王家妍,方小榮,黃黎敏,申禮鳳,劉秀媚,李昌榮,魏國余
(1.廣西國有高峰林場,南寧 530002;2.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院,南寧 530002)
桉樹(Eucalyptus)因具有生長快速、產高量、經濟效益好、用途廣泛等特點被廣泛種植,現已成為主要人工林造林樹種之一,桉樹造林面積約占世界人工林造林面積的7.8%[1]。截止2014年,我國桉樹造林面積達到450 萬hm2,約占我國森林面積的2%,蓄積總量1.6 億m3,每年木材產量約占我國木材產量的1∕4[2-3],桉樹木材生產對我國木材安全及戰(zhàn)略儲備具有重要的意義。風害造成桉樹折斷、伏倒,是制約我國桉樹種植的主要氣候災害之一。桉樹抗風品種的選育一直是桉樹育種的重要工作,羅建中等[4]從遺傳變異角度對2年生桉樹雜交種的生長和遺傳變異進行研究,發(fā)現抗風性受加性基因控制,遺傳力為0.10~0.11,以尾葉桉(E.tereticornis)為母本的子代生長性狀和抗風指數遺傳力均高于以細葉桉(E. tereticornis)為母本的子代。崔之益等[5]對6 種立地條件下桉樹無性系的適生性進行評價,認為尾細桉(E.urophylla×E.tereticornis)系列的LH9224無性系抗風性強,可在臺風頻發(fā)地區(qū)推廣種植,尾巨桉(E.urophylla×E.grandis)系列DH32-26、DH32-13可在內陸少風害地區(qū)種植。朱英娟等[6]對不同地區(qū)25個桉樹無性系生長量和抗風性進行研究,選出UT6、華桉2 號等5 個速生、抗風性強的無性系。赤桉(E.camaldulensis)由于其獨特抗風能力,多位研究學者[7-8]已經開展赤桉抗風性研究,選出多個生長和抗風性較好的赤桉家系。廣西南部是桉樹人工林的主要種植區(qū),也是受臺風影響最嚴重的地區(qū),臺風過境給桉樹產業(yè)造成重大的損失,迫切需要生長快、抗風能力強的品系。
廣西國有高峰林場于2015年5月種植16 個桉樹無性系參試的試驗林,2018年9月強臺風“山竹”過境廣西,最大風力達到13 級,無性系試驗林受強臺風影響,為抗風品系選育提供機會。本文以16 個桉樹無性系對比試驗林為研究對象,測定生長性狀,調查抗風性指標,為篩選生長快、抗風性強的無性系提供基礎材料。
試驗地位于廣西國有高峰林場長客分場(108°14′08″E,22°56′10″N),地處南寧盆地的西北緣。南亞熱帶季風氣候,年均溫度21.8 ℃,大于或等于10 ℃活動積溫7 500 ℃,年均降水量1 200~1 500 mm[9]。丘陵地貌,平均海拔200 m,土壤為赤紅壤,土層厚度大于1 m,質地中壤。
無性系試驗用苗為組培苗,來自于國家林業(yè)和草原局桉樹研究開發(fā)中心和雷州林業(yè)局(表1)。16 個無性系采取隨機區(qū)組排列,設5 個重復,每個小區(qū)分4行5株種植。
人工整地挖穴,穴規(guī)格30 cm×30 cm×30 cm,株行距2 m×3 m,種植密度1 666株∕hm2。造林前施桉樹專用基肥0.5 kg∕株(總有效養(yǎng)分≥20%,N∶P∶K=8∶6∶6),2015年5月造林。造林后連續(xù)撫育3年,造林當年除草撫育2 次,第2、3年撫育1 次。結合除草每年追肥1次,采用桉樹專用追肥(總有效養(yǎng)分≥30%,N∶P∶K=15∶8∶7),施肥量0.5 kg∕株。
1.4.1 生長量調查
2018年11月進行無性系試驗林每木調查,包括胸徑、樹高,并計算樹木單株材積[10]。
單株材積V=0.000 062 876 7H0.96436D1.821621
其中H為樹高(m),D為胸徑(cm)。
1.4.2 風害情況調查
2018年9月強臺風“山竹”過境廣西,各無性系風害情況調查于2018年10月完成。根據廣西氣象局公布,“山竹”登陸時中心最大風力14 級(45 m∕s),到達南寧時風力9級(23 m∕s)。
風害等級參考6級風害等級劃分法[11],未受風害記為0 級,得0 分;與地面夾角60~90°記為Ⅰ級,得1 分;與地面夾角30~60°記為Ⅱ級,得2分;與地面夾角1~30°記為Ⅲ級,得3分;完全伏倒記為Ⅳ級,得4分;折斷記為Ⅴ級,得5分。
1.4.3 數據處理
采用Excel 2003、SPSS 19.0 軟件進行數據處理。
表1 參試無性系基本信息Tab.1 Basic information of Eucalyptus clones
對16 個桉樹無性系樹高、胸徑和單株材積進行單因素方差分析,結果表明無性系之間樹高、胸徑和單株材積差異極顯著(表2)。樹高變化范圍8.9~12.7 m,平均樹高11.2 m;胸徑變化范圍7.4~12.1 cm,平均胸徑10.3 cm;單株材積變化范圍0.019 6~0.068 1m3,均值0.046 6 m3;平均保存率79.3%,無性系16 號、8 號、5 號保存率排前3名,其保存率均大于90%,保存率較差的為6 號、15 號和7 號,保存率分別為41.03%、58.02%和61.25%(表3)。Duncan 多重比較表明,無性系8號、1 號、5 號單株材積極顯著高于7 號、10 號、14 號、15 號、13 號和16 號;8 號無性系樹高、胸徑和單株材積表現最優(yōu),分別比均值高出13.39%、17.48%、44.59%。
表2 16個桉樹無性系生長性狀和風害方差分析Tab.2 Analysis of variance for growth traits and wind-resistance of 16 Eucalyptus clones
表3 不同桉樹無性系間生長比較Tab.3 Growths of different Eucalyptus clones
無性系之間風害率和風害指數差異極顯著(表2)。對各無性系風害率和風害指數進行Duncan多重比較表明抗風性最差的是7號無性系,總風害率達59.80%,達到極顯著差異,主要遭受到Ⅰ級和Ⅱ級風害影響(表4)。2號和3號無性系總風害率極顯著小于16 號、13 號和7 號。風害指數較小的無性系為15 號、2 號、3 號、5 號、8 號和11 號無性系,均顯著小于7 號。調查還發(fā)現,9 號無性系易受風折危害,風折率達20.51%。
樹高、胸徑和單株材積3者之間均為極顯著正相關(P<0.01)(表5)。風害率與樹高呈極顯著負相關(P<0.01),與單株材積呈顯著負相關(P<0.05),說明風害對無性系樹高和單株材積影響較大,風害率越大則樹高、單株材積就越小,反之則越大。
運用系統聚類分析法對樹高、胸徑、單株材積、風害率和風害指數的平均值進行聚類分析(圖1)。根據樹狀聚類圖,按照生長指標和抗風性高低,將16 種桉樹無性系分為4 個類群,Ⅰ類為4、12、11、9、1、6、13、14 和10 號無性系,此類無性系生長速度中等、產量中等、抗風能力中等;Ⅱ類為16 號無性系,生長最慢、產量最小、抗風能力中等;Ⅲ類為2、15、3、5、8 號無性系,此類無性系生長速度快、產量大、抗風能力好;Ⅳ類為7號無性系,抗風能力最差、生長速度中等。
表4 不同無性系抗風性比較Tab.4 Wind-resistance of different Eucalyptus clones
表5 無性系各生長指標、抗風性的相關性分析Tab.5 Correlation analysis of growth index and wind-resistance of different Eucalyptus clones
圖1 16個桉樹無性系系統聚類分析Fig.1 Systematic cluster analysis of 16 Eucalyptus clones
16個桉樹無性系樹高、胸徑和單株材積3個性狀之間兩兩呈極顯著相關,單株材積與胸徑關系最密切,相關系數達到0.99,這一結果與解懿妮等[12]研究桉樹雜交種材積和胸徑相關性結果一致。樹木抗風性與冠幅、樹高、應力波速和生長應變值呈顯著相關性[13],尚秀華等[7]研究表明,赤桉樹高、單株材積與抗風性的相關性在表型、遺傳和環(huán)境上均高于其他性狀。本研究結果與尚秀華等[7]研究結果基本一致,樹高和單株材積對風害更敏感,風害顯著影響無性系樹高和單株材積。
林木材積是評價森林資源的重要指標[14],通過生長量差異性對比發(fā)現,有10 個無性系單株材積超過群體平均值,其中8號無性系樹高、胸徑、單株材積表現最好,分別為12.7 m、12.1 cm、0.068 1 m3,年平均蓄積生長量可達31.96 m3∕(hm2·a)。對單株材積排名前10 的無性系親本分析,發(fā)現除2種無性系為純種無性系(8號和9號),其余全為雜交無性系,這與曹加光等[15]研究雜交無性系具有較好的材積水平和開發(fā)潛力的結果基本一致。就純種樹種而言,尾葉桉無性系(8 號和9 號)也有較高的生長量,尾葉桉是華南地區(qū)生長表現最好的純種樹種[16],從雜交種的表現來看,以韋塔桉為親本的雜交無性系具有生長優(yōu)勢,這與齊杰等[17]研究韋塔桉雜交無性系研究結果相同。
在抗風性方面,赤桉耐旱耐脊,抗風能力較好[7],本研究中15號無性系(赤桉)表現出優(yōu)良的抗風特性,但同為赤桉的16 號無性系抗風性卻一般,可能與個體間植株生長差異有關。
通過聚類分析,綜合16 個無性系樹高、胸徑、單株材積、風害率和風害指數的表現情況,2、15、3、5、8 號無性系總體表現較好,具有速生、產量高、抗風能力強的特性,可進一步監(jiān)測后期生長和抗風性表現。16號和7號無性系各方面表現較差,不宜在廣西南部地區(qū)推廣種植??紤]到林木生長和抗風性除受自身遺傳特性影響外,還受到氣候情況、立地條件、經營措施、風力、風向等多因素影響,還需在不同地區(qū)進行多點試驗,進一步研究不同無性系的生長情況和抗風能力。