灰色系統(tǒng)理論在馬尾松種子園無性系再選擇上的應(yīng)用

吳昌華

摘 要：通過對(duì)漳平五一國有林場(chǎng)馬尾松種子園132個(gè)無性系種子產(chǎn)量性狀調(diào)查與木材比重測(cè)定及8a生自由授粉子代生長性狀調(diào)查，應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論的關(guān)聯(lián)度分析方法進(jìn)行無性系多性狀的關(guān)聯(lián)度分析，以60%的入選率評(píng)選出79個(gè)無性系，其8a生子代平均單株材積、木材比重、無性系平均單株產(chǎn)種量可分別增長7.1%、2.2%、14.0%，可作為種子園去劣疏伐的依據(jù)。以15%的入選率評(píng)選出20個(gè)優(yōu)良無性系，其8a生子代平均單株材積、無性系的木材比重及平均單株產(chǎn)種量可分別增長17.3%、8.9%、34.1%，可作為改良代種子園的優(yōu)良材料。

關(guān)鍵詞：灰色系統(tǒng)理論；關(guān)聯(lián)度分析；馬尾松；無性系；再選擇

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）15-112-04

無性系再選擇是種子園營建與管理的一項(xiàng)重要工作，通過無性系再選擇為種子園去劣疏伐提供科學(xué)依據(jù)，為營建改良代種子園提供優(yōu)良材料。以往對(duì)馬尾松種子園無性系的再選擇大多局限于子代生長性狀的分析或生長性狀與種子生產(chǎn)能力的聯(lián)合選擇，而忽視了木材質(zhì)量性狀。針對(duì)這一問題，本文應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論的關(guān)聯(lián)度分析方法[1]對(duì)馬尾松生長性狀、木材比重性狀、種子生產(chǎn)能力進(jìn)行聯(lián)合選擇，以期達(dá)到提高種子生產(chǎn)能力和子代改良增益的目的。

1 馬尾松種子園概況

馬尾松種子園位于漳平五一國有林場(chǎng)桂東工區(qū)，地處東經(jīng)117°30′，北緯25°07′，海撥450～750m，年平均氣溫20.3℃，年平均降雨量1 509mm，年平均蒸發(fā)量1 169mm，相對(duì)濕度80%，無霜期300d，土壤為厚層灰化紅壤和山地紅壤，主要植被為芭芒、芒萁骨、苦竹等。種子園于1985年用普通馬尾松1a生實(shí)生苗定植砧木，株行距4m×4m，1987年采集優(yōu)樹1a生枝條進(jìn)行嫁接建成初級(jí)無性系種子園，面積約33.33hm2。種子園分為10個(gè)大區(qū)，每個(gè)大區(qū)分為5～11個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)包含20個(gè)左右的無性系，以完全隨機(jī)的方式進(jìn)行無性系配置。種子園于1991年開始進(jìn)入開花結(jié)實(shí)，1995年開始郁閉，1997年郁閉度平均為0.68，進(jìn)行第1次去劣疏伐，2001年進(jìn)行第2次去劣疏伐，目前準(zhǔn)備進(jìn)行第3次去劣疏伐。

2 材料與方法

2.1 材料 材料來自漳平五一國有林場(chǎng)馬尾松種子園132個(gè)無性系調(diào)查資料。1995-1997年對(duì)馬尾松種子園各無性系的開花結(jié)實(shí)情況進(jìn)行調(diào)查，包括單株產(chǎn)果量、單株產(chǎn)種量、出籽率、發(fā)芽率、千粒重以及花期同步性等。1994年對(duì)種子園各無性系實(shí)行單系采種、單系處理，1995年春容器育苗夏秋營造子代測(cè)定林，試驗(yàn)林采用分組隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，5株小區(qū)，9次重復(fù)，株行距1.7m×2.0m，2002年底調(diào)查子代測(cè)定林樹高、胸徑，用V=0.000062418H0.956825D1.855150公式計(jì)算單株材積。在第一次去劣疏伐中，結(jié)合疏伐工作采集各無性系胸高處5cm厚園盤，由南京林業(yè)大學(xué)制樣和木材比重測(cè)定。

2.2 無性系評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定 由于種子園經(jīng)營的主要目的是提供大量遺傳品質(zhì)優(yōu)良的種子[2]，所以子代的速生豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的遺傳表現(xiàn)和種子園種子生產(chǎn)能力便是無性系評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)。以往大多采用子代的樹高、胸徑、材積和無性系的產(chǎn)果重、產(chǎn)種量、出籽率、千粒重等指標(biāo)，忽視了木材質(zhì)量指標(biāo)。為了解決這個(gè)問題，又不致于性狀大多、工作量太大，采用以子代8a生平均單株材積（V）代表速生豐產(chǎn)性狀，以無性系的木材比重（M）代表木材質(zhì)量性狀，以無性系平均單株產(chǎn)種量（W）代表種子園種子生產(chǎn)能力作為無性系再選擇的評(píng)選指標(biāo)。

由于等權(quán)關(guān)聯(lián)度只有在各性狀同等重要時(shí)才可以評(píng)價(jià)不同無性系的優(yōu)劣。事實(shí)上，各性狀的重要性是不同的，并且會(huì)隨時(shí)間、性狀的變化而變化。因此，要按照各性狀的相對(duì)重要性求得加權(quán)關(guān)聯(lián)度，才能全面準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)無性系的優(yōu)劣。考慮到材積可以代表子代生長性狀指標(biāo)，而且是無性系再選擇的最主因素，權(quán)重值應(yīng)該大一些；木材比重是木材質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，但不能完全代表木材質(zhì)量指標(biāo)，權(quán)重值可以小一些；無性系單株產(chǎn)種量則由于調(diào)查時(shí)間較早，尚處于開花結(jié)實(shí)初期，性狀表現(xiàn)可能不夠充分，權(quán)重值也應(yīng)小一些。綜合上述因素，各性狀權(quán)重值（WK）取值為：材積0.4，木材比重與無性系平均單株產(chǎn)種量各為0.3。由下列公式計(jì)算各參試無性系與“理想無性系”加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

3 計(jì)算過程

3.1 構(gòu)造“理想無性系” 對(duì)馬尾松種子園無性系綜合評(píng)價(jià)時(shí)，選取一個(gè)“理想無性系”，要求主要性狀優(yōu)于參試無性系。本文取各性狀在所有無性系中表現(xiàn)最大值組成“理想無性系”?！袄硐霟o性系”與參試無性系的主要性狀指標(biāo)見表1。

4 結(jié)果與分析

按照灰色系統(tǒng)理論關(guān)聯(lián)度分析原理，關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與參考數(shù)列最為接近。因此，可以按照加權(quán)關(guān)聯(lián)度的大小作為無性系再選擇的依據(jù)，即加權(quán)關(guān)聯(lián)度越大綜合性狀表現(xiàn)越好，反之則越差。

馬尾松種子園去劣疏伐保留無性系的選擇。根據(jù)馬尾松及相關(guān)樹種的疏伐經(jīng)驗(yàn)，疏伐強(qiáng)度確定為40%[3]，則入選率為60%，按表5加權(quán)關(guān)聯(lián)度從大到小入選79個(gè)無性系作為去劣疏伐保留無性系，這79個(gè)無性系平均單株材積可達(dá)0.039 1m3，比群體平均值高出7.1%；木材比重平均為0.490 5g/cm3，比群體平均值高出2.2%；無性系平均單株產(chǎn)種量為92.96g，比群體平均值高出14.0%。

按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：面積10～30hm2的第一代無性系種子園應(yīng)有50～100個(gè)無性系，第一代改良種子園所用無性系數(shù)為第一代的1/2～1/3[4]。為了提高改良增益又基本符合上述規(guī)定，確定入選率為15%，即按表5加權(quán)關(guān)聯(lián)度從大到小入選20個(gè)優(yōu)良無性系作為改良代種子園的建園材料，這20個(gè)優(yōu)良無性系平均單株材積可達(dá)0.042 8m3，比群體平均值高出17.3%；木材比重平均達(dá)0.523 0g/cm3，比群體平均值高出8.9%；無性系平均單株產(chǎn)種量可達(dá)109.36g，比群體平均值高出34.1%，選擇效果明顯。

5 結(jié)論與討論

應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論的關(guān)聯(lián)度分析方法進(jìn)行馬尾松種子園無性系的再選擇是可行的，它克服了多性狀處于獨(dú)立遺傳、單位不同、數(shù)值不一難以比較的缺點(diǎn)，將多性狀進(jìn)行綜合比較，不僅有利于提高種子園種子的生產(chǎn)能力，還提高了子代的改良增益。采用該方法的關(guān)鍵是構(gòu)造一個(gè)科學(xué)合理的“理想無性系”和確定各性狀的權(quán)重值，這2點(diǎn)均影響到分析結(jié)果的可靠性，最好由專家進(jìn)行評(píng)議。本文以60%的入選率評(píng)選出79個(gè)無性系可作為種子園去劣疏伐的依據(jù)，以15%的入選率評(píng)選出20個(gè)綜合性狀優(yōu)良的無性系，8年生子代單株材積、無性系木材比重及平均單株產(chǎn)種量可分別增長17.3%、8.9%、34.1%，選擇效果明顯，可作為改良代種子園建設(shè)的優(yōu)良材料。

參考文獻(xiàn)

[1]廖柏林.灰色系統(tǒng)理論在綜合評(píng)選馬尾松家系中的應(yīng)用[J].福建林業(yè)科技，2003（1）：57-61.

[2]王明庥.林木育種學(xué)概論[M].北京：中國林業(yè)出版社，1980：95.

[3]胡集瑞.馬尾松無性系種子園的去劣疏伐研究[J].江蘇林業(yè)科技，1999，⑶：29-31.

[4]粱一池.林木育種原理與方法[M].廈門：廈門大學(xué)出版社，1997：325. （責(zé)編：張宏民）