王曉麗， 楊 燕， 俸桂蓮， 曹子林

(1.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院， 云南 昆明 650224； 2. 西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與水土保持學(xué)院， 昆明 650224)

藍(lán)桉(EucalyptusglobulusLabill.)是桉樹中少有的油、材兼用樹種，經(jīng)濟(jì)價(jià)值顯著，藍(lán)桉葉含揮發(fā)油，是世界桉葉油生產(chǎn)的主要來源植物[1]，廣泛分布于溫帶和亞熱帶地區(qū)的很多國家，世界范圍內(nèi)的種植面積達(dá)2 000萬hm2[2]，我國以云南栽培最多，生長最好，云南為全球桉葉油的最大產(chǎn)地，占90%的市場(chǎng)份額[3]。藍(lán)桉為世界公認(rèn)的無性難繁樹種[4]，云南藍(lán)桉人工林培育的材料來源主要是種子和實(shí)生苗，但良種資源少，質(zhì)量良莠不齊[5]。藍(lán)桉生產(chǎn)桉葉油的原料主要是嫩枝葉，專用藍(lán)桉經(jīng)濟(jì)林(林木為叢生狀，枝上為闊而無柄的幼態(tài)葉)每年可產(chǎn)嫩枝葉8～15 t·hm-2，而間伐和萌芽定株每年產(chǎn)嫩枝葉僅2～3 t·hm-2[6]，因此發(fā)展專用藍(lán)桉經(jīng)濟(jì)林是解決桉葉油生產(chǎn)中原料供應(yīng)問題的途徑，其中高產(chǎn)油種質(zhì)材料的苗期早期選擇成為亟待解決的問題。

林木優(yōu)良單株苗期早期選擇(超級(jí)苗選擇)是根據(jù)林木優(yōu)良性狀在早、晚齡間存在的正相關(guān)關(guān)系，針對(duì)其苗期的性狀表現(xiàn)，進(jìn)行優(yōu)良個(gè)體選擇，是早期獲得優(yōu)良基因型的主要途徑之一，可以縮短育種周期[7]。前人在銀杏(Ginkgobiloba)[8]、鵝掌楸(Liriodendronchinense)[9]、馬尾松(Pinusmassoniana)[10]、臭椿(Ailanthusaltissima)[11]、木荷(Schimasuperba)[12]、云南松(Pinusyunnanensis)[13]、火炬松(Pinustaeda)[14]、毛葉山桐子(Idesiapolycarpa)[15]、杉木(Cunninghamialanceolata)[16]、濕地松(pinuselliottii)[17]、藍(lán)桉和直干桉(Eucalyptusmaideni)[18]等樹種上開展了超級(jí)苗選擇方面的相關(guān)研究，但研究主要集中在超級(jí)苗和普通苗的苗期及其造林后生長形態(tài)指標(biāo)對(duì)比方面，目前未見藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株早期選擇(超級(jí)苗選擇)方面的研究報(bào)道。本試驗(yàn)以相同育苗環(huán)境下培育的480株二年生藍(lán)桉實(shí)生苗為材料，分別于夏季(8月份)、冬季(12月份)和翌年春季(4月份)采集各樣株的葉樣，測(cè)定各樣株的葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率，探討藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇的方法，為藍(lán)桉高產(chǎn)油基因型的早期獲得提供途徑和基礎(chǔ)材料。

1 材料與方法

1.1 材 料

以480株二年生藍(lán)桉實(shí)生苗為試驗(yàn)材料。藍(lán)桉苗木于2016年6月播種，種子來自于云南昆明，在西南林業(yè)大學(xué)苗圃中整地做床，采用條播育苗；待苗高5 cm左右時(shí)進(jìn)行移栽，株行距為5 cm×5 cm；待苗高50 cm左右時(shí)第2次移植，株行距為30 cm×30 cm；2017年6月做平茬處理，平茬高度為15 cm，苗木促萌效果較好。

1.2 方 法

1.2.1藍(lán)桉單株產(chǎn)油量相關(guān)指標(biāo)測(cè)定

分別于2018年8月、12月和2019年4月藍(lán)桉的不同生長季節(jié)，采集各樣株的葉樣，測(cè)定不同季節(jié)各樣株的葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率。各樣株的葉片數(shù)量和葉片重量采用標(biāo)準(zhǔn)枝法測(cè)定[19]，每樣株從其樹冠中部剪取5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)枝(枝上的葉片數(shù)量和葉片大小具有該樣株枝條的普遍特性)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)枝的長度為60 cm，采收全部葉片計(jì)數(shù)和稱重，根據(jù)葉片數(shù)量和葉片重量以及標(biāo)準(zhǔn)枝總長度，計(jì)算每米枝條的葉片數(shù)量和葉片重量，再根據(jù)樣株著生葉片枝條總長度，推算樣株的葉片數(shù)量和葉片重量。每樣株取新鮮葉片30 g，洗凈并擦干表面水分，剪碎后放入圓底蒸餾瓶中，加入200 mL蒸餾水，采用水蒸氣蒸餾法[20]蒸餾至桉葉油不再產(chǎn)生為止，以提取出各樣株的桉葉油。將桉葉油稱重后計(jì)算各樣株的葉片含油率，公式如下：

葉片含油率(%)=[桉葉油重量(g)/新鮮葉片重量(g)]×100%。

根據(jù)每樣株的葉片重量和其葉片含油率，計(jì)算各樣株的單株產(chǎn)油量。

1.2.2數(shù)據(jù)分析

通過Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，利用SPSS 17.0軟件對(duì)3個(gè)不同生長季節(jié)各樣株的葉片數(shù)量、葉片重量、葉片含油率和單株產(chǎn)油量進(jìn)行方差分析[18]。

1.2.3藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇方法

藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇采用標(biāo)準(zhǔn)差法[18]。

1) 根據(jù)3個(gè)不同生長季節(jié)各樣株葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分別統(tǒng)計(jì)3個(gè)不同生長季節(jié)各測(cè)定指標(biāo)的平均值及相應(yīng)的變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，分析3個(gè)不同生長季節(jié)各測(cè)定指標(biāo)間的相關(guān)性。

2) 根據(jù)對(duì)高產(chǎn)油優(yōu)良單株的需求和選擇強(qiáng)度來確定適宜的標(biāo)準(zhǔn)(以葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率哪個(gè)指標(biāo)為主以及合適的標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù))。

3) 根據(jù)確定的適宜的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高產(chǎn)油優(yōu)良單株進(jìn)行選擇。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長季節(jié)藍(lán)桉苗木葉片數(shù)量、葉片重量、葉片含油率和單株產(chǎn)油量的分析

分別對(duì)藍(lán)桉3個(gè)生長季節(jié)苗木的葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率做差異分析。利用 SPSS軟件進(jìn)行聚類分層并合并處理(10步長分析法),藍(lán)桉夏季的葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率分別分成7組、7組和6組；藍(lán)桉冬季和春季的葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率均分別分成8組、7組和5組。根據(jù)聚類分層結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果(表1)表明，同一生長季節(jié)藍(lán)桉的不同個(gè)體間葉片數(shù)量、葉片重量、葉片含油率均呈極顯著差異。林木優(yōu)良單株選擇的基礎(chǔ)是個(gè)體間特定指標(biāo)具有顯著差異,藍(lán)桉3個(gè)生長季節(jié)的苗木在桉葉油生產(chǎn)指標(biāo)方面具備了這一選擇基礎(chǔ)，即該樹種3個(gè)生長季節(jié)的苗木具備了進(jìn)行優(yōu)良單株選擇的桉葉油生產(chǎn)基礎(chǔ)。

表1 同一生長季節(jié)藍(lán)桉苗木葉片數(shù)量、葉片重量、葉片含油率的方差分析

分別對(duì)藍(lán)桉3個(gè)生長季節(jié)苗木的葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率進(jìn)行變異系數(shù)分析(表2)，結(jié)果表明，同一生長季節(jié)藍(lán)桉苗木的桉葉油生產(chǎn)指標(biāo)的變異系數(shù)依次為：單株葉片重量>單株葉片數(shù)量>株葉片含油率，說明3個(gè)生長季節(jié)苗木的3個(gè)桉葉油生產(chǎn)指標(biāo)均存在單株葉片重量差異最大，單株葉片含油率差異最小的情況，但3個(gè)桉葉油生產(chǎn)指標(biāo)的變異系數(shù)(29.27%～93.68%)總體來說皆較大。對(duì)不同生長季節(jié)藍(lán)桉苗木葉片數(shù)量、葉片重量、葉片含油率和單株產(chǎn)油量的方差分析(表3)表明，苗木葉片數(shù)量、葉片重量和單株產(chǎn)油量3個(gè)指標(biāo)在不同生長季節(jié)間均無顯著差異(p>0.05)；苗木葉片含油率在不同生長季節(jié)間存在極顯著差異(p=0.004)，冬季葉片含油率極顯著大于夏季，且春季為過渡組，說明苗木葉片數(shù)量、葉片重量和單株產(chǎn)油量3個(gè)指標(biāo)的季節(jié)穩(wěn)定性較強(qiáng)。對(duì)3個(gè)生長季節(jié)藍(lán)桉苗木葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率的相關(guān)性分析(表4)表明，同一生長季節(jié)藍(lán)桉苗木的3個(gè)指標(biāo)間均存在極顯著正相關(guān)(p=0.000)。由于林木早期通常是選擇變異較大且穩(wěn)定性較好的性狀指標(biāo)，因此，綜合變異系數(shù)分析、方差分析和相關(guān)性分析，認(rèn)為藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇應(yīng)以單株葉片重量為主，其他2個(gè)指標(biāo)為輔。

表2 不同生長季節(jié)藍(lán)桉苗木葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率均值、極差和變異系數(shù)

表3 不同生長季節(jié)藍(lán)桉苗木葉片數(shù)量、葉片重量、葉片含油率和單株產(chǎn)油量的方差分析

表4 不同生長季節(jié)藍(lán)桉苗木葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率的相關(guān)性分析

2.2 藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇標(biāo)準(zhǔn)

藍(lán)桉優(yōu)良單株苗期早期選擇以高產(chǎn)桉葉油為目標(biāo)，以提供無性繁殖的高產(chǎn)油優(yōu)良材料，為實(shí)現(xiàn)藍(lán)桉人工林的定向培育，提高專用藍(lán)桉經(jīng)濟(jì)林的經(jīng)濟(jì)效益奠定基礎(chǔ)。因此，為確定高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇標(biāo)準(zhǔn)，以同一生長季節(jié)藍(lán)桉苗木的單株葉片重量為主要指標(biāo)，單株葉片數(shù)量和單株葉片含油率為輔助指標(biāo)，以平均單株葉片重量加上1～3倍標(biāo)準(zhǔn)差開展選擇分析(表5)。3個(gè)生長季節(jié)藍(lán)桉苗木的單株葉片重量加上1倍標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)入選株數(shù)為25～33，且入選率為5.21%～6.88%，加上2倍標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)入選株數(shù)為15～21，且入選率為3.13%～4.38%，加上3倍標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)入選株數(shù)為6～10，且入選率為1.25%～2.08%。說明加上1倍標(biāo)準(zhǔn)差和2倍標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)入選株數(shù)較多，可滿足多無性系混合造林的數(shù)目要求，即“在同一立地上有7～15個(gè)無性系就有了安全保障[7]”，且入選率中等，入選群體中表現(xiàn)突出的個(gè)體占比較高，總體質(zhì)量相對(duì)較好；加上3倍標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)入選株數(shù)較少，入選率較低，入選群體中雖皆為表現(xiàn)突出的個(gè)體，總體質(zhì)量也高，但是無法滿足實(shí)際工作中對(duì)苗木量的需求。綜合考慮入選株數(shù)、入選率、實(shí)際工作中對(duì)苗木數(shù)量的需求和苗木的整體質(zhì)量情況，藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇以苗木的單株葉片重量加上2倍標(biāo)準(zhǔn)差作為選擇標(biāo)準(zhǔn)是合適的。

表5 藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇標(biāo)準(zhǔn)分析

2.3 藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇結(jié)果

3個(gè)生長季節(jié)的藍(lán)桉苗木高產(chǎn)油優(yōu)良單株早期選擇均以其平均單株葉片重量加上相應(yīng)的2倍標(biāo)準(zhǔn)差為依據(jù)(表6)。經(jīng)過初選，3個(gè)生長季節(jié)的藍(lán)桉苗木最終平均入選率為3.61%，入選的優(yōu)良單株在單株葉片重量上具有很大的優(yōu)勢(shì)，3個(gè)生長季節(jié)藍(lán)桉苗木平均單株葉片重量增加257.92%，說明藍(lán)桉優(yōu)良單株選擇效果顯著。藍(lán)桉3個(gè)生長季節(jié)的優(yōu)良單株選擇是在相同的供試苗木(對(duì)供試所用苗木進(jìn)行逐一掛牌)上進(jìn)行的，藍(lán)桉3個(gè)生長季節(jié)優(yōu)良單株選擇同時(shí)入選的單株數(shù)量占各生長季節(jié)入選單株數(shù)量的比例的平均值為53.04%，表明藍(lán)桉苗木單株葉片重量指標(biāo)在3個(gè)生長季節(jié)間存在較大的正相關(guān)關(guān)系，藍(lán)桉優(yōu)良單株早期選擇結(jié)果具有可行性和有效性。選取的藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株，可為其專用經(jīng)濟(jì)林提供優(yōu)良的基因型和無性擴(kuò)繁的種質(zhì)材料。

表6 藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期早期選擇結(jié)果及增量效果

3 結(jié)論與討論

以往研究中，關(guān)于林木超級(jí)苗選擇皆是以苗木生長量指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)從材用性方面來進(jìn)行的，劉代億等[21]關(guān)于一至三年生云南松苗木的超級(jí)苗選擇是以苗高為主要篩選指標(biāo)，以平均苗高加上2倍標(biāo)準(zhǔn)差作為選擇標(biāo)準(zhǔn)；王曉麗等[18]分別以藍(lán)桉、直干桉5月生和10月生實(shí)生苗為試驗(yàn)苗木，研究確定了2個(gè)樹種的超級(jí)苗初選標(biāo)準(zhǔn)皆為苗木平均苗高加上2倍標(biāo)準(zhǔn)差；宋墩福等[12]對(duì)一年生木荷苗木超級(jí)苗選擇是將苗高和地徑2個(gè)指標(biāo)放在同等重要的位置來考量，以苗高、地徑同時(shí)加上1倍標(biāo)準(zhǔn)差作為選擇標(biāo)準(zhǔn)；呂學(xué)輝等[13]認(rèn)為，云南松優(yōu)良家系超級(jí)苗選擇的標(biāo)準(zhǔn)為各家系平均高生長量加上1倍標(biāo)準(zhǔn)差，可見不同樹種材用性方面的超級(jí)苗篩選中所用指標(biāo)或選擇標(biāo)準(zhǔn)是有所差異的，形成此種差異的原因與不同樹種苗期生長存在一定的特異性和差異性有關(guān)，因此對(duì)于所研究的具體樹種的超級(jí)苗的選擇指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探討是非常必要的。由于目前未見關(guān)于林木次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)方面的超級(jí)苗選擇的研究報(bào)道，因此本研究借鑒前人關(guān)于林木生長量為主的材用性方面的超級(jí)苗選擇的思路，開展了藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株選擇標(biāo)準(zhǔn)的探討。

發(fā)展油用藍(lán)桉經(jīng)濟(jì)林是解決桉葉油生產(chǎn)中原料供應(yīng)問題的有效途徑，高產(chǎn)油種質(zhì)材料的篩選與利用是其中的關(guān)鍵。藍(lán)桉單株產(chǎn)油量與含油率和葉量有關(guān)，含油率受林木遺傳與環(huán)境的共同影響。本研究中，同一生長季節(jié)的藍(lán)桉苗木的不同個(gè)體間單株葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率均呈極顯著差異，同一生長季節(jié)的藍(lán)桉苗木的葉片重量的變異系數(shù)大于葉片數(shù)量和葉片含油率的變異系數(shù)，藍(lán)桉苗木的葉片含油率在3個(gè)生長季節(jié)間存在極顯著差異(p=0.004)，同一生長季節(jié)的藍(lán)桉苗木的單株葉片數(shù)量、葉片重量和葉片含油率兩兩間均呈極顯著正相關(guān)，因此藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株的選擇應(yīng)以單株葉片重量為主、單株葉片數(shù)量和葉片含油率為輔；綜合考慮入選株數(shù)、入選率、實(shí)際工作中對(duì)苗木數(shù)量的需求和苗木的整體質(zhì)量(苗木產(chǎn)油量的情況)，以苗木的平均單株葉片重量加上其2倍標(biāo)準(zhǔn)差作為藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株苗期選擇標(biāo)準(zhǔn)是適宜的。今后可通過扦插或組培技術(shù)[4]將入選的藍(lán)桉高產(chǎn)油優(yōu)良單株無性系化，進(jìn)而建立由優(yōu)良無性系作為造林材料形成的油用藍(lán)桉經(jīng)濟(jì)林，提高林地利用效率，更好地滿足桉葉油生產(chǎn)中的原料供應(yīng)。