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武夷山猴欢喜种源分析与良种选育

2020-07-23洪丽英

武夷学院学报 2020年6期
关键词:新丰街道办种源

洪丽英

(武夷山市林业局,福建 武夷山 354300)

猴欢喜(Sloanea sinensis),杜英科,常绿阔叶乔木,树高可达20 m,具有嫩枝无毛、叶薄革质的形态特征,木材纹理通直、结构细密、质地轻软、硬度适中,是桥梁建筑、家具、胶合板等之良材,同时,树形美观,蒴果具有长而密的紫红色刺毛,也可作为观赏树种栽植于庭院、假山、池塘等,因此,猴欢喜不仅木材使用价值高,而且具有一定景观价值,可以开发利用[1]。该树种主要分布在我国的福建、广东、海南、广西、贵州、湖南、江西、台湾和浙江等地区,群落及主要伴生植物有毛竹、华东润楠、芒、枫香等植物。有部分学者对猴欢喜育苗、造林抚育、应用前景进行了探讨,但研究内容还是较少,如罗娟从育苗技术和管理方面阐述了赣南地区猴欢喜育苗及造林抚育技术[2];郭瑞黎阐述了猴欢喜的形态特征、生物学特性及其利用价值,总结了其播种育苗造林技术[3];傅加祥等从形态特征、生物学特征、育苗技术等3方面描述了猴欢喜的应用前景及育苗技术[1]。2015年之后,未见关于猴欢喜的研究报道。基于此,本文结合猴欢喜优良用材价值,以武夷山不同区位、海拔的猴欢喜为研究对象,通过调查其分布位置,在不同区位、海拔选择采种点,采集种源,开展育苗试验,确定最佳的采种点,为后期造林提供优质苗木,选育优良武夷山猴欢喜种质资源提供理论支撑。

1 研究区概况

武夷山地处福建西北部,森林资源丰富,具有世界同纬度带最完整、最典型、面积最大的中亚热带原生性森林生态系统,全年雨水充沛,适宜开展林业研究。经前期野外调查,武夷山猴欢喜在北部乡镇天然阔叶树林零星分布,未发现成片纯林。主要分布在新丰街道办、吴屯乡、洋庄乡等区位,海拔范围为350~600 m。

2 研究材料与方法

本次研究开始于2017年,通过对武夷山猴欢喜林分分布调查,确定在新丰街道办的综合农场和新丰街道办里洋、吴屯乡的阳角、洋庄乡的大安等4个地区采集猴欢喜种子,每个采种区布设规格10 m×10 m样方8个,共计32个样方,样方内采种母树平均9株,采集时间为2017年10—11月,利用GPS记录采集地点的经纬度和海拔,围径尺测定采种母树胸径,测高器估测母树高度。采种后,测定百粒重和百粒体积。于2018年3月份按不同种源播种于武夷山小武夷苗圃地,记录种子发芽率、第1年苗高和保留株数、第2年苗高和保留株数,其中综合农场地区采集的种子,由于保存不善而死亡。种源和苗木情况见表1。

表1 种源和苗木情况Tab.1 Provenance and seedling

采用平均百粒质量、平均百粒体积、标准差、变异系数、均匀度等[4-8]作为种源大小与充实程度的评价指标;以一元线性、指数函数、对数、多项式、幂函数等为备选方程[9-12],利用SPSS软件拟合迭代[13-14],确定平均百粒质量与平均百粒体积的关系方程。

本研究数据处理采用的统计工具为Excel、SPSS。

3 研究结果

3.1 基于百粒质量的种源大小程度分析

根据采集的猴欢喜种子百粒质量数据,结合平均百粒质量、变异系数、均匀度等评价指标,经计算,得到不同地区的种源大小程度情况(表2)。

表2 基于百粒质量的种源评价指标Tab.2 provenanceevaluation indicatorsbased on 100-grain weight

从表2中,可以看出,不同地区的猴欢喜种子,平均百粒质量存在差异,其中采于新丰街道办的2个种源的平均百粒质量存在差异,但差异不大,里洋地区的平均百粒质量比综合农场的高4.6%,说明里洋的种子大小程度较好一点;而吴屯乡的猴欢喜种子平均百粒质量最大,比新丰街道办综合农场的高26.7,说明吴屯乡采集的猴欢喜种子大小程度最佳,其次是洋庄乡大安。从标准差指标来看,洋庄乡大安的值最大(0.627),其次是吴屯乡的(0.376),最小的是新丰街道办里洋的(0.223),吴屯乡与洋庄乡的差异较大(比后者小40%),新丰街道办综合农场的平均百粒质量最低,离散程度也是较低,从而说明,虽然洋庄乡的猴欢喜种子平均百粒质量较大,但离散程度较大,大小不一;将标准差除以平均百粒质量,得到不同种源的变异系数,从该指标看出,新丰街道办里洋的变异系数最小(0.020),其次是吴屯乡(0.027),与新丰街道办综合农场的(0.028)差异很小,最大的是洋庄乡(0.051),与新丰街道办里洋高154%,说明洋庄乡猴欢喜种子变化较大,而吴屯乡的猴欢喜种子大小程度最好,且变异情况较小;从均匀度指标上看,同样,也是吴屯乡的猴欢喜种子与新丰街道办的较好。若从4个指标综合考虑,本文认为吴屯乡的猴欢喜种源最佳。为一进步分析海拔对猴欢喜种子影响,以海拔为横轴、种源大小程度评价指标为纵轴制作散点图(图1)。

图1 不同海拔下种源大小程度评价指标变化趋势Fig.1 Trendsof evaluation indexesof provenancesizeat different elevations

从图1中可以看出,不同海拔下,猴欢喜种子大小程度存在差异。其中在平均百粒质量方面,随着海拔增加,百粒质量也增加,到550 m时,百粒质量达到最大值,之后又减小,说明在武夷山地区,海拔550 m处采集的猴欢喜种源较好;从变异系数来看,随着海拔增加,变异系数先缓慢减小后增加,转折点为450 m;从均匀度方面,随着海拔增加,均匀度先缓慢增加,到550 m略微下降,之后迅速下降;因此,综合考虑,在450~550 m海拔处采集的猴欢喜种子大小程度较好。采用SPSS软件进行显著性统计检验,以百粒质量为因变量、海拔为变量,得到不同海拔间的差异水平(表3)。经检验,单因素同质性测试中,P=0.402>0.05,说明方差是齐的,单因素分析中P=0<0.01,说明不同海之间百粒质量存在极显著差异。多重比较显示,只有350 m与450 m不存在差异,其他海拔之间均存在极显著差异。

表3 基于海拔的百粒质量多重比较P值及显著性水平Tab.3 Multiple comparison of Pvalue and significance level of hundred-grain weight based on elevations

3.2 基于百粒体积的种源充实程度分析

根据采集的猴欢喜种子百粒体积数据,结合平均百粒体积、标准差、变异系数、均匀度等评价指标,经计算,得到不同地区的种源情况(表4)。

表4 基于百粒体积的种源评价指标Tab.4 Indicators of provenance evaluation based on 100-grain volume

从表4可以看出,不同地区的种源充实程度存在差异;从平均百粒体积来看,吴屯乡的最大(16.4 mL),其次洋庄乡的(14.7 mL),最小的为综合农场(10.0 mL),其中最大比最小高64%,说明不同地区采集的猴欢喜种源充实程度差异明显;从标准差指标来看,离散程度最大的为新丰街道办里洋,接近1.000,其次为吴屯乡,而洋庄乡种子百粒体积离散程度较低,因此从综合平均百粒体积和标准差2个指标无法判断种源充实程度优劣;综合平均百粒体积与标准差,得到变异系数上,可以看出吴屯乡的种子百粒体积变异程度为中等水平,说明虽然吴屯乡的平均百粒体积最大,但整齐程度中等水平;从均匀度角度来看,最高的为洋庄乡(0.998),最低的为新丰街道办里洋(0.995),即洋庄乡比新丰街道办里洋高了0.38%,说明从均匀度方面说明,不同采种地点的种子较均一。同样,以海拔为横轴、种源评价指标为纵轴制作散点图,分析海拔对猴欢喜种子充实程度影响(图2)。

图2 不同海拔下种源充实程度评价指标变化趋势Fig.2 Trends of evaluation indexes of provenance enrichment at different elevations

从图2中可以看出,不同海拔下,猴欢喜种源充实程度存在差异,其中在平均百粒体积方面,随着海拔增加,百粒体积也增加,到550 m时,百粒体积达到最大值,之后又减小,说明在武夷山地区,海拔550 m处采集的猴欢喜种源较好;从变异系数来看,随着海拔增加,变异系数先迅速减小后增加,转折点为450 m;从均匀度方面,随着海拔增加,均匀度先增加,到450 m达到最大值,之后下降;因此,综合考虑,同样说明在450~550 m海拔处采集的猴欢喜种子充实程度较好。采用SPSS软件进行显著性统计检验,以百粒体积为因变量、海拔为变量,得到不同海拔间的差异水平(表5)。经检验,单因素同质性测试中,P=0.1>0.05,说明方差是齐的;单因素分析中,P=0.000 002<0.01,说明不同海拔之间百粒体积存在极显著差异。多重比较显示,不同海拔之间均存在极显著差异。

表5 基于海拔的百粒体积多重比较P值及显著性水平Tab.5 Multiple comparison of P value and significance levels of hundred-grain volume based on elevations

相关研究也表明,百粒质量与百粒体积存在相关关系[15-20],为进一步明确本研究得到的猴欢喜百粒重与百粒体积结果的高度一致性,现以猴欢喜平均百粒体积为自变量、平均百粒质量为因变量,利用一元线性、指数函数、对数、多项式、幂函数等方程,经最小乘法拟合,得到平均百粒质量与平均百粒体积的最佳方程为一元二次多项式,拟合相关系数为0.998,具体见图3,从而说明猴欢喜平均百粒体积与平均百粒质量高度相关,也进一步说明在450~550 m海拔处采集的猴欢喜种子大小与充实程度较好。

图3 平均百粒质量与平均百粒体积相关关系Fig.3 Relationship between average 100-grain weight and average 100-grain volume

3.3 不同种源育苗试验分析

将2017年采集的种子种植于武夷山小武夷苗圃基地,开展为期2年的育苗试验,分析不同种源的猴欢喜苗木生长情况,期间每隔1年测定每株苗高(表6)、发芽率和保留率(表7)。

表6 不同地区猴欢喜苗高生长情况Tab.6 Growth of sloanea sinensis in different regions

从总体上看,本次采集的猴欢喜种子发芽后,第1年的苗高范围为8~16 cm,第2年的苗高范围为30~58 cm,年生长量范围为22~42 cm。从表4明显看出,3个地区的猴欢喜苗木生长情况存在显著差异,其中第1年中,吴屯乡的平均苗高最大(15 cm),最小为新丰街道办(8.7 cm),洋庄乡的第1年的苗高为12.2 cm,即吴屯乡采集的种子发芽后生长比新丰街道办的高出72.0%比洋庄乡的高出23.2%;从第2年的平均苗高来看,最高的还是吴屯乡的种子(56.7 cm),新丰街道办的最低(31.6 cm);在苗高生长量方面,吴屯乡的苗高生长量最大,其次是洋庄乡的,最小的为新丰街道办。不同乡镇育苗得到的苗高生长规律与种子大小和充实程度一致,说明2年内猴欢喜苗高生长大小与种源优劣密切相关。

表7 不同地区猴欢喜苗木发芽、保留率Tab.7 Germination and retention rate of Sloanea sinensis seedlings in different regions

表7中看出,本次采集的猴欢喜种子发芽率高于65%,低于80%,平均发芽率为71.3%,第1年苗木保留率高于80%,平均为82.1%,第2年苗木保留率高于85%,平均为87.6%;不同区域采集的种源,其苗木发芽、保留率存在差异,其中新丰街道办的发芽率低于70%,吴屯乡和洋庄乡的发芽率高于70%,且吴屯乡的发芽率最高(74.2%);保留率方面,第2年保留率均高于第1年保留率,其中吴屯乡的第1、2年的保留率均最高,其值分别为84%、89.6%,洋庄其次,最低的为新丰街道办。猴欢喜苗木发芽、保留率情况与种子大小和充实程度一致,也说明2年内猴欢喜苗木发芽、保留率与种源优劣密切相关。

4 结论

通过采集武夷山不同地区、不同海拔的猴欢喜种子,经种源大小和充实程度分析,得到不同地区的采集的猴欢喜种子的平均百粒质量和平均百粒体积存在差异,种源较好的地区为吴屯乡。结合海拔分析,得到在450~550 m海拔处采集的猴欢喜种子大小和充实程度较好。而猴欢喜种子的平均百粒质量和平均百粒体积存在一元二次多项式关系(R2=0.998)。

经2年的育苗试验,研究说明苗木的苗高生长规律与种源大小和充实程度存在高度一致,其中苗高生长最好的为武夷山吴屯乡采集的种子;在发芽率和保留率方面,同样与种源大小和充实程度存在高度一致,其中种子发芽率和苗木保留率最好的为武夷山吴屯乡采集的种子。

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