许建伟

（福建省三明市国有林场工作站，福建三明365000）

0 引言

松脂是松属植物光合作用产物的次生代谢物[1]。针叶作为松属植物光合作用的主要器官，已有研究表明树木冠层光合作用对松脂产量有着重要影响[1-3]。同一品种植物光合作用的强弱与植株叶面积大小相关[4]，叶长是计算单片叶子叶面积的重要指标，尤其对于针形叶的叶片来说，叶长直接影响叶面积的大小[5-6]。此外，叶片干鲜重比能够反映生物代谢的强弱，进而可能会影响到松脂的合成。

马尾松(Pinus massoniana)是中国主要的采脂树种，大约90%的松脂采自马尾松[7-8]。影响马尾松产脂能力的因子很多[9-13]，但主要观点认为与针叶的光合作用有关[14-15]。针叶作为马尾松的主要器官，关系到松脂的合成，是选育高产脂单株的主要研究对象，但在国内并未出现关于高产脂马尾松植株针叶特征的报道。可见，了解和掌握高产脂马尾松针叶特征对于当前开展马尾松高产脂优良单株选育和培育工作十分必要。本研究通过研究马尾松叶长和针叶干鲜重比与松脂产量的关系，寻找高产脂马尾松单株针叶特征，为开展马尾松采脂林育种选优工作提供理论依据和技术支持。

1 研究地概况与研究方法

1.1 研究地概况

研究地位于福建省宁化县(116°22′—117°02′E，25°58′—26°40′N)。该区域气候为中亚热带山地季风气候，年均气温为18.2℃，年均日照1760 h，≥10℃积温5400℃；年降水量为1700～1850 mm，全年无霜期215天。低山、丘陵、盆地占全县总面积的96%，土壤以红壤和侵蚀性紫色土壤为主，肥力较差。

1.2 研究方法

1.2.1 试验方法 在位于福建省宁化国有林场的松脂基地上选择立地质量等级、坡向、坡位与冠型相似的12株高产脂型马尾松作为研究对象，每株标号、定位并测其胸径、树高等因子（表1）。2015年5月上旬进行开采准备，5月19日进行开采。采割方法为下降式采脂法，左右各一刀，割面负荷率为50%。5月19日开采72 h后取走松脂进行称重，连续4次，取平均值作为单刀出脂量；6月1日开始每天左右各采一刀，直到10月31日，割面年消耗控制在30 cm，定期收取松脂称重，累加后作为年产脂量。

1.2.2 数据处理 年产脂量的计算见公式(1)。

式中i为第i株树，j为第j次称重的松脂重量(g)，Wi为第i株树的年产脂量，wij为第i株树的第j次称重的松脂重量。

年产脂率的计算见公式(2)。

式中i为第i株树、Wi为第i株树的年产脂量、Di为第i株树的胸径、Mi为第i株树的年产脂率。

本研究的相关分析及方差分析采用SPSS 17.0计算，结果以平均值±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 叶长和干鲜重比与马尾松产脂能力的相关性分析

相关分析表明，叶长与单刀产脂量、年产脂率、年产脂量均存在相关关系（表2）。叶长与年产脂率之间的相关性最强，相关系数为0.889；其次是叶长与单刀产脂量间的相关性，相关系数为0.881。叶长与两者之间的相关性在p=0.01水平均达到显著性。叶长与年产脂量间的相关性最低，但相关系数达到0.618，且在P=0.05水平具有显著性。针叶干鲜重比与单刀产脂量、年产脂率、年产脂量也存在相关关系，但相关性是负相关（表2）。三者间，单刀产脂量与针叶干鲜重比相关性最强(R=-0.907)，其次是年产脂率(R=-0.877)，最低是年产脂量(R=-0.618)。

表1 研究对象的基本情况

表2 叶长和干鲜重比与马尾松产脂量的相关分析

2.2 叶长和干鲜重比的方差分析

从图1可以看出，不同样号的马尾松个体间叶长存在显著差异(P＜0.05)。叶长由小到大排序为76#＜38#＜49#＜24#＜55#＜26#＜67#＜8#＜60#＜5#＜14#＜13#。最小叶长76#[(9.92±0.14)cm]显著低于其他个体叶长(P＜0.05)；次小叶长38#[(12.36±0.14)cm]也和其他个体叶长形成显著差异(P＜0.05)；最大叶长13#[(17.25±0.17)cm]和次大叶长14#[(17.10±0.14)cm]显著高于其他个体(P＜0.05)，但两者本身差异不显著(P＞0.05)；另外，5#叶长[(16.16±0.26)cm]在统计学上除低于13#和14#外，也显著高于其他个体(P＜0.05)。

从图2可以看出，不同样号的马尾松个体间针叶干鲜重比存在显著差异(P＜0.05)。干鲜重比由大到小排序为76#＞24#＞55#＞38#＞49#＞8#＞26#＞60#＞5#＞67#＞13#＞14#。76#干鲜重比值[(42.17±0.32)%]最大，但和24#、55#、38#、49#、8#没有显著差异(P＞0.05)；14#干鲜重比值[(36.17±0.92)%]最小，和干鲜重比次小的13#[(37.21±0.62)%]无显著差异(P＞0.05)，但显著低于其他样品(P＜0.05)；干鲜重比第三小的67#[(39.63±0.46)%]和5#、60#、26#、8#、49#间未形成显著差异(P＞0.05)。

2.3 不同样号的马尾松产脂能力情况

单刀产脂量、年产脂率和年产脂量是从不同角度反映马尾松个体间产脂能力。从图3可以得出，单刀产脂量所反映的马尾松单株产脂能力由弱到强为：76#＜38#＜55#＜24#＜49#＜5#＜26#＜8#＜60#＜67#＜13#＜14#；年产脂率所反映的马尾松单株产脂能力由弱到强为：76#＜38#＜24#＜55#＜49#＜60#＜8#＜26#＜5#＜67#＜14#＜13#；年产脂量所反映的马尾松单株产脂能力由弱到强为：76#＜38#＜24#＜55#＜5#＜8#＜60#＜49#＜13#＜14#＜26#＜67#。可以看出，无论哪种产脂能力测算方式，76#产脂能力最差，38#随后；13#、14#产脂能力在通过单刀产脂量和年产脂率计算时表现最强，67#产脂能力在通过年产脂量计算时表现最强。整体来看，单刀产脂量和年产脂率反映的个体间产脂能力相似度更高。

图1 不同样号间马尾松叶长的方差分析

图2 不同样号间马尾松针叶干鲜重比的方差分析

图3 不同样号间马尾松针产脂量差异

3 讨论与结论

光合作用作为决定产脂能力高低的重要生理过程[15]，马尾松针叶特征必然对松脂产量有影响。本文以单刀产脂量、年产脂率和年产脂量3种产脂量计算方式研究马尾松的产脂能力，研究结果证实马尾松叶长和针叶干鲜重比确实对马尾松产脂能力有影响。

叶长方差分析结果表明马尾松个体间叶长存在显著差异(P＜0.05)，特别是叶长最小的76#单株，其对应的3种产脂量也最小；统计学上叶长最大的13#和14#单株(P＞0.05)，14#对应的单刀产脂量最大、13#对应的年产脂率最大。再通过相关分析发现马尾松叶长与单刀产脂量、年产脂率和年产脂量分别呈正相关关系。以上说明马尾松叶长对产脂能力有影响。

一般来说，叶片中自由水含量越高植株生理代谢越旺盛，但是自由水含量越高，叶片干鲜重比越小[16-17]。从松脂合成角度来说，本研究中马尾松产脂能力与针叶干鲜重比负相关映证了以上观点。12个单株针叶干鲜重比的方差分析存在显著差异(P＜0.05)，统计学上干鲜重比最小的13#、14#恰好为叶长统计学上最大的13#和14#；干鲜重比最大的76#也正好是叶长最小的76#，并对应3种产脂量的最小植株。因此，干鲜重比对马尾松产脂能力也有影响。

计算产脂能力的3种产脂量中，单刀产脂量侧重反映植株自身的松脂合成能力，年产脂量侧重反映植株适应不同外界环境后的产脂能力，年产脂率则中和前两者所反映的产脂能力。表2相关分析充分证实了这一点，年产脂量与叶长或针叶干鲜重比的相关性均弱于单刀产脂量和年产脂率与这2个参数的相关性。图3中，叶长差异显著低，且干鲜重比也较高的76#、38#个体在3种产脂量中均占据较低排序，说明76#、38#个体产脂能力确实较差。13#、14#个体在叶长和干鲜重比的方差分析中均具有统计学上的意义，并在单刀产脂量、年产脂率中突显出优势，说明13#、14#个体产脂能力比较强，具有作为高产脂马尾松单株选育的条件。67#个体在年产脂量中优势最明显，在单刀产脂量、年产脂率中也有较强的优势，但在叶长和干鲜重比的方差分析中优势并不明显，可能受到立地条件、气象因子或其他因素的影响[14,18-20]，有待进行后期深入研究。