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        1.5代杉木種子園不同無性系結(jié)實及種子差異

        2019-04-26 00:39:22陳仕昌李魁鵬黃開勇董利軍譚文婧
        廣西林業(yè)科學(xué) 2019年1期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)量

        陳仕昌,李魁鵬,黃開勇,戴 俊,董利軍,譚文婧,梁 機

        ((1.廣西大學(xué)林學(xué)院,南寧 530004;2.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院,南寧 530002;3.廣西融水縣貝江河林場,融水 545300)

        杉木(Cunninghamia lanceolata)是我國南方重要的速生用材樹種之一,具速生、材性優(yōu)良、分布廣等特點,廣泛用于建筑、家具、器具、造船等方面。杉木種子園是杉木良種生產(chǎn)基地,是實現(xiàn)杉木速生豐產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的主要途徑。廣西是我國杉木主產(chǎn)區(qū)之一,全區(qū)已建成多個杉木種子園[1]。前期杉木種子園在建設(shè)過程中對建園材料的選擇往往側(cè)重于杉木的速生性、材性,較少考慮結(jié)實特點[2-3]。為了解杉木無性系的種實特性,本研究以廣西融水貝江河林場1.5代種子園無性系為研究對象,比較不同無性系間球果產(chǎn)量、球果形態(tài)特征以及種子性狀的差異及相關(guān)性,利用主成分分析法進行評價,初步篩選球果產(chǎn)量和種實性狀兼優(yōu)的無性系,可作為高世代種子園的備選材料。

        1 材料與方法

        1.1 試驗地概況

        試驗材料來自廣西融水貝江河林場1.5代杉木種子園(109°11′E,24°57′N),屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候,極端最高氣溫38.6℃,極端最低氣溫-3℃,年均氣溫18.4℃,年均降水量1 824.8 mm,無霜期320 d以上,年日照時數(shù)達1 699 h以上。種子園海拔300~800 m,土壤以紅壤為主,土層深厚疏松,pH值4.0~5.0。

        該種子園始建于2008年,2010年開始嫁接,2013年種子園開始結(jié)果。穗條主要由融安西山林場和全州咸水林場提供,共收集全區(qū)杉木優(yōu)良無性系110個。按照坡位、坡向、坡度進行小區(qū)劃分,共劃分為8大區(qū)30小區(qū),每個小區(qū)隨機配置30個以上無性系,按株行距4 m×4 m種植。

        1.2 研究方法

        1.2.1 無性系球果產(chǎn)量及種實性狀測定

        隨機選取27個無性系進行測定,每個無性系選取4株生長情況基本一致的母樹,調(diào)查球果性狀。2017年10月進行單株采果,按無性系號分別采摘后進行稱重,計算不同無性系球果產(chǎn)量。隨機選取種鱗未脫落的40個球果進行球果特征指標測定。分別用電子天平和游標卡尺測定球果鮮重,球果縱徑(最長處)、球果橫徑(最寬處),計算果體積[8],果體積 =1/3π(果徑/2)2×果長。將球果按照無性系號分別放回袋中,統(tǒng)一進行球果烘干處理,待球果完全干裂后,取出種子,將4株母樹種子充分混合后進行種子發(fā)芽實驗及優(yōu)良度測定[4]。

        1.2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

        用Excel 2016和SPSS 21.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、方差齊性檢驗,用Duncan新復(fù)極差法進行單因素方差分析,采用Pearson相關(guān)系數(shù)進行相關(guān)性分析,變異系數(shù)(式中:σi為標準差,為平均值)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同無性系球果形態(tài)差異

        根據(jù)杉木球果形態(tài)特征的不同,通??煞譃榫o包型、松張型、反翹型3種[5],調(diào)查結(jié)果表明,融水縣貝江河林場1.5代杉木種子園以松張型比例最大,占調(diào)查總數(shù)的51.91%,緊包型次之,反翹型最小。同一無性系的球果類型基本一致,但少數(shù)無性系的球果類型有2種或以上,如11號和16號以松張型為主,也有少量的反翹型球果。

        2.2 球果產(chǎn)量及形態(tài)特征

        對1.5代杉木種子園27個無性系球果產(chǎn)量進行方差分析(表1),球果產(chǎn)量達到顯著水平(P<0.05),球果縱徑、球果橫徑、球果單重、果形指數(shù)、果體積達到極顯著水平(P<0.01)。參試無性系的單株球果產(chǎn)量介于0.78~7.18 kg(表2),其中10號無性系單株球果產(chǎn)量最大(7.18 kg),其次是12號、20號、4號、3號,而17號無性系單株結(jié)果量最?。?.78 kg),其中有10個無性系球果產(chǎn)量高于平均值,占參試無性系的37%,表明不同無性系之間球果產(chǎn)量差異較大。球果縱徑在23.71~32.22 mm,球果橫徑21.01~30.07 mm,單果重6.45~15.20 g, 果 形 指 數(shù) 1.02~1.21, 果 體 積2.54~8.14 cm3,表明不同杉木無性系的球果形態(tài)特征差異較大。變異系數(shù)(表2)大小順序為球果產(chǎn)量>果體積>單果重>球果橫徑>球果縱徑>果形指數(shù),表明杉木無性系的球果產(chǎn)量和球果形態(tài)特征存在不穩(wěn)定性,變異范圍廣,遺傳變異豐富,在營建高世代種子園或重建過程中對不同無性系進行篩選是必要的。

        表1 不同杉木無性系間球果性狀的方差分析Tab.1 Variance analysis of cone traits of different Cunninghamia lanceolata clones

        表2 不同杉木無性系間球果性狀的比較Tab.2 Comparison of cone traits among different Cunninghamia lanceolata clones

        2.3 種子性狀

        對27個無性系的種子性狀進行方差分析(表3),不同杉木無性系間發(fā)芽率、發(fā)芽勢、千粒重、優(yōu)良度、澀粒率均達到極顯著水平(P<0.01)。參試的無性系發(fā)芽率(表4)13.33%~51.33%,其中22號無性系發(fā)芽率最高,其次是14、11、24、18號,13號發(fā)芽率最低(13.33%),有15個無性系發(fā)芽率高于平均值,占參試無性系的55.55%。發(fā)芽勢為10.00~39.60,千粒重為4.27~8.59 g,優(yōu)良度為21.33%~66.00%,澀粒率為25.33%~62.00%。不同杉木無性系種子性狀變異系數(shù)為17%~50%,變異系數(shù)大小順序為澀粒率>發(fā)芽勢>發(fā)芽率>優(yōu)良度>千粒重,表明種子性狀變異范圍廣,遺傳變異豐富,選擇潛力大。

        表3 不同杉木無性系種子性狀的方差分析Tab.3 Variance analysis of seed traits of different Cunninghamia lanceolata clones

        表4 不同杉木無性系種子性狀的比較Tab.4 Comparison of seed traits among different Cunninghamia lanceolata clones

        2.4 不同性狀間相關(guān)性

        對不同杉木無性系球果產(chǎn)量、球果形態(tài)特征、種子性狀進行相關(guān)性分析表明(表5),不同無性系間球果縱徑、球果橫徑、單果重、果體積、千粒重之間呈極顯著正相關(guān)性;發(fā)芽率與發(fā)芽勢、優(yōu)良度呈極顯著相關(guān),與澀粒率顯著呈負相關(guān)性;發(fā)芽勢與優(yōu)良度呈極顯著正相關(guān),與澀粒率呈極顯著負相關(guān)。球果產(chǎn)量對果實形態(tài)特征及種子性狀相關(guān)性不顯著,表明球果產(chǎn)量對種實性狀影響不大。

        表5 不同杉木無性系性狀間相關(guān)性分析Tab.5 Correlation analysis of the different characterisics among different Cunninghamia lanceolata clones

        2.5 不同杉木無性系的綜合評價

        將不同無性系球果產(chǎn)量、球果縱徑、球果橫徑、單果重等11個性狀指標進行主成分分析,能夠起到降低指標維數(shù)、濃縮指標信息的作用。前4個主成分因子累計貢獻率達到86.55%,能夠較好的表現(xiàn)不同無性系球果產(chǎn)量、球果形態(tài)特征及種子性狀的信息。

        將27個無性系4個主成分因子的得分值與主成分的貢獻率相乘,得到每個無性系的綜合得分(表6)。21號無性系的得分最高,其次是3、1號無性系,按照30%入選率,選出綜合排名前8個無性系。

        表6 不同杉木無性系綜合評價結(jié)果Tab.6 Comprehensive evaluation of different Cunninghamia lanceolata clones

        3 結(jié)論與討論

        本研究可知,融水縣貝江河林場1.5代杉木種子園球果類型有松張型、緊包型、反翹型三種類型,其中以松張型為主,同一無性系的球果類型基本一致,但少數(shù)的無性系球果類型有2種類型。對27個杉木無性系11個指標的方差分析結(jié)果表明:球果縱徑、球果橫徑、單果重、果形指數(shù)、果體積、千粒重、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、優(yōu)良度、澀粒率之間的差異達到極顯著水平,球果產(chǎn)量達到顯著水平。球果產(chǎn)量、球果形態(tài)特征、種子性狀均存在不穩(wěn)定性,出現(xiàn)了不同程度的變異,其中變異系數(shù)最大的是球果產(chǎn)量、其次是果體積、發(fā)芽勢,說明對杉木種子園建園材料的再選擇是必要的,與陳蘇英等[6]、陳遠芳等[7]、鄭新華等[8]的研究結(jié)果基本一致。

        對各指標進行相關(guān)分析結(jié)果表明:球果產(chǎn)量與球果形態(tài)特征、種子性狀相關(guān)不顯著,球果縱徑、球果橫徑、果體積與千粒重存在極顯著相關(guān)性,千粒重與優(yōu)良度呈顯著相關(guān)性,發(fā)芽率與發(fā)芽勢極顯著相關(guān)。大量研究表明[9-13]:杉木種子園不同無性系球果產(chǎn)量與種子性狀均存在差異,且各性狀間存在相關(guān)性,各性狀受到坡位、坡度及管理因素的影響,并出現(xiàn)不同程度的變異,不同杉木無性系間球果產(chǎn)量存在較大的遺傳變異,主要由該無性系遺傳基因決定,并不受球果或種子性狀決定。

        10、12、20 、4號無性系在產(chǎn)量性狀方面較為優(yōu)良,顯著高于平均值,但在種子質(zhì)量性狀方面并不優(yōu)良,即球果產(chǎn)量高的種子質(zhì)量性狀并不一定優(yōu)良。丘進清等[14]研究認為,杉木種子園不同無性系間球果產(chǎn)量存在差異,在結(jié)實性狀穩(wěn)定且高產(chǎn)的無性系間仍存在生長性狀一般或者不良的無性系。利用主成分分析法對27個無性系11個指標進行綜合評價,初步篩選出21、3、1、26、13、12、7、11號球果產(chǎn)量和種實性狀兼優(yōu)的8個無性系,可作為高產(chǎn)種子園建園備選材料。

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