不同种源红豆树遗传变异分析及选择

陈清根

(福建省华安金山国有林场，福建 华安 363803)

红豆树(Ormosiahosiei)属豆科(Leguminosae)红豆属(Ormosia)常绿或落叶乔木，又称为何氏红豆、鄂西红豆[1]，因其种子皮色鲜红而得名，在国内主要分布在湖北、安徽、福建、湖南等省的低海拔丘陵区域，其树高可达20～30 m，胸径可达1 m以上[2-3]。由于红豆树经济价值高，常被产地收购部门和群众砍伐利用，且红豆树自然繁殖较为困难，导致近年来红豆树天然林面积和野生种群数量不断减少[4-5]。与此同时，红豆树木材的市场需求则呈现上升趋势[6-7]，因此培育高产红豆树人工林势在必行。国内有关红豆树良种选育的研究较少，生产中又面临优良种质资源匮乏、种质材料质量难以保障、培育的苗木及林分分化严重等问题[8-10]，严重阻碍了红豆树这一优良用材树种在造林生产中的应用。为此，在闽南地区开展红豆树种源试验，对比分析不同种源的红豆树生长量差异，筛选出适合本地区栽植的优良种源，旨在为本地区红豆树遗传改良和高产人工林培育提供初期基础材料，推进红豆树良种化进程。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于华安县沙建镇日新村，东经117°32′23″、北纬24°43′18″，属南亚热带与中亚热带过渡区域，年均气温20.9 ℃，年均日照时数1 900 h，年无霜期约300 d，年均降雨量1 700 mm。试验林地海拔70～120 m，坡向西南，坡位中下，平均坡度16°，山地红壤，立地等级Ⅱ级。林下植被主要有五节芒(Miscanthusfloridulus)、淡竹叶(Lophatherumgracile)、华南鳞盖蕨(Microlepiahancei)、五指毛桃(Ficushirta)、马唐(Digitariasanguinalis)等。

1.2 试验设计

2010年分别从福建、湖南、湖北的红豆树分布区收集7个种源地的红豆树优良种子(表1)。2011年分种源培育红豆树容器苗。2012年3月造林，造林时苗高≥30 cm。

试验采用随机区组设计，以种源为小区，每个小区种植97～100株，沿坡面由上至下双列栽植，重复3次，共形成21个种源小区。小区间用塑料管标记。2012年春季营造种源试验林。造林地前茬为果树采伐迹地，经炼山、清杂、整地后，按“品”字形挖明穴，穴规格60 cm×30 cm×30 cm，株行距2.0 m×2.0 m，挖穴密度约2 500穴/hm2。未施基肥，回填表土。造林后抚育技术措施均采用红豆树常规抚育方法[9]，不同种源抚育措施一致。

1.3 数据调查与统计

2019年5月调查各种源红豆树的保存率、树高和胸径，采用二元立木材积公式计算红豆树立木材积[11]。采用SPSS 20.0程序对各项指标进行方差分析、多重比较(Duncan)和聚类分析。

V=0.000 068 563D1.933 221H0.867 885

式中：V为立木材积(m3)；D为胸径(cm)；H为树高(m)。

2 结果与分析

2.1 不同种源红豆树生长指标方差分析及遗传变异分析

8 a林龄时不同种源红豆树的胸径、树高和单株立木材积均差异显著，但保存率差异不显著(表2)。红豆树各种源试验林整体生长良好，表现出优良的适应性和速生性(表3)。各项指标中保存率变异系数最小，胸径和树高较为接近，材积变异系数最大，达到16.20%。各项指标中保存率广义遗传力较小，而材积、胸径和树高的广义遗传力均较大，分别达到77.40%、75.23%和70.93%，说明遗传因素是不同种源红豆树材积、胸径和树高差异的主要因素。以立木材积、胸径和树高作为评价指标，对红豆树种源进行评价和筛选，有利于提高选择的可靠性和获得更高遗传增益。

表2 红豆树生长指标方差分析

表3 红豆树生长指标遗传变异分析

2.2 不同种源红豆树生长指标多重比较分析

不同种源红豆树保存率最高的是福建德化种源的91.50%，最低的是湖南张家界种源的83.69%，整体均较高，说明各个种源红豆树均可以较好地适应闽南地区的环境条件(表4)。整体上福建省内4个种源的保存率略高于省外3个种源，但相互间差异不显著。福建华安种源的胸径、树高和立木材积均最大且均显著大于福建德化、福建泰宁、湖北恩施、湖北宜昌和湖南张家界种源，其胸径高7.25%～15.63%，树高多7.91%～14.18%，立木材积多22.32%～47.81%。福建浦城种源的胸径、树高和立木材积等3项指标均排名第二，其与华安种源无显著差异。福建浦城种源的胸径和立木材积均显著大于湖北宜昌和湖南张家界种源，2项指标分别比上述种源高9.18%～10.16%和27.22%和28.77%；树高显著大于湖北宜昌种源，比之高8.74%。

表4 红豆树生长量指标多重比较分析结果

2.3 不同种源红豆树评价与选择

对不同种源红豆树胸径、树高和立木材积进行聚类分析，以图中虚线为划分点，将7个红豆树种源分为“优”、“良”、 “中”和“差”4组(表5、图1)。分入“优”组的是福建华安种源，其胸径、树高和立木材积相比群体均值分别提高8.87%、8.50%和26.01%；分入“良”组的为福建浦城种源和福建德化种源，胸径、树高和立木材积相比群体均值分别提高1.48%～3.69%、0.51%～3.37%和2.81%～9.58%。根据上述分析结果，初步选择福建华安、福建浦城和福建德化种源为优良种源，这些种源的胸径、树高和立木材积遗传增益分别达到1.11%～6.67%、0.36%～6.03%和2.17%～20.13%。

表5 不同种源红豆树聚类分析结果

图1 聚类分析

3 小结

参试的不同种源在闽南地区整体生长良好，表现出优良的适应性和速生性。8 a林龄时，不同种源红豆树保存率均较高且种源间差异不显著；不同种源的树高、胸径和单株材积均差异显著，遗传方差均大于环境方差，即遗传因素是不同种源红豆树胸径、树高和材积差异的主要因素，3项指标广义遗传力分别达到77.40%、75.23%和70.93%。不同种源中福建华安种源的胸径、树高和立木材积均显著大于除福建浦城种源以外的其他种源。7个种源中，胸径、树高和立木材积最优的种源为福建华安种源、福建浦城种源和福建德化种源，其胸径、树高和单株材积分别比群体均值高1.48%～8.87%、0.51%～8.50%和2.81%～26.01%。综上所述，初步选择福建华安种源、福建浦城种源和福建德化种源为优良种源，这些种源的胸径、树高和立木材积遗传增益分别达到1.11%～6.67%、0.36%～6.03%和2.17%～20.13%。

在种源试验林生长过程中发现，省外3个种源少量植株在早期受到枯萎病及堆砂蛀蛾危害，因此造成了省外3个种源保存率略低于省内各种源。湖南张家界种源和湖北宜昌种源的部分植株在第一年落叶后，第二年新叶萌发的时间会比福建的4个种源以及湖北恩施种源推迟20～40 d，这可能是湖南张家界种源和湖北宜昌种源红豆树生长量比较低的重要原因。本研究重在对比分析不同种源红豆树在闽南地区生长情况，而有关不同种源红豆树物候期的差异及相关内容将作另文报道。另外，由于试验林林龄尚小，后期还有待于继续对不同种源红豆树生长情况进行跟踪调查，并引入材性、树形等指标进行综合评价。