我國林木紙漿材良種選育進展

呂蕊

（遼寧老禿頂子國家級自然保護區(qū)管理局，遼寧 桓仁 117200）

我國林木紙漿材良種選育進展

呂蕊

（遼寧老禿頂子國家級自然保護區(qū)管理局，遼寧 桓仁 117200）

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，我國對紙張的需求不斷增大。紙漿林是滿足我國經(jīng)濟和社會發(fā)展對紙張需求的重要保障。選育并推廣紙漿材良種為提高紙漿林產(chǎn)量和質(zhì)量提供了一條有效途徑。該文對楊樹、桉樹、馬尾松和落葉松等樹種紙漿材良種選育工作研究現(xiàn)狀進行評述，旨在為我國紙漿材良種選育后續(xù)研究提供借鑒。

林木；紙漿材；良種選育

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，我國紙張生產(chǎn)和消耗量呈逐年上升趨勢，有數(shù)據(jù)表明，分別從2006年的6.5×107t和6.6×107t上升至2015年的1.07×108t和1.04×108t，分別上升64.77%和56.85%。我國造紙原材料中以木材為原材料的大約占9%，而經(jīng)濟發(fā)達國家木纖維原料在造紙原料中的比例達90%以上。因此，我國必須建立相對穩(wěn)定的大規(guī)模造紙工業(yè)原料林基地，同時，通過良種選育、定向集約經(jīng)營等技術(shù)措施在有限土地上提高紙漿原料林產(chǎn)量和質(zhì)量，以期滿足造紙工業(yè)對紙漿用材的需要［1］?！傲忠苑N為先，種以質(zhì)為本”，林木良種在林業(yè)生產(chǎn)中具有重要的地位和作用，是提高紙漿林產(chǎn)量和質(zhì)量的遺傳基礎(chǔ)和重要保障。目前，我國已在楊樹、桉樹、杉木、馬尾松、落葉松、火炬松、云杉、白樺、鵝掌楸、濕地松等樹種中選育出一批紙漿材優(yōu)良種源、家系和無性系［2-12］。這些良種的使用對我國紙漿林發(fā)展起到了重要作用。本文以楊樹、桉樹、馬尾松和落葉松為主要樹種，詳細介紹這些樹種的紙漿材良種選育進展，以期為后續(xù)研究提供借鑒。

1 楊樹紙漿材良種選育進展

普遍認為，我國楊樹良種選育起始于1946年，葉培忠在甘肅省天水縣開展的白楊派人工授粉試驗。隨后一批育種學(xué)者開展了大量的楊樹育種研究，并選育出一批楊樹良種，但其培育目標主要是建筑用材、礦柱材或膠合板材，強調(diào)的是徑級大、木材密度大、硬度大及強度大，而對它們造紙性能方面的研究卻較少。隨著我國對紙漿材基地建設(shè)的重視，一批楊樹紙漿材良種被科研人員選育出來，并進行了推廣應(yīng)用。蘇曉華等［13］采用室內(nèi)和大田水分脅迫試驗相結(jié)合的方法對10個黑楊雜種候選新品系進行了物理性狀（微纖絲角、基本密度、纖維長、纖維寬、導(dǎo)管長度等）和化學(xué)成分（灰分、1% NaOH抽提物、萊醇抽出物、木素、綜纖維素、戊聚糖等）測定，并通過各選擇指標的隸屬度及綜合評價，最終選擇出J2和J6為優(yōu)良紙漿材品系。這2個優(yōu)良品系的微纖絲角分別為9.35o/9.61o和9.49o/ 10.92o，基本密度為0.3290 g·cm-3/0.3310 g·cm-3和0.3067 g·cm-3/0.3367 g·cm-3，纖維長為738.7 μm/ 746.1 μm和710.9 μm/745.3 μm，纖維寬為20.12 μm/ 19.04 μm和18.41 μm/17.38 μm，導(dǎo)管長度為411.7 μm/397.6 μm和424.9 μm/396.3 μm，灰分為6.7 g·kg-1/5.5 g·kg-1和8.1 g·kg-1/6.3 g·kg-1，1%NaOH抽出物為216.4 g·kg-1/227.5 g·kg-1和232.4 g·kg-1/ 235.5 g·kg-1，萊醇抽出物為1.83 g·kg-1/19.5 g·kg-1和24.1 g·kg-1/19.0 g·kg-1，木素204.2 g·kg-1/194.6 g·kg-1和203.4g·kg-1/204.8g·kg-1、綜纖維素含量834.2g·kg-1/ 823.1g·kg-1和825.2g·kg-1/817.2g·kg-1和戊聚糖含量為292.5 g·kg-1/282.0 g·kg-1和286.5 g·kg-1/290.9 g·kg-1；干漿質(zhì)量、得漿率、抗張指數(shù)、斷裂長、耐破指數(shù)、撕裂指數(shù)和耐折度等紙漿性能指標分別為712 g和665 g、71.2%和66.5%、52.7 N·m·g-1和62.2 N·m·g-1、5.37 km和6.34 km、2.5 kPa·m-2·g-1和3.4 kPa·m-2·g-1、3.24 mN·m-2·g-1和3.32 mN·m-2·g-1、24次和11次。這2個優(yōu)良新品系適合華北、西北地區(qū)干旱、貧瘠、鹽堿和沙化地造林。李金花等［14］通過測量胸徑、樹高、基本密度、纖維長度、壁腔比和1%NaOH抽提物等指標，并利用灰色關(guān)聯(lián)度分析與DTOPSIS法對7個黑楊派優(yōu)良無性系在遼西地區(qū)13年生表現(xiàn)進行評價，選擇出適合該地區(qū)的優(yōu)良無性系47號楊，其胸徑、樹高、基本密度、纖維長度、壁腔比和1% NaOH抽提物分別為25.37cm、34.50m、373.425kg·m-3、0.791mm、0.286和21.615%。童再康等［15］對20個黑楊派南方型無性系（17個新無性系和3個對照無性系）木材材性研究表明，所測定的黑楊派南方型17個新無性系從樹干纖維長度、長寬比和木材基本體積質(zhì)量等材性性狀上看都可以用作營建優(yōu)良的紙漿原料林，其中，367、366、370和351等無性系尤其突出，在生長量、纖維長度等方面顯著優(yōu)于對照。這些優(yōu)良速生無性系始于在浙江地區(qū)營建紙漿和膠合板等工業(yè)原料林。張平冬等［16］建立起包括材積、纖維長度、纖維長寬比、綜纖維素含量以及木材密度等指標的楊樹超短輪伐期紙漿林無性系選配體系，篩選出三倍體毛白楊B331、B302兩個優(yōu)良無性系，并形成配套栽培體系，按木漿得率折算，超短輪伐經(jīng)營可比6年短輪伐期（含苗期）經(jīng)營多生產(chǎn)木漿4.8 t·hm-2，經(jīng)濟效益顯著。李開隆等［17］采集了山楊主要分布區(qū)的15個種源171份材料，對種源樹高、地徑、材積和冠幅等生長性狀和纖維長、寬、長寬比、基本密度和纖維素含量等材性指標進行統(tǒng)計分析表明，初步選出江山嬌、永幸、方正、帶嶺、大牙克、青山和湖上等7個種源適合黑龍江省營造山楊紙漿林。姜岳忠等［18］通過天然雜交和人工控制雜交，并經(jīng)過多年多點苗期試驗和無性系對比試驗，篩選出魯林1號、2號和3號3個適宜制漿造紙的楊樹優(yōu)良新品種，其中：6年生魯林1號楊平均單株材積在莒縣和長清區(qū)2個試驗點分別超過對照I-107（Populus×euramericana‘Neva’）26.5%和14.5%。魯林2號楊4～6年生平均單株材積超過對照I-69楊（P.deltoides‘Lux’）24.7%～59.0%。魯林3號楊4～6年生平均單株材積超過對照I-69楊25.1%～ 62.5%。董玉峰［10］對24個楊樹無性系進行了4個地點的無性系區(qū)域試驗，并從豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性、抗病蟲性、制漿造紙性能等方面進行綜合評價，最終篩選出B1為紙漿林優(yōu)良無性系，其木材基本密度為0.377 g·cm-3，纖維長度為1.153 mm，纖維長寬比為49.5，5～6年生樹高、胸徑、材積與群體相比的遺傳增益分別是21.2%、14.7%、66.8%。上述研究結(jié)果表明，無論是南方還是北方，楊樹均選育出一批適合當(dāng)?shù)匕l(fā)展紙漿材的品種、品系或者無性系。這些良種的選出為我國楊樹紙漿原料林的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2 桉樹紙漿材良種選育進展

桉樹的主要用途是紙漿材，所以我國桉樹現(xiàn)有優(yōu)良品種幾乎都是紙漿材良種。在樹種上多以在我國南方表現(xiàn)優(yōu)良的尾葉桉、巨桉、細葉桉、赤桉，以及這些樹種之間的雜交種為主［19］?！熬盼濉逼陂g，“桉樹紙漿用材樹種良種選育及培育技術(shù)研究”在桉樹良種選育方面開展了大量工作，并取得顯著成績，篩選出優(yōu)良無性系39個，其中15個無性系3年生時比對照品種生長量高17%～100%，年生長量在28～48 m3·hm-2，19個無性系6年生時比對照品種生長量大22%～82%，年生長量在36.6～54.6 m3·hm-2，另外5個優(yōu)良無性系可抗10～11級大風(fēng)，項目組篩選出8個巨桉抗寒家系［20］。莫曉勇［9］經(jīng)過苗期測定、種源生長特性研究最終從13個韋塔桉種源中篩選出A10、A13、A7共3個速生種源，5年生年平均生長量分別達到39.53 m3·hm-2、37.64 m3·hm-2、34.35 m3·hm-2。另外，莫曉勇對與木材產(chǎn)量相關(guān)的樹高、胸徑、葉量、樹皮厚度、木材密度5個主要性狀采用無約束選擇指數(shù)法，并結(jié)合其干形指標，從27個尾葉桉、尾巨桉、尾細桉、剛果12號桉和雷林一號桉無性系中綜合選擇出ECl、CH3、CH1、ZU6、CH5、CH6、CH11、CH10、UT1、CH15、DH32-32、CH4、HU1、SH1、Wb、MLA、U16、H1等18個表現(xiàn)優(yōu)良的無性系。彭仕堯［21］從生長、材性及化學(xué)組成等方面，采用坐標綜合評定法和平均隸屬函數(shù)法兩種方法對42個無性系進行評定，最終篩選出LH5、LL53、LL70、LH4、LL59、LL91、LL67、LH3和LL81等9個優(yōu)良無性系。

3 馬尾松紙漿材良種選育進展

馬尾松紙漿材良種選育研究主要是開展了大量的種源、家系和無性系選擇。周志春［22］基于單株紙漿產(chǎn)量、噸干漿材耗量和成漿物理性能的綜合考慮，從20個參試家系中篩選出19號、64號、69號、27號、66號、3號、30號和24號等8個紙漿材優(yōu)良家系。榮文琛［23-24］根據(jù)與木材造紙性能關(guān)系緊密的11項性狀從9個馬尾松種源中綜合選出：廣東高州、廣西寧明及貴州德江等造紙材優(yōu)良種源適合在廣西營建紙漿林，廣東高州、廣西寧明、貴州德江和江西吉安等優(yōu)良種源適合在江西營建紙漿林。鄭仁華等［25］在福建三明試驗點從34個家系中選出W00249、W00251等10個紙漿材優(yōu)良家系，其單株纖維素產(chǎn)量、樹高、胸徑、材積的平均值分別為10.718 kg、9.55 m、12.4 cm和0.058 48 m3；在仙游試驗點從31個家系中選W00307、W0033等10個紙漿材優(yōu)良家系，其單株纖維素產(chǎn)量、樹高、胸徑、材積的平均值分別為8.240 kg、7.34 m、11.4 cm和0.041 72 m3。譚健暉等［26］以29個馬尾松初級種子園半同胞家系22年生為試驗材料，通過對生長和纖維含量及質(zhì)量進行綜合評價，篩選出113號家系為定向培育制漿造紙材的優(yōu)良家系。季孔庶等［27］以紙漿材種源林、專營性種子園混合家系林和種子園子代測定林為基礎(chǔ)材料，綜合采穗母株生長量、插穗生根率、造林成活率和采穗母株來源于無性系種子園內(nèi)母樹的材性性狀（木材密度）等指標，從871株初選母株中篩選出32個速生且生根率高的馬尾松紙漿材優(yōu)良無性系。

4 落葉松紙漿材良種選育進展

落葉松是我國北方主要速生用材針葉樹種之一，中國林業(yè)科學(xué)研究院、東北林業(yè)大學(xué)、遼寧林業(yè)科學(xué)研究院等科研單位持續(xù)開展了落葉松良種選育與定向培育研究。從國內(nèi)報道看，落葉松紙漿材良種選育成果均來自中國林業(yè)科學(xué)研究院和東北林業(yè)大學(xué)。孫曉梅［12］以在湖北省國有長嶺崗林場營建的包含來自山東天麻種子園、遼寧大孤家種子園、本場自選優(yōu)樹和內(nèi)蒙旺業(yè)甸種子園等地方的114個自由授粉家系子代測定林為研究對象，建立起日本落葉松紙漿材多性狀聯(lián)合選擇比較理想的指數(shù)方程，并篩選出生長和材性都比較優(yōu)良的340、63、326、249、224、346、146和335等8個家系為日本落葉松紙漿材優(yōu)良家系。鄧繼峰等［28］對17年生7個雜種落葉松自由授粉家系的生長和材性性狀進行遺傳變異分析、相關(guān)分析、綜合指數(shù)評價與選擇，最終篩選出興7×日77-2、日5×長77-3和日3×興9等3個家系適合作紙漿林培育的家系。王緒等［29］以黑龍江省林口縣青山林場30年生雜種落葉松子代測定林中的16個家系為研究對象，通過生長及材性性狀測定，篩選出日3×興8、日5×興8和日11×石51共3個家系為紙漿材優(yōu)良家系，3個家系材積和纖維素質(zhì)量分數(shù)的均值分別高于家系平均值13.46%和1.95%。李巍?。?0］以栽植在東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實驗林場的11個25年生長白落葉松種源為材料，以胸徑、樹高、材積、基本密度、纖維長度、纖維長寬比、綜纖維含量、木素含量、苯醇抽提物含量以及制漿得率作為綜合評價紙漿材的因子，利用綜合坐標法評價得出小北湖種源、白刀山和天橋嶺種源3個種源為紙漿材優(yōu)良種源。于宏影等［31］對栽植在帽兒山、涼水、加格達奇3個地點31年生長白落葉松種源的生長性狀、基本密度以及化學(xué)成分進行測定分析，篩選出雞西、穆棱、白刀山3個種源為紙漿材優(yōu)良種源。這3個種源的材積、基本密度、纖維素含量的平均值分別為0.31m3、0.442g·cm-3、47.03%，其中材積和基本密度增產(chǎn)效果明顯，分別超過總平均值2.99%、1.84%。李艷霞等［32］通過生長性狀、木芯基本密度和木芯管胞長寬比綜合篩選出166和169兩個長白落葉松紙漿材優(yōu)良家系，優(yōu)良家系材積、木芯基本密度和木芯管胞長寬比的遺傳增益（超過對照）分別為48.34%（38.80%）、14.01%（3.63%）和19.89%（6.42%）。

5 其他樹種紙漿材良種選育進展

除了上述4個主要紙漿材樹種外，杉木、白樺、鵝掌楸、云杉和火炬松等樹種也選育出紙漿材良種。杉木是生產(chǎn)高級印刷紙、高級紙巾和尿不濕的優(yōu)良材料。許忠坤等［33］對杉木無性系材積、單株干物質(zhì)、單株纖維量、纖維長、纖維寬、纖維長寬比、纖維含量、木材密度等指標進行了研究，篩選出長纖維型造紙材優(yōu)良無性系12個（C318、C41、C399、Z47、C263、D4、Y76、Y15、C472、C285、F18和C461）、中纖維型造紙材優(yōu)良無性系4個（C106、C361、C6、C167）、適合立地條件較差的造紙材優(yōu)良無性系4個（C388、C300、C279、C399）。

白樺材質(zhì)細致，木材硬度、基本密度、白度、纖維形態(tài)、化學(xué)組分以及打漿性能均符合造紙用材的要求，是優(yōu)良的膠合板材和紙漿材樹種。寧坤等［3］以帽兒山實驗林場6年生49個家系白樺子代測定林為材料，對其生長和材性進行測定，根據(jù)生長性狀初步選擇出5個優(yōu)良家系及3個亞優(yōu)良家系；進一步對這8個優(yōu)良家系的材性性狀進行方差分析，最終確定655、604和630共3個家系為適合做紙漿材的優(yōu)良家系。祝澤兵等［34］以59個白樺自由授粉家系子代測定林為研究對象，采用選擇指數(shù)法篩選出10、16、7、1、38、30、28號7個生長和材性兼優(yōu)的紙漿材家系，入選的7個白樺紙漿材優(yōu)良家系各性狀平均值和遺傳增益分別為樹高2.80 m和8.19%、胸徑19.29 mm和9.52%、纖維長度544.31μm和0.24%、纖維寬度14.51μm和5.45%、纖維長寬比40.03和7.25%、苯醇抽提物質(zhì)量分數(shù)12.44%和5.00%、綜纖維質(zhì)量分數(shù)75.22%和1.50%。

駱羿［5］對13年生包含20個種源的鵝掌楸生長性狀、形質(zhì)性狀和木材化學(xué)成分等進行系統(tǒng)研究。

紅皮云杉具有生長較快，木材顏色淺，材質(zhì)輕軟，紋理通直，有彈性等特點，是優(yōu)良紙漿材樹種。王秋玉等［4］以帽兒山和涼水的17～18年生紅皮云杉種源試驗林為材料，以生長和材質(zhì)性狀為考量指標，初步篩選出柴河、大豐和烏伊嶺等3個種源為優(yōu)良的紙漿材種源。

火炬松是美國南方松類中最重要的速生紙漿用材樹種，我國亞熱帶地區(qū)已廣泛引種并營建紙漿原料林。姜景民等［6］對6年生火炬松自由授粉子代測定林進行測定，最終從27個家系中選出了5個產(chǎn)量和材性均較優(yōu)的紙漿材家系。劉昭息等［35］從74個火炬松種源中篩選出L7、RL9、RL31、RL26、RL25、RL32、RL16、RL6、L13和L12等10個速生、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)種源，入選種源的平均現(xiàn)實增益和遺傳增益，樹高分別為6.94%和4.59%，胸徑為8.38%和5.55%，材積為20.00%和13.24%，木材基本密度為1.63%和1.08%，木材干物質(zhì)重為24.78%和16.40%。

綜上所述，我國在紙漿材良種選育方面開展了大量的工作，也取得了顯著的成績。但是，我國紙漿材良種選育中仍存在一些問題需要解決，如樹種間紙漿材良種選育工作發(fā)展不平衡，楊樹、馬尾松等樹種良種選育工作開展較多，而在我國南方地區(qū)大面積栽植的杉木紙漿材良種選育工作報道的較少；紙漿材良種選育工作仍以傳統(tǒng)育種技術(shù)（生長和材性測定）為主，現(xiàn)代高新育種技術(shù)應(yīng)用偏少。面對存在的問題和我國生態(tài)文明建設(shè)、木材儲備林建設(shè)等工程項目的需求，今后，林木紙漿材良種選育工作將有更大的發(fā)展空間。

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（責(zé)任編輯：韓素梅）

S722.33

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1001-1714（2017）01-0049-05

2016-11-21

呂蕊（1969-），女，工程師，現(xiàn)從事自然保護和生態(tài)學(xué)研究。E-maill：1016300719@qq.com。