谷麗萍 鄭 畹 李思廣 常恩福 韓明躍 李 婭 李衛(wèi)沖 廖聲熙 李 立
(1.云南省林業(yè)科學(xué)院,云南昆明650204;2.西南林業(yè)大學(xué),云南昆明650224;3.國有祿豐村林場(chǎng),云南宜良650200;4.中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲所,云南昆明650224)
云南松不同種源和家系苗期生長(zhǎng)性狀分析
谷麗萍1鄭 畹1李思廣1常恩福1韓明躍2李 婭1李衛(wèi)沖3廖聲熙4李 立4
(1.云南省林業(yè)科學(xué)院,云南昆明650204;2.西南林業(yè)大學(xué),云南昆明650224;3.國有祿豐村林場(chǎng),云南宜良650200;4.中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲所,云南昆明650224)
以混合家系為對(duì)照,對(duì)云南松12個(gè)種源78個(gè)家系的苗高和地徑生長(zhǎng)性狀進(jìn)行了測(cè)定與分析。結(jié)果表明:不同種源、家系與混合家系間的苗高和地徑生長(zhǎng)差異顯著,其中表現(xiàn)最好的是云南石屏種源,其次為云南宜良、彌渡、祿豐和四川德昌種源,表現(xiàn)最差的是四川鹽邊種源;參試家系苗高生長(zhǎng)量表現(xiàn)最好的是石屏龍朋45號(hào)家系,地徑生長(zhǎng)量表現(xiàn)最好的是石屏龍朋52號(hào)家系;苗期綜合表現(xiàn)較好的家系有17個(gè),分別是3、4、22、23、41、45、47、51、52、54、55、65、67、73、74、78、80號(hào)家系和混合家系;采用不同種源苗木地徑和苗高進(jìn)行逐步聚類分析,12個(gè)種源可分為5類,根據(jù)各種源苗期地徑、苗高的生長(zhǎng)狀況,初步篩選出云南石屏種源高徑生長(zhǎng)均最好,云南騰沖、彌渡、祿豐、宜良和四川德昌種源生長(zhǎng)次之。
云南松;種源;家系;苗期、生長(zhǎng)量
云南松(Pinus yunnanensis)是松科(Pinaceae)松屬常綠針葉喬木,作為我國西部偏干性亞熱帶的典型代表群系,云南松林屬暖溫性針葉林[1]。其以云南高原為起源中心和分布中心,分布于東經(jīng)97°46′~105°54′、北緯23°~28°,垂直分布范圍為海拔800~3 500 m[2-3],是荒山造林的先鋒樹種和重要的用材及采脂樹種,在我國西南地區(qū)被廣泛用于人工造林,在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用[4-5]。根據(jù)云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院2007年森林資源連續(xù)清查結(jié)果表明,云南松林現(xiàn)有面積為292.24萬hm2,占云南省林分總面積的19.63%、森林總蓄積量的14.28%[6]。然而,長(zhǎng)期以來,云南松林分的人為逆向選擇,造成種內(nèi)群體、個(gè)體的遺傳多樣性減少和丟失現(xiàn)象十分嚴(yán)重。因此,從長(zhǎng)期的育種策略出發(fā),在較短時(shí)間內(nèi)將優(yōu)良遺傳資源盡量保存下來[7],不斷擴(kuò)大種內(nèi)遺傳多樣性基礎(chǔ),就顯得尤為重要。
近年來,云南省在繼續(xù)開展國家天然林保護(hù)和退耕還林工程實(shí)施的同時(shí),也開展了大面積的低產(chǎn)低效林改造工作,云南松是主要的造林樹種。由于種源和家系的遺傳適應(yīng)性差異,其從苗期就表現(xiàn)出生長(zhǎng)的分化。因此,本研究依托“云南松二代育種技術(shù)研究與示范”課題,進(jìn)行了云南松12個(gè)種源、78個(gè)家系和混合家系苗期生長(zhǎng)性狀的分析,旨在為云南松優(yōu)良種源和家系的苗期選擇提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)地位于宜良縣祿豐村林場(chǎng)尖山林區(qū),海拔1 920m,本區(qū)氣候?qū)俚嶂懈咴愋停麄€(gè)林區(qū)受印度洋西南季風(fēng)圈的較大影響,構(gòu)成亞熱帶與溫帶的緩沖氣候。冬春干旱少雨,夏秋多雨濕潤(rùn),每年6~8月為雨季,11月至翌年4月為旱季,全年降雨多集中在雨季,年平均降雨量995.3 mm;區(qū)內(nèi)日照強(qiáng)烈,年蒸發(fā)量1 710.9 mm,年平均氣溫17.5℃,最高氣溫35.1℃,最低氣溫-1.9℃,常年有霜期100天左右。土壤為山地森林紅壤,土層厚度中,肥力中等,立地條件一般。
2.1 試驗(yàn)材料
在補(bǔ)充收集云南松種質(zhì)資源的過程中,嚴(yán)格按照舒筱武對(duì)云南松種源區(qū)劃分的依據(jù)和方法[3],采集12個(gè)種源、78個(gè)家系和混合家系的種子培育苗木。其中云南騰沖種源古永家系4個(gè),石屏種源龍朋家系16個(gè),云南云龍種源天池家系15個(gè),永仁種源白馬河混合家系1個(gè),云南祿豐種源一平浪家系14個(gè),宜良種源尖山家系5個(gè),昆明種源大馬山混合家系1個(gè),彌渡種源石碬大凹混合家系1個(gè),四川會(huì)理種源益門家系2個(gè),四川德昌種源小高家系2個(gè),云南維西種源塔城家系7個(gè),四川鹽邊種源共和家系10個(gè)。
2.2 試驗(yàn)方法
2013年3月在祿豐村林場(chǎng)尖山林區(qū)苗圃地進(jìn)行育苗試驗(yàn)。將12個(gè)種源、78個(gè)家系(以混合家系為對(duì)照)的種子分別按編號(hào)播入營(yíng)養(yǎng)袋中育苗,營(yíng)養(yǎng)袋的規(guī)格為12 cm×15 cm,營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)由80%的生地土+10%的菌根土+5%的火燒土+5%的過磷酸鈣混合均勻組成。不同種源、家系按隨機(jī)區(qū)組排列,根據(jù)采種情況,最少的家系的苗木至少培育100株以上,多的超過1 000株。每個(gè)家系為1個(gè)小區(qū),重復(fù)3次,每個(gè)重復(fù)為1個(gè)區(qū)組。
2.3 調(diào)查及分析方法
在2014年7月苗木出圃造林之前,分別觀測(cè)其苗高和地徑,每個(gè)種源、家系隨機(jī)測(cè)定20株。種源間的方差分析按種源中各家系和混合家系的平均值進(jìn)行計(jì)算,而每個(gè)種源的家系和混合家系由于數(shù)量不等,采取每組樣本不等的隨機(jī)設(shè)計(jì)模式來進(jìn)行分析。利用Excel、SPSS 16.0軟件[8]對(duì)所觀測(cè)云南松的苗高和地徑進(jìn)行分析處理。
3.1 不同種源間苗木生長(zhǎng)性狀比較
12個(gè)種源的云南松幼苗的苗高及地徑生長(zhǎng)量均存在著明顯差異,見表1。苗高表現(xiàn)最好的是云南石屏種源,平均苗高達(dá)13.2 cm;表現(xiàn)最差的是四川鹽邊種源,平均苗高為4.1 cm;云南石屏種源比四川鹽邊種源在苗高上高221.9%。地徑表現(xiàn)最好的是四川德昌種源,平均地徑為0.51 cm;表現(xiàn)最差的是云南騰沖種源,平均地徑為0.23 cm;四川德昌種源在地徑上比云南騰沖種源高121.7%。從苗高和地徑的綜合表現(xiàn)來看,表現(xiàn)最好的是云南石屏種源,其苗高和地徑分別為13.2 cm和0.45 cm,與其他種源存在著明顯差異;其次為云南宜良、云南彌渡、四川德昌和云南祿豐種源;表現(xiàn)最差的是四川鹽邊種源。從地徑、苗高的變異系數(shù)來看,各種源間也存在著明顯差異。地徑變異系數(shù)最大的是云南騰沖種源,達(dá)50.64%;云南石屏種源次之,為46.37%;最小的是云南昆明種源,為17.72%。苗高變異系數(shù)最大的是云南維西種源,達(dá)57.63%;云南騰沖種源次之,為47.31%;最低的是云南昆明種源,僅為21.80%。從變異系數(shù)的差異能夠看出不同種源內(nèi)存在著豐富的遺傳變異,還需要進(jìn)一步開展種源內(nèi)優(yōu)良家系和混合家系的選擇,尤其是云南石屏和宜良種源。對(duì)12個(gè)種源云南松苗木的苗高、地徑生長(zhǎng)量進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表2。分析結(jié)果表明,不同種源間苗高與地徑生長(zhǎng)均達(dá)到差異極顯著水平。
表1 不同種源云南松苗木的生長(zhǎng)性狀差異Tab.1 The differences of growth performance from different Pinusyunnanensis provenances
表2 云南松不同種源之間的苗高和地徑生長(zhǎng)方差分析Tab.2 ANOVA of height and diameter of different Pinusyunnanensis provenances
3.2 不同家系間苗木的生長(zhǎng)差異
云南松不同家系苗木的生長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)見表3。由表3可知,不同家系與混合家系間的苗高和地徑生長(zhǎng)差異較大。其中地徑生長(zhǎng)量表現(xiàn)最好的是云南石屏種源龍朋52號(hào)家系,為0.71 cm;表現(xiàn)最差的是四川鹽邊種源共和29號(hào)家系,為0.16 cm,前者比后者高343.8%。苗高生長(zhǎng)量表現(xiàn)最好的是云南石屏種源龍朋45號(hào)家系,為22.6 cm;表現(xiàn)最差的是云南維西種源塔城6號(hào)家系和四川鹽邊種源共和29號(hào)家系,均為2.9 cm;前者比后者高679.3%。苗期表現(xiàn)較好的家系及混合家系有17個(gè),分別屬于7個(gè)種源。其中云南騰沖種源古永家系入選2個(gè)家系,分別為3、4號(hào)家系;云南云龍種源天池家系入選2個(gè)家系,分別為22、23號(hào)家系;四川德昌種源小高家系入選1個(gè)家系,為41號(hào)家系;云南石屏種源龍朋家系入選6個(gè)家系,分別為45、47、51、52、54、55號(hào)家系;云南祿豐種源一平浪家系入選3個(gè)家系,分別為65、67和73號(hào)家系;云南宜良種源尖山家系入選2個(gè)家系,為74、78號(hào)家系;云南彌渡種源石碬大凹混合家系入選1個(gè),為80號(hào)混合家系。苗期表現(xiàn)最差的為云南維西種源塔城6號(hào)家系和四川鹽邊種源28、29號(hào)家系。從家系和混合家系的入選結(jié)果來看,基本和入選的種源一致,除云南騰沖種源古永家系和云南云龍種源天池家系入選的4個(gè)家系外,其余均為入選種源的家系和混合家系。從地徑和苗高的變異系數(shù)來看,各家系和混合家系間也存在著顯著差異。地徑變異系數(shù)最大的是云南騰沖種源古永3號(hào)家系,達(dá)68.84%;云南石屏種源龍朋54號(hào)家系次之,為64.81%;地徑變異系數(shù)最小的是四川鹽邊種源共和33號(hào)家系,僅為11.40%。苗高變異系數(shù)最大的是云南維西種源塔城9號(hào)家系,達(dá)66.28%;云南騰沖種源古永3號(hào)家系次之,為55.94%;苗高變異系數(shù)最小的是四川德昌種源小高41號(hào)家系,僅為11.46%。從變異系數(shù)的顯著差異能夠看出不同家系和混合家系之間也存在著極為豐富的遺傳變異,為云南松良種壯苗的選擇和遺傳范圍的擴(kuò)大等奠定了良好的基礎(chǔ)。對(duì)78個(gè)家系和混合家系云南松苗木的苗高、地徑生長(zhǎng)量進(jìn)行方差分析結(jié)果(見表4)顯示,不同家系和混合家系之間苗高與地徑生長(zhǎng)均達(dá)到差異極顯著水平。
表4 云南松不同家系和混合家系之間的苗高和地徑生長(zhǎng)方差分析Tab.4 ANOVA of height and diameter of different and m ixed families of Pinus yunnanensis
3.3 不同種源苗期生長(zhǎng)聚類分析
以苗高、地徑作為因子,對(duì)12個(gè)云南松種源進(jìn)行聚類分析,結(jié)果見圖1。由圖1可知,12個(gè)云南松種源可分為5類,第1類為云南騰沖、云南彌渡、四川德昌、云南祿豐和云南宜良種源,第2類為云南云龍和云南昆明種源,第3類為云南石屏種源,第4類為云南永仁、四川會(huì)理和云南維西種源,第5類為四川鹽邊種源。根據(jù)分類結(jié)果,將12個(gè)云南松種源按照聚類分析分別統(tǒng)計(jì)其苗高、地徑的平均值(見表5)。由表5可以看出,第5類種源高生長(zhǎng)和徑生長(zhǎng)都處于最差狀態(tài),僅達(dá)到4.10 cm和0.260 cm;第4類種源為生長(zhǎng)較差類型;第3類種源為生長(zhǎng)最好類型,無論高生長(zhǎng)、徑生長(zhǎng)均處于第一,分別達(dá)到13.20 cm和0.450 cm;第1類種源屬于生長(zhǎng)較好類型;第2類種源屬于普遍型,高、徑生長(zhǎng)均處于5類中的中間。
表5 各類別苗期生長(zhǎng)性狀Tab.5 Seedlings growing performance of different groups
1)在宜良尖山培育的12個(gè)種源的云南松苗木,不同種源間在苗高與地徑生長(zhǎng)上差異顯著。表現(xiàn)最好的是云南石屏種源,與其他種源存在明顯差異;其次為云南宜良、云南彌渡、四川德昌和云南祿豐種源;表現(xiàn)最差的是四川鹽邊種源。由此可知,在云南松的地理種源間有著豐富的遺傳變異,在滇中培育其苗木時(shí)應(yīng)盡量合理利用這些有利的遺傳變異,首選云南石屏種源,其次是云南宜良、云南彌渡、四川德昌和云南祿豐種源。
2)78個(gè)家系的云南松苗木苗高、地徑生長(zhǎng)量差異顯著。苗高生長(zhǎng)量表現(xiàn)最好的是云南石屏種源龍朋45號(hào)家系,地徑生長(zhǎng)量表現(xiàn)最好的是云南石屏種源龍朋52號(hào)家系。苗期綜合表現(xiàn)較好的家系和混合家系有17個(gè),分別屬于7個(gè)種源。其中云南騰沖種源古永家系入選2個(gè)家系,分別為3、4號(hào)家系;云南云龍種源天池家系入選2個(gè)家系,分別為22、23號(hào)家系;四川德昌種源小高家系入選1個(gè)家系,為41號(hào)家系;云南石屏種源龍朋家系入選6個(gè)家系,分別為45、47、51、52、54、55號(hào)家系;云南祿豐種源一平浪家系入選3個(gè)家系,分別為65、67和73號(hào)家系;云南宜良種源尖山家系入選2個(gè)家系,為74、78號(hào)家系;云南彌渡種源石碬大凹混合家系入選1個(gè)家系,為80號(hào)混合家系。從家系和混合家系的入選結(jié)果來看,除云南騰沖種源古永家系和云南云龍種源天池家系入選的4個(gè)家系外,基本和入選的種源一致。
3)該試驗(yàn)結(jié)果表明,云南松的地理種源間存在著極為豐富的遺傳變異,不同家系和混合家系間在苗高、地徑2個(gè)主要生長(zhǎng)性狀上存在著顯著差異,該差異成為云南松優(yōu)良種源和優(yōu)良家系選擇的基礎(chǔ),也是進(jìn)行高世代良種選育的依據(jù)。
4)以歐氏距離對(duì)云南松不同種源苗期生長(zhǎng)進(jìn)行聚類分析,可將12個(gè)種源分為5類,第1類為云南騰沖、云南彌渡、四川德昌、云南祿豐和云南宜良種源,第2類為云南云龍和云南昆明種源,第3類為云南石屏種源,第4類為云南永仁、四川會(huì)理和云南維西種源,第5類為四川鹽邊種源。結(jié)合各種源苗期生長(zhǎng)情況,以地徑和苗高作為指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),以第3類種源為生長(zhǎng)最好類型,第1類種源屬于生長(zhǎng)較好類型,第5類種源生長(zhǎng)最差。
5)該試驗(yàn)僅為云南松12個(gè)種源78個(gè)家系和混合家系的苗期生長(zhǎng)性狀的初步分析比較,對(duì)其優(yōu)良種源、家系和混合家系的深入評(píng)價(jià)[9],還有待于造林后進(jìn)一步的觀測(cè)和研究。
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(責(zé)任編輯 張 坤)
Seedlings Growing Analysis of Different Provenances and Families of Pinus yunnanensis
Gu Liping1,ZhengWan1,Li Siguang1,Chang Enfu1,Han Mingyue2,Li Ya1,LiWeichong3,Liao Shengxi4,Li Li4
(1.Yunnan Academy of Forestry,Kunming Yunnan 650204,China;2.Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,China;3.Lufengcun State-owned Forest Farm,Yiliang Yunnan 650200,China 4.Research Institute of Resources Insects,Chinese Academy of Forestry,Kunming Yunnan 650224,China)
The height and basal diameter of Pinus yunnanensis seed lings of 12 provenances,78 families and the mixed family weremeasured and analyzed.The results showed that there were significant differences on height and diameter growth among provenances and families.At the provenance level,Shiping provenance of Yunnan was the best,next came Yiliang of Yunnan,Midu of Yunnan,Dechang of Sichuan and Lufeng of Yunnan,whereas the seedling growing performance of Yanbian of Sichuan was the worst.Evaluating at the family level,the fam ilieswith the best performance in height growth and diameter growth were Longpeng No. 45 and Longpeng No.52 respectively,all belonging to Shiping provenance of Yunnan.Taken together,there were 17 familieswith promising performance at seedling stage,they were No.3,4,22,23,41,45,47,51,52,54,55,65,67,73,74,78 and 80.Moreover,the performance of the mixed family was also good.Conducting cluster analysis based on the height and basal diameter of seedlings belonging to differentprovenances,12 tested provenances could be classified into 5 groups,Shiping of Yunnan was preliminarily screened out to be the best p rovenance,next came to Tengchong of Yunnan,Midu of Yunnan,Dechang of Yunnan,Lufeng of Yunnan,Yiliang of Yunnan.
Pinus yunnanensis;provenances;families;seedling stage;growth
S722.3
A
2095-1914(2016)02-0084-05
10.11929/j.issn.2095-1914.2016.02.014
2015-11-17
“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD01B0204)資助。
第1作者:谷麗萍(1974—),女,碩士,助理研究員。研究方向:森林資源培育與林木育種。Email:glpsxsc@163.com。
鄭畹(1962—),男,研究員,碩士生導(dǎo)師。研究方向:森林資源培育與林木育種。Email:zhengwan77@sina.com。