广西玉林市6种黑木相思无性系生长性状评价

何 江，陈丽芬，曾炳山，陈朝黎，覃贵毕，凌云芳，谭一波

（1.广西壮族自治区国有六万林场，广西玉林 537000；2.中国林业科学研究院热带林业研究所，广东广州 510520；3.广西壮族自治区林业科学研究院，广西南宁 530002）

黑木相思（Acaciamelanoxylon）为含羞草亚科（Mimosaceae）金合欢属高大乔木，原产于澳大利亚[1-2]，20世纪90年代被引种至我国，已被广泛栽培于海南、广东、广西和福建等地[3]。其为喜光树种，适应性强、耐旱和耐瘠薄；其主干通直，材性优良，心材呈红棕色，花纹美丽，可作为中高档家具用材，是集生态、经济、绿化和观赏价值为一体的优质树种[4-6]。

黑木相思的研究主要集中在叶片性状变异[7]、生物量[8-10]、早期生长表现和选择[3,11-12]等方面。黑木相思无性系生长性状受较强的遗传控制，不同无性系的树高、胸径、冠幅和单株材积等指标均差异极显著[13-14]。黑木相思的树高和胸径生长高峰期为第2～4年，树高、胸径连年生长量高峰值分别可达3.0 m 和3.2 cm；第4～5年，树高和胸径连年生长量与平均生长量相交；材积的数量成熟期为第8年后[9]。黑木相思优良无性系的主伐期在9～12年[3]，4年生已达到其主伐林龄的1/3，符合早期选择的林龄标准。广西壮族自治区国有高峰林场[9]、广西南宁市林科所[15]和广西梧州市苍梧县[16]等地均进行黑木相思引种试验，成功筛选出适宜种植的优良无性系。为进一步开展优良单株选择和无性系繁育，需在经度地带上增加试验地，比较不同降雨梯度区域黑木相思的适应性和生长情况。广西玉林市处于广东-广西苍梧-广西南宁的经度带上，暂未见相关引种试验报道。本研究以中国林业科学研究院热带林业研究所选育的6种黑木相思无性系苗木为研究对象，采用隶属函数法，分析6种黑木相思无性系在广西壮族自治区国有六万林场的生长适应性和生长性状差异，为广西玉林市黑木相思的选育和推广提供技术支撑，也为进一步开展优良单株选择和无性系繁育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西国有六万林场高岭分场17 林班3 小班（109°52′E，22°35′N），地处广西玉林市福绵区，属南亚热带季风气候，气候温和；海拔约460 m，年均气温21～22 ℃，极端最高气温38.4 ℃，极端最低气温-2.6 ℃；年均降水量1 500.0～1 892.2 mm，年均蒸发量约1 200～1 300 mm，相对湿度80%～90%，雨量系数96.5%；土壤以赤红壤为主，占总面积的65%以上。

1.2 试验设计

采用完全随机区组设计，分4个小区，每个小区6 种黑木相思无性系（SR3、SR13、SR14、SR17、SR25和SR53），每种无性系在试验区内以单列方式种植20 株，共设置24 列，总计植株数量为480 株（表1）。造林密度为2 m×3 m，每个小区占地面积为0.105 hm2，小区间用PC 管打桩定点作为界线。试验区外围设置保护行。试验苗由中国林业科学研究院热带林业研究所提供。

1.3 营林措施

2018年5月定植，定植穴规格为长40 cm、宽40 cm 和深40 cm，定植苗平均高度约40 cm；在定植前施加桉树基肥（500 克/株，N∶P∶K 为8∶8∶4，有机质含量为20%）。2018年6月进行第1 次抚育，主要措施为追肥和培土，追肥250 克/株（复合肥，N∶P∶K 为12∶8∶10，有机质含量为15%～20%）；2018年12月进行第2次抚育，喷施草甘膦除草；2019—2021年，均在6月进行追肥，追肥500 克/株（复合肥，N∶P∶K为12∶8∶10，有机质含量为15%～20%），同年12月均喷施草甘膦除草。

1.4 指标测定

2018年12月，统计试验区植株的存活率；2022年5月，统计试验区植株的保存率；2019年5月—2022年5月，调查试验区植株树高；2020年5月—2022年5月，调查试验区植株胸径。计算2020—2022年试验区植株的单株材积（V，m3），计算公式[17]为：

式中，B为平均胸径（cm）；H为平均树高（m）。

重复力（R）计算公式[18]为：

式中，F为方差分析中的F值。

遗传增益（ΔG）计算公式[18]为：

式中，x为性状平均值；为整体性状平均值。

以4年生植株的平均树高、平均胸径和单株材积及树高和胸径的变异系数作为评价指标，进行主成分分析。为消除量纲的影响，对评价指标进行标准化处理。计算公式[19]为：

式中，Z为标准化后的数值；X为原始数据；μ为平均值；σ为标准差。

在主成分分析中，保留特征值大于1 且累计贡献率达90%以上的主成分。计算各主成分的权重（Wj），计算公式[19]为：

式中，Pj为j主成分的贡献率。

计算各主成分得分（Fj），计算公式[19]为：

式中，Vj为主成分的加载；Qj为标准化后的原始数据值。

计算各指标标准化后的隶属函数值（Uj），计算公式[19]为：

式中，Xj为第j个综合指标；Xjmin为第j个综合指标的最小值；Xjmax为第j个综合指标的最大值。

计算综合评价值（D），计算公式[19]为：

综合评价值越高，无性系的综合表现越好。

1.5 数据处理

采用Excel 2016 软件进行数据整理与制图；采用SPSS 26.0软件对存活率、保存率、树高、胸径和单株材积进行方差齐性检验、单因素方差分析（Oneway ANOVA）、多重比较（Dancan's 新复极差法）、数据标准化处理和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 黑木相思无性系存活率与保存率

6 种黑木相思无性系的存活率与保存率均差异不显著（表2）。SR3无性系存活率最高（89%），SR25和SR53 无性系存活率均最低（70%）。SR17 无性系保存率最高（73%），SR13 无性系保存率最低（61%）。

2.2 黑木相思无性系树高生长分析

同一林龄不同黑木相思无性系的平均树高均差异显著（P<0.05）（表3）。1～4年生时，SR3 无性系的平均树高均高于其他无性系，分别为1.27、3.40、6.48 和9.56 m。1年生时，SR53 无性系的平均树高小于其他无性系；2年生时，SR13无性系的平均树高小于其他无性系；3 和4年生时，SR25 无性系的平均树高均小于其他无性系。

表3 6种1～4年生黑木相思无性系树高Tab.3 Tree heights of six one-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones

1～4年生时，6 种黑木相思无性系的树高变异系数分别为25.36%～38.84%、26.15%～38.46%、20.17%～27.68%和18.01%～26.40%，均较大。

2.3 黑木相思无性系胸径生长分析

同一林龄不同黑木相思无性系的平均胸径均差异显著（P<0.05）（表4）。2年生时，SR14 无性系的平均胸径最大（3.94 cm）；3年生时，SR3 无性系的平均胸径最大（7.46 cm）；4年生时，SR53 无性系的平均胸径最大（11.93 cm）。2～4年生时，SR13 和SR25 无性系的平均胸径均显著低于其他无性系；SR14无性系的最大胸径均高于其他无性系，分别为6.80、11.40 和17.40 cm。

表4 6种2～4年生黑木相思无性系胸径Tab.4 DBHs of six two-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones

2～4年生时，6 种黑木相思无性系的胸径变异系数分别为41.56%～63.30%、27.21%～43.32%和21.64%～45.16%，均较大。

2.4 黑木相思无性系材积生长差异

同一林龄不同黑木相思无性系的单株材积均差异显著（P<0.05）（图1）。2～4年生时，SR3 无性系的单株材积均最大，分别为0.002 5、0.013 8 和0.056 5 m3；其次为SR53 无性系，两者差异不显著；SR25 和SR13 无性系均较小，两者差异不显著；SR3无性系的单株材积分别为SR13 无性系的3.15、3.13和3.26倍，为SR25无性系的2.66、3.45和4.83倍。

图1 6种2～4年生黑木相思无性系单株材积Fig.1 Individual volumes of six two-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones

2.5 6种黑木相思无性系遗传变异分析

2 和3年生时，单株材积重复力比树高和胸径低，分别为72.77%和95.14%；4年生时，树高重复力（94.00%）比单株材积和胸径低（表5）。

表5 6种2～4年生黑木相思无性系生长性状重复力Tab.5 Repeatability forces of growth traits of six two-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones(%)

不同林龄的SR3无性系各生长性状遗传增益均为正值，树高和单株材积的遗传增益均大于其他5种无性系；SR13 和SR25 无性系各生长性状遗传增益均为负值（表6）。

表6 6种2～4年生黑木相思无性系生长性状遗传增益Tab.6 Genetic gains of growth traits of six two-year-old to four-year-old A.melanoxylon clones(%)

2.6 黑木相思优良无性系选择

主成分分析可知，2 个主成分综合贡献率分别为66.22%和24.51%，累计贡献率为90.73%（表7）。表明2个主成分可代表大部分指标信息。

表7 综合评价主成分指标系数及贡献率Tab.7 Principal component index cofficients and contribution rates

根据表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

隶属函数分析可知，SR3 无性系综合评价值最大，其次为SR53 无性系，SR13 无性系最小（表8）。SR3 无性系生长表现最好，SR53、SR14 和SR17 无性系生长表现中等，SR13和SR25无性系生长表现较差。

表8 6种4年生黑木相思无性系综合评价Tab.8 Comprehensive evaluation of six four-year-old A.melanoxylon clones

3 讨论与结论

保存率反映植株对特定地区环境适应的能力。本研究中，4年生SR3 无性系的保存率为66%，比广西南宁市林科所4年生黑木相思（未区分无性系）林分（83.9%）[20]和广东省紫金县苏区镇相同林龄SR3无性系林分（80%）低[3]。原因可能是一方面试验地位于山谷和山体下坡位，可能存在光照不足或排水不良等问题，幼苗生长较差；另一方面，在除草和施肥过程中，人为操作不当可能会误伤苗木。

本研究中，4年生时黑木相思无性系树高、胸径和单株材积均差异显著，说明其生长性状变异丰富；重复力均较高，表明生长性状均受遗传控制，可利用重复力进行无性系选育。广西国有高峰林场种植的黑木相思（未区分无性系）4年生时的平均树高、平均胸径和单株材积分别为9.00 m、7.95 cm和0.024 3 m3[9]。广西南宁市林科所引种的黑木相思（未区分无性系）4年生时的树高、胸径和单株材积分别为12.00 m、11.41 cm 和0.068 1 m3[15]，广东省紫金县苏区镇4年生黑木相思无性系SR3 树高、胸径分别为9.40 m、12.20 cm[3]。本研究中，SR3 无性系的平均树高为9.56 m，平均胸径为11.86 cm，均接近于广西国有高峰林场、广西南宁市林科所和广东省紫金县苏区镇栽植的黑木相思无性系；单株材积为0.056 5 m3，大于广西国有高峰林场的黑木相思无性系，较接近广西南宁市林科所的黑木相思无性系；生长性状遗传增益均为正值且较大，遗传稳定性较好；综合评价优于其他无性系，说明黑木相思优良SR3 无性系适应广西玉林市的环境，可被推广种植。

本研究筛选出生长速度较快、适应性较好的优良黑木相思无性系SR3，3个生长表现中等的无性系（SR53、SR14 和SR17），以及2 个生长表现较差的无性系（SR13 和SR25）。在将来的推广过程中，应注意提高幼苗保存率，选择适宜的栽植区域。本研究目前只开展了黑木相思早期和单个试验点研究，可继续对黑木相思进行长期动态观察，在不同地点开展适应性研究。此外，可将病虫害抗性、干形、心材比例和材性作为筛选指标，进一步评价黑木相思优良无性系。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突。

作者贡献声明：何江负责试验调查、数据收集与分析和论文撰写；陈丽芬负责试验调查、数据收集与分析；曾炳山负责研究计划制定和论文修改；陈朝黎负责论文修改和文献检索；覃贵毕、凌云芳负责试验调查、数据收集；谭一波负责论文修改。