李光友，徐建民，吳世軍，韓 超，杜志鵠，王 偉，陸釗華

(中國林業(yè)科學(xué)研究院 熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520)

桉屬樹種(Eucalyptus spp.)是華南地區(qū)人工林速生樹種中生長最快、推廣最迅速、病蟲害少且經(jīng)濟(jì)效益高兼具生態(tài)效益和社會效益的速生樹種。自20世紀(jì)80年代在華南地區(qū)開展其種源/家系引種試驗(yàn)及新無性系開發(fā)研究以來，無性系林業(yè)在兩廣、海南、福建和四川等省區(qū)得到長足發(fā)展，且對短輪伐期人工林發(fā)展起到重要促進(jìn)作用[1]，一定程度上緩解華南地區(qū)對木材的需求壓力。尾葉桉(E.urophylla S.T.Blake)等雜交無性系[2－3]的規(guī)?；缢胶驮耘嗝娣e的不斷擴(kuò)大使其速生性和適應(yīng)性得到驗(yàn)證，但大面積立地栽培單一品種，導(dǎo)致林分遺傳基礎(chǔ)過窄，人工林病蟲害風(fēng)險(xiǎn)加大[4－5]，后期林分衰退，生長遲緩，產(chǎn)量下降等。因此需要通過加強(qiáng)育種手段、使用育種新技術(shù)、持續(xù)促進(jìn)新無性系的推陳出新?；诖耍x擇在前期表現(xiàn)較佳的尾葉桉等為親本的雜交子代，再結(jié)合離子注入誘變育種[6－9]技術(shù)，加大變異頻率，提高木材產(chǎn)量，改善品質(zhì)和抗性水平。由此獲得多個(gè)穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良單株，進(jìn)而促進(jìn)新無性系擴(kuò)繁[10－11]并將其用于生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，滿足華南地區(qū)對新無性系良種的迫切需求。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)位于廣東省江門市新會區(qū)羅坑鎮(zhèn)(22°21'25″N，112°52'15″E，60 m)。羅坑鎮(zhèn)地處南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，年降雨量1 800 mm，年均氣溫21.8℃，最高月(7月)均氣溫28.3℃，最低月(1月)均氣溫13.4℃，絕對最低溫0.3℃，無霜期339 d，年均積溫7 959℃。林地為花崗巖發(fā)育的赤紅壤，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量8.530%，全 N 量0.336%，全P 含量0.106%，全K 含量3.289%，速效N 27.17 mg/kg，有效P 0.30 mg/kg，速效 K 15.17 mg/kg，pH 值 4.45，坡向西南、坡度 10°。造林地為尾葉桉實(shí)生林采伐跡地，植被有芒箕(Dicranopteris dichotoma Bernh.)、毛葉玉金花(Mussaenda pubeseens Ait)、桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa Hassk.)、山蒼子(Lindera cubeba(Lour.)Pers.)等。

1.2 試材與方法

試驗(yàn)林于2007年4月營建，參試桉樹家系/無性系共15個(gè)(表1)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，5株小區(qū)，7次重復(fù)，穴狀整地，穴規(guī)格60 cm×50 cm×40 cm，株行距3 m×2 m。造林時(shí)每穴施桉樹專用基肥1.0 kg，造林當(dāng)年及翌年各撫育1次并施桉樹專用追肥1.0 kg。各年度均進(jìn)行樹高、胸徑生長調(diào)查，對30個(gè)月生桉樹分枝、枝下高、冠幅和樹皮厚度等性狀調(diào)查。分枝、冠幅及樹皮等性狀可作為優(yōu)良家系或單株的選擇指標(biāo)[12]。分枝指標(biāo)分3個(gè)數(shù)量等級:Ⅰ級:側(cè)枝細(xì)小、樹冠勻稱，得3分;Ⅱ級:側(cè)枝中等，樹冠勻稱，得2分;Ⅲ級:有明顯大枝、樹冠不勻稱，得1分[13]。樹皮厚度以游標(biāo)卡尺測量。離子注入方式及濃度見李光友等文章[9，14－15]。

表1 參試桉樹家系原產(chǎn)地及家系/無性系對照Tab.1 The parental sources of the hybrid seeds/clones and the numbers used in the trial

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS軟件包[17－18]對樹高(H)、胸徑(DBH)、單株蓄積(SV)及其它相關(guān)指標(biāo)枝下高、冠幅、分枝等進(jìn)行方差分析和多重比較分析。樹皮率(BA%)計(jì)算公式[13]:

式中:yij為觀測值、μ為總體平均值、αi為重復(fù)效應(yīng)值、βi為無性系效應(yīng)、εij為誤差。

家系/無性系生長指標(biāo)評定方法采用隸屬函數(shù)法[19－20]的改進(jìn)方法，評價(jià)值越高則表明該家系優(yōu)良度越高。計(jì)算公式為:

2 結(jié)果與分析

2.1 參試家系/無性系各性狀差異分析

試驗(yàn)林調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)1.5年生時(shí)林分平均保存率為80.38%，2.5個(gè)年生時(shí)林分平均保存率為66.10%，52個(gè)月生時(shí)林分保存率為63.71%。由于林分20個(gè)月后干形指標(biāo)在各家系/無性系之間均差異不顯著，因此不列入性狀分析中。各性狀方差分析(表2)結(jié)果表明:52月生時(shí)15個(gè)家系/無性系的樹高、胸徑、單株蓄積、冠幅、分枝和枝下高在家系/無性系間均存在著極顯著差異;所有性狀在不同區(qū)組間均存在顯著或極顯著差異;所有性狀在區(qū)組與無性系的交互效應(yīng)上均達(dá)到極顯著差異水平，以上表明，通過家系/無性系生長指標(biāo)表現(xiàn)可以選擇到適合試驗(yàn)區(qū)域栽培的優(yōu)良家系。

表2 參試家系/無性系生長性狀方差分析Tab.2 Analysis of variance for H ，DBH，V and other traits at 52 months old

2.2 家系/無性系各性狀的多重比較

對15個(gè)家系/無性系不同性狀的表現(xiàn)進(jìn)行生長排序，結(jié)果見表3。從表3中可以看出，共有4個(gè)家系的平均單株蓄積量超過2個(gè)無性系總體平均值即0.084 4 m3/株，它們分別是188、207、205和206號家系。生長最優(yōu)的是188號，其平均單株材積、樹高、胸徑、枝下高、冠幅、分枝和樹皮率分別為0.117 5 m3/株、13.88 m、14.75 cm、7.05 m、3.01 m、2.93%和18.17%，生長最差的家系是 193 號。生長最優(yōu)家系188號的平均單株蓄積、樹高和胸徑分別是對照(2個(gè)無性系)平均和最差家系193號的1 004.27%和720.94%、198.85%和185.24%、223.82%和 199.47%。

經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，與各性狀值總體平均最為接近的為DH201－2無性系。分枝得分值最大的家系有2個(gè)，分別是207號和205號;枝下高最大的家系為206號，達(dá)到7.36 m。冠幅和樹皮率得分值高于平均得分值(2.35 m和17.76%)的分別有10個(gè)和8個(gè)。52個(gè)月生時(shí)冠幅最大的3個(gè)家系分別是188號、206 號和207 號，分別達(dá)到3.01、2.86 和2.73 m。

2.3 家系/無性系性狀的綜合分析及無性系選擇

利用每個(gè)品系各項(xiàng)生長指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值作為參試桉樹家系/無性系生長水平能力的綜合評定標(biāo)準(zhǔn)，該值越大，該家系/無性系生產(chǎn)力水平越高[19－20]。經(jīng)計(jì)算后平均隸屬函數(shù)值結(jié)果見表4。

表3 桉樹無性系各性狀多重比較及鄧肯檢驗(yàn)結(jié)果(α=0.01)Tab.3 Duncan’s test on growth traits of 15 Eucalyptus families/clones(α=0.01)

表4 不同桉樹家系/無性系生長指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值Tab.4 average subordinative function value of 15 Eucalyptus families/clones

表4可知，平均隸屬函數(shù)值最大的3個(gè)家系分別為206號、213號和188號，亦即為綜合生長水平最好的3個(gè)家系，其平均值分別為0.588、0.561和0.527，評定最差的家系為182號，其評估得分值為0.370。兩個(gè)無性系對照GL－9和DH201－2盡管生長整齊，適應(yīng)性較強(qiáng)，但總體分表現(xiàn)卻不是最高的，分別排全部參試家系/無性系的第2和第11位，其平均隸屬函數(shù)值分別為0.580和0.455。

2.4 家系/無性系離子注入后相關(guān)性狀的分析

從表3和表4分析，綜合了冠幅、枝下高、分枝及樹皮率性狀影響的家系/無性系平均隸屬函數(shù)法生長評價(jià)，結(jié)果不同于單純以家系單株蓄積為指標(biāo)的排序情況。平均單株蓄積最高的188號家系綜合生長水平僅排在第4位，而平均單株蓄積排第5的206號家系綜合生長水平卻排在第1位;超過2個(gè)對照無性系平均隸屬函數(shù)值的家系有3個(gè)家系，分別為206號、213號和188號;對照GL－9無性系無論平均單株蓄積或平均隸屬函數(shù)值均在各自排序中位列第2，其單一性狀評價(jià)和綜合性狀評價(jià)均不為最高;而無性系DH201－2在兩種排序中均排列較后，說明在該林分中可選擇到較多綜合生長水平超過無性系對照的優(yōu)良單株，這些優(yōu)株是今后無性系繁育推廣的基因資源和優(yōu)良材料。

3 結(jié)果與討論

(1)在立地條件和栽培措施相同的情況下，52月生時(shí)15個(gè)家系/無性系的樹高、胸徑、單株蓄積、冠幅、枝下高、分枝和樹皮率在家系/無性系和交互效應(yīng)間均存在著顯著到極顯著差異水平，表明所有性狀在參試的不同家系/無性系之間差異均較大，家系影響著生長水平，其差異顯然受強(qiáng)烈的遺傳因素影響。

(2)多重比較分析表明，參試家系中平均單株蓄積生長最快的是188號，前3位分別為188號、207號和205號，這些家系在粵中地區(qū)生長迅速，是紙漿材培育選用的重點(diǎn)家系，也可作為雜交選育材料的親本，以獲得更高生長水平的子代。3個(gè)家系平均單株蓄積分別是2個(gè)無性系對照139.30%、111.32%和110.14%;182號家系則表現(xiàn)為生長緩慢，形質(zhì)指標(biāo)不佳，不適宜在本地區(qū)生長，應(yīng)加以淘汰。

(3)平均隸屬函數(shù)法綜合評定各家系/無性系生長，最優(yōu)前3家系分別206號、213號和188號。對照無性系GL－9和DH201－2盡管生長平均，適應(yīng)性較強(qiáng)，但在該試驗(yàn)中總體生長表現(xiàn)排序?yàn)榈?和第11位。平均隸屬函數(shù)值排序排在前5位的家系分別是206、213、188、211和207號家系，它們均為經(jīng)過離子注入后的參試家系，而非注入家系綜合生長排名最好的僅位列第6位，且排前5位的離子注入家系包括有尾巨桉、尾葉桉、巨桉，說明離子注入是一種具有廣譜性促進(jìn)生長的誘變育種方式，這與筆者早期研究和代西梅等[7，14－15]研究結(jié)果一致。

(4)如在華南地區(qū)篩選結(jié)合大徑材高產(chǎn)、材性佳、抗逆性強(qiáng)等特性的區(qū)域性或廣譜性優(yōu)良無性系，今后需對該家系/無性系測定林進(jìn)行進(jìn)一步觀測、選擇和研究[21]。以穩(wěn)定優(yōu)良單株作為雜交親本，加入抗逆性、材性、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，繁育和選擇優(yōu)良子代經(jīng)無性系測定后再推廣，有助于豐富無性系遺傳基礎(chǔ)，提高大面積推廣桉樹人工林的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

致謝:陳儒香、黃宏健、胡楊、譚沛濤等人在調(diào)查、研究中給予了幫助，謹(jǐn)致謝意!

[1]徐建民，白嘉雨，甘四明.尾葉桉家系綜合選擇研究[J].林業(yè)科學(xué)研究，1996，9(6):561－567.

[2]吳坤明，吳菊英，徐建民，等.桉樹雜交育種的研究[J].林業(yè)科學(xué)研究，1996，9(5):504 －509.

[3]吳坤明，吳菊英，甘四明.桉樹雜交育種及雜種優(yōu)勢的利用簡介[J].廣東林業(yè)科技，2001，17(4):10－15.

[4]Pegg R，李海佳，李宏偉，等.廣西桉樹人工雜交育種研究[J].廣西林業(yè)科學(xué)，2006，35(4):238－242.

[5]王俊林，徐建民，李光友，等.尾葉桉家系在粵東地區(qū)的生長選擇研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(19):11568－11571.

[6]沈明山，蔣先志，徐金森，等.注入碳離子對甜菊的生物學(xué)效應(yīng)[J].植物學(xué)報(bào)，2000，42(9):892－897.

[7]代西梅，黃群策，黃延偉.低能氮離子束注入馬齒莧的生物學(xué)效應(yīng)[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2005，21(1):29－31.

[8]曾憲賢.離子注入作物改良和生物效應(yīng)的進(jìn)展[J].新疆工學(xué)院學(xué)報(bào)，1996，17(1):56－59.

[9]李光友.N+注入尾葉桉、巨桉及其雜種誘變育種研究[D].北京:中國林業(yè)科學(xué)研究院，2010.

[10]申文輝，李宏偉，黃錫澤，等.東門無性系選育研究[J].桉樹科技，2004(2):9－15

[11]徐建民，陸釗華，白嘉雨，等.海南島西北部桉樹無性系選擇研究[J].桉樹科技，2004(1):1－6.

[12]王明庥.林木育種學(xué)概論[M].北京:中國林業(yè)出版社，1989:146－182.

[13]陸釗華.尾葉桉種內(nèi)種間交配遺傳分析及F1選擇研究[D].北京:中國林業(yè)科學(xué)研究院，2009.

[14]李光友，徐建民，白嘉雨，等.離子注入對桉樹苗期葉性狀的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(8):3223 －3225，3261.

[15]李光友，徐建民，白嘉雨，等.離子注入對桉樹萌發(fā)及苗期生長的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27(5):44－48.

[16]Mckenney D W，Davis J S，Turnbull J W，et al.The impact of Australian tree species research in China[A].ACIAR Economic Assessment Series[C]，Canberra:1991(12):6 －7.

[17]黃少偉，謝維輝.實(shí)用SAS編程與林業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社.2001，178－181.

[18]SAS Institute Inc.SAS/STAT User’s guide[M].version 6:vol.1，vol.2.Fourth ed.Cary，NC:SAS Institute Inc，1990:891－996，1661 －1673.

[19]許桂芳，張朝陽，向佐湘.利用隸屬函數(shù)法對4種珍珠菜屬植物的抗寒性綜合評價(jià)[J].西北林業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，24(3):24－26.

[20]黃承玲，陳訓(xùn)，高貴龍.3種高山杜鵑對持續(xù)干旱的生理響應(yīng)及抗旱性評價(jià)[J].林業(yè)科學(xué)，2011，47(6):48－54.

[21]徐建民，白嘉雨，陸釗華.華南地區(qū)桉樹可持續(xù)遺傳改良與育種策略[J].林業(yè)科學(xué)研究，2001，14(6):587－594.