徐明艷 聶艷麗 鄧桂香 唐紅燕
(1. 云南省林木種苗工作總站,云南 昆明 650215;2. 云南省林業(yè)和草原技術(shù)推廣總站,云南 昆明 650224;3. 普洱市林業(yè)和草原科學(xué)研究所,云南 昆明 665099)
西南樺(Betula alnoides)為樺木科、樺木屬的速生鄉(xiāng)土闊葉樹種,我國主要分布在云南熱區(qū)、廣西西部、西南部、西北部和貴州南部以及越南、老撾和緬甸,由于西南樺木材不易翹裂、不易變形,花紋和色澤美觀,因此其在傳統(tǒng)高檔家具、木地板、室內(nèi)裝飾材料、建筑、軍工、樂器、膠合板等有廣泛用途。云南熱區(qū)面積約占全省面積的四分之一,西南樺已經(jīng)成為云南熱區(qū)珍貴速生闊葉樹種,也是主要造林樹種[1-2]。
西南樺主要是以傳統(tǒng)的采種育苗方式進行造林,即采取種子育苗移栽造林,其存在林木良種培育所需時間長,良種運用不充分,林木生長相對緩慢,且分化嚴重等缺陷和不足。無性系林相對于實生苗造林,具有目標性狀相對整齊等優(yōu)點。目前,西南樺無性系組培苗增繁培養(yǎng)、生根培養(yǎng)、移植培育等技術(shù)日漸成熟[3-13],且西南樺無性系組培苗造林技術(shù)亦取得了突破性進展,但是西南樺無性系良種缺乏,從而影響了無性系林的發(fā)展及林木的產(chǎn)量和質(zhì)量。本研究在西南樺現(xiàn)有研究[14-17]的基礎(chǔ)上,充分利用西南樺優(yōu)良性狀明顯的單株,通過初選的優(yōu)良單株半同胞子代的3月齡苗進行超級苗觀測,對復(fù)選的超級苗進行無性系化、營建無性系測試林,按選育目標決選出優(yōu)良無性系,可將西南樺種質(zhì)資源的優(yōu)良性狀快速地應(yīng)用于生產(chǎn)中。林推1號、4號西南樺優(yōu)良無性系于2020年通過了云南省林木審定委員會的審定(良種號分別為S-SC-BA-004-2020、云S-SC-BA-005-2020)。
西南樺優(yōu)良無性系選育地包括2個地點:云南省臨滄市雙江縣沙河鄉(xiāng)邦協(xié)村和普洱市思茅區(qū)倚像鎮(zhèn)半坡村。雙江縣選育地海拔1 200~1 300 m,年平均氣溫19~21 ℃,最冷月均溫10 ℃,極端最高氣溫40.3 ℃,極端最低氣溫-5 ℃;年均降雨 量1 000~1 200 mm,年平均空氣 相 對 濕度80%以上,土壤有機質(zhì)含量為3.9%、土壤全氮含量為0.70 g/kg、土壤有效磷含量為25 mg/kg、土壤pH值為5.9的紅壤半陰坡地。思茅區(qū)選育地海拔1 300~1 500 m,年平均氣溫15~20 ℃,最冷月均溫11.7 ℃,極端最高氣溫32 ℃,極端最低氣溫-5 ℃;年均降雨量1 500 mm以上,年平均空氣相對濕度70%以上,土壤有機質(zhì)含量為4.1%、土壤全氮含量為0.80 g/kg、土壤有效磷含量為28 mg/kg、土壤pH值為5.8的赤紅壤半陰坡地。
項目組在前期開展的西南樺優(yōu)株選擇[17]的基礎(chǔ)上,于2006—2009年以速生用材為目標,在云南省德宏州、普洱市等地10個縣(市區(qū))初選出生長快、干型通直、頂端優(yōu)勢明顯、抗性好的優(yōu)良單株14株。
于2009年12月—2010年3月和2010年12月—2011年3月從西南樺初選的優(yōu)良單株上采集半同胞子代種子,進行播種育苗。當苗木3月齡時,于出圃前進行超級苗選擇。超級苗選擇標準為苗高大于平均苗高與5倍標準差的和的苗木,且地徑大于平均地徑與5倍標準差的和,根系具根索。將入選的超級苗木移栽到黑色育苗容器中(育苗容器規(guī)格為40 cm × 35 cm),作為外植體取材材料。以超級苗莖尖為外植體,通過組培繁殖無性系化,獲得西南樺無性系36個,根據(jù)各無性系幼林成活情況、生長性狀,篩選出4個西南樺無性系,即1號無性系、2號無性系、3號無性系、號無性系。
1.3.1林地清理、整地及施基肥
2010年7月和2012年7月分別在臨滄市雙江縣沙河鄉(xiāng)邦協(xié)村和普洱市思茅區(qū)倚像鎮(zhèn)半坡村營建西南樺無性系現(xiàn)地測試林1.2 hm2,營建西南樺無性系測試林。造林當年5月前完成林地清理,小于35°的造林地采用全面清理方式,進行砍雜歸堆和砍雜煉山,坡度為35°以上的造林地采用帶狀清理方式,帶寬為1.5~2.0 m。采用穴狀整地方式,定植穴長、寬、深規(guī)格一般為40 cm × 40 cm ×40 cm。造林前每穴施500 g西南樺專用肥做基肥,其有機質(zhì)含量≥40%、N含量為5%、P2O5含量為2%,K2O含量為1%。造林密度采用寬行5 m、窄行3 m、株距2 m,密度為1 245株/hm2。
1.3.2試驗設(shè)計
采用隨機區(qū)組設(shè)計,供試的西南樺無性系為復(fù)選入選的4個無性系(1號、2號、3號、4號),以優(yōu)樹的半同胞子代實生苗為對照,共5個處理,每個小區(qū)定植30株,3次重復(fù)。
1.3.3撫育管理
按云南省地方標準《西南樺無性系組培苗造林技術(shù)規(guī)程》進行西南樺無性系造林[18],定植2個月后除草松土1次, 4個月后再除草松土1次;第2年5—6月、10—11月分別除草松土1次。第2年至第3年的5—6月,在樹冠滴水線處挖2~3個小穴,每株施尿素200 g、過磷酸鈣100 g、硫酸鉀50~100 g。種植8年時,在秋末冬初間伐,按砍小留大、砍弱留強、砍彎留直進行間伐,并清除病蟲危害的林木,按間伐強度20%~30%計,保留870~1 000 株/hm2。
2017年、2020年分別對雙江縣和思茅區(qū)西南樺無性系測試林進行觀測,測量指標有樹高、胸徑。樹高采用樹高測量儀測量,精確到0.1 m;胸徑采用圍尺測量,精確到0.1 cm。采用西南地區(qū)樺木二元立木材積表計算雙江縣、思茅區(qū)西南樺活立木蓄積量[19],生長量遺傳增益采用如下公式(1)進行計算。
采用Excel進行數(shù)據(jù)方差分析,采用SPSS進行[20-21]多重比較分析。
2.1.1雙江縣無性系測試林生長情況
雙江縣8年生西南樺無性系測試林生長情況見表1,從表1可以看出:1號無性系和4號無性系的樹高與其他處理差異顯著(P< 0.05),2號無性系與對照差異顯著(P< 0.05),2號無性系與3號無性系差異不顯著,3號無性系和對照差異不顯著;西南樺1號無性系的樹高最高達11.50 m,較對照高出38.9%。1號、2號和4號無性系的胸徑與對照差異極顯著(P< 0.01),1號、2號和4號無性系的胸徑與3號無性系差異不顯著,3號無性系和對照差異不顯著;西南樺4號無性系的胸徑最粗達14.19 cm,較對照高出34.8%。
表 1 雙江縣西南樺無性系測試林生長情況Table 1 Growth of clonal test forest on B. alnoides in Shuangjiang County
綜合雙江縣樹高和胸徑的分析結(jié)果,西南樺1號無性系4號無性系可以作為雙江縣決選優(yōu)良無性系推出。
2.1.2思茅區(qū)無性系測試林生長情況
思茅區(qū)9年生西南樺無性系測試林生長情況見表2,從表2可以看出:西南樺1~4號無性系的樹高均極顯著高于對照,4號無性系的樹高最大達13.18 m,較對照高37.6%。1號、3號、4號無性系的胸徑顯著高于對照(P< 0.05),以3號無性系的胸徑最大達15.67 cm,較對照高35.7%;2號無性系的胸徑高于對照,但不顯著。
表 2 思茅區(qū)西南樺無性系測試林生長情況Table 2 Growth of clonal test forest on B. alnoides inSimao District
綜合思茅區(qū)樹高和胸徑的分析結(jié)果,西南樺1號、3號和4號無性系可以作為思茅區(qū)決選優(yōu)良無性系推出。
雙江縣和思茅區(qū)的西南樺無性系測試林的活立木蓄積量、增益情況見表3。從表3可以看出,雙江縣4個無性系與對照在高生長量上遺傳增益分別為:38.89%、20.89%、9.90% 、38.53%,樹高增益最大的是1號無性系,樹高遺傳增益最低的是3號無性系;在胸徑生長量的遺傳增益分別為:33.90%、24.31%、13.01%、34.76%;活立木蓄積量遺傳增益分別為:163.64%、133.33%、57.58%、163.64%。思茅區(qū)4個無性系與對照相比,在高生長量上遺傳增益分別為:26.72%、22.96%、25.16% 、37.58%,樹高增益最大的是4號無性系,增益最低的是2號無性系;在胸徑生長量的增益分別為:32.12%、17.92%、35.67%、28.66%,胸徑增益最大的是3號無性系,增益最低的是2號無性系;活立木蓄積量增益分別為122.22%、64.81%、120.37%、83.33%,增益最大的是1號無性系,增益最低的是2號無性系。
表 3 西南樺無性系林生長情況及遺傳增益Table 3 Growth and genetic gain of B. alnoides clonal forest
2.3.1優(yōu)良無性系決選情況
對雙江縣的樹高和胸徑進行方差分析,差異均極顯著。在樹高的多重比較中, 1號無性系和4號無性系與其他無性系和對照差異極顯著(P<0.01);胸徑的多重比較中,1號無性系、2號無性系和4號無性系與其他無性系和對照差異極顯著(P< 0.01)。
對思茅區(qū)西南樺的樹高和胸徑進行方差分析,樹高差異極顯著(P< 0.01),胸徑差異顯著(P< 0.05)。在樹高的多重比較中, 1~4號無性系與對照差異極顯著(P< 0.01);在胸徑的多重比較中,1號、3號和4號無性系與2號無性系差異不顯著,1號、3號和4號無性系與對照差異顯著(P< 0.05),2號無性系與對照差異不顯著。
綜合雙江縣和思茅區(qū)2個無性系測試林的樹高和胸徑的方差分析和多重比較,決選出1號無性系和4號無性系,即林推1號西南樺優(yōu)良無性系、林推4號西南樺優(yōu)良無性系。
2.3.2優(yōu)良無性系性狀分析
林推1號西南樺優(yōu)良無性系的母樹位于普洱市西盟縣勐梭鎮(zhèn)小馬散村,小地名小馬散,地理位置E99°58′23.5″,N23°36′14.7″,海拔1 394 m。樹高32 m,胸徑33.5 cm,冠幅9 m × 9 m,樹齡38 a;林推4號西南樺優(yōu)良無性系的母樹位于德宏州潞西縣芒市下東村,小地名樺桃林四岔路。海拔1 443 m,坡位上部,坡向南坡,坡度10°。樹高32 m,胸徑48 cm,樹齡36年。
林推1號西南樺優(yōu)良無性系具有速生特點,在雙江縣和思茅區(qū)西南樺優(yōu)良無性系年平均樹高、胸徑、活立木蓄積量分別為1.40 m、1.73 cm、0.012 104 m3,分別高出對照33%、33%和139%,干型通直、皮孔紅、尖削度小,分枝少;葉紙質(zhì)、卵圓形,長8~13 cm,邊緣呈不規(guī)則鋸齒;特異性明顯,一致性、穩(wěn)定性好。林推4號西南樺優(yōu)良無性系具有速生特點,在雙江縣和思茅區(qū)西南樺優(yōu)良無性系年平均樹高、胸徑、活立木蓄積量分別為1.45 m、1.71 cm、0.010 938 m3,分別高出對照38%、32%和116%。干型通直、皮孔白、分枝角大;葉紙質(zhì)、卵圓形;葉長12~15 cm,邊緣呈不規(guī)則鋸齒;特異性明顯,一致性、穩(wěn)定性好。林推1號、林推4號西南樺優(yōu)良無性系在熱區(qū)適應(yīng)性強,可在海拔1 200~1 600 m,年降雨量900~1 500 mm的云南等適生區(qū)栽植和推廣。
在本研究中4個西南樺無性系在2個不同州市營建無性系測試林,不同無性系間的樹高和胸徑的生長差異顯著,尤其是思茅區(qū)的西南樺胸徑生長量只是在α = 0.05水平上有差異,這可能與2個測試林地點的小氣候生態(tài)差異有關(guān),與李榮珍等的研究結(jié)果有相似之處。廣西百色的西南樺的樹高和胸徑生長量可能受環(huán)境的影響比較大,與氣候條件密切相關(guān),尤其是海拔、溫濕度指標等[22]。本研究中不同州市的西南樺測試林生長量不同是否是因兩地的海拔、溫濕度不同而引起,有待于進一步的試驗和研究。
雙江縣西南樺無性系測試林樹高和胸徑的方差分析結(jié)果及多重比較結(jié)果,1號無性系和4號無性系可以作為決選優(yōu)良無性系推出,思茅區(qū)西南樺無性系測試林中1號無性系、3號無性系和4號無性系可以作為決選優(yōu)良無性系推出。綜合雙江縣和思茅區(qū)2個西南樺無性系測試林的決選結(jié)果,最終決選出西南樺1號無性系、西南樺4號無性系,即林推1號和林推4號西南樺優(yōu)良無性系。其具有速生豐產(chǎn)性、干型通直、頂端優(yōu)勢明顯、抗性較好等優(yōu)良性狀。上述性狀是西南樺無性系林8年生、9年生調(diào)查統(tǒng)計和試驗后得出的結(jié)果。隨著樹齡的增長,為判斷西南樺無性系優(yōu)良性狀的穩(wěn)定性,后期還要持續(xù)跟蹤調(diào)查。