金花茶优良单株选择技术研究*

洪永辉，陈天增 ，方 炜 ，林仙淋，王如均，洪桢华

(1.福建省龙岩林业种苗站，福建 龙岩 364000;2.福建世纪金花有限公司，福建 上杭 364206; 3.福建省林木种苗总站，福建 福州 350003；4.福建省林业调查规划院，福建 福州 350003)

金花茶(CamellianitidissimaChi)属于山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)，为常绿小乔木或灌木,因其花朵呈金黄色而闻名于世,被誉为“茶族皇后”和植物界的“大熊猫”,属国家一级保护植物。金花茶树形优美、花型较大、花色金黄，花期多在12月至翌年3月，其盆栽已成为畅销的年节花卉[1、2]。同时，其花和叶富含黄酮、茶多糖、茶多酚、皂苷等有多种天然活性化学成分,具有抗菌、抗癌、抗氧化活性、抗过敏、降血脂等药理作用[1-5]，已开发成各种茶类和医药保健品。福建于20世纪80年代以观赏花卉为目标开始引种金花茶，经多年的引种栽培已划分出福建适宜区范围[6-7]。通过选优和无性快繁技术扩大种植规模，金花茶已成为福建省主要花卉及林下栽培植物。目前金花茶研究主要在药理、种苗繁育和栽培等方面[1-7],而遗传改良主要在优良单株、无性系及丰产因子的评选和品种选择及采穗圃营建等方面[8-16]，对优良单株选择的文章较少。以13 a林龄金花茶人工林为研究对象，探讨优树选择标准，可以为金花茶优树选择提供依据，为营建金花茶采种基地、无性快繁和良种的繁育与推广提供优良材料。

1 材料与方法

1.1 选优林分概况

1.1.1 地理概况

选优林分位于福建省漳平市拱桥镇下界村拱桥溪边农田，面积1 hm2，地处东径117°23′27″，北纬25°19′54″，海拔202.2 m。属亚热带季风气候，年均气温19.2 ℃，年均降雨量1 560 mm。土壤以酸性岩黄红壤、黄壤为主。

1.1.2 种苗概况

种苗来源于广西东经107°28′～108°36′、北纬20°36′～22°22′的防城港市国家级金花茶种质资源库，种植时选取7 800株2年生容器实生苗。

1.1.3 造林措施

圃地全面深翻，三犁三耙，使土壤充分风化。施腐熟的羊或鸭粪等农家基肥4 000 kg·hm-2。设置宽0.6 m、高0.5 m的畦，按株行距1 m×1.5 m或1 m×2 m在畦内定点种植，并搭盖2 m高的75%遮荫网。每年3-4月和8-9月抚育施肥各一次，并在4月和8月结合采穗各修剪一次。

1.2 调查及研究方法

优良单株是生产群体中的优良植株，而株选是金花茶遗传改良和育种行之有效的方法。本文以药食功能性花卉为主、兼顾观赏的原则，选择多指标评价体系初选的金花茶组植物为研究对象[17-19]，建立多层次的育种群体和选优方法。

选取的金花茶种植于2005年，2010年进入花初产期。2017年2月对金花茶人工林分采用全林分调查，对地径(D)、树高(H)、年抽梢等生长性状和花、叶特别优良，且已正常开花的单株进行标记编号，作为候选优树，再从中筛选地径、株高、冠幅大于群体均值的单株。经数理统计分析后，在大于群体均值的基础上，在生长较一致地块，采用三株优势木生长指标对比法，结合t检验方法确定优树生长指标入选基线，并进行形质综合评价，达到要求的候选优树即确定为目标优树。同时对入选的金花茶主要观察记录叶浓密程度、叶脉及凹凸感、腊质感、新梢抽梢能力、叶芽的颜色、冠型轮廓明显程度、花量、花色、花大小等。若遇到形质指标特殊的，单独记载，根据不同研究方向进行选优。

冠幅面积G=π((S1+S2)/4)2。

式中：S1为东西方向树冠宽度；S2为南北方向树冠宽度。

球形树冠体积V=2×S×H/3；圆锥形树冠体积V=S×H/3。

式中：G为冠幅面积；H为树高。

数据均采用Excel进行统计和判断矩阵分析，并进行配对t检验。

2 结果与分析

2.1 金花茶优良单株选择评价体系的构建

为减少人为因素对优树形质指标评价效果的影响，实现定性与定量分析相结合的多目标决策分析，应采用多因素分级处理来确定各因素权重，使复杂的问题分解成若干个层次，将主观判断和定性分析用数量分析表达、转换和处理[21]。因此，本文运用层次分析法与模糊综合评判相结合组成AHP模糊综合评价模型，构建形质指标评价体系。

2.1.1 优良单株生长指标的确定

金花茶是较古老原始的木本植物[22、23]，其树龄6～8 a、地径2.5～3 cm时可开花结实，花芽主要集中在1年生枝条，且生殖枝数量在整体树冠中、下层比率显著高于上层，地径>6 cm的金花茶其生殖生长最旺盛[10、23]。因此，树高和冠幅直接影响金花茶花朵、叶的产量，而地径大小直接关系到树势生长好坏及营养生长能否转入生殖生长。研究表明，叶的浓密度与抽梢能力有关，但生产上为控制树体高度，常强度修剪和采摘枝、芽用于扦插繁殖。冠幅大小受抽梢分枝的影响，不同的球形和园锥形冠体直接影响叶、花产量。因此，优树生长指标选择应以地径、冠幅、冠体生长数量指标为主要判断指标。

2.1.2 优良单株形质指标评价体系的确定

评价金花茶产量和形质指标的关键是构建科学、客观、可行的评价指标体系。根据人们对观赏植物景观和审美的要求，以及金花茶主要观赏特点，在广泛征询专家意见和查阅相关参考文献基础上，结合园林观赏花卉的特点，构建由4个方面18个具体指标组成的评价指标体系。指标体系分为：目标层(A)反映金花茶优树综合指标；约束层(C)分别从植株(C1)、叶(C2)、花(C3)、其它(C4)4个方面来判断金花茶的特性；标准层(P)为具体评价指标；最底层(D)为待评价的金花茶单株材料。其形质指标采用5分制分为5个等级(表1)[5]。

根据AHP模糊综合评价模型构建的原理，通过形质指标之间的两两比较确定其重要性，为此采用1-9标度法对各层次进行指标间两两对比。在充分判断金花茶多形质指标特征性的基础上，构造约束层(C1、C2、C3、C4)相对目标层(A)判断矩阵，标准层各子元素(P1、P2、P3、……)相对约束层(C1、C2、C3、C4)对应元素各判断矩阵。通过矩阵最大特征值及与之对应的特征向量的计算，统计各形质指标之间的相对重要性权重。为保证判断矩阵结果的可靠性，需通过一致性(CR)检验(CR=(λmax-1)/(n-1)，若CR<0.1，判断矩阵具有满意的一致性，否则需调整。

表1 金花茶优良单株标准层形质评定分级标准

2.2 金花茶群体生长情况分析

经统计分析，金花茶群体共有7 800株金花茶茶组，主要品种是防城金花茶，零星分布其它品种金花茶：凹脉金花茶12株；显脉金花茶20株；四季金花茶8株；陇瑞金花茶23株；毛瓣金花茶2株；黄尊金花茶2株；东兴金花茶2株；小果金花茶3株。13 a林龄金花茶生长差异显著，分化明显，个别金花茶处于被压状况。其林分平均树高1.5 m、标准差0.1945、变异系数12.97%；平均地径3 cm、、标准差1.0754、变异系数35.85%；平均冠幅0.9 m2、标准差0.6879、变异系数76.43%。

2.2.1 金花茶候选优良单株与3株优势木均值差异分析

在大于群体均值的基础上，采用三株优势木对比木法，共选出68株候选优良单株，占群体的0.87%。其中：防城金花茶64株，对比优势木207株(表2)，凹脉金花茶2株，显脉金花茶2株，对比优势木各6株(表4)，而四季、小果等品种金花茶生长差异不显著，无法选择优良单株。

表2 防城金花茶候选优良单株及3株优势木测定数据

表3 凹脉、显脉金花茶候选优良单株及3株优势木测定数据

2.2.2 金花茶优良单株选择生长指标入选基线的确定

候选优良单株生长指标的入选基线指标、附加值△取值范围、临界值确定及统计分析方法参照相关研究[20]进行分析后可知，候选优良单株树高、地径、冠幅、冠体4项生长指标t检验结果差异均达极显著水平(t0.05(68)=1.995，t0.01(68)=2.650)，其优良单株对比3株优势木具有明显优异性，选择成效明显。与优势木平均值比较，树高t值12.386，△取值范围15%～20%X，△临界值16%X；地径t值14.020，△取值范围40%～45%X，△临界值42%X；冠幅t值9.12，△取值范围45%～50%X，△临界值46%X；冠体t值8.89，△取值范围65%～70%X，△临界值70%X。

通过与优势木各性状指标均值比较，初选68个金花茶优良单株，树高达标32株，地径达标42株，冠幅达标有41株，冠体达标有42株。考虑到金花茶选优目标是精选出花用、叶用和花叶兼用型高产稳产的功能性花卉，因此，若以地径和冠幅为主要指标，2项达标的有36株；若以地径、冠幅、冠体3项达标的有32个；4项均达标的有20株。

2.3 金花茶优良单株选择形质指标各权重的确定

根据1～9标度法对各层次指标间进行两两对比，构造判断矩阵，推算出各指标的权重，并通过yaahp层次分析法软件V0.6.0分析，可判断矩阵的一致性检验为一致(表4)。

表4 金花茶形质综合评价指标权重及判断矩阵一致性比例

各判断矩阵的CR均小于0.1,达到一致性检验标准，表明判断矩阵建立的合理。其中，综合评价指标权重值最高的形质指标是花期P13，其次是花量P15，再次是叶浓密度P10，第四是嫩叶色泽P7，表明C3观赏及花用为主的花期、花量是评价观赏价值最重要的因子[5]。观察表明，金花茶单花开放时间多在6 d左右[23]，而花期长度与花朵数量有关，花期越长，观赏价值越高。叶浓密度及嫩叶颜色权重系数均达到0.08以上，表明叶的生长也是影响金花茶观赏价值及产量的重要因子。因此，对符合生长指标候选优良单株进行形质指标综合评价，得出候选优良单株指标评价值，为开展花用、叶用和花叶兼优及观赏性金花茶选优提供参考。

2.4 金花茶优良单株确定及分类评价

根据金花茶产业发展的实际，以市场为导向，从多角度、多用途、多目标出发，以花期长、花瓣数多、树型紧凑、叶浓密、抗逆性强为主，分别从花用、叶用、花叶兼优、观赏型多角度开展优良单株选择。

上述分析结果表明金花茶优良单株入选标准：生长量指标包含地径、冠幅、冠体，而形质指标包含植株、花、叶等。在68个候选优良单株中，有32株候选优良单株符合生长量及形质指标的双重标准，入选率为47.1%，所入选的金花茶优良单株其表型优良、速生，其花或叶产量高，花叶蜡质感强，叶脉凹凸感强，树姿紧凑浓密，具有很强的层次感和观赏性。其13 a林龄的优良单株平均树高1.7 m，平均地6.6 cm，平均冠幅0.51 m2，平均冠体0.55 m3，形质综合得分达4.1分。由形质指标分类可知：花用优良单株5株，叶用优良单株10株，花叶兼优型优良单株17株。按品种分：防城金花茶30株，凹脉金花茶2株，显脉金花茶因宜受冻，其形质指标较低无入选。在入选的优良单株中，有5株经福建中医药大学测定其黄酮、多糖、植物多酚、皂苷类等含量最优，可用于食品开发[17-19、24-25]，其中28号优良单株在强阳光下能表现枝叶浓密、花金黄色等特点，非常适宜大面积开发种植。此外，为开发金花茶的特异性，对形质指标较特殊的防城金花茶进行细分，分别从落选的34个防城金花茶优良单株中，按嫩叶(芽)的特征分紫芽、绿芽、大叶、中叶、小叶等品种进行二次选择，共选出形质独特的优良单株10个。其中，10号优良单株紫芽明显且抽梢早，经测定其各种含量均达到食品开发的要求，可用于金花茶芽尖茶开发。在落选的优良单株中还发现存在不同的特异性，如8号候选优良单株枝叶稀疏、软枝，且观赏性较差，但花金黄且产量高。因此对落选的优良单株，需进行再选择，可做为种内杂交的母本，从而提高杂交子代的遗传品质。

3 结果与讨论

优良单株选择主要包括生长指标和形质指标评价，是林木遗传育种中选育品系的重要手段之一，但形质指标因存在人为主观性，使评价指标达不到预期效果，导致优良品系无法入选。本文采用AHP模糊综合评价模型构建形质指标评价体系，分目标层、约束层、标准层、最底层，共包含与金花茶产量和观赏相关的18个指标性状，可实现对金花茶优良单株主观与客观、定性与定量相结合的客观评价。研究结果表明：权重值最高的形质指标排序是花期、花量、叶浓密度、嫩叶色泽，说明花期、花量是评价观赏及花用为主的最重要的因子，而金花茶观赏价值及产量也与叶的生长情况有很大关系，这为开展花用、叶用和花叶兼优及观赏性金花茶选优提供参考。

开展金花茶优良单株选择目标是建立金花茶采穗圃用于无性快繁及开展杂交育种。采用3株优势木对比法，以生长量及形质指标的双重标准建立的评价体系，一方面有助于选择表型优良、速生且具有层次感和观赏性强的优良单株；另一方面有助于经营单位根据金花茶产业发展的实际，选择不同用途的金花茶优良单株进行开发种植。