湿地松产脂量与生长、材性和形质性状的相关性研究

2020-06-10徐永勤沈凤强徐卢雨吴家旅栾启福

浙江林业科技 2020年1期

徐永勤，沈凤强，徐卢雨，吴家旅，栾启福

（1.浙江物产长乐实业有限公司，浙江杭州 311123；2.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江杭州 311400）

湿地松Pinus elliottii是我国重要的材用、脂用造林树种，能在南方瘠薄的低丘、平原酸性红壤立地快速成林，产生良好的生态、社会和经济效益，深受种植户的喜爱[1]。湿地松在采伐收获前可以连续多年采收松脂，可获得松脂和木材的双重收获，因此在选育湿地松良种时需要综合考虑生长、产脂及材性性状。已有研究仅限于生长和分枝性状与产脂量的相关性研究[2-5]，尚无全面的基本密度和弹性模量等材性性状与产脂量的相关性研究。因此本研究借助基本密度和弹性模量的无损检测工具[6-7]，同时调查单株的产脂量和材性性状，研究各性状间的相互关系，为速生、优质湿地松高产脂良种选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点设在浙江省杭州市余杭区国营长乐林场黄湖林区，30°20′ N，119°50′ E，海拔50～150 m，坡度5～10°，坡位中，坡向西南，土壤为酸性红壤，年平均气温15.6～16.2℃，年均降水量1 390 mm。

1.2 材料和方法

造林材料为我国湖南、广东和浙江营造的1 代湿地松种子园自由授粉家系，其中来自湖南桃林1 代湿地松种子园家系12 个，广东台山湿地松1 代种子园家系11 个，浙江长乐湿地松种子园家系10 个，合计33 个家系。上述33 个家系种子于1993 年春季开始在长乐林场苗圃培育裸根苗，1994 年春季用培育的1 年生裸根苗在黄湖林区造林，造林设计为随机区组设计，每个家系设置6 个小区（重复），每个小区单行6 株，株行距2.0 m×3.0 m。

1.3 统计分析方法

2014-2016 年每年8 月、9 月和10 月开展采脂工作，割脂采用下降式保护性割脂方法[8]，每月收获单株产脂量，3 个月产量之和作为该株松脂年产量。同时利用松脂收集器测量每株的产脂力(T)[9]，即实验用单位面积产脂量。2015 年12 月用围尺、测杆等对胸径(DBH)、树高(H)、枝下高(HB)等主要生长性状进行每木调查，单株材积（V）按V=0.375H×DBH2 估算[10]。基本密度（P）和弹性模量(MOE)的无损检测利用Pilodyn 等设备[6]。各性状及其缩写编号见表1。

表1 不同性状的平均值Table 1 Average values of different traits

相关分析和作图利用多元分析软件Unscrambler®（VAMO Software，Inc.，NJ，USA）进行。采用了Pearson相关系数和PLS（偏最小二乘回归的方法）统计不同性状间的相对关系。

2 结果与分析

2.1 各性状平均值

由表1 显示，2015 年产脂量最少，单株平均产量为1.3 kg，2014 年和2016 年产脂量分别为1.8 kg 和1.7 kg，差异不大；不同年度间产脂量差异可能和各年度的气候条件差异有关；总的来看，9 月份产脂量最高，仅2015年9 月比8 月略少；产脂力为单位面积产脂量，2015 年和2014 年两年产脂力的平均值分别为1.30 g 和1.47 g，差异不大。从生长情况来看，胸径为每年约1 cm 的增幅，树龄21 年DBH约21 cm。

2.2 各性状相关分析

以2015 年产脂量（R2015）为纵坐标（X轴），2016 年产脂量（R2016）为横坐标（Y轴），以其它各性状对R2015和R2016 的Person 相关系数作为坐标值作图（图1）。图中根据相关系数大小可分为8 个小的聚群（图中标注为I-VIII），其中VIII 聚群为MOE和分枝角（BA），与产脂量之间为负相关；聚群VII 为基本密度（P），与产脂量之间为弱相关，相关系数为0.2 左右；聚群VI 为冠幅（C），与产脂量的相关系数在0.3 左右；聚群IV 为产脂力（T）相关性状，与产脂量的相关系数在0.4 左右；聚群V 为材积和胸径两个生长性状，与产脂量相关系数为0.6 左右；聚群I，II 和III 是不同年份产脂量，与2015，2016 年产脂量间的相关性最强，相关系数在0.7～1.0 之间。其余3 个性状，枝下高（HB）与产脂量的相关性较低，为0～ 0.2；分枝大小（BZ）和树高（H）与产脂量的相关性为中等相关，约为0.4。

图1 产脂量与产脂力、生长量和材性等性状相关性示意图Figure 1 Correlation of resin yield with unit resin yield,tree growth and wood properties

总的来说，材性相关性状与产脂量为弱相关，这可能是因为产脂量大小与松脂道数目和大小有关[11]，产脂量大，树脂道面积大，木材相对疏松，材性性状相对较差；生长量与产脂量的关系为较强的正相关，特别是胸径和材积与产脂量之间的相关性达到0.6 以上，这是因为胸径大，生长势强，割脂面也较大，产脂量相对较多。分枝（BZ）较大，其产脂量也相对较多，这与王正喜[3]研究认为的高产脂树形较一致。

2.3 各性状对产脂量性状的相对重要性

以3 a 的产脂量平均值作为Y值（因变量），以生长、材性等性状作为X值（自变量），开展主成分回归分析，各自变量相对于产脂量的相对重要性见图2。由图2 显示，生长、材性等性状中，弹性模量（MOE）对产脂量贡献最小，在各主成分堆积图中处于最上方，所占比例最小；当达到7 个主成分（PC-7）时各性状对产脂量的贡献大小依次（从小到大）是：MOE＜P＜PS＜PN＜BA＜BZ＜C＜C2＜C1＜HB＜V＜H＜DBH，这显示生长性状对产脂量贡献较大，冠幅（C）和分枝性状（BA和BZ）贡献居中，材性（P和MOE）对产脂量贡献最小，这个分析与上一节的相关性分析较类似。

3 结论与讨论

湿地松是优良的脂用、材用造林树种，产脂量多少受多种因子影响。遗传因素是重要的内在因子，具有较高的遗传力[5,9]，因此遗传选择是非常有效的。然而在选择高产脂性状的同时要关注生长和材性等性状的同步选择，特别是弹性模量等影响湿地松倒伏的机械力学性状，否则在雨雪冰冻天气采脂湿地松会大量折断[12]。本研究显示，湿地松产脂性状与生长性状之间具有较强的正相关性，相关性强弱依次为DBH＞H＞V；产脂性状与形质性状具有中等的正相关性，相关性强弱依次为HB＞C1＞C2＞C＞BZ，显示产脂性状可以与这些生长、形质性状同步选择；然而湿地松产脂量与弹性模量之间具有弱负相关关系，如果不注重弹性模量等抗压能力性状选择而单一选择高产脂湿地松遗传材料，将会加大恶劣天气下倒伏风险。另外基本密度与产脂量之间具有极弱的正相关关系，亦需要在高产脂湿地松遗传材料选择时注意密度等材性性状的选择，因为相关研究显示，密度越小，其在恶劣雨雪天气情况下越容易折断[12]。