朱江華,歐斌,韓璐,李遠(yuǎn)章,歐述榮
(1.江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院,江西 贛州 341000;2.贛州市森源科技種苗場(chǎng),江西 安遠(yuǎn) 342100)
半楓荷Semiliquidambar cathayensis為金縷梅科Hamamelidaceae 半楓荷屬Semiliquidambar常綠喬木,國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物,是我國(guó)特有種,因葉異形,既似楓香樹Liquidambar formosana又似木荷Schima superba,具有楓香樹屬Liquidambar和蕈樹屬Altingia共有的綜合特征而得名[1-2]。半楓荷樹干通直,樹形卵形,極具觀賞價(jià)值,是優(yōu)良的園林綠化鄉(xiāng)土樹種,其木材材性穩(wěn)定,不易開裂,是造紙纖維原料,也是纖維板、刨花板等的優(yōu)質(zhì)原材料[3-5]。此外,半楓荷的藥用價(jià)值也極高,其根、枝、葉、樹皮和花蜜均可入藥,內(nèi)外皆用,具有祛風(fēng)除濕、舒筋活血等功效,又具有活血、化瘀、止痛的功效,是產(chǎn)區(qū)群眾自采自用的常見中藥材[6-7]。
半楓荷具有的重要價(jià)值,導(dǎo)致其被過度開發(fā),野生資源遭遇到了極大程度地破壞。半楓荷資源稀少,分布零散,主要分布于江西南部、廣西北部、貴州南部、廣東(海南島在內(nèi))、湖南南部等地的山區(qū)[8-9]。目前,對(duì)半楓荷的研究主要集中在苗木無性繁育方法[10-15]、化學(xué)成分提取和藥學(xué)研究[16-17]、栽培和混交造林[18-19]及對(duì)半楓荷葉進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析等方面[20-21]。羅仕祥[22]對(duì)福建連城的半楓荷生境進(jìn)行了調(diào)查,并采用3 株優(yōu)勢(shì)木對(duì)比法進(jìn)行了優(yōu)樹初選。但從子代苗期測(cè)定方面進(jìn)行半楓荷優(yōu)樹評(píng)價(jià)的研究尚未見報(bào)道。為此,本文對(duì)江西5 個(gè)種源的12 個(gè)半楓荷優(yōu)樹家系進(jìn)行采種育苗,測(cè)定其子代苗期生長(zhǎng)量,并進(jìn)行子代的生長(zhǎng)差異性分析,以期為半楓荷的優(yōu)樹選擇研究提供參考依據(jù)。
2018 年10—11 月,贛州市森源科技種苗場(chǎng)在半楓荷種源地,采用優(yōu)勢(shì)樹對(duì)比法選擇優(yōu)樹,并采集優(yōu)樹種子,優(yōu)樹家系與種源地情況見表1。2019 年3 月,在該苗場(chǎng)安遠(yuǎn)牛犬山育苗點(diǎn)進(jìn)行育苗。2020 年2 月,調(diào)查1年生苗木的苗高和地徑2 個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)。
表1 半楓荷優(yōu)樹家系的種源Table 1 The provenance of plus S.cathayensis tree
1.2.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地設(shè)置在贛州市森源科技種苗場(chǎng)苗圃地,該試驗(yàn)地位于江西省贛州市安遠(yuǎn)縣版石鎮(zhèn)牛犬山長(zhǎng)坑林班境內(nèi),地處坐標(biāo)為115°15′~ 114°30′ E,25°21′~ 25°30′ N,海拔為242 m,屬中亞熱帶季風(fēng)型濕潤(rùn)氣候區(qū),氣候溫和,雨量充沛,無霜期長(zhǎng),年平均氣溫為18.7℃,年積溫為5 923.2℃,年平均降水量為1 650 mm,相對(duì)濕度為76.4%,無霜期為282 d。
1.2.2 整地作苗床 苗圃地前茬作物是水稻田,土壤為砂壤土,pH 值5.5,肥力適中,排水良好。2018 年11月,清理雜草后機(jī)器翻耕、開溝,人工碎土作床,苗床寬為1.2 m,深溝寬為50 cm。
1.2.3 播種 2019 年3 月12 日,翻耕苗床,播種前先在床面上墊2 cm 厚的黃心土。3 月13 日播種,育苗試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),按30 kg·hm-2的播種量以塊狀撒播方式分優(yōu)樹家系進(jìn)行播種育苗,在分界區(qū)用杉木板條隔離,距離為5 cm 左右,放置PVC 塑料牌,記錄優(yōu)樹家系編號(hào)區(qū)域。播種后,覆蓋一層黃心土,厚度以不見種子為度,并加蓋10~ 15 cm 厚的芒箕Dicranopteris pedata以減小溫度變化梯度和保持濕潤(rùn)。
1.2.4 苗田管理 苗木田間管理主要是灌溉、除草、施肥、防蟲防病,其它苗田管理技術(shù)措施同一般苗木大田育苗。本試驗(yàn)中,播種后在4 月7 日出苗,于4 月10 日揭去芒萁,噴灑1 000 倍托布津一次,4 月27 日終出苗,優(yōu)樹家系的播種發(fā)芽成苗情況均良好,故未進(jìn)行間苗處理。苗田追施云峰牌復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)和九江牌尿素(總養(yǎng)分≥46%),于5 月12 日、5 月26 日、5 月28 日、7 月8 日追施復(fù)合肥,施肥量分別為3.75、7.50、7.50、7.50 kg·hm-2,于5 月17 日追施尿素,施肥量為2.25 kg·hm-2。
2020 年2 月,在每個(gè)優(yōu)樹家系育苗區(qū)采用機(jī)械布點(diǎn)法進(jìn)行樣地設(shè)置,小樣方面積為1 m2,在每個(gè)小樣方內(nèi)隨機(jī)抽取50 株苗木,用卷尺測(cè)量苗高,用游標(biāo)卡尺測(cè)量地徑。
利用Excel 軟件和SPSS 20.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,并采用Duncan’s 新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。變異系數(shù)(Vi)的計(jì)算公式為:
式中,σi表示標(biāo)準(zhǔn)差;表示平均值。
半楓荷不同優(yōu)樹家系苗高和地徑生長(zhǎng)量比較結(jié)果見表2,苗高和地徑生長(zhǎng)量方差分析結(jié)果見表3。由表2 和表3 可知,半楓荷不同優(yōu)樹家系的苗高、地徑生長(zhǎng)量差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01)。
表2 半楓荷不同優(yōu)樹家系苗高和地徑生長(zhǎng)量比較Table 2 Height and ground diameter growth of seedlings of different plus tree
表3 半楓荷不同優(yōu)樹家系苗高和地徑生長(zhǎng)量方差分析Table 3 ANOVA on height and ground diameter growth of seedlings of different plus S. cathayensis tree
12 個(gè)半楓荷優(yōu)樹家系的苗高總均值為66.76 cm,其中,7 個(gè)優(yōu)樹家系的苗高均值大于總均值,占比為58.33%;5 號(hào)優(yōu)樹家系的苗高最大,為72.04 cm,高出總均值7.91%,其Vi為0.208 6;其次是1 號(hào)優(yōu)樹家系,苗高為71.60 cm,高出總均值7.25%;12 號(hào)優(yōu)樹家系的苗高最小,為60.02 cm,低于總均值10.10%;3 號(hào)優(yōu)樹家系的苗高的Vi最大,為0.288 7,表明該優(yōu)樹家系的子代苗高生長(zhǎng)量離散程度最高。
12 個(gè)半楓荷優(yōu)樹家系地徑總均值為0.71 cm,其中,6 個(gè)優(yōu)樹家系的地徑均值大于總均值,占比為50.00%;12 號(hào)優(yōu)樹家系的地徑最大,為0.85 cm,高出總均值19.72%,Vi最小,為0.197 9,表明該優(yōu)樹家系的子代地徑生長(zhǎng)量離散程度相對(duì)較低;其次是11 號(hào)優(yōu)樹家系,地徑為0.79 cm,高出總均值11.27%;4 號(hào)優(yōu)樹家系的地徑最小,為0.61 cm,低于總均值14.08%;10 號(hào)優(yōu)樹家系地徑的Vi最大,為0.326 2,表明該優(yōu)樹家系的子代地徑生長(zhǎng)量離散程度最高。
半楓荷不同優(yōu)樹家系苗期苗高和地徑生長(zhǎng)量指標(biāo)間的相關(guān)性分析見表4。采用Pearson 相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行雙變量相關(guān)分析,結(jié)果表明苗高和地徑間的相關(guān)系數(shù)r=-0.361,P=0.249 >0.01,差異不顯著。這表明兩變量間不存在顯著的線性正相關(guān)關(guān)系,即地徑并不隨著苗高的增加而增加。
表4 半楓荷不同優(yōu)樹家系苗高和地徑生長(zhǎng)量相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis on height and ground diameter growth of seedlings of different plus S.cathayensis trees
利用SPSS 20.0 對(duì)12 個(gè)半楓荷優(yōu)樹家系的苗高和地徑指標(biāo)進(jìn)行聚類,以歐氏距離為遺傳距離,采用Ward聚類法,在遺傳距離5 處將參試材料分為4 類(圖1)。各類群具體指標(biāo)性狀生長(zhǎng)量情況見表5。
表5 半楓荷優(yōu)樹家系子代測(cè)定高和地徑生長(zhǎng)量各類群性狀特征Table 5 Progeny test on height and ground diameter growth of various groups of plus S.cathayensis trees
由圖1 可知,類群Ⅰ包括4 個(gè)優(yōu)樹家系,占優(yōu)樹家系總數(shù)量的33.33%,其苗高均值處于最高水平,地徑均值處于最低水平,分別為70.74 cm和0.66 cm,Vi分別為0.028 4 和0.046 8;類群Ⅱ包括3 個(gè)優(yōu)樹家系,占優(yōu)樹家系總數(shù)的25.00%,苗高、地徑綜合而言處于中上水平,其均值分別為69.23 cm 和0.74 cm,Vi值分別為0.022 9 和0.036 2;類群Ⅲ包括3 個(gè)優(yōu)樹家系,占優(yōu)樹家系總數(shù)的25.00%,其苗高均值處于最低水平,地徑均值處于較低水平,分別為61.89 m 和0.68 cm,Vi值分別為0.017 3 和0.049 7。類群Ⅳ包括2 個(gè)家系,占優(yōu)樹家系總數(shù)的16.67%,其苗高均值處于較低水平,地徑均值均處于最高水平,分別為62.39 cm 和0.82 cm,其Vi值分別為0.053 7 和0.047 4。
圖1 12 個(gè)半楓荷優(yōu)樹家系苗高和地徑指標(biāo)聚類圖Figure 1 Cluster diagram of seedling height and ground diameter of 12 S.cathayensis select tree
綜上分析,聚類分析的最優(yōu)類群為類群Ⅱ,其優(yōu)樹家系分別為3 號(hào)、6 號(hào)、8 號(hào)3 個(gè)。
(1)植株的生長(zhǎng)在自然環(huán)境中受到生物因素和非生物因素的影響,苗木生長(zhǎng)的優(yōu)良情況主要是看苗木的質(zhì)量[23]。播種苗受個(gè)體遺傳性、環(huán)境因子和人為技術(shù)措施等影響,個(gè)體的生長(zhǎng)狀況差異較大[24]。此外,同一樹種,在相對(duì)一致的環(huán)境中培育,生長(zhǎng)表現(xiàn)和成活率上的差異主要取決于苗木內(nèi)在品質(zhì)和與立地條件的適應(yīng)程度[25]。本試驗(yàn)中,5 個(gè)江西種源的12 個(gè)半楓荷優(yōu)樹家系的苗高、胸徑生長(zhǎng)量差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01),表明半楓荷不同優(yōu)樹采種育苗的苗木生長(zhǎng)量有顯著不同,這與徐放等[26]對(duì)紅錐Castanopsis h ystrix14 個(gè)半同胞子代苗期的生長(zhǎng)差異分析結(jié)果、羅建勛等[27]對(duì)19 個(gè)不同家系毛葉山桐子Idesia polycarpavar.vestita生長(zhǎng)性狀統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果和伍銘凱等[28]對(duì)櫸樹Zelkova s errata初選優(yōu)樹子代苗期對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果一致,與樹種的優(yōu)樹種源不同有一定的相關(guān)性。賴麗仙[29]等的試驗(yàn)結(jié)果表明,不同半楓荷種源的苗木生長(zhǎng)量差異較為顯著,并將半楓荷1年生播種苗的生長(zhǎng)過程劃分為出苗期、生長(zhǎng)初期、速生期、生長(zhǎng)后期4 個(gè)時(shí)期。
(2)半楓荷實(shí)生苗存在顯著的葉形分化現(xiàn)象,葉形分化對(duì)苗木的地徑、苗高生長(zhǎng)存在顯著影響[30]。不同葉形半楓荷幼苗在生長(zhǎng)、外觀形態(tài)和生物量積累上也均存在顯著差異[31]。本試驗(yàn)中,5 號(hào)優(yōu)樹家系的苗高最大,為72.04 cm,但地徑生長(zhǎng)量表現(xiàn)不突出,12 號(hào)優(yōu)樹家系的地徑最大,為0.85 cm,而苗高均值最低,僅為60.02 cm,進(jìn)一步對(duì)苗期生長(zhǎng)量指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明苗高和地徑兩個(gè)變量間不存在顯著的線性正相關(guān)關(guān)系,這可能與半楓荷優(yōu)樹的葉片分化類別有一定關(guān)系。
(3)為了更加客觀和全面地評(píng)價(jià)苗木質(zhì)量,應(yīng)當(dāng)綜合多指標(biāo)對(duì)樹種苗期生長(zhǎng)進(jìn)行多性狀綜合評(píng)價(jià)。本研究表明,單一生長(zhǎng)量指標(biāo)不宜作為半楓荷樹種的優(yōu)樹家系苗期測(cè)定的選擇參考,對(duì)12 個(gè)半楓荷優(yōu)樹家系的苗高和地徑指標(biāo)進(jìn)行聚類,將參試材料分為4 類,最優(yōu)類群為類群Ⅱ,綜合苗高和地徑生長(zhǎng)量指標(biāo),初步篩選出3 號(hào)、6 號(hào)、8 號(hào)3 個(gè)優(yōu)樹家系。
本試驗(yàn)對(duì)于半楓荷育苗周期的研究相對(duì)較短,苗木遺傳品質(zhì)的優(yōu)良性在苗期并沒有完全表現(xiàn),進(jìn)行多地、多重復(fù)的育苗試驗(yàn)觀測(cè),才能更客觀全面地反映半楓荷實(shí)生苗的生長(zhǎng)規(guī)律及分析優(yōu)樹家系間的差異,對(duì)半楓荷資源的保護(hù)和種源優(yōu)樹選擇有更強(qiáng)的指導(dǎo)意義。