间伐和施肥对杉木近熟林土壤微生物特征的影响

为探究大径材培育目标下间伐和施肥对杉木(Cunninghamia lanceolate)近熟林土壤微生物特征的影响,了解微生物生物量碳氮与微生物群落结构的相互关系,以福建省洋口国有林场31年生的杉木近熟林为对象,设置间伐(T)、间伐+施肥(TF)、对照(CK,不间伐不施肥)3种处理,研究不同处理下杉木近熟林土壤微生物生物量碳(SMBC)和土壤微生物生物量氮(SMBN)含量及其化学计量特征(SMBC/SMBN)、土壤微生物熵碳(qMBC)和土壤微生物熵氮(qMBN)的变化规律,采用高通量测序技术分析不同处理下土壤微生物群落结构差异。结果表明,T和TF处理能提高SMBC含量,增大qMBC和SMBC/SMBN,且TF处理的提高幅度较大;T处理会降低SMBN含量和qMBN。经T和TF处理后土壤真菌群落优势菌门的丰富度和多样性指数升高,而细菌与之相反。相关分析表明,SMBN含量、q MBN和SMBC/SMBN与土壤细菌和真菌群落结构关系密切;SMBN含量和q MBN与土壤真菌丰富度、多样性指数呈显著负相关(P<0.05)。综合认为,T和TF处理能够改善林地土壤微生物生存环境,促进真菌生长和繁殖,有利于提高土壤肥力,为杉木大径材培育提供良好的土壤条件。

湖南排牙山杉木优树子代测定长期试验的遗传分析

【目的】通过杉木优树子代测定的长期试验,阐明生长和材性性状的遗传变异、遗传控制程度和年年遗传相关,以及性状间遗传相关的年龄趋势,评价参试家系的生长表现,为杉木早期选择、间接选择和配合力育种提供理论依据。【方法】以1982年营建在福建省洋口国有林场的湖南排牙山种子园37株优树自由授粉子代测定林为对象,以林龄2~5 a和9~10 a树高,3~6 a、8~10 a、33 a和36 a胸径,以及36 a弹性模量为目标性状,利用基于最佳线性无偏预测并整合空间效应的混合线性模型方法,分析性状的遗传变异、单株狭义遗传力和性状间的遗传相关。【结果】树高、胸径和弹性模量性状在家系间均存在极显著的差异,林龄36 a时,径生长最优家系F7比最小家系F26和对照F38分别高29.7%和9.7%,弹性模型最高家系F14比最低家系F19和对照F38分别高29.0%和12.3%;性状的加性遗传变异系数介于4.4%~9.6%之间,胸径性状总体呈现先减小后增加再减小的趋势,树高性状呈现总体减小的趋势;胸径的加性遗传方差、空间自相关误差方差、随机误差方差第10年比第3年分别增加了357%、117%和309%,树高增加了294%、518%和337%,胸径第36年比第3年增加了563%、229%和993%;树高和胸径的单株狭义遗传力估计值分别介于0.18~0.30和0.10~0.21之间,且总体呈下降的趋势,说明树高和胸径性状受中等偏弱的遗传控制;生长性状的年年加性遗传相关极强,估计值均高于0.73,且随着林分年龄的增加有缓慢减小的趋势;胸径与树高间的加性遗传相关极强,估计值均高于0.97,且与弹性模量的加性遗传相关估计值为-0.038。【结论】湖南排牙山杉木优树自由授粉优良家系能作为高世代遗传改良的材料,树高和胸径性状之间可以进行有效的间接选择和早期选择,以缩短育种周期和提高育种效率。

杉木生长性状的空间与竞争效应及其对遗传参数估计的影响

【目的】探讨整合空间与竞争效应的模型对不同林龄阶段杉木生长性状遗传参数评估的影响,为提高育种值预测和优良单株选择的准确性提供理论依据。【方法】以40年生杉木自由授粉子代测定林为研究对象,以幼林龄阶段、中林龄阶段和过成熟林阶段的胸径和树高为目标性状,基于最佳线性无偏估计的混合线性模型方法,分别拟合试验设计效应、空间效应、竞争效应、空间-竞争效应,利用赤池信息准则评价模型,对比不同模型估计的遗传参数和育种值。【结果】1)拟合空间-竞争效应平均提高生长性状狭义遗传力估计值的39.72%。针对不同林龄阶段胸径性状的遗传参数,拟合空间-竞争混合模型的加性遗传方差相比标准混合线性模型、空间模型和竞争模型分别提高4.46%、26.95%和35.87%,残差分别降低21.95%、26.81%和20.19%;树高性状空间-竞争模型的加性遗传方差1991和2020年相比基本模型提高10.73%和1.22%,残差降低12.75%和33.83%。2)竞争强度与林分个体间的距离有关,杉木生长性状受到相同行列个体的竞争效应要显著高于对角线方向个体。3)生长性状存在竞争效应,且径生长大于高生长。同一性状的加性-竞争效应相关表明,杉木生长性状在不同林龄均表现出竞争效应,幼林龄阶段径生长受到的竞争效应大于高生长;中林龄阶段生长性状表现出强烈的竞争相关,结合残差相关结果发现,杉木在中林龄表现出强烈的竞争效应。个体间胸径的竞争影响大于树高间的竞争影响,胸径比树高更能感受到竞争的敏感程度。4)在5%入选率下,育种值平均预测准确性为0.559。4种模型分别选出23个个体,其中78.3%的入选单株重复。基本模型、空间模型、竞争模型和空间-竞争模型的入选单株胸径均值分别为37.3、37.2、37.3和37.3 cm,遗传增益分别为12.73%、13.86%和13.32%、14.37%。【结论】采用竞争-空间模型拟合参数可增加加性遗传方差并降低残差方差的估计值;林分内目标单株受对角线方向的竞争性弱于行、列方向单株的竞争。中林龄阶段生长性状所受竞争效应最大,径生长对竞争的敏感性大于高生长。