廣西玉林市6種黑木相思無性系生長性狀評價

何 江，陳麗芬，曾炳山，陳朝黎，覃貴畢，凌云芳，譚一波

（1.廣西壯族自治區國有六萬林場，廣西玉林 537000；2.中國林業科學研究院熱帶林業研究所，廣東廣州 510520；3.廣西壯族自治區林業科學研究院，廣西南寧 530002）

黑木相思（Acaciamelanoxylon）為含羞草亞科（Mimosaceae）金合歡屬高大喬木，原產于澳大利亞[1-2]，20世紀90年代被引種至我國，已被廣泛栽培于海南、廣東、廣西和福建等地[3]。其為喜光樹種，適應性強、耐旱和耐瘠薄；其主干通直，材性優良，心材呈紅棕色，花紋美麗，可作為中高檔家具用材，是集生態、經濟、綠化和觀賞價值為一體的優質樹種[4-6]。

黑木相思的研究主要集中在葉片性狀變異[7]、生物量[8-10]、早期生長表現和選擇[3,11-12]等方面。黑木相思無性系生長性狀受較強的遺傳控制，不同無性系的樹高、胸徑、冠幅和單株材積等指標均差異極顯著[13-14]。黑木相思的樹高和胸徑生長高峰期為第2～4年，樹高、胸徑連年生長量高峰值分別可達3.0 m 和3.2 cm；第4～5年，樹高和胸徑連年生長量與平均生長量相交；材積的數量成熟期為第8年后[9]。黑木相思優良無性系的主伐期在9～12年[3]，4年生已達到其主伐林齡的1/3，符合早期選擇的林齡標準。廣西壯族自治區國有高峰林場[9]、廣西南寧市林科所[15]和廣西梧州市蒼梧縣[16]等地均進行黑木相思引種試驗，成功篩選出適宜種植的優良無性系。為進一步開展優良單株選擇和無性系繁育，需在經度地帶上增加試驗地，比較不同降雨梯度區域黑木相思的適應性和生長情況。廣西玉林市處于廣東-廣西蒼梧-廣西南寧的經度帶上，暫未見相關引種試驗報道。本研究以中國林業科學研究院熱帶林業研究所選育的6種黑木相思無性系苗木為研究對象，采用隸屬函數法，分析6種黑木相思無性系在廣西壯族自治區國有六萬林場的生長適應性和生長性狀差異，為廣西玉林市黑木相思的選育和推廣提供技術支撐，也為進一步開展優良單株選擇和無性系繁育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣西國有六萬林場高嶺分場17 林班3 小班（109°52′E，22°35′N），地處廣西玉林市福綿區，屬南亞熱帶季風氣候，氣候溫和；海拔約460 m，年均氣溫21～22 ℃，極端最高氣溫38.4 ℃，極端最低氣溫-2.6 ℃；年均降水量1 500.0～1 892.2 mm，年均蒸發量約1 200～1 300 mm，相對濕度80%～90%，雨量系數96.5%；土壤以赤紅壤為主，占總面積的65%以上。

1.2 試驗設計

采用完全隨機區組設計，分4個小區，每個小區6 種黑木相思無性系（SR3、SR13、SR14、SR17、SR25和SR53），每種無性系在試驗區內以單列方式種植20 株，共設置24 列，總計植株數量為480 株（表1）。造林密度為2 m×3 m，每個小區占地面積為0.105 hm2，小區間用PC 管打樁定點作為界線。試驗區外圍設置保護行。試驗苗由中國林業科學研究院熱帶林業研究所提供。

1.3 營林措施

2018年5月定植，定植穴規格為長40 cm、寬40 cm 和深40 cm，定植苗平均高度約40 cm；在定植前施加桉樹基肥（500 克/株，N∶P∶K 為8∶8∶4，有機質含量為20%）。2018年6月進行第1 次撫育，主要措施為追肥和培土，追肥250 克/株（復合肥，N∶P∶K 為12∶8∶10，有機質含量為15%～20%）；2018年12月進行第2次撫育，噴施草甘膦除草；2019—2021年，均在6月進行追肥，追肥500 克/株（復合肥，N∶P∶K為12∶8∶10，有機質含量為15%～20%），同年12月均噴施草甘膦除草。

1.4 指標測定

2018年12月，統計試驗區植株的存活率；2022年5月，統計試驗區植株的保存率；2019年5月—2022年5月，調查試驗區植株樹高；2020年5月—2022年5月，調查試驗區植株胸徑。計算2020—2022年試驗區植株的單株材積（V，m3），計算公式[17]為：

式中，B為平均胸徑（cm）；H為平均樹高（m）。

重復力（R）計算公式[18]為：

式中，F為方差分析中的F值。

遺傳增益（ΔG）計算公式[18]為：

式中，x為性狀平均值；為整體性狀平均值。

以4年生植株的平均樹高、平均胸徑和單株材積及樹高和胸徑的變異系數作為評價指標，進行主成分分析。為消除量綱的影響，對評價指標進行標準化處理。計算公式[19]為：

式中，Z為標準化后的數值；X為原始數據；μ為平均值；σ為標準差。

在主成分分析中，保留特征值大于1 且累計貢獻率達90%以上的主成分。計算各主成分的權重（Wj），計算公式[19]為：

式中，Pj為j主成分的貢獻率。

計算各主成分得分（Fj），計算公式[19]為：

式中，Vj為主成分的加載；Qj為標準化后的原始數據值。

計算各指標標準化后的隸屬函數值（Uj），計算公式[19]為：

式中，Xj為第j個綜合指標；Xjmin為第j個綜合指標的最小值；Xjmax為第j個綜合指標的最大值。

計算綜合評價值（D），計算公式[19]為：

綜合評價值越高，無性系的綜合表現越好。

1.5 數據處理

采用Excel 2016 軟件進行數據整理與制圖；采用SPSS 26.0軟件對存活率、保存率、樹高、胸徑和單株材積進行方差齊性檢驗、單因素方差分析（Oneway ANOVA）、多重比較（Dancan's 新復極差法）、數據標準化處理和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 黑木相思無性系存活率與保存率

6 種黑木相思無性系的存活率與保存率均差異不顯著（表2）。SR3無性系存活率最高（89%），SR25和SR53 無性系存活率均最低（70%）。SR17 無性系保存率最高（73%），SR13 無性系保存率最低（61%）。

2.2 黑木相思無性系樹高生長分析

同一林齡不同黑木相思無性系的平均樹高均差異顯著（P<0.05）（表3）。1～4年生時，SR3 無性系的平均樹高均高于其他無性系，分別為1.27、3.40、6.48 和9.56 m。1年生時，SR53 無性系的平均樹高小于其他無性系；2年生時，SR13無性系的平均樹高小于其他無性系；3 和4年生時，SR25 無性系的平均樹高均小于其他無性系。

表3 6種1～4年生黑木相思無性系樹高Tab.3 Tree heights of six one-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones

1～4年生時，6 種黑木相思無性系的樹高變異系數分別為25.36%～38.84%、26.15%～38.46%、20.17%～27.68%和18.01%～26.40%，均較大。

2.3 黑木相思無性系胸徑生長分析

同一林齡不同黑木相思無性系的平均胸徑均差異顯著（P<0.05）（表4）。2年生時，SR14 無性系的平均胸徑最大（3.94 cm）；3年生時，SR3 無性系的平均胸徑最大（7.46 cm）；4年生時，SR53 無性系的平均胸徑最大（11.93 cm）。2～4年生時，SR13 和SR25 無性系的平均胸徑均顯著低于其他無性系；SR14無性系的最大胸徑均高于其他無性系，分別為6.80、11.40 和17.40 cm。

表4 6種2～4年生黑木相思無性系胸徑Tab.4 DBHs of six two-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones

2～4年生時，6 種黑木相思無性系的胸徑變異系數分別為41.56%～63.30%、27.21%～43.32%和21.64%～45.16%，均較大。

2.4 黑木相思無性系材積生長差異

同一林齡不同黑木相思無性系的單株材積均差異顯著（P<0.05）（圖1）。2～4年生時，SR3 無性系的單株材積均最大，分別為0.002 5、0.013 8 和0.056 5 m3；其次為SR53 無性系，兩者差異不顯著；SR25 和SR13 無性系均較小，兩者差異不顯著；SR3無性系的單株材積分別為SR13 無性系的3.15、3.13和3.26倍，為SR25無性系的2.66、3.45和4.83倍。

圖1 6種2～4年生黑木相思無性系單株材積Fig.1 Individual volumes of six two-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones

2.5 6種黑木相思無性系遺傳變異分析

2 和3年生時，單株材積重復力比樹高和胸徑低，分別為72.77%和95.14%；4年生時，樹高重復力（94.00%）比單株材積和胸徑低（表5）。

表5 6種2～4年生黑木相思無性系生長性狀重復力Tab.5 Repeatability forces of growth traits of six two-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones(%)

不同林齡的SR3無性系各生長性狀遺傳增益均為正值，樹高和單株材積的遺傳增益均大于其他5種無性系；SR13 和SR25 無性系各生長性狀遺傳增益均為負值（表6）。

表6 6種2～4年生黑木相思無性系生長性狀遺傳增益Tab.6 Genetic gains of growth traits of six two-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones(%)

2.6 黑木相思優良無性系選擇

主成分分析可知，2 個主成分綜合貢獻率分別為66.22%和24.51%，累計貢獻率為90.73%（表7）。表明2個主成分可代表大部分指標信息。

表7 綜合評價主成分指標系數及貢獻率Tab.7 Principal component index cofficients and contribution rates

根據表7，建立第1 主成分（F1）和第2 主成分（F2）得分方程：

F1=0.51Q1+0.53Q2-0.53Q3-0.36Q4+0.14Q5

F2=0.05Q1+0.10Q2-0.02Q3+0.55Q4+0.83Q5

隸屬函數分析可知，SR3 無性系綜合評價值最大，其次為SR53 無性系，SR13 無性系最小（表8）。SR3 無性系生長表現最好，SR53、SR14 和SR17 無性系生長表現中等，SR13和SR25無性系生長表現較差。

表8 6種4年生黑木相思無性系綜合評價Tab.8 Comprehensive evaluation of six four-year-old A.melanoxylon clones

3 討論與結論

保存率反映植株對特定地區環境適應的能力。本研究中，4年生SR3 無性系的保存率為66%，比廣西南寧市林科所4年生黑木相思（未區分無性系）林分（83.9%）[20]和廣東省紫金縣蘇區鎮相同林齡SR3無性系林分（80%）低[3]。原因可能是一方面試驗地位于山谷和山體下坡位，可能存在光照不足或排水不良等問題，幼苗生長較差；另一方面，在除草和施肥過程中，人為操作不當可能會誤傷苗木。

本研究中，4年生時黑木相思無性系樹高、胸徑和單株材積均差異顯著，說明其生長性狀變異豐富；重復力均較高，表明生長性狀均受遺傳控制，可利用重復力進行無性系選育。廣西國有高峰林場種植的黑木相思（未區分無性系）4年生時的平均樹高、平均胸徑和單株材積分別為9.00 m、7.95 cm和0.024 3 m3[9]。廣西南寧市林科所引種的黑木相思（未區分無性系）4年生時的樹高、胸徑和單株材積分別為12.00 m、11.41 cm 和0.068 1 m3[15]，廣東省紫金縣蘇區鎮4年生黑木相思無性系SR3 樹高、胸徑分別為9.40 m、12.20 cm[3]。本研究中，SR3 無性系的平均樹高為9.56 m，平均胸徑為11.86 cm，均接近于廣西國有高峰林場、廣西南寧市林科所和廣東省紫金縣蘇區鎮栽植的黑木相思無性系；單株材積為0.056 5 m3，大于廣西國有高峰林場的黑木相思無性系，較接近廣西南寧市林科所的黑木相思無性系；生長性狀遺傳增益均為正值且較大，遺傳穩定性較好；綜合評價優于其他無性系，說明黑木相思優良SR3 無性系適應廣西玉林市的環境，可被推廣種植。

本研究篩選出生長速度較快、適應性較好的優良黑木相思無性系SR3，3個生長表現中等的無性系（SR53、SR14 和SR17），以及2 個生長表現較差的無性系（SR13 和SR25）。在將來的推廣過程中，應注意提高幼苗保存率，選擇適宜的栽植區域。本研究目前只開展了黑木相思早期和單個試驗點研究，可繼續對黑木相思進行長期動態觀察，在不同地點開展適應性研究。此外，可將病蟲害抗性、干形、心材比例和材性作為篩選指標，進一步評價黑木相思優良無性系。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突。

作者貢獻聲明：何江負責試驗調查、數據收集與分析和論文撰寫；陳麗芬負責試驗調查、數據收集與分析；曾炳山負責研究計劃制定和論文修改；陳朝黎負責論文修改和文獻檢索；覃貴畢、凌云芳負責試驗調查、數據收集；譚一波負責論文修改。