李 艷 ，吳際友 ，程 勇 ，劉 球 ，陳明皋 ，潘百紅 ，黃明軍 ，李志輝 ，黃水清

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；3.湖南省汨羅市桃林國(guó)有林場(chǎng)，湖南 汨羅 414400）

濕地松半同胞家系松脂產(chǎn)量選擇研究

李 艷1，吳際友2，程 勇2，劉 球2，陳明皋2，潘百紅1，黃明軍2，李志輝1，黃水清3

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；3.湖南省汨羅市桃林國(guó)有林場(chǎng)，湖南 汨羅 414400）

為選擇濕地松優(yōu)良家系，對(duì)13個(gè)濕地松半同胞家系的產(chǎn)脂量、樹高、胸徑、材積進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明：產(chǎn)脂量、樹高、胸徑、材積在家系間均有顯著差異，且產(chǎn)脂量家系變異系數(shù)較大；產(chǎn)脂量和生長(zhǎng)量相關(guān)性顯著，與樹高、材積相比，胸徑與產(chǎn)脂量相關(guān)系數(shù)最大（R2=0.731）；產(chǎn)脂量、樹高、胸徑、材積的家系遺傳力與單株遺傳力均較高，其中樹高家系遺傳力與單株遺傳力分別為0.826 9和0.973 6，產(chǎn)脂量家系遺傳力與單株遺傳力分別為0.775 7和0.552 2；Duncan多重比較顯示，產(chǎn)脂量與生長(zhǎng)量均表現(xiàn)良好的家系為7、6、4、12、15。

濕地松；半同胞家系；產(chǎn)脂量；生長(zhǎng)性狀；遺傳力

濕地松Pinus elliottii原產(chǎn)美國(guó)東南部，生長(zhǎng)快、干形通直、適應(yīng)性廣為其主要優(yōu)良特性，為優(yōu)良的紙漿材、建筑材與采脂樹種，現(xiàn)已成為我國(guó)南方低山丘陵地區(qū)重要造林樹種之一[1-4]。濕地松具有抗旱、耐瘠薄特性，其優(yōu)良家系具有較強(qiáng)的磷素吸收能力，且光合能力強(qiáng)[5-6]。

松脂主要含有松香、松節(jié)油和少量水分，是重要的工業(yè)原料，用途廣泛，松脂產(chǎn)業(yè)在林業(yè)產(chǎn)業(yè)及林農(nóng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有重要地位[7-10]。隨著松脂產(chǎn)業(yè)地位的提升，加速了高產(chǎn)脂良種選育的工作。松樹產(chǎn)脂能力除了與環(huán)境及生長(zhǎng)性狀等因素有關(guān)外，其遺傳品質(zhì)是影響產(chǎn)脂能力的重要因素[11-12]。有研究表明，樹體相關(guān)因子，主要包括胸徑、樹高、樹皮厚度、樹齡、枝下高等皆與松脂產(chǎn)量存在極顯著的線性關(guān)系，胸徑對(duì)產(chǎn)脂量影響最明顯，且濕地松家系產(chǎn)脂遺傳力高，家系對(duì)產(chǎn)脂量的影響達(dá)到極顯著水平[13-17]。

本研究針對(duì)我國(guó)高產(chǎn)脂濕地松良種選育的研究現(xiàn)狀和社會(huì)需求，首次開展?jié)竦厮蓢?guó)家級(jí)良種松脂產(chǎn)量與生長(zhǎng)關(guān)系及遺傳變異的研究，了解濕地松產(chǎn)脂特性，旨在在提高其木材產(chǎn)量的同時(shí)，大幅提高松脂產(chǎn)量，旨在高濕地松綜合經(jīng)營(yíng)效益并為建立濕地松高產(chǎn)材、高產(chǎn)脂種子園提供優(yōu)良遺傳材料，對(duì)營(yíng)造濕地松原料林有著特殊意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究試驗(yàn)地設(shè)于湖南省永州市東安縣，位于東經(jīng) 110°59′～ 111°34′、北緯 26°07′～ 26°52′。該地屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，光照充足，雨量充沛，溫暖濕潤(rùn)，四季分明，年平均氣溫17.8℃，無霜期270 d左右，年降水量平均在1 180～1 490 mm之間，試驗(yàn)地土壤為砂巖紅壤。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料采自湖南省汨羅市桃林國(guó)有林場(chǎng)國(guó)家濕地松良種基地，濕地松參試家系共13個(gè)（其中有6個(gè)家系為國(guó)家級(jí)或省級(jí)良種）。

1.3 試驗(yàn)方法

造林試驗(yàn)林于2006年3月設(shè)置，采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，參試家系13個(gè)，4株單行小區(qū)，3次重復(fù)；采脂試驗(yàn)于2013年4月設(shè)置，采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，參試家系13個(gè)，4株單行小區(qū)，3次重復(fù)。

松脂采集采用下降法“V”字型開采，在采脂割面上，先開中溝，再開側(cè)溝，第一對(duì)側(cè)溝開在割面的頂部，從上往下開溝。側(cè)溝夾角為60°～70°，深度為0.4～0.5 cm，割口負(fù)荷率為40%～45%。采脂時(shí)3 d割1刀·樹-1，分單株收集松脂，本研究計(jì)量單株2014年4至10月的月產(chǎn)脂量以及這7個(gè)月份的年產(chǎn)脂量。用電子天平稱重，每半月記錄一次單株產(chǎn)脂量，再在月底記錄月產(chǎn)脂量。樹高、胸徑和材積為生長(zhǎng)性狀指標(biāo)，材積計(jì)算利用近似公式V=0.375HD2計(jì)算[16]，運(yùn)用Excel、SPSS軟件對(duì)所測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

家系遺傳力（hF2）和單株遺傳力（hS2）計(jì)算公式如下：

式中：MSF表示家系間均方；MSFB表示家系×區(qū)組均方；σF2表示家系方差成分；σE2表示誤差方差成分；σFB2表示家系×地點(diǎn)內(nèi)區(qū)組方差成分。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同家系濕地松生長(zhǎng)性狀與產(chǎn)脂量差異分析

2.1.1 不同家系濕地松生長(zhǎng)性狀差異分析

對(duì)13個(gè)濕地松半同胞家系生長(zhǎng)性狀進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表1。參試的13個(gè)家系中，6號(hào)家系平均樹高值最大，為8.51 m；1號(hào)家系樹高生長(zhǎng)最差，為6.11 m。13個(gè)家系樹高變異系數(shù)在2.35%～10.45%之間。

表1 濕地松不同家系生長(zhǎng)性狀Table 1 Growth traits of different families of Pinus elliottii

所有參試家系中，6號(hào)家系平均胸徑最大，為13.08 cm；1號(hào)家系胸徑最小，為9.73 cm。胸徑變異系數(shù)在1.04%～10.55%之間。

參試家系的6號(hào)家系材積表現(xiàn)最好，為0.055 m3；表現(xiàn)最差的家系平均材積為0.022 m3。材積變異系數(shù)在3.77%～29.09%之間，平均變異系數(shù)為23.53%。

對(duì)濕地松家系樹高、胸徑、材積進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表2。由表2可知，參試家系樹高、胸徑及材積間均存在著顯著差異（p＜0.05），這為優(yōu)良家系的選擇奠定了基礎(chǔ)。

表2 濕地松不同家系生長(zhǎng)性狀方差分析Table 2 Variance analysis of growth traits of Pinus elliottii families

2.1.2 不同家系濕地松年產(chǎn)脂量分析

參試家系年產(chǎn)脂量測(cè)定結(jié)果（見表3）可看出，13個(gè)濕地松半同胞家系平均年產(chǎn)脂量為1.15 kg；其中15號(hào)家系年產(chǎn)脂量最大，為1.46 kg，比群體平均值增產(chǎn)27%；參試家系變異系數(shù)為9.40%～43.58%，家系間變異系數(shù)較大，為31.49%。一般家系間變異系數(shù)大，表明家系間存在豐富的遺傳變異[18-19]。因此松脂產(chǎn)量大小受較強(qiáng)的遺傳控制，選育高產(chǎn)脂家系潛力較大，與莊偉瑛等[20]研究結(jié)果一致。

表3 濕地松不同家系年產(chǎn)脂量Table 3 Resin outputof different families of Pinus elliottii

濕地松家系年產(chǎn)脂量方差分析結(jié)果（見表4）表明，家系間、家系×區(qū)組的互作效應(yīng)均存在極顯著差異（p＜0.01），區(qū)組效應(yīng)沒有顯著影響，說明濕地松年產(chǎn)脂量變異來源主要是家系的差異，為優(yōu)良家系的選育提供了基礎(chǔ)。

表4 濕地松不同家系年產(chǎn)脂量方差分析Table 4 Variance analysis of resin output of Pinus elliottii families

2.2 產(chǎn)脂量與生長(zhǎng)性狀的關(guān)系

產(chǎn)脂量與生長(zhǎng)性狀的相關(guān)分析結(jié)果（見表5）可知，樹高、胸徑、材積以及產(chǎn)脂量之間相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著水平，濕地松產(chǎn)脂量與胸徑、材積相關(guān)系數(shù)達(dá)極顯著水平，與樹高相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著水平，產(chǎn)脂量隨著這些生長(zhǎng)量的大小而增減。與樹高和材積相比，胸徑和產(chǎn)脂量表現(xiàn)出更高的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.731。這與黃春生等[21]、謝善高等[15]研究結(jié)果一致，樹體相關(guān)因子與松脂產(chǎn)量存在顯著的線性關(guān)系。濕地松樹體高大其產(chǎn)脂量也高，粗壯樹木能增加樹脂道的容積以及總量，有助于提高產(chǎn)脂量；并且高大樹木的樹冠處于林冠上層，能增強(qiáng)光合作用，同時(shí)增加樹體內(nèi)樹脂道的個(gè)數(shù)，因而能增強(qiáng)松脂的形成能力[20,22]。

表5 產(chǎn)脂量與生長(zhǎng)性狀的相關(guān)分析Table 5 Correlation analysis of resin output and growth traits

2.3 產(chǎn)脂量與生長(zhǎng)性狀的遺傳力估算

對(duì)13個(gè)參試家系的樹高、胸徑、材積、產(chǎn)脂量進(jìn)行了遺傳力估算，結(jié)果見表6。樹高、胸徑、材積的家系遺傳力以及單株遺傳力均較高，其中樹高的家系遺傳力和單株遺傳力最高，分別為0.826 9和0.973 6，說明3個(gè)生長(zhǎng)量均受較高的遺傳控制，可進(jìn)行優(yōu)良家系以及優(yōu)良單株的選擇。

產(chǎn)脂量的遺傳分析顯示，其家系遺傳力和單株遺傳力分別為0.775 7和0.552 2，屬于中等偏高水平，表明產(chǎn)脂量受較高的家系遺傳控制，可進(jìn)行有效的遺傳選擇。

表6 產(chǎn)脂量與生長(zhǎng)性狀的遺傳力估算Table 6 Estimates of heritability forresin output and growth traits

2.4 優(yōu)良家系綜合評(píng)選

對(duì)13個(gè)家系的產(chǎn)脂量進(jìn)行Duncan多重比較，結(jié)果如表7所示。根據(jù)鄧肯法分組，在0.05的顯著水平上，家系9、7、6、4、12、15的年產(chǎn)脂量顯著高于其他家系；家系5、14、3、1、2、10的年產(chǎn)脂量最低，顯著低于平均值。對(duì)13 個(gè)家系樹高、胸徑、材積進(jìn)行Duncan多重比較，結(jié)合產(chǎn)脂量進(jìn)行綜合選擇，7、6、4、12、15這5個(gè)家系產(chǎn)脂量以及生長(zhǎng)量均表現(xiàn)良好，可以作為材脂兩用型優(yōu)良家系。

表7 家系產(chǎn)脂量的多重比較Table 7 Multiple comparison of resin output of Pinuselliottii families

3 結(jié)論與討論

（1）濕地松生長(zhǎng)性狀家系間存在顯著差異，產(chǎn)脂量存在極顯著差異。產(chǎn)脂量在家系間變異大，變異系數(shù)為31.49%，證實(shí)了濕地松家系選擇潛力大。

（2）產(chǎn)脂量和生長(zhǎng)量的家系遺傳力和單株遺傳力均處于較高水平，且生長(zhǎng)量遺傳力更高，表明經(jīng)遺傳改良可得到穩(wěn)定的增益。張謙等[23]對(duì)馬尾松產(chǎn)脂力遺傳力的年度變化分析表明，產(chǎn)脂力的遺傳力呈現(xiàn)先高后低的趨勢(shì)，到11年時(shí)，遺傳力逐漸保持穩(wěn)定水平，且其家系遺傳力高于單株遺傳力，表明利用遺傳力進(jìn)行良種選育具有較高的可靠性。

（3）濕地松生長(zhǎng)性狀與產(chǎn)脂量之間存在著顯著正相關(guān)性，與產(chǎn)脂量相比，生長(zhǎng)指標(biāo)相關(guān)性大小為胸徑＞材積＞樹高，立木生長(zhǎng)越優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)脂量相應(yīng)越高。因此，在正常情況下可根據(jù)濕地松的胸徑和樹高預(yù)測(cè)松脂產(chǎn)量，在實(shí)踐中可兼顧生長(zhǎng)和產(chǎn)脂性狀。研究表明，不同林齡的林分，胸徑對(duì)產(chǎn)脂量有不同的影響。謝善高等[15]對(duì)馬尾松產(chǎn)脂量的測(cè)樹因子的影響進(jìn)行了研究，在30年生馬尾松林分中，徑階為22～28 cm的林木產(chǎn)脂量最大，40年生馬尾松產(chǎn)脂量主要集中在胸徑徑階為24～28 cm的林木。舒文波等[24]研究表明，隨著林木徑級(jí)的增大，產(chǎn)脂量相應(yīng)增加，且相同徑級(jí)無論處于什么年齡，其產(chǎn)脂量沒有顯著差異。由此可知，胸徑大小是影響產(chǎn)脂量的關(guān)鍵因素。在經(jīng)營(yíng)濕地松產(chǎn)脂林時(shí)，應(yīng)采用速生、高產(chǎn)脂良種濕地松，同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的撫育、施肥等措施來提高胸徑和樹高的快速生長(zhǎng)。

（4）本研究綜合產(chǎn)脂量和生長(zhǎng)量，進(jìn)行Duncan多重比較，選出7、6、4、12、15這5個(gè)家系為優(yōu)良家系，生長(zhǎng)量較好的優(yōu)良家系可以獲得較好的產(chǎn)脂量（產(chǎn)脂量和生長(zhǎng)量相關(guān)顯著），可以作為材脂兩用型優(yōu)良家系。經(jīng)營(yíng)濕地松材脂兩用林，首先選擇材脂兼用型優(yōu)良家系，同時(shí)應(yīng)確定適宜的經(jīng)營(yíng)密度和經(jīng)營(yíng)模式，在初植時(shí)可加大造林密度，在成林后實(shí)行多次撫育間伐的方式，對(duì)要間伐材提前一年進(jìn)行強(qiáng)度采脂，爾后間伐，可得到松脂和木漿材的兩項(xiàng)收入，提高經(jīng)濟(jì)效益。研究表明，當(dāng)林分樹冠重疊系數(shù)為1.071 5時(shí)，可實(shí)現(xiàn)短周期內(nèi)較高的蓄積量，單株可充分生長(zhǎng)，且利于采脂[25]。

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Study on selection of resin output among half-sib families ofPinus elliottii

LI Yan1, WU Jiyou2, CHENG Yong2, LIU Qiu2, CHEN Minggao2, PAN Baihong1, HUANG Mingjun2, LI Zhihui1, HUANG Shuiqing3
(1. Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China; 2. Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, Hunan, China; 3. State-owned Taolin Forestry Station in Miluo City of Hunan Province, Miluo 414400, Hunan, China)

In order to select the superior half-sib families ofPinus elliottii, the resin output, height, DBH, volume of timber of 13 half-sib families ofPinus elliottiiwere measured and analyzed. The results showed that:There were signi ficant in fluences withresin output, height, DBH, volume of timber ofPinus elliottiion differentfamilies. In addition, variation coefficients of resin output for differentfamilies were high. There were signi ficantcorrelations betweenresin output and growth. The correlation coef ficient of DBH and resin output was the highest (R2=0.731). Family mean heritability and single-tree heritabilityforresin output, height, DBH, volume of timber were high. Family mean heritability for height and resin output was 0.826 9 and 0.775 7 respectively; also single-tree heritability for height and resin output was 0.973 6 and 0.552 2, respectively. According to Duncan’s contrast, 7、6、4、12、15 were selected for the optimal families whose resin output and growth were performed well.

Pinus elliottii; half-sib families; resin output; growth traits; heritability

S791.246

A

1673-923X(2017)01-0048-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.01.009

2015-10-18

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃專題研究項(xiàng)目（2012BAD01B0203）；中南林業(yè)科技大學(xué)引進(jìn)高層次人才科研啟動(dòng)基金（104-0137）

李 艷，碩士研究生 通訊作者：吳際友，研究員；E-mail：hnforestry@sina.com

李 艷 ，吳際友，程 勇，等.濕地松半同胞家系松脂產(chǎn)量選擇研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2017, 37(1): 48-52.

[本文編校：謝榮秀]