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滇西南地区旱冬瓜优良种源的早期选择研究



全 文 :滇西南地区旱冬瓜优良种源的早期选择研究
*
史富强1,陈宏伟1,2,袁莲珍1,杨 斌1,陈 伟1,2,陈绍安1,李 江1,孟 梦1,冯 弦1
(1. 云南省林业科学院,云南 昆明 650201;2. 云南省森林植物培育与开发利用重点实验室 /
国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育实验室,云南 昆明 650201)
摘要:在镇沅、龙陵、瑞丽 3 个试验点,通过对 15 个种源 99 个旱冬瓜家系 18 个月的幼林的树高、胸径及材积
的测定与分析,结果表明,(1)在旱冬瓜的地理种源间存在着丰富的遗传变异,不同种源幼林期在树高、胸径、
材积生长上均存在着显著差异,表明在滇西南地区开展旱冬瓜优良种源的选择十分必要。(2)在 3 个试验点表
现较好、较稳定的种源是瑞丽种源,材积的实际增益分别为,镇沅试验点 34. 2 %、龙陵试验点 40. 2 %、瑞丽试
验点 45. 4 %,瑞丽旱冬瓜种源可作为滇西南地区旱冬瓜人工造林的采种种源。
关键词:滇西南地区;旱冬瓜;种源;早期选择;聚类分析
中图分类号:S 792. 14 文献标识码:A 文章编号:1672 - 8246 (2012)03 - 0075 - 05
Early Selection of Alnus nepalensis Provenances of Southwest Yunnan
SHI Fu-qiang1,CHEN Hong-wei1,2,YUAN Lian-zhen1,YANG Bin1,CHEN Wei1,2,
CHEN Shao-an1,LI Jiang1,MENG Meng1,FENG Xian1
(1. Yunnan Academy of Forestry,Kunming Yunnan 650201,P. R. China;2. Key Laboratory of Culture and Breeding of Forest Plants /Laboratory of
Plant Conservation and Reproduction of Endangered Forest Plants,State Forestry Administration,Kunming Yunnan 650201,P. R. China)
Abstract:Choosing 99 families belong to 15 provenances of Alnus nepalensis as the study materials,through meas-
uring and analyzing the tree height,DBH and volume of 18 months saplings,the early selection experiments for
screening superior provenances were conducted at Zhenyuan,Longling and Ruili of Yunnan province. Two main re-
sults were achieved as follows:1)There was rich genetic variation among different provenances,significant differ-
ences existed in tree height,DBH and volume,which implied the necessity to conduct provenance selection;2)
Ruili provenance showed satisfactory performance on all the three experimental sites,with the actual gain of 34. 2 %,
40. 2 % and 45. 4 % at Zhenyuan,Longling and Ruili experimental site respectively,therefore Ruili was the sug-
gested provenance for Alnus nepalensis seed collection in southwest Yunnan.
Key words:southwest Yunnan;Alnus nepalensis;provenance;early selection;cluster analysis
旱冬瓜 (Alnus nepalensis)又名尼泊尔桤木,
属桦木科 (Betulaceae)桤木属落叶乔木,生长迅
速,适应性强,材质较好,是良好的绿化固氮树
种[1 ~ 2],对山地土壤的改良有较好的作用[3]。是云
南重要的用材树种,也是用以营建生态、用材等多
功能林的优良树种[1 ~ 3]。旱冬瓜主要分布于云南省
各地及四川南部、西藏东南部、贵州西南部、广西
西部等地,在云南垂直分布于海拔 1 000 ~ 2 800
m,但以海拔 1 500 ~ 2 400 m的范围较多[1]。
旱冬瓜作为云南省的主要造树种之一,种源的
好坏直接影响培育苗木的质量、造林的成功与否以
及林木的产值[4 ~ 5]。因此,本项研究在云南省水热
第 41 卷 第 3 期
2012 年 06 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 41 No. 3
Jun. 2012
* 收稿日期:2012 - 02 - 20
基金项目:国家林业公益性行业科研专项项目 (200704041) ,中央财政林业科技推广示范项目 (2009TQYN01)资助。
第一作者简介:史富强 (1977 -) ,男,云南富源人,工程师,主要从事森林培育及林木遗传育种的研究。
通讯作者简介:陈宏伟 (1966 -) ,男,云南通海人,研究员,博士,主要从事森林培育及林木育种研究。
条件较好、人为破坏较小的滇西南地区进行旱冬瓜
的优树选择,并采集优树的种子进行育苗。在滇西
南地区选择了比较有代表性的 3 个点开展旱冬瓜种
源试验,选出遗传表现好的旱冬瓜优良种源,为滇
西南地区营造旱冬瓜人工林提供优良种源,从而提
高旱冬瓜商品林经营的科技含量和综合效益。
表 1 3 个试验点的地理位置及其生态因子
Tab. 1 Geographic locations and ecological factors of three experimental sites
项目
地理
位置
海拔
/m
年均降雨
量 /mm
温度
/℃
≥10℃
积温 /℃ 土壤
气候
类型
造林地
前茬
镇沅
E101°09,
N23°41
1 250 ~
1 300
1 313mm,
集中于 6
~ 9 月
年均气温 18. 5℃,
最高温 36. 2℃,
最低温 - 2. 1℃
6 555. 0
赤黄壤,有机质含量 16. 88
g /kg,全氮 0. 57g /kg,全磷
0. 60g /kg,全钾 7. 95g /kg
南亚热
带季风
气候
思茅松
为主次
生林
龙陵
E98°45,
N24°41
1 900 ~
2 150
2 101mm,
集中于 5
~ 10 月
年均气温 14. 9℃,
最高温 31℃,
最低温 - 4. 8℃
4 659. 5
黄壤,有机质含量 54. 33
g /kg,全氮 1. 80g /kg,全磷
0. 96g /kg,全钾 5. 49g /kg
亚热带
山原季
风气候
壳斗科
为主的
次生林
瑞丽
E97°54,
N24°02
1 020 ~
1 080
1 349mm,
集中于 6
~ 10 月
年均气温 20℃,
最高温 34℃,
最低温 - 0. 6℃
7 300. 0
赤黄壤,酸性土,有机质含
量 28. 99g /kg,全氮 1. 10
g /kg,全磷 0. 72g /kg,全
钾 9. 97g /kg
南亚热
带季风
气候
壳斗科
为主的
次生林
1 试验地概况
选择普洱市镇沅县古城乡、保山市龙陵县大坝
林场、德宏州瑞丽市德宏州林业科学研究所基地 3
个试验点开展旱冬瓜的种源试验。3 个试验点分别
代表 3 个不同的自然地理区域,在龙陵试验点开展
旱冬瓜高海拔种源试验,在瑞丽试验点开展旱冬瓜
低海拔种源试验,镇沅县试验示范点为旱冬瓜的适
生分布区。以上 3 个试验点所筛选出的旱冬瓜优良
种源具有典型性和代表性。各个试验点的地理位置
及生态因子见表 1。
2 材料与方法
2. 1 试验材料
以在滇西南地区开展旱冬瓜优树选择所选出的
15 个种源 99 家系的旱冬瓜种子作为试验材料,进
行育苗、造林试验。各个种源中家系的数量及产地
因子见表 2。
表 2 15 个旱冬瓜种源地理位置及生态因子
Tab. 2 Geographic locations and ecological factors of 15 Alnus nepalensis provenances
种源
优树
株数
经度 纬度
海拔
/m
年均温
/℃
≥10℃
积温 /℃
年降水
量 /mm
相对湿度
/%
年日照
/h
无霜期
/d
江城县 14 101°54 22°30 1 037 18. 1 6 730 2 237 85 1 874 362
思茅区 3 101°00 22°50 1 686 17. 7 6 769 1 522 81 2 136 351
景洪市 8 100°39 22°04 1 700 21. 8 8 237 1 197 83 2 165 365
勐海县 5 100°29 22°09 1 818 18. 2 6 754 1 364 82 2 043 355
瑞丽市 13 97°52 24°06 1 322 20. 0 7 564 1 389 79 2 334 362
陇川县 4 98°11 24°27 1 837 18. 9 6 632 1 665 78 2 373 332
潞西市 5 98°24 24°31 1 851 19. 5 7 188 1 648 78 2 460 340
昌宁县 7 99°43 24°47 2 024 14. 9 4 812 1 259 81 2 272 303
龙陵县 8 98°31 24°34 2 066 14. 9 4 788 2 095 84 2 071 291
腾冲县 8 98°27 25°00 1 764 14. 8 4 910 1 464 79 2 153 282
隆阳区 7 98°46 24°48 2 011 15. 5 5 652 966 75 2 354 281
西盟县 4 99°32 22°50 1 698 15. 3 5 705 2 739 78 2 206 353
孟连县 3 99°59 22°34 1 578 19. 6 7 384 1 363 81 2 088 364
宁洱县 6 101°07 23°07 1 547 18. 1 6 699 1 395 80 1 920 354
镇沅县 4 101°02 23°54 1 823 15. 8 6 700 1 285 78 2 044 349
67 西 部 林 业 科 学 2012 年
2. 2 试验方法
2009 年 3 月育苗。7 月苗木出圃上山造林前每
个家系选出 30 株生长一致的苗木进行造林,2011
年 1 月调查每株林木的胸径和树高。
(1)试验设计 采用完全随机试验设计,单
株小区,99 个家系每个家系 1 株苗,组成 1 个重
复,重复 30 次,1 个重复内 15 个种源随机排列,
1 个种源内各家系随机排列。
(2)造林方法 水平带状整地,带宽 1. 2 m,
株行距为 2 m ×3 m,造林前每种植穴施复合肥 200
g,7 月底造林,在当年 11 月、次年 7 月和 11 月各
除草 1 次。2011 年 1 月调查每株林木的胸径和树
高。
(3)分析方法 利用 EXCEL、DPSSOFT 软件
对所观测旱冬瓜的树高和胸径的数据进行分析处
理,计算各个家系的材积生长量。种源间的方差分
析按种源中各个家系的平均值进行计算,而各个种
源的家系数量不等,采用每组样本不等的随机设计
模式进行分析。
3 结果与分析
3. 1 种源间林木生长量指标差异分析
树高、胸径的生长量是衡量林木生长量的 2 个
重要的性状指标[6],决定着林木材积的生长量,
林木所表现出的差异,主要是种源基因型、环境以
及两者间交互效应综合作用的结果。因此,了解这
2 个性状在种源水平上的遗传和变异是进行林木优
良种源选择的基础[7 ~ 8]。试验结果表明,15 个种
源的旱冬瓜幼林在 3 个试验点的高、径生长均存在
着差异 (见表 3)。在镇沅试验点表现最好的是瑞
丽种源,平均树高达 2. 78 m,平均胸径达 2. 19
cm,平均材积为 646. 5 cm3;表现最差的是镇沅种
源,平均树高为 2. 39 m,平均胸径为 1. 63 cm,平
均材积为 314. 9 cm3。在龙陵试验点表现最好的是
瑞丽种源,平均树高 2. 29 m,平均胸径 2. 05 cm,
平均材积为 472. 1 cm3;表现最差的是孟连种源,
平均树高 1. 89 m,平均胸径 1. 51 cm,平均材积为
222. 5 cm3。在瑞丽试验点表现最好的是瑞丽种源,
平均树高 1. 77 m,平均胸径 1. 29 cm,平均材积为
147. 1 cm3,表现最差的是勐海种源,平均树高
1. 50 m,平均胸径 0. 90 cm,平均材积为 60. 1
cm3。
对 3 个试验点各种源林木的高、径、材积生长
量进行方差分析 (见表 4) ,结果如下:在镇沅试
验点和龙陵试验点,不同种源间在高、径、材积生
长上的差异均达到极显著的水平;在瑞丽试验点,
不同种源间在高生长上的差异均达到显著的水平,
材积生长上的差异均达到极显著的水平,径生长上
差异不显著。
表 3 3 个试验点 15 个旱冬瓜种源的高、径、材积生长量
Tab. 3 Height,diameter and volume growth increments of 15 Alnus nepalensis provenances at three experimental sites
种源
镇沅
树高 /m 胸径 /cm 材积 /cm3
龙陵
树高 /m 胸径 /cm 材积 /cm3
瑞丽
树高 /m 胸径 /cm 材积 /cm3
江城县 2. 44 1. 85 417. 5 2. 06 1. 80 326. 0 1. 63 1. 11 99. 1
思茅区 2. 52 1. 77 381. 3 2. 19 1. 75 344. 5 1. 50 1. 04 82. 2
景洪市 2. 30 1. 70 325. 5 2. 00 1. 71 298. 5 1. 57 0. 96 73. 2
勐海县 2. 40 1. 85 396. 5 1. 95 1. 65 270. 1 1. 50 0. 90 60. 1
瑞丽市 2. 78 2. 19 646. 5 2. 29 2. 05 472. 1 1. 77 1. 29 147. 1
陇川县 2. 70 2. 09 560. 0 2. 22 2. 05 462. 5 1. 72 1. 18 118. 1
潞西市 2. 72 2. 12 572. 2 2. 26 2. 02 451. 9 1. 61 1. 06 90. 7
昌宁县 2. 61 2. 05 513. 6 2. 01 1. 73 294. 7 1. 68 1. 16 117. 8
龙陵县 2. 73 2. 12 577. 9 2. 19 1. 85 369. 7 1. 70 1. 16 113. 6
腾冲县 2. 57 1. 97 491. 8 2. 03 1. 88 370. 4 1. 68 1. 15 118. 3
隆阳区 2. 61 1. 95 503. 7 2. 09 1. 68 304. 6 1. 65 1. 13 113. 3
西盟县 2. 74 2. 17 641. 1 2. 06 1. 82 327. 7 1. 59 0. 96 74. 6
孟连县 2. 55 1. 83 418. 6 1. 89 1. 51 222. 5 1. 75 1. 22 132. 7
宁洱县 2. 54 1. 97 490. 8 2. 00 1. 68 286. 4 1. 59 0. 99 78. 5
镇沅县 2. 39 1. 63 314. 9 1. 99 1. 60 250. 7 1. 61 1. 05 89. 7
77第 3 期 史富强等:滇西南地区旱冬瓜优良种源的早期选择研究
表 4 3 个试验点旱冬瓜种源的生长量方差分析
Tab. 4 Variance analysis of tested Alnus nepalensis
provenances at three experimental sites
性状
F值
镇沅 龙陵 瑞丽
F0. 05 F0. 01
树高 3. 678** 3. 116** 1. 91* 1. 82 2. 31
胸径 2. 726** 2. 859** 0. 947
材积 214. 54** 192. 63** 179. 5**
注:* 和**分别表示在 0. 05 和 0. 01 水平上差异显著。
3. 2 各性状的多重比较和聚类分析
旱冬瓜作为云南重要的用材树种,材积生长量
可作为旱冬瓜优良种源选择的主要指标,能较好地
反映树高和胸径的生长量。为进一步比较 3 个试验
点各个种源间林木生长的差异状况,把 3 个试验点
各种源的材积生长量进行 Tukey 多重比较 (见表
5)。结果表明,在 3 个试验点表现最好的都是瑞
丽种源。
普遍认为系统聚类的类平均法是聚类效果较好
的方法之一[9 ~ 10],用各个试验点 15 个种源的树
高、胸径、材积生长量指标进行欧氏距离类平均法
聚类分析。经对各性状的方差分析结果表明,各性
状在 3 类群间存在着极显著的差异,说明分类结果
较好,把各试验点的 15 个种源分成 3 类,由于试
验林分还处于幼龄阶段,其生长性状还不稳定,所
以确定优良家系的入选率不能过高,只把第Ⅰ类作
为入选的优良种源。分级结果表明:在镇沅试验点
的优良种源是瑞丽、西盟、龙陵、潞西的种源;龙
陵试验点的优良种源是瑞丽、陇川、潞西的种源;
瑞丽试验点的优良种源是瑞丽、孟连种源。
表 5 3 个试验点不同种源间材积生长量的 Tukey多重比较
Tab. 5 Tukey multiple comparison of volume growth increment of tested Alnus nepalensis provenances at three experimental sites
种源
镇沅
均值
/cm3
5%显
著水平
1%极显
著水平
种源
龙陵
均值
/cm3
5%显
著水平
1%极显
著水平
种源
瑞丽
均值
/cm3
5%显
著水平
1%极显
著水平
瑞丽市 646. 5 a A 瑞丽市 472. 1 a A 瑞丽市 147. 1 a A
西盟县 641. 1 ab AB 陇川县 462. 5 ab AB 孟连县 132. 7 b B
龙陵县 566. 7 bc BC 潞西市 451. 9 b B 陇川县 118. 1 bc BC
潞西市 572. 2 bc BCD 龙陵县 369. 7 c C 昌宁县 117. 8 cd CD
陇川县 560. 0 c CD 腾冲县 370. 4 cd C 龙陵县 113. 6 cd CD
昌宁县 513. 6 d DE 思茅区 344. 5 cde CD 腾冲县 118. 3 cde CDE
隆阳区 503. 7 de E 西盟县 327. 7 de CD 隆阳区 113. 3 de DE
腾冲县 491. 8 e E 江城县 326. 0 e DE 江城县 99. 1 e EF
宁洱县 490. 8 f F 昌宁县 294. 7 f EF 潞西市 90. 7 f FG
孟连县 408. 6 f F 隆阳区 304. 6 f F 镇沅县 89. 7 f GH
江城县 412. 0 f F 景洪市 298. 5 fg F 思茅区 82. 2 fg GHI
勐海县 396. 5 f F 宁洱县 286. 4 fgh FG 宁洱县 78. 5 gh HI
思茅区 381. 3 g G 勐海县 270. 1 gh FGH 西盟县 74. 6 ghi IJ
景洪市 325. 5 g G 镇沅县 250. 7 h GH 景洪市 73. 2 hi IJ
镇沅县 314. 9 g G 孟连县 222. 5 i H 勐海县 60. 1 i J
3. 3 优良种源的综合评价
考虑到试验林分还处于幼龄阶段,其生长性状
还不稳定,所以确定优良种源的入选率不能过高。
多重比较的结果表明,在 3 个试验点入选的种源相
互之间的差异不显著,聚类分析结果表明,入选种
源可归为同一类。综合多重比较及聚类分析的结果,
3个点入选的种源是比较合理。3 个点入选的优良种
源材积的实际增益分别为:镇沅试验点 25. 8 %、龙
陵试验点 37. 2 %、瑞丽试验点 45. 4 %。综合 3 个
试验点的结果看,只有瑞丽种源在 3 个点表现都好,
材积实际增益分别为:镇沅试验点 34. 2 %、龙陵试
验点 40. 2 %、瑞丽试验点 45. 4 %,瑞丽可作为滇
西南地区旱冬瓜人工造林的采种种源。
4 结论与讨论
4. 1 结论
通过对镇沅、龙陵、瑞丽 3 个试验点的滇西南
87 西 部 林 业 科 学 2012 年
地区 15 个种源 99 个旱冬瓜家系 18 个月的幼林的
树高、胸径及材积的测定与分析,结果表明:
(1)在旱冬瓜的地理种源间存在着丰富的遗
传变异,不同种源幼林期在高、径、材积生长上均
存在着显著差异,表明在滇西南地区开展旱冬瓜优
良种源的选择十分必要。
(2)在 3 个试验点表现较好、较稳定的种源
是瑞丽种源,材积的实际增益分别为:镇沅试验点
34. 2 %、龙陵试验点 40. 2 %、瑞丽试验点 45. 4 %,
瑞丽可作为滇西南地区旱冬瓜人工造林的采种种
源。
4. 2 讨论
旱冬瓜在云南省分布广、蓄积量大,用途广。
但一直以来旱冬瓜都没有适合大面积推广的优良品
种。在野外选优的基础上,通过山地造林试验进一
步选优而应用于生产实践,为滇西南地区营造旱冬
瓜人工造林提供优良种源,从而提高旱冬瓜人工林
经营的综合效益[11]。
但是旱冬瓜的生长发育是一个需要长期研究的
问题,由于林木生长周期长,我们在研究中取得的
数据 (18 个月的生长量)只是其全部生命周期中
的一个片段,目前的结果只能作为一个后期选择的
参考,尚需 6 ~ 8 年,待林分生长较稳定后再作旱
冬瓜优良种源的结论。
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