摘要:為了發(fā)展鐵刀木紅木用材林,引進(jìn)泰國(guó)和華南地區(qū)等地40個(gè)家系種子來(lái)漳州育苗,開(kāi)展子代測(cè)定,采用生長(zhǎng)性狀遺傳變異分析,以各家系單株立木材積為主要評(píng)價(jià)指標(biāo),同時(shí)考慮入選家系的胸徑、樹(shù)高和冠幅生長(zhǎng)量不低于群體均值為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和選擇,結(jié)果表明:6a生鐵刀木按參試家系20%的入選率,選出早期生長(zhǎng)優(yōu)良家系7個(gè)即20號(hào)、16號(hào)、27號(hào)、29號(hào)、32號(hào)、9號(hào)、40號(hào),實(shí)際入選率為17.5%,其平均立木材積、胸徑、樹(shù)高、冠幅、成活率和保存率分別為0.0280m3、8.45cm、8.07m、2.80m、98.21%、91.07%,比群體均值分別增加101.44%、19.52%、10.09%、9.80%、1.70%、1.19%;立木材積、胸徑、樹(shù)高和冠幅遺傳增益分別達(dá)18.79%、9.34%、3.23%、1.68%。初選出的7個(gè)優(yōu)良家系生長(zhǎng)快,適應(yīng)性較強(qiáng),可以?xún)?yōu)先在閩南地區(qū)山地造林推廣,待今后樹(shù)齡增長(zhǎng)后再做進(jìn)一步復(fù)選與決選。
關(guān)鍵詞:鐵刀木;家系;立木材積;測(cè)定;早期選擇
中圖分類(lèi)號(hào):S792.28
鐵刀木(拉丁學(xué)名: Cassia siamea Lam.),又名黑心樹(shù),系蘇木科決明屬雞翅木類(lèi)的名貴硬木和紅木樹(shù)種,為高大常綠喬木,較不耐寒,適宜在0。C以上的熱帶和南亞熱帶地區(qū)造林。林木生長(zhǎng)迅速,年均生長(zhǎng)量樹(shù)高1.5~2m、胸徑1.5~2cm,樹(shù)高達(dá)20m以上[1]。心材為暗褐色至紫褐色,露于大氣中則變黑色,遂又稱(chēng)為黑檀,木材中等堅(jiān)重,耐腐耐濕不蟲(chóng)蛀,氣干密度為0.63~1.01g/cm3,是制作上等的家具和高級(jí)建筑及裝飾材等優(yōu)良材料[2]。因此,為了豐富珍貴樹(shù)種造林,精準(zhǔn)提升森林質(zhì)量,漳州市林業(yè)局與中國(guó)林科院熱林所合作,于2018年引進(jìn)鐵刀木國(guó)內(nèi)外種源(家系)的種子育苗,在詔安國(guó)有防護(hù)林場(chǎng)等地營(yíng)造種源(家系)試驗(yàn)林,系統(tǒng)地開(kāi)展鐵刀木子代測(cè)定,期望能夠選擇出可在閩南地區(qū)山地造林推廣的優(yōu)良家系。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
鐵刀木家系試驗(yàn)林營(yíng)造于詔安國(guó)有防護(hù)林場(chǎng)龍思工區(qū)8-9小班(116°59′20″E、24°0′49″N),海拔220-280 m,坡向東北坡,坡度23℃。年平均氣溫21.6℃,極端最高氣溫39.6℃,極端最低氣溫-1.5℃,年均降水量1530mm左右。土壤為紅壤,土層厚度 50~80cm,地力中等,立地類(lèi)型Ⅲ類(lèi)。植被以桃金娘、芒萁骨、五節(jié)芒為主,平均高度0.6~1.0m。
1.2試驗(yàn)材料
鐵刀木40個(gè)家系試驗(yàn)苗木,由漳州市林業(yè)局引進(jìn)泰國(guó)及國(guó)內(nèi)廣西和海南等種子,安排到福建省林下國(guó)有林場(chǎng)育苗基地統(tǒng)一育苗和供應(yīng),培育1a生營(yíng)養(yǎng)袋苗木,出圃造林時(shí)平均苗木高度40~60cm。種子來(lái)源詳見(jiàn)表1。
1.3試驗(yàn)方法
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),4株小區(qū),8次重復(fù),試驗(yàn)地造林面積0.1hm2。在試驗(yàn)地周?chē)N植鐵刀木保護(hù)2行,防止試驗(yàn)林邊緣樹(shù)受破壞損失和消除邊緣效應(yīng),提高試驗(yàn)準(zhǔn)確性。
造林前對(duì)尾巨桉采伐跡地清雜堆燒,沿等高線(xiàn)方向按行距3 m人工開(kāi)設(shè)小水平帶寬度0.6m,在帶上按株距2m挖明穴50cm×30cm×30cm、回表土,施基肥N-P-K含量各占15%的復(fù)合肥250g/穴(下同),于2019年4月造林。造林后第1a~2a每年全面劈草2次,追施復(fù)合肥200g/株,在第2a冬季修枝一次,修剪強(qiáng)度為樹(shù)高的1/4;第3a~4a每年全面劈草1次,追施復(fù)合肥250~400g/株,在第4a冬季再修枝一次,修剪強(qiáng)度為樹(shù)高的1/3,以促進(jìn)主干生長(zhǎng),培育優(yōu)良干形。
1.3.2 調(diào)查統(tǒng)汁
2019年12月對(duì)試驗(yàn)林調(diào)查造林成活率;2024年5月上旬進(jìn)行全林每木檢尺,調(diào)查測(cè)量保存率和胸徑、樹(shù)高、冠幅生長(zhǎng)量。
應(yīng)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),作方差分析及LSD法多重比較,對(duì)有關(guān)遺傳參數(shù)估計(jì)等[3]。各指標(biāo)計(jì)算公式:?jiǎn)沃炅⒛静姆eV=0.000052764291×D1.8821611×H1.0093166,式中:V為材積(m3),D為胸徑(cm),H為樹(shù)高(m);遺傳力h2=1-1/F處理,式中:h2為遺傳力,F(xiàn)為收縮系數(shù);遺傳增益△G =s×h2p /μ×100%,式中:△G為遺傳增益,s為選擇差,h2p為家系遺傳力,μ為群體平均值。
2結(jié)果與分析
2.1 不同家系鐵刀木生長(zhǎng)性狀差異比較
鐵刀木家系試驗(yàn)林生長(zhǎng)性狀方差分析結(jié)果表明,第1a造林成活率差異不顯著,6a生胸徑差異極顯著,保存率、樹(shù)高和單株立木材積差異顯著,冠幅差異顯著不顯著(表2、表3)。平均立木材積0.0098~0.0327m3、胸徑5.36~9.06cm、樹(shù)高6.06~8.45m、冠幅2.17~2.95m、保存率71.88%~100.00%、成活率87.5%~100.00%;平均立木材積、胸徑、樹(shù)高、冠幅、保存率和成活率指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)試驗(yàn)林群體值的有7個(gè)家系即12號(hào)、22號(hào)、26號(hào)、27號(hào)、29號(hào)、32號(hào)、37號(hào),以平均立木材積、胸徑、樹(shù)高、冠幅4個(gè)因子均達(dá)到或超過(guò)試驗(yàn)林群體值的有10個(gè)家系即9號(hào)、12號(hào)、16號(hào)、20號(hào)、22號(hào)、26號(hào)、27號(hào)、29號(hào)、32號(hào)、37號(hào),其中以20號(hào)、16號(hào)、27號(hào)、29號(hào)、32號(hào)、9號(hào)生長(zhǎng)表現(xiàn)較為突出。
2.2鐵刀木生長(zhǎng)性狀遺傳參數(shù)估算
為了反映鐵刀木家系生長(zhǎng)性狀的穩(wěn)定性和遺傳性,提高育種水平,需要作遺傳力測(cè)定[4]。鐵刀木各家系胸徑、樹(shù)高、冠幅和立木材積的單株遺傳力與家系遺傳力見(jiàn)表4。從表4可知,家系遺傳力以胸徑最高達(dá)0.4767,其次立木材積為0.3734,冠幅最低;單株遺傳力以立木材積最高達(dá)0.1111,胸徑次之,冠幅最低。從而表明地徑和材積具有較高的遺傳力,可以較穩(wěn)定地遺傳給后代,是林木育種的重要選擇指標(biāo)。
2.3鐵刀木家系主要性狀遺傳增益與優(yōu)良家系的早期選擇
鐵刀木各家系主要性狀的遺傳增益見(jiàn)表5。林木生長(zhǎng)優(yōu)劣最終體現(xiàn)在材積生長(zhǎng)量,參照朱積余等[5]對(duì)紅錐優(yōu)良家系選擇和評(píng)價(jià)方法,結(jié)合鐵刀木試驗(yàn)林實(shí)際情況,以各家系單株立木材積為主要評(píng)價(jià)指標(biāo),同時(shí)考慮入選家系的胸徑、樹(shù)高和冠幅生長(zhǎng)量不低于群體平均值為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和選擇,按參試家系20%的入選率選出早期生長(zhǎng)優(yōu)良家系8個(gè)即20、16、27、29、32、7、9、40,但是,7號(hào)家系樹(shù)高僅為6.98m,低于樹(shù)高群體平均值7.33m,因而剔除該家系,但今后可特別關(guān)注其變化狀態(tài),本次實(shí)際入選家系7個(gè),入選率為17.5%。7個(gè)入選家系單株立木材積、胸徑、樹(shù)高、冠幅、成活率和保存率均值為0.0280m3、8.45cm、8.07m、2.80m、98.21%、91.07%,分別比群體平均值增加101.44%、19.52%、10.09%、9.80%、1.70%、1.19%;單株立木材積、胸徑、樹(shù)高和冠幅遺傳增益分別達(dá)18.79%、9.34%、3.23%、1.68%。
3 結(jié)論與討論
林木育種表現(xiàn)型選擇,受基因型和環(huán)境作用共同影響,育種工作者期望能選擇出基因型表現(xiàn)優(yōu)良的品種推廣,增加林分產(chǎn)量和質(zhì)量,提高林地生產(chǎn)力。而家系引種測(cè)定時(shí)間關(guān)系著測(cè)定選擇準(zhǔn)確性,有些學(xué)者對(duì)林木測(cè)定早期選擇也認(rèn)為有較高可靠性,如朱積余等研究認(rèn)為7a生可作為紅錐優(yōu)良家系選擇年齡[5],張金文和賴(lài)銀華對(duì)杉木無(wú)性系測(cè)定經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè),表明其早期選擇后進(jìn)入中齡林復(fù)選入選率也較高[6-8],梁一池也提出第一階段試驗(yàn)在亞熱帶地區(qū)造林5~10a即可做出選擇[9]。本研究以6a生鐵刀木子代測(cè)定結(jié)果表明,第1a造林成活率差異不顯著,胸徑差異極顯著,保存率、樹(shù)高和單株立木材積差異顯著,冠幅差異顯著不顯著;平均單株立木材積0.0098~0.0327m3、胸徑5.36~9.06cm、樹(shù)高6.06~8.45m、冠幅2.17~2.95m、保存率71.88%~100.00%、成活率87.5%~100.00%。以立木材積為主要選擇指標(biāo),同時(shí)考慮入選家系的胸徑、樹(shù)高和冠幅生長(zhǎng)量不低于群體均值為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和選擇,在40個(gè)家系測(cè)定林中,按參試家系20%的入選率選出早期生長(zhǎng)優(yōu)良家系8個(gè)即20號(hào)、16號(hào)、27號(hào)、29號(hào)、32號(hào)、7號(hào)、9號(hào)、40號(hào),但是,7號(hào)家系樹(shù)高僅為6.98m,低于樹(shù)高群體平均值7.33m,因而剔除該家系,但今后可特別關(guān)注其變化狀態(tài),本次實(shí)際入選家系7個(gè),入選率為17.5%。7個(gè)入選家系單株立木材積、胸徑、樹(shù)高、冠幅、成活率和保存率均值為0.0280m3、8.45cm、8.07m、2.80m、98.21%、91.07%,分別比群體平均值增加101.44%、19.52%、10.09%、9.80%、1.70%、1.19%;單株立木材積、胸徑、樹(shù)高和冠幅遺傳增益分別達(dá)18.79%、9.34%、3.23%、1.68%。本試驗(yàn)優(yōu)良家系選擇結(jié)果與林周明不盡一致[10],主要原因可能是鐵刀木為熱帶樹(shù)種,受兩個(gè)造林試驗(yàn)點(diǎn)氣候立地等環(huán)境條件影響,以及選擇樹(shù)齡和統(tǒng)計(jì)分析方法不同引起差異的,有待于今后繼續(xù)觀測(cè)比較。
林木育種具有長(zhǎng)期性、復(fù)雜性和良種選擇的動(dòng)態(tài)性,優(yōu)良家系會(huì)隨著試驗(yàn)林樹(shù)齡增大而發(fā)生變化。本試驗(yàn)選擇出早期生長(zhǎng)優(yōu)良家系7個(gè),由于造林時(shí)間較短,各家系的生長(zhǎng)特性尚未充分表現(xiàn),抗逆性也有待于繼續(xù)觀察,因而選擇的可靠性隨著林齡增長(zhǎng),將是一個(gè)動(dòng)態(tài)選擇過(guò)程,今后需要做進(jìn)一步觀測(cè),實(shí)行多林齡多層次選擇,盡早選擇出遺傳穩(wěn)定性高的家系,以加快鐵刀木良種化進(jìn)程,提高鐵刀木林分產(chǎn)量和質(zhì)量,對(duì)閩南地區(qū)發(fā)展珍貴紅木樹(shù)種造林,精準(zhǔn)提升森林質(zhì)量,具有重大意義。
參考文獻(xiàn):
[1] 沈國(guó)舫.中國(guó)主要樹(shù)種造林技術(shù)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2020:1419-1420.
[2] 程漢亭,劉書(shū)偉,黎明.名貴硬木樹(shù)種及木材識(shí)別[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2014.
[3] 黃建南.交趾黃檀不同家系造林生長(zhǎng)表現(xiàn)及初期選擇[J].林業(yè)勘察設(shè)計(jì),2020,2:9-12.
[4] 晏姝,曾建雄,駱必剛等.南洋楹無(wú)性系造林初期生長(zhǎng)表現(xiàn)及選擇[J].西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2017,37(6):11-14.
[5] 朱積余,申文輝,蔣燚,等.紅錐家系遺傳變異與優(yōu)良家系選擇[J]. 熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào) 2014,22(3):270~28.
[6] 張金文,張連水.杉木無(wú)性系區(qū)域造林試驗(yàn)初報(bào)[J].華東森林經(jīng)理,1996,4:50~54
[7] 張金文.杉木無(wú)性系引種測(cè)定研究[J].林業(yè)科技通訊,1999,5:5~9
[8] 賴(lài)銀華.閩南杉木優(yōu)良無(wú)性系選擇[J].林業(yè)科技開(kāi)發(fā),2004,4:34~36
[9] 梁一池.樹(shù)木育種原理與方法[M].廈門(mén):廈門(mén)大學(xué)出版社,1997:268-274.
[10] 林周明.鐵刀木家系引種測(cè)定及早期選擇[J].林業(yè)勘察設(shè)計(jì),2023,3:19-23.