鐘萼木一年生苗木生長分化與分級標(biāo)準(zhǔn)理論依據(jù)的探討

郭祥泉

(福建省三明市林業(yè)局，福建 三明 365000 )

生物物種都表現(xiàn)有多種生長性狀，有的性狀由單一基因決定，有的是多基因共同作用的結(jié)果，數(shù)量性狀遺傳屬于多基因控制的遺傳，通常性狀表現(xiàn)為連續(xù)性正態(tài)分布[1-3].林木的地(胸)徑與高生長性狀屬于多基因控制的數(shù)量性狀遺傳，雜交子代的地(胸)徑與高生長性狀遵循基因分配規(guī)律，表現(xiàn)不同生長類型[1-5].鐘萼木(BretschneiderasinensisHems1.)屬于雜交繁育模式，子代的地(胸)徑與高生長性狀表現(xiàn)多種不同生長類型，已有研究報道[6].該樹種目前主要以天然分布為主，人工栽植處于試驗階段，筆者野外調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有的個體十幾年生樹高僅2.0 m左右.根據(jù)目前人工培育結(jié)果，1至多年生高與地徑性狀生長表現(xiàn)顯著的差異，個體的不同遺傳品質(zhì)在后期生長表現(xiàn)出差異.相關(guān)研究報道了福建省大田縣、建寧縣與永安市等地苗木培育與造林效果，不同培育方式表現(xiàn)不同生長適應(yīng)性，以大田縣培育的苗木生長表現(xiàn)能較好地代表該樹種不同遺傳品質(zhì)生長的適應(yīng)性[5-9].為了更好地保護與利用該樹種，使人工培育個體具有更好的生長效果，有必要規(guī)范該樹種良種壯苗標(biāo)準(zhǔn).前人對許多樹種苗木培育制定相關(guān)等級標(biāo)準(zhǔn)，中國主要造林樹種苗木已制定等級標(biāo)準(zhǔn)，但未見有提出苗木等級劃分的理論依據(jù)報道.筆者以在大田培育的該鐘萼木苗木為代表，利用“正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差分類法”，探討高與地(胸)徑生長性狀分布狀況，提出該樹種良種壯苗培育的苗木等級劃分理論依據(jù)與劃分標(biāo)準(zhǔn)，首次提出利用遺傳學(xué)與數(shù)理統(tǒng)計為理論依據(jù)，應(yīng)用客觀臨界標(biāo)準(zhǔn)劃分苗木等級，命名為“苗木正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差分級標(biāo)準(zhǔn)法”，為不同樹種的良種壯苗培育與等級劃分提供理論參考.

1 試驗材料

1.1 試驗地氣候條件

大田縣試驗地位于福建省大田縣赤頭坂國有林場場部工區(qū)，屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候.年平均氣溫15.3～19.6 ℃，無霜期255～275 d，多年年平均降水量1 491.2～1 809.6 mm.區(qū)域內(nèi)氣候溫暖濕潤、雨量充沛，適宜鐘萼木生長(氣象資料來源于大田縣氣象局).

1.2 試驗概況

大田縣赤頭坂國有林場試驗圃地海拔450 m，圃地為農(nóng)田，砂壤土，所培育的鐘萼木苗木種子采自于永安天寶巖自然保護區(qū).圃地于2015年3月中旬進行整地，畦面寬90 cm、溝深20 cm，以過磷酸鈣作為基肥(每畝100 kg)，播種前用600倍多菌靈消毒.播種采用10 cm深條溝的20 cm間隔進行點播，條溝間隔20 cm寬，播種后用細(xì)黃心土覆蓋面，播種后即時噴水達畦面潮濕為宜，經(jīng)休眠催芽處理后的種子，于2015年4月上旬播種，播種后搭蓋遮陽網(wǎng)，苗期管理依據(jù)同期苗木試驗要求進行管理[7].

試驗地所培育苗木未進行間苗措施，苗木的遺傳表現(xiàn)由天然授粉的概率所決定，所以苗木的地(胸)徑與高生長性狀的生長分化遵循基因分離規(guī)律，根據(jù)前期對該樹種多樣性生長表現(xiàn)研究表明，應(yīng)用“正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差分類法”進行分類，苗木的地(胸)徑與高生長性狀表現(xiàn)的不同類型權(quán)重呈正態(tài)分布[6].

2 調(diào)查處理與研究方法

2.1 調(diào)查方法

苗木地(胸)徑與高生長性狀是遵循基因分離規(guī)律按配子組合概率進行分化，在外界因子基本一致的條件下，應(yīng)用隨機大樣本抽樣與統(tǒng)計，大樣本值相當(dāng)于理論值.鐘萼木一年生苗木生長于苗圃地，環(huán)境條件基本一致，環(huán)境因子對個體生長影響基本相同，地(胸)徑與高生長性狀差異來源于遺傳分化，生長性狀分布調(diào)查采用隨機布置調(diào)查樣點.同一圃地中優(yōu)勢木分布是由隨機播種后產(chǎn)生的，以苗木高生長優(yōu)勢木作為調(diào)查樣點屬于完全隨機概率.為了科學(xué)合理地制定苗木分級標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查時將盡量包含由小到大區(qū)間的生長分布.預(yù)先進行全樣本踏查，選擇圃地中所有高生長優(yōu)良個體，以優(yōu)良個體為調(diào)查中心，共設(shè)置6個調(diào)查樣點，每樣點內(nèi)調(diào)查個體不少于500株，每個樣點分別調(diào)查苗木地徑與苗高，樣點調(diào)查總樣本數(shù)為3 000株，占總數(shù)的12.8%，能滿足統(tǒng)計學(xué)要求[6-8].地徑測量采用游標(biāo)卡尺，苗高采用鋼卷尺，能滿足測量精度.在當(dāng)年苗木生長期結(jié)束后于2015年12月8日進行生長性狀的試驗調(diào)查，分別測量苗木地徑與苗高.

2.2 研究方法

生長性狀分布采用大樣本調(diào)查方法，應(yīng)用“正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差分類法”劃分地徑與高生長性狀的不同生長類型，根據(jù)不同生長類型統(tǒng)計權(quán)重分布[4].根據(jù)性狀不同生長類型權(quán)重分布，確定地徑與高生長性狀分級標(biāo)準(zhǔn)與不同等級權(quán)重比例.

2.3 數(shù)據(jù)處理

各調(diào)查樣點按地徑、苗高生長量分別統(tǒng)計不同群體的平均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差和波動系數(shù)，苗高生長平均值、標(biāo)準(zhǔn)差與區(qū)間上下限取整數(shù)，地徑生長平均值、標(biāo)準(zhǔn)差與區(qū)間上下限取2位小數(shù)，調(diào)查樣點相關(guān)統(tǒng)計結(jié)果列于表1.

表1 不同群體相關(guān)統(tǒng)計值

3 鐘萼木苗高與地徑生長類型分布

3.1 高生長類型分布

根據(jù)作者前期研究及上述研究方法[3]，統(tǒng)計結(jié)果如圖1所示.

圖1 苗高生長不同遺傳品質(zhì)分布

由表1、圖1可知，鐘萼木一年生苗木高生長分布呈正態(tài)分布，該試驗苗木高生長性狀可劃分為8個不同生長性狀類型，各生長性狀類型權(quán)重如圖1中從左到右分別為0.13%，6.7%，24.43%，36.63%，23.13%，6.87%，1.4%，0.37%.從生長性狀的不同生長類型性狀分化可知，表現(xiàn)差的生長性狀，也是由遺傳產(chǎn)生的，這類遺傳品質(zhì)差的群體，在后期生長表現(xiàn)相對不適，年生長量、相對對立地的適應(yīng)性、抗逆性等表現(xiàn)較差的適應(yīng)性，不利于經(jīng)營目標(biāo)，差的生長類型不適宜作為人工栽植的種苗.由基因遺傳特性可知，通常完全顯性表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢生長類型，完全隱性表現(xiàn)為較差生長性狀類型[1].由圖1可知，平均值以下的生長類型，年生長量與抗逆性等表現(xiàn)差，影響個體后期生長，屬于劣質(zhì)的遺傳品質(zhì)類型，不宜保留，應(yīng)通過間苗方式，在苗木培育過程予以去除，或者在出圃時做不合格苗處理.圖1群體中，雜種優(yōu)勢生長類型所占比例為0.37%，就是說屬于完全顯性基因類型或絕大多數(shù)控制基因是顯性的基因類型所占比例??；生長表現(xiàn)差的生長類型所占比例為0.13%，該類型性狀生長屬于完全隱性基因類型或絕大多數(shù)控制基因是隱性的基因類型，從基因型表現(xiàn)可知，該類型生長性狀的多數(shù)基因型為純合型.

3.2 地徑生長類型分布

地(胸)徑性狀生長是頂端生長和凈光合作用積累的結(jié)果，苗木地徑生長與高生長具有一致性，地徑生長性狀屬于數(shù)量性狀遺傳，是評價苗木質(zhì)量的重要生長指標(biāo).在密度合理條件下，地徑生長同高生長在遺傳分化上遵循一致的規(guī)律.依據(jù)上述研究方法分類[3]，該試驗用鐘萼木一年生苗木地徑生長劃分為8個不同生長類型，各生長性狀類型權(quán)重分布如圖2所示.

圖2 地徑生長不同遺傳品質(zhì)分布

由圖2可知各生長性狀類型權(quán)重呈正態(tài)分布，不同類型權(quán)重比例從左到右依次為0.63%，6.4%，23.3%，38.37%，24.17%，6.4%，0.67%，0.07%，與苗木高生長性狀類型分布基本一致，地徑生長性狀平均權(quán)重為38.37%.平均值類型以下所占比例為30.33%，平均值類型以上所占比例為31.31%，其中特別優(yōu)勢生長類型所占比例為0.07%.良種壯苗指苗木的高與地徑有適宜的高徑比，地徑生長性狀表現(xiàn)粗壯，表明苗木有良好的生長潛力；苗木細(xì)弱，則個體生長后勁不足.根據(jù)地徑與高生長相對一致性，通常地徑小的個體，高生長也表現(xiàn)矮小，苗木地徑在平均值以下，多數(shù)個體的高生長量也是處于高生長平均值以下，屬于遺傳品質(zhì)差的個體，后期的生長效果表現(xiàn)差，不宜作為培育對象，在苗木培育期間應(yīng)去除，或在苗木出圃時作為等外苗木處理.

4 苗木高與地徑生長性狀等級劃分和標(biāo)準(zhǔn)確定

4.1 苗木高生長等級劃分標(biāo)準(zhǔn)確定

4.2 苗木地徑生長等級劃分標(biāo)準(zhǔn)確定

5 結(jié)束語

鐘萼木屬于雜交繁育模式，天然分布的鐘萼木子代的地(胸)徑與高生長性狀早期表現(xiàn)顯著的多樣性分化，高與地徑性狀生長不同生長類型權(quán)重由小到大呈連續(xù)性正態(tài)分布，不同遺傳品質(zhì)的苗木個體后期生長表現(xiàn)差異大[5-6].筆者利用該樹種苗木生長早期分化現(xiàn)象和“正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差分類法”，提出該樹種良種壯苗培育的苗木等級劃分理論依據(jù)與劃分標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用客觀臨界值作為苗木等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)地進行苗木等級劃分.

綜合該樹種在不同區(qū)域與培育方式的試驗結(jié)果[7]，以“正態(tài)分布標(biāo)準(zhǔn)差分類法”為理論依據(jù)，分析不同生長類型生長適應(yīng)性與個體生長潛能，根據(jù)個體生長潛能淘汰劣質(zhì)遺傳類型，利用生長類型進行等級劃分.該樹種一年生苗木等級劃分標(biāo)準(zhǔn)可確定為：苗高年生長量在[33，43) cm定為Ⅱ級苗、苗高年生長量在[43，53) cm定為Ⅰ級苗、苗高年生長量在[53，73) cm定為優(yōu)質(zhì)苗、高生長大于73 cm為特級苗.根據(jù)苗木等級權(quán)重計算，Ⅱ級苗約占保留苗的權(quán)重的54.4%、Ⅰ級苗約占保留苗的權(quán)重的34%、優(yōu)質(zhì)苗約占保留苗的權(quán)重的10.6%、特優(yōu)苗約占1%.該樹種一年生苗木地徑等級劃分標(biāo)準(zhǔn)可確定為：苗地徑年生長量在[1.0，1.24) cm定為Ⅱ級苗、苗地徑年生長量在[1.24，1.48) cm定為Ⅰ級苗、苗地徑年生長量在[1.48，1.72) cm定為優(yōu)質(zhì)苗、地徑生長大于1.72 cm為特級苗，Ⅱ級苗約占保留苗的權(quán)重的55%、Ⅰ級苗約占保留苗的權(quán)重的35%、優(yōu)質(zhì)苗約占保留苗的權(quán)重的9%、特優(yōu)苗約占1%，苗地徑生長是苗木等級劃分的重要指標(biāo).

在苗木培育中，特級苗并不是每次培育時都存在，通常把特級苗歸為優(yōu)質(zhì)苗，為了能更好地適宜生產(chǎn)需要，使個體有更好的生長潛能，通常以地徑為主要等級標(biāo)準(zhǔn)，高生長位于第二標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)苗木的地徑達到二級而高達到一級，則苗木為二級苗；當(dāng)苗木地徑達到一級而高生長處于二級，則苗木為一級苗木.為了便于生產(chǎn)進行苗木分類，確定苗地徑年生長量在[1.0，1.24) cm 、苗高年生長量在[33，43) cm 定為Ⅱ級苗；苗地徑年生長量在1.24 cm 、苗高年生長量在43 cm 以上定為Ⅰ級苗，優(yōu)質(zhì)苗與特級苗通常在生產(chǎn)上不另行劃分，只作為遺傳品質(zhì)篩選與物種改良的依據(jù).