1%)和CW10(82.2%)。經(jīng)方差分析結(jié)果(表2)表明，苗木成活率在不同家系之間差異極顯著(P<0.01)。

不同小寫字母為差異顯著，下同。圖1 不同家系幼苗成活率(左)和保存率(右)

2年生苗木保存率在55.6%～86.7%之間(圖1)，平均為73.5%，不同家系之間保存率變異系數(shù)為12.9%；保存率較高的3個(gè)家系分別為CW7(86.7%)、CW6(84.4%)和CW11(84.2%)，保存率較低的3個(gè)家系為CW2(55.6%)、CW9(62.2%)和CW10(66.7%)。經(jīng)方差分析結(jié)果(表2)表明，苗木保存率在不同家系之間差異也達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。

3.2 不同家系的苗高、地徑及生物量

由圖2～圖3、表2可知，12個(gè)家系2年生苗木的苗高在0.90～1.42 m之間，平均為1.17 m，最大值是最小值的1.57倍，不同家系之間苗高的變異系數(shù)為13.6%；苗高較大的3個(gè)家系分別為CW1、CW11和CW12，苗高較小的3個(gè)家系為CW3、CW8和CW9；經(jīng)方差分析，苗高在不同家系之間差異極顯著(P<0.01)。2年生苗木地徑在1.22～1.98 cm之間，平均為1.62 cm，不同家系之間地徑的變異系數(shù)為15.3%；地徑較大的3個(gè)家系分別為CW1、CW2和CW5，地徑較小的3個(gè)家系為CW8、CW9和CW10；2年生苗木地徑在不同家系之間差異也達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。12個(gè)家系2年生苗木單株干生物量在58.0～139.8 g之間，平均為100.8 g，不同家系之間生物量的變異系數(shù)為24.2%；生物量較大的3個(gè)家系分別為CW1、CW11和CW12，這與苗高分布特征一致；經(jīng)方差分析，單株生物量在不同家系之間差異極顯著(P<0.01)。

表2 不同家系赤皮青岡苗木成活率、保存率、苗高、地徑和生物量的方差分析

圖2 不同家系2年生苗木苗高(左)和地徑(右)比較

圖3 不同家系2年生單株干生物量比較

3.3 不同家系基于生長特征的聚類分析

根據(jù)不同家系生長特征的聚類分析結(jié)果(圖4、表3)，當(dāng)歐氏距離為15時(shí)，12個(gè)赤皮青岡家系分為4類，第1類為苗期成活率、保存率較高，而且生長速率較快、生物量高的家系，包括CW1、CW4、CW5、CW8和CW12；第2類為苗期成活率、保存率較高，生長速率和生物量相對較高的家系，包括CW6、CW7和CW11；第3類為苗期成活率、保存率和生長速率均較低的家系，包括CW3、CW9和CW10；第4類為苗期保存率較低，生長速率相對較高的家系，即：CW2。按照25%的優(yōu)選率，根據(jù)聚類分析結(jié)果，選擇第1類中生物量較高的前3個(gè)家系初步確定為優(yōu)良家系，即：CW1、CW5和CW12。

表3 12個(gè)家系聚類分析后平均苗木成活率、保存率、苗高、地徑和生物量

圖4 12個(gè)家系基于歐式距離的聚類分析

4 小結(jié)

通過造林試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，12個(gè)赤皮青岡家系之間的適應(yīng)性和生長狀況具有較大差異。造林當(dāng)年的成活率普遍較高，平均為86.2%；2年生苗木保存率在不同家系之間存在顯著差異，各家系的保存率在55.6%～86.7%之間，平均為73.5%。各家系保存率下降，可能與試驗(yàn)區(qū)季節(jié)性高溫干旱影響有關(guān)。吳麗君等[7]對3個(gè)種源赤皮青岡幼苗干旱脅迫的研究表明，不同種源赤皮青岡抗旱能力存在顯著差異，隨干旱脅迫程度增大，3 個(gè)種源赤皮青岡幼苗的株高生長量和地徑生長量呈下降的趨勢。由此可見，不同家系對短時(shí)干旱脅迫的適應(yīng)能力存在較大差異，篩選試驗(yàn)區(qū)適應(yīng)性較強(qiáng)的家系有利于這一多用途樹種的栽培利用。

不同家系之間苗高和地徑也存在顯著差異，2年生苗木苗高平均值為1.17 m，不同家系之間變異系數(shù)為13.6%；地徑平均值為1.62 cm，不同家系之間變異系數(shù)為15.3%；單株干生物量平均值為100.8 g，不同家系之間變異系數(shù)為24.2%。李金華等[8]對7個(gè)家系赤皮青岡幼苗光合特性的研究也發(fā)現(xiàn)，光合特性在不同家系間存在顯著的遺傳變異，氣孔導(dǎo)度是導(dǎo)致其差異的重要因素，這也暗示赤皮青岡不同家系之間的生長具有較大差異。因此，篩選適應(yīng)性強(qiáng)和生長性狀好的優(yōu)良家系是構(gòu)建優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源庫的重要基礎(chǔ)。

根據(jù)家系適應(yīng)性和生長狀況進(jìn)行聚類分析，初步確定CW1、CW5和CW12為優(yōu)良家系，但這些優(yōu)良家系是否能夠持續(xù)保持較高的生長性狀，還需要進(jìn)一步觀測和篩選。此外，立地條件和經(jīng)營管理措施也顯著影響林木適應(yīng)性和生長[9-10]。因此，加強(qiáng)立地控制、遺傳控制和經(jīng)營管理等方面的有效結(jié)合是促進(jìn)光赤皮青岡高效培育的關(guān)鍵，也是今后發(fā)展的重要方向。