不同种源油桐苗期生长性状变异及其地理种源模式研究.pdf

生 物 灾 害 科 学 2023，46(3):376-382 http:/ Biological Disaster Science，Vol.46，No.3，2023 DOI：10.3969/j.issn.2095-3704.2023.03.57 收稿日期：2023-04-28 修回日期：2023-06-26 作者简介：汪涛涌（1979），男，工程师，主要从事林业科学研究，；*通信作者：吴雪惠，助理工程师，硕士，。汪涛涌,于宏,吴雪惠.不同种源油桐苗期生长性状变异及其地理种源模式研究J.生物灾害科学,2023,46(3):376-382.不同种源油桐苗期生长性状变异不同种源油桐苗期生长性状变异 及其地理种源模式研究及其地理种源模式研究 汪涛涌，于 宏，吴雪惠*（上饶市林业科学研究所，江西 上饶 334000）摘要：【目的】为提升上饶油桐树种质量，试验筛选适宜上饶信州区生长的油桐优良品种。【方法】2019 年 10 月于赣东的抚州，赣南的龙南，赣西的丰城和分宜，赣北的上饶朝阳、上饶广丰、上饶德兴和上饶万年，赣中的吉安9 个区域采集不同种源的种子，于 2020 年 3 月播种于上饶市信州区苗木基地，4 月中旬将幼苗移栽入容器袋内，5 月上旬每个种源随机选取 30 株苗木挂牌标记，每隔 10 d 对苗高和地径进行测定至 10 月底。【结果】不同油桐种源生长情况存在差异，分宜县油桐种源一年生苗木生长最高，平均高达 186.8 cm，上饶万年县种源一年生苗木生长速度最慢，平均高为 92 cm；不同种源一年生油桐苗木地径生长中，上饶广丰区的油桐地径最粗壮，达 1.86 cm，而吉安地径生长最小为 1.19 cm；不同种源苗高和地径都存在显著差异，但与地理-气候因子相关性不显著，该地理种源变异模式为随机变异，苗高净增长量出现的最高峰时间段以及净增长量与经度和纬度成显著负相关性。【意义】通过苗高和地径综合分析，分宜、抚州、龙南和上饶广丰 4 个种源较适合在上饶信州地区种植。试验所得结论为上饶市信州区量产油桐选育优良品种提供数据参考。关键词：油桐；不同种源；育苗；上饶市 中图分类号：S794.3 文献标志码：A 文章编号：2095-3704（2023）03-0376-07 Experimental Study on Seedling Fitness of Nine Species Sources of Vernicia fordii in Shangrao WANG Taoyong,YU Hong,WU Xuehui*（Forestry Research Institute of Shangrao,Shangrao,Jiangxi 334000,China）Abstract:Objective In order to improve the quality of Vernicia fordii species in Shangrao,the best varieties of Vernicia fordii suitable for growing in Xinzhou District of Shangrao were screened.Method In October 2019,seeds of different provenances were collected from Fuzhou in eastern Jiangxi Province,Longnan in southern Jiangxi Province,Fengcheng and Fenyi in western Jiangxi Province,Chaoyang,Guangfeng,Dexing and Wanian in northern Jiangxi Province,and Ji an in central Jiangxi Province.Seeds were then sown in the seedling base of Xinzhou District in Shangrao in March 2020,and seedlings were transplanted into the container bags in mid-April.Thirty seedlings from each provenance were randomly selected for labeling in early May,and the seedling height and ground diameter were measured every 10 days until the end of October.Result There were significant differences in the growth of different Vernicia fordii provenances.The highest growth rate of annual Vernicia fordii provenances occurred in the seedlings of Fenyi County,with an average height of 186.8 cm,while the slowest growth rate,with an average height of 92 cm,2023年第3期 汪涛涌等：不同种源油桐苗期生长性状变异及其地理种源模式研究 377 occurred in that of Wannian County in Shangrao.The ground diameter growth of annual Vernicia fordii seedlings from different provenances was 1.86 cm in that of Guangfeng District,while the smallest was 1.19 cm in that of Jian.There were significant differences in the seedling height and ground diameter among different provenances,but there was no significant correlation with geo-climate factors.The variation pattern of geographical provenances was random variation,and the peak time period of the net increase of the seedling height was significantly negatively correlated with the longitude and latitude.Through the comprehensive analysis of the seedling height and ground diameter,provenances from Fenyi,Fuzhou,Longnan and Guangfeng were more suitable for planting in Xinzhou District of Shangrao.Significance The results of the experiment provided data references for the selection and breeding of fine varieties of Vernicia fordii in Xinzhou District of Shangrao.Keywords:Vernicia fordii;different species source;growing seedling;Shangrao City 【研究意义】资源安全在国家安全中占有基础地位，其中能源安全是国家总体安全的重要组成部分，也是国家经济稳定发展的基础1。油桐是多用途资源树种，作为原料其具有不可替代的作用和地位，是缓解我国能源短缺最具发展前途的生物能源树种之一2。【前人研究进展】油桐（Vernicia fordii）为大戟科（Euphorbiaceae）油桐属（Vernicia）落叶乔木，高达10 m；树皮灰白色，近光滑；花瓣白色，有淡红色脉纹；核果近球状，果皮光滑3。油桐是我国特有的经济林木，栽培历史悠久，唐代本草拾遗中便有栽培利用记载，是重要的工业油料植物，与油茶（Camellia oleifera Abel.）、核桃（Juglans regia L.）、乌桕（Triadica sebifera（L.）Small）并称我国四大木本油料植物4。桐油具有干燥快，有光泽，耐冷热，耐酸碱，耐水湿、防腐蚀、防锈等特性，因而在工业上被作为涂料、油墨、防水性能强的材料广泛运用于船舶、文印、电器生产等领域5-6。油桐全身都是宝，其树枝和树皮内鞣质成份含量较高可提取栲胶；桐油加工后副产物桐饼和桐麸不但是回田的优质肥料还具有杀灭害虫的功效，常被用于提纯制备生物杀虫剂2；果壳可制活性炭，炭灰可熬制土碱；油桐的老叶切碎捣烂，水浸液可防治地下虫害7；油桐的根、叶、树皮和种子均可入药，可治疗肠炎、痢疾、痈肿、疥癣、水肿、臌胀等疾病，具有重要的药用价值8，且油桐出油率高，是重要的生物柴油原料。据有关文献记载，我国油桐籽产量占全球的84.22%以上，中国的主要油桐产区分布于广西、湖南、河南、重庆、四川、江西等省份，而江西省的油桐籽产量在全国油桐籽总产量的占比却较少，不到10%4。【本研究切入点】江西作为几个重要油桐分布区域之一，要保证我国油桐的稳产和丰产，进一步提升江西省油桐产量和质量，选育适合江西各地区生长的高质量优势油桐树种就显得尤为重要。【拟解决的关键问题】研究通过收集江西9个地区油桐优良种源，在上饶市信州区开展种源对比试验，掌握不同种源油桐的生长节律，筛选出适宜本区域生长的优质油桐品种，为当地油桐种植产业进一步发展提供基础。1 材料与方法 1.1 试验地概况 试验地位于江西省上饶市信州区东瓦窑村水尾组（27342934N，1161311829E），属中亚热带湿润型气候，气候温湿。全年平均气温在 16.718.3，年均降水量 1 6001 800 mm，年均日照时数1 7812 098 h，年均无霜期 25l274 d。地貌低丘，地类为旱地，土壤类型为沙壤，光照充足，土层深厚，立地条件较好。1.2 试验材料 试验材料所用种子分别采自江西省赣东、赣南、赣西、赣北和赣中 5 个具有代表性的区域，其中位于赣东的抚州，赣南的龙南，赣西的丰城和分宜，赣北的上饶朝阳、上饶广丰、上饶德兴和上饶万年，赣中的吉安，共 9 个种源。378 生 物 灾 害 科 学 第 46 卷第 3 期 表 1 供试油桐种源地基本信息概况 编号 种源地 经度 E 纬度 N 海拔/m 平均温度/()1 抚州 11613 2741 115 17.5 2 龙南 11478 2491 230 19.5 3 丰城 11546 2752 80 16.8 4 分宜 11469 2781 165 18.0 5 吉安 11420 2651 120 14.2 6 上饶朝阳 11801 2841 360 17.6 7 上饶广丰 11818 2830 580 17.9 8 上饶德兴 11757 2895 190 17.8 9 上饶万年 11707 2870 400 17.5 1.2.1 种子采集及处理 在优良品种或类型的林分中，选择树冠整齐、生长健壮、无病虫害、单株产量高、生长在阳坡的壮龄植株做为采种母树。l0 月当果皮由青色转变为赤褐色时，即可采收。采收后堆放于阴湿处并盖上草，待果皮软化后取出种子，淘洗、阴干，用层积贮藏法进行沙藏。沙的湿度依种子贮藏时间而异，一般以手捏成团，手松即散为宜。层积时一层种子一层沙，沙的厚度以盖住种子为宜。整个沙床层积的高度为 3040 cm，以利通风、透气、透水和管理。一般用春播。1.2.2 播种及育苗 选择排灌便利的圃地为试验地，于冬前进行深翻晒土，3 月播种前再次整地，适当深翻，苗床高约25 cm，宽约120 cm，并用1 000 g/cm3多菌灵溶液对苗床进行消毒。种子在播种前用0.5%CuSO4溶液进行消毒，播种方式为点播，条距约 2025 cm，点距约 10 cm，播种量为每个种源播种 200 粒种子，播种后用黄心土覆盖种子，覆盖厚度为种子直径的 1 倍，并用薄膜覆盖。1.2.3 抚育管理 播后约 1 个月苗芽出土，4 月中旬将幼苗移栽至直径为 15 cm 的容器袋中，在幼苗长出57 片真叶时，初次追 0.5%的氮肥，苗木生长前期，做好松土除草工作，确保苗木迅速生长。1.3 指标测定及数据分析从 5 月上旬至 10 月底，对苗高和地径进行测定：每个种源随机选取 30 株苗木挂牌标记，每隔 10 d 用钢卷尺和游标卡尺测定标记植株的苗高和地径。各观察所得数据均用 Excel 2010 进行数据处理，SPSS 19.0 进行方差分析。2 结果与分析 2.1 不同种源一年生油桐苗高生长 2.1.1 不同种源一年生油桐苗净高生长分析 记录分析 5 月到 10 月苗木净生长高度，由图 1 可知，不同种源一年生油桐苗木生长速度呈“S”型增长趋势，表现为慢快慢生长，5 月初到 6 月底生长速度较慢，6月底到 9 月底处于快速高生长期，到 10 月生长速度变慢，10 月中下旬开始陆续结束生长。赣北上饶德兴市、广丰区、朝阳县和万年县 4 个种源在 8 月 28 日前后出现苗高净增长最高峰，6 月初至 9 月底，苗高净生长量占全年总生长量的 70%以上；抚州市、吉安市、丰城市、龙南县、分宜县 5 个种源均在 8 月 18 日前后出现苗高净增长最高峰，6 月初至 9 月底，苗高净生长量占全年总生长量的 80%以上。在 8 月份，龙南县苗木增长速率变化最大，且 8 月 18 日前后的苗净增长达所有种源最大，为 37.6 cm。2.1.2 不同种源一年生油桐苗高多重比较 通过对不同种源油桐一年生苗木高进行的多重比较（图 2）可知，分宜种源与抚州的种源差异较小，除此之外，与其他种源均存在显著差异；龙南、上饶广丰和吉安之间苗高差异不显著，但与分宜、上饶德兴、上饶朝阳和上饶万年均存在显著差异。上饶德兴、上饶朝阳的种源之间没有显著差异，但都与上饶广丰种源显著差异。2023年第3期 汪涛涌等：不同种源油桐苗期生长性状变异及其地理种源模式研究 379 图 1 不同种源一年生油桐苗高净生长 不同小写字母表示在 0.05 水平显著差异。图 2 不同种源油桐一年生苗高多重比较 2.2 不同种源一年生油桐苗木地径生长分析 2.2.1 不同种源一年生油桐苗木地径净生长分析 由图 3 可知，不同种源一年生油桐苗木地径生长速度也图 3 不同种源的一年生油桐地径净生长 380 生 物 灾 害 科 学 第 46 卷第 3 期 呈“S”型增长趋势，表现为慢快慢生长，在 5 月到 6 月中下旬各种源苗木地径平均增长量均较小在0.010.08 cm，且大部分集中在 0.020.03 cm，只有上饶广丰和龙南生长势头较强在 0.030.08 cm；在 7 月上旬到 9 月中旬各种源处于苗木地径快速生长期，吉安、抚州、丰城、龙南、分宜这 5 地种源均在 8 月18 日前后出现地径净增长最高峰，上饶德兴、上饶万年、上饶广丰、上饶朝阳 4 个种源在 8 月 28 日前后出现地径净增长最高峰。在 9 月中下旬到 10 月中上旬苗木地径生长速度开始减慢，10 月中下旬停止。上饶德兴、上饶广丰、龙南这 3 地种源在 510 月地径总增长量较高，都在 1 cm 以上。2.2.2 不同种源一年生油桐地径多重比较 通过对不同种源油桐一年生苗木地径进行的多重比较（图 4）可知，上饶广丰种源与上饶万年、丰城和吉安种源具有显著差异，但上饶广丰、上饶德兴、上饶朝阳、分宜、龙南和抚州种源没有显著差异，上饶万年、丰城和吉安 3 个种源之间没有显著差异。不同小写字母表示在 0.05 水平显著差异。图 4 不同种源一年生油桐地径多重比较 2.3 不同种源一年生油桐苗木生长聚类分析根据一年生油桐苗木的苗高、地径和纬度对不同种源油桐进行聚类分析。结果表明这 9 个种源油桐之间具有一定的差异性。当遗传距离为 10 时，可将这 9 个种源分为两大类。第一类为龙南、上饶广丰、抚州、分宜、丰城、吉安，这个种源的特点是苗高均较高；第二类为上饶朝阳、上饶万年和上饶德兴，这个种源一年生苗木均较矮小。图 5 不同种源地油桐系统聚类 2023年第3期 汪涛涌等：不同种源油桐苗期生长性状变异及其地理种源模式研究 381 当遗传距离为 5 时，可将第一大类分为 2 个小类，第一小类为龙南、上饶广丰、抚州、分宜种源，这几个种源统一特点为苗木生长较高，且地径粗壮；第二小类为丰城、吉安种源，这几个种源的特点为苗高较高，但地径较小，树体呈瘦高状。2.4 不同种源一年生油桐苗木生长与地理-气候因子的相关性分析 通过对不同种源一年生油桐苗高和地径生长总量和净生长与地理-气候因子的相关性进行分析，由表 2可知，不同种源间一年生苗高和地径与地理-气候因子相关性不显著，说明苗高、地径变异的地理种源变异模式为随机变异；但由表 3 可得出，不同种源苗高净生长最高峰时的生长量与经度成负相关显著差异，与纬度成负相关极显著差异；净生长最高峰出现的时间与经度成极显著差异，与纬度成显著差异；地径的净生长情况与地理-气候因子相关性不显著。表 2 不同种源一年生油桐与地理-气候因子的相关系数 经度 纬度 温度 海拔 苗高-0.556-0.518 0.131-0.294 地径 0.599 0.36 0.642 0.58 表 3 净生长高峰期与地理-气候因子的相关系数 经度 纬度 温度 海拔 苗高-.767*-.816*0.165-0.437 地径 0.026 0.155 0.024-0.214 时间 0.917*0.736*0.187 0.767*表示在 0.05 水平显著差异；*表示在 0.01 水平极显著差异。3 结论与讨论 选育适合产区生长、高产量的油桐新种源对确保油桐籽产量稳定提升具有重要意义。物种为适应不同环境条件可产生不同的种内遗传变异，使其表达的性状有所差异9，本研究旨在通过对不同种源生长情况的适生研究选择适宜在本地生长的种源。通过对 9 个不同种源一年生苗高和地径生长数据分析发现，不同种源苗木和地径生长量存在显著差异，表现为：苗高中，分宜县油桐种源一年生苗高最高，平均达 186.8 cm，上饶万年县种源一年生苗木生长速度最慢，平均高才 92 cm，分宜县种源苗高是上饶万年县种源苗高的 203%；地径中，上饶广丰区的油桐地径最粗壮达 1.86 cm，而吉安地径生长最小才 1.19 cm，上饶广丰区种源地径是吉安种源地径的 156%；种间差异较大，说明 9 个不同种源遗传分化明显，遗传变异极为丰富，由于苗木的生长受到遗传因子的影响，选育优良种源的潜力较大10，该结果与文冠果（Xanthocerassorbifolium Bunge）11、木荷（Schima superba Gardner&Champ.）12-13、枫香（Liquidambar formosana Hance）14、山合欢（Albizia kalkora（Roxb.）Prain）15、任豆（Zenia insignis Chun）16等树种研究结果相似。苗高和地径的净生长均呈“S”型增长趋势，在 6 月底到 9 月底，高温高湿的天气为苗木快速高生长期。这与油桐是喜温暖湿润植物相符合，随着温度升高，日照时长增加，加速了植株的光合作用和水分吸收，该阶段植株通过根系吸收养分以及光合作用合成积累营养，实现植株快速生长17。上饶德兴市、广丰区、朝阳县和万年县 4 个纬度较高的种源在 8 月 28 日前后出现苗高净增长最高峰，抚州市、吉安市、丰城市、龙南县、分宜县 5 个纬度相对另外 4 个较低的种源苗高净增长最高峰出现较早，均在 8 月 18 日前后，经过净增长高峰期与地理气候-因子相关性分析可知苗木净增长出现最高峰的时间及其增长量于其母株种源生长经度和纬度都存在显著关系，这说明苗高的生长在一定程度上受到纬度的影响，这与前人已有研究低纬度的种源生长速度会快于高纬度的种源18的结论有一定关联性。本研究发现，不同种源油桐高和地径虽然生长期相同，但生长势并不相同，聚类分析通过数据将相同质量的群组进行分类，该试验运用聚类分析，根据其生长状况的综合表现将 9 个不同种源油桐分为 3 类，分析结果表明其中一类：龙南、上饶广丰、抚州、分宜 4 个种源，苗木生长较高，且地径粗壮；较其他种382 生 物 灾 害 科 学 第 46 卷第 3 期 源生长性状更好，更适合在上饶信州区种植。该试验仅对一年生苗木生长状况进行了分析，优势种源除了苗木生长情况还需综合植株在当地结果率和出油率，因此苗木后续成长观察记录也十分重要。参考文献：1 国家能源局.能源安全保障有力ER/OL.经济日报,2022-12-26.2 刘馨蕴,刘年元,尚海,等.油桐花、叶、果壳代谢组成分鉴定与差异分析J.植物生理学报,2021,57(12):2366-2378.3 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志M.北京:科学出版社,1996:143.4 周静,韩杰铖,涂洲溢,等.我国油桐籽的生产及发展对策J.中国油脂,2021,46(4):118-122.5 李跃.探索油桐的资源价值和开发应用潜力J.广东科技,2013,22(20):152+154.6 杨焰,廖有为,谭晓风.我国油桐产业与未来环保型涂料产业协同发展之探讨J.经济林研究,2018,36(4):188-192.7 李永梅,魏远新,周大林,等.桐油的价值及其发展途径J.现代农业科技,2008(16):113.8 陆小鸿.可入药的油桐树J.广西林业,2019(5):45-46.9 高梓深,张剑斌,戴玉伟,等.黑龙江不同种源(产地)山杏苗期对环境适应性分析J.防护林科技,2018,179(8):47-48.10 张怡,韦小丽,王娈,等.不同地理种源猴樟苗期生长变异性J.西南农业学报,2014,27(5):2162-2167.11 赵阳,毕泉鑫,句娇,等.文冠果种子及苗期生长性状地理种源变异J.林业科学研究,2019,32(1):160-168.12 周志春,范辉华.木荷地理遗传变异和优良种源初选J.林业科学研究,2006,19(6):718-724.13 曾志光,肖复明.木荷地理种源苗期性状遗传变异研究J.林业科学研究,2005,18(1):27-30.14 何贵平,陈益泰.枫香地理种源幼林生长性状变异研究J.江西农业大学学报,2005,27(4):585-589.15 崔永忠,李昆,孙永玉,等.云南省山合欢地理种源变异性研究J.贵州农业科学,2010,38(11):98-101.16 林玮,周鹏,周祥斌,等.任豆种源种子性状地理变异研究J.华南农业大学学报,2016,37(4):69-74.17 荆蓉,彭祚登.不同种源和树龄油松年高生长量的比较及主要气候影响因子分析J.植物资源与环境学报，2021,30(5):34-41,49.18 王秀花,陈柳英,马丽珍,等.7 年生木荷生长和木材基本密度地理遗传变异及种源选择J.林业科学研究,2011,24(3):307-313.