湖南省杉木優(yōu)良無性系定向選擇

徐清乾，殷元良，許忠坤，張 勰，榮建平

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南長沙 410004; 2.湖南省林業(yè)廳，湖南長沙 410007;3．攸縣林業(yè)科學(xué)研究所，湖南攸縣 412304)

杉木 (Cunninghamia lanceolata)是湖南省主要鄉(xiāng)土速生樹種，杉木種子園的建設(shè)事關(guān)全省杉木的種源的良性發(fā)展，杉木種子園的建設(shè)經(jīng)歷了初級種子園、二代種子園。歷經(jīng)30多年優(yōu)良無性系的選擇，湖南省林業(yè)科學(xué)院從靖州縣排牙山林場、會(huì)同縣林業(yè)科學(xué)研究所、攸縣林業(yè)科學(xué)研究所、江華林業(yè)采育場杉木試驗(yàn)林中，選育出靖全02、靖全03、靖半01、攸全06、攸全08、攸半02、江全01、會(huì)全06、會(huì)全09、會(huì)全10、會(huì)半03、會(huì)半08、會(huì)無02等杉木優(yōu)良無性系40個(gè)，該批杉木優(yōu)良無性系于2010年9月通過湖南省林木品種審定委員會(huì)品種審定，并頒發(fā)林木良種證書［1］。作為成果《杉木遺傳改良及定向培育技術(shù)研究》的部分內(nèi)容，并獲2007年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。該批無性系根據(jù)其遺傳特性劃分為少節(jié) (無節(jié))材、紅心材、密植材、瘠薄地造林材和開花結(jié)實(shí)性能優(yōu)5個(gè)類型，已在省內(nèi)杉木二代種子園中嫁接推廣，為湖南省杉木優(yōu)良無性系選擇和發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)地概況

優(yōu)良無性系選擇林分位于靖州縣排牙山、攸縣樟井、江華縣碼市和會(huì)同縣白土沖，均為杉木的主要產(chǎn)區(qū)，立地條件適宜杉木生長。試驗(yàn)地概況見表1。

2 研究材料

從1978年開始，湖南省開展初級種子園雜交組合［2］和自由授粉育種，營造田間子代測定試驗(yàn)林16 hm2，參試家系為180個(gè)。該批優(yōu)良無性系從下列試驗(yàn)林育種材料中選出 (見表2)。

表1 試驗(yàn)地概況Tab.1 The profile situation of testing area

表2 研究材料來源Tab.2 The sources of testing clone material

3 研究方法

3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

雜交控制授粉采用全雙列、半雙列和側(cè)交設(shè)計(jì)，每個(gè)組合套60個(gè)袋以上，分組合采種育苗。子代測定林采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，造林材料含參試家系、種子園混合種和生產(chǎn)對照，5～8個(gè)重復(fù)，4～10株小區(qū)。

3.2 父本、母本無性系的選擇標(biāo)準(zhǔn)

在作雜交育種設(shè)計(jì)時(shí)，要求選擇具有枝間距大、木材紅心、冠幅小、耐瘠薄、球果大、結(jié)實(shí)多、花粉多等特殊優(yōu)良性狀的無性系，作為人工套袋雜交控制授粉的父本和母本。生長上要求無性系父本、母本的半同胞子代樹高、胸徑、材積分別大于生產(chǎn)種 (種源)的8%、10%、20%以上;無性系所屬雜交組合的子代樹高、胸徑、材積分別大于生產(chǎn)種10%、15%、30%以上［2］。

3.3 優(yōu)良無性系的選擇標(biāo)準(zhǔn)

3.3.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 優(yōu)良無性系的質(zhì)量是指優(yōu)樹的品質(zhì)，主要衡量因子有樹干、樹冠、樹皮、抗性、結(jié)實(shí)性等［4］，具體可歸納如下:樹干從基部到頂部通直圓滿 (無彎曲、尖剝度小)，不開叉，不并蔸;樹皮薄、裂紋直，無樹瘤、扭紋;樹干上第1級側(cè)枝細(xì)，輪生枝數(shù)少，自然整枝好，枝下高為樹高的1/3以上，整枝不留粗大的死節(jié);樹冠濃密較窄，葉綠未封頂，生長勢旺盛;未遭受病蟲危害，風(fēng)折和雪壓之害;有良好的正常結(jié)實(shí)。

3.3.2 生長量標(biāo)準(zhǔn)

(1)絕對生長量標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)密度為140～167株/667 m2，立地條件為中等以上時(shí)，11～15年生的優(yōu)樹要求年平均樹高1.1 m以上，胸徑1.6 cm以上;16～20年生的優(yōu)樹年平均樹高0.9 m以上，胸徑1.4 cm以上;21～25年生的優(yōu)樹年平均樹高0.8 m以上，胸徑1.3 cm以上。立地條件較差時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)降低;密度較小時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)提高。

(2)相對生長量標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)樹相對生長量要求材積大于本重復(fù)對照100%以上，大于對照優(yōu)勢木40%以上。大于所在優(yōu)良家系小群體平均值個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差［3］(a固定0.01時(shí)，只與n有關(guān))以上。

3.3.3 木材基本密度標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)初選木基本密度絕對值大于0.313 0 g/cm3，相對值大于子代測定平均值0.5%時(shí)方能確認(rèn)為優(yōu)樹。

3.4 優(yōu)良無性系的選擇方法

首先對子代林進(jìn)行全面調(diào)查，評選出材積增益30%以上的優(yōu)良全同胞、半同胞家系。從這些優(yōu)良家系中，按形質(zhì)指標(biāo)、絕對和相對生長量指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)樹初選，初選木用油漆在樹干上編號并作圖確立所在位置，并填寫詳細(xì)的無性系 (優(yōu)樹)信息卡?，F(xiàn)場用生長錐對初選木進(jìn)行木芯取樣，將木芯樣品帶回實(shí)驗(yàn)室作木材基本密度測定，當(dāng)木材密度也達(dá)標(biāo)時(shí)方能確認(rèn)為優(yōu)樹［4］。此批40個(gè)杉木優(yōu)良無性系的形質(zhì)、生長量、木材基本密度指標(biāo)都達(dá)到上述要求，有關(guān)數(shù)據(jù)列表3。

表3 杉木優(yōu)良無性系生長速度、木材密度統(tǒng)計(jì)表Tab.3 The statistics of growth rate and wood density of superior clones of C.lanceolata

4 結(jié)果與分析

4.1 少節(jié)裝飾材無性系

少節(jié) (無節(jié))裝飾材無性系培育是我省林業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，采用少節(jié)無性系造林是基礎(chǔ)。靖全02、靖全10、會(huì)全09、會(huì)全10、靖半02、江全03號6個(gè)優(yōu)良無性系，枝間距平均值約60 cm，普通林分平均值為42 cm，具有枝間距大的共同特性 (表4)，樹干上的節(jié)疤比普通林分少30%，是優(yōu)良的少節(jié)裝飾材。若作為無節(jié)裝飾材無性系定向培育，可減少大量的修枝用工。

表4 少節(jié)材優(yōu)良無性系枝間距表Tab.4 The branch spacing of less section superior clones

4.2 紅心材無性系

靖全03、靖全09、攸全15、會(huì)半01、會(huì)無02號5個(gè)無性系，近髓心木質(zhì)部成油亮的深紅色，紋理美觀，氣味芳香，是建筑、家具、裝潢的上乘環(huán)保之材［5］。

4.3 適宜于密植無性系

靖全07、靖全22、靖全25、靖半01號4個(gè)無性系，其冠幅明顯小于一般杉木，24年生平均冠幅2.0～2.4 m，而一般杉木平均冠幅2.9～3.3 m，單株立木少占空間29.0%。按一般造林株行距2.0 m×2.0 m折算，該4個(gè)無性系可按株行距1.6 m×1.6 m標(biāo)準(zhǔn)造林。

4.4 適宜于瘠薄地造林無性系

靖全06、靖半07、攸全08、攸全16號4個(gè)無性系，其在瘠薄 (立地指數(shù)10～12)的立地上仍表現(xiàn)出速生豐產(chǎn)的特性，24年生優(yōu)樹個(gè)體樹高24.0 m，胸徑36.0 cm。當(dāng)在立地較差的條件下造林，建議采用這幾個(gè)無性系造林。

4.5 開花結(jié)實(shí)多的無性系

下列18個(gè)無性系 (表5)表現(xiàn)出球果產(chǎn)量高、或百果重大、或花粉量多的顯著特點(diǎn)，適宜于提高種子園種子產(chǎn)量、或提高采種效率、或增加種子園花粉數(shù)量［6］。

從表4分析可見，高產(chǎn)無性系單株球果產(chǎn)量達(dá)種子園平均值的2.48～3.14倍，高產(chǎn)花粉無性系單株花粉量達(dá)種子園平均值的3.49～3.78倍，球果大的無性系百果重達(dá)種子園平均值的1.46～1.55倍。

5 結(jié)論與討論

(1)用于雜交的父、母本無性系，要求具有枝間距大、木材紅心、冠幅小、耐瘠薄、球果大、結(jié)實(shí)多、花粉多等特殊優(yōu)良性狀中1個(gè)或多個(gè)。

(2)優(yōu)良無性系樹干從基部到頂部通直園滿;樹皮薄、裂紋直，無樹瘤、扭紋;自然整枝好，整枝不留粗大的死節(jié);樹冠濃密較窄，葉綠未封頂;未遭受病蟲、風(fēng)折和雪壓之害;有良好的結(jié)實(shí)。

(3)優(yōu)良無性系材積大于本重復(fù)生產(chǎn)對照100%以上，大于對照優(yōu)勢木40%以上，大于所在小群體平均值Ta/個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以上。木材基本密度大于子代測定林分平均值0.5%以上。

(4)選擇出少節(jié)材、紅心材、密植材、瘠薄地造林材和開花結(jié)實(shí)多的優(yōu)良無性系各6個(gè)、5個(gè)、4個(gè)、4 個(gè)和 18 個(gè)。國內(nèi)徐金良［7］、余榮卓［8］、孫鵬［9］等對杉木遺傳改良進(jìn)行了較系統(tǒng)研究，但對定向選擇涉及較少，本研究開辟了多種用途的定向選擇，對杉木良種選育有顯著提高。

表5 開花結(jié)實(shí)性能優(yōu)良品系特性表Tab.5 The characteristics of flowering and fruiting performance superior clones

［1］湖南省林業(yè)廳．關(guān)于公布2010年湖南省林木品種審定委員會(huì)審定結(jié)果的通知［R］．2010．

［2］徐清乾，許忠坤．杉木雜交組配與兩系種子園建立技術(shù)研究［J］．湖南林業(yè)科技，2004，31(6):18－20．

［3］徐清乾，許忠坤，程正紅，等．杉木二代種子園建立技術(shù)研究 ［J］．湖南林業(yè)科技，2002，29(4):16－19．

［4］陳岳武．杉木優(yōu)樹選擇方法的研究 ［M］ //陳岳武論文選集．南京:南京林業(yè)大學(xué)出版社:1989:14－19．

［5］李燕山，朱新傳，劉志云．陳山紅心杉發(fā)展現(xiàn)狀與開發(fā)對策［J］．江西林業(yè)科技，2001，28(1):20－22．

［6］徐清乾，吳愛中．杉木種子園開花結(jié)實(shí)監(jiān)測研究［J］．湖南林業(yè)科技，1997，24(4):11－14．

［7］徐金良，洪昌端．杉木不同類別良種改良效果的比較研究［J］; 林業(yè)科學(xué)研究，1997，10(3):5－8．

［8］余榮卓．杉木種子園子代長期測定結(jié)果與早晚期選擇相關(guān)性分析［J］．福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，1998(4):1－4．

［9］孫鵬．杉木家系選擇及效益分析［J］．四川林業(yè)科技，1999，26(2):11－14．