粵東地區(qū)西南樺優(yōu)良無性系多性狀綜合選擇

王 歡 ，曾建雄 ，駱必剛 ，郭俊杰 ，王春勝 ，趙志剛 ，曾 杰

（1. 中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所， 廣東 廣州 510520；2. 廣東省博羅縣林業(yè)科學(xué)研究所， 廣東 博羅 516100）

粵東地區(qū)西南樺優(yōu)良無性系多性狀綜合選擇

王 歡1，曾建雄2，駱必剛2，郭俊杰1，王春勝1，趙志剛1，曾 杰1

（1. 中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所， 廣東 廣州 510520；2. 廣東省博羅縣林業(yè)科學(xué)研究所， 廣東 博羅 516100）

對廣東省惠州市20個(gè)西南樺無性系5年生時(shí)的生長和形質(zhì)性狀進(jìn)行測定和分析，應(yīng)用簡單選擇指數(shù)法進(jìn)行優(yōu)良無性系篩選，旨在選出適宜粵東地區(qū)的優(yōu)良無性系，為該地區(qū)西南樺推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：除樹高和分枝外，各性狀在無性系之間存在顯著差異（P＜0.05）；11個(gè)無性系的單株材積超過總體均值，其中表現(xiàn)最好的為18號無性系，其單株材積（0.063±0.009 m3）比總體均值高76.54%。各性狀的無性系重復(fù)力為21.63%～74.27%，以冠幅的重復(fù)力為最高，分枝的最小。按照20%的入選率，最終選出18、4、8和7號4個(gè)優(yōu)良無性系，其單株材積增益達(dá)到31.53%。

西南樺；無性系測定；相關(guān)系數(shù)；簡單選擇指數(shù)法

西南樺Betula alnoides為樺木科 Betulaceae樺木屬高大喬木，是我國熱帶、南亞熱帶地區(qū)的一個(gè)鄉(xiāng)土珍貴用材樹種。西南樺生長迅速、適應(yīng)性較強(qiáng)，其木材紋理細(xì)致美觀、顏色均勻、硬度適中且易加工[1-2]，是廣受歡迎的中高檔家具和建筑用材之一。隨著人們生活水平的不斷提高，國內(nèi)對中高檔木材的需求急劇增加，西南樺作為中高檔木材生產(chǎn)的理想樹種日漸得到廣泛關(guān)注[3]，其人工林得以迅猛發(fā)展。有研究表明，應(yīng)用西南樺優(yōu)良無性系造林比實(shí)生苗表現(xiàn)出更明顯的生長優(yōu)勢[4]。因此，開展無性系測定已成為新品種選育及其推廣的一項(xiàng)重要工作。

西南樺自1996年被列入國家科技支撐計(jì)劃以來，其栽培技術(shù)、良種選育等研究已取得長足進(jìn)展，而無性系選擇目前尚處于起步階段。我國林業(yè)工作者分別在桂西、粵西和滇西地區(qū)開展了西南樺無性系的初步測定，為這些地區(qū)篩選出一批優(yōu)良無性系[5-7]。張培等[8](2016)研究了24個(gè)西南樺無性系幼苗的葉綠素?zé)晒馓匦?，篩選出4個(gè)生長表現(xiàn)好、光合效率高的無性系。本研究以營建于廣東省惠州市的西南樺無性系選擇試驗(yàn)林為對象，開展生長、干形和分枝等多性狀測定和綜合評價(jià)，旨在篩選出適宜粵東地區(qū)的優(yōu)良無性系，促進(jìn)該地區(qū)西南樺人工林的規(guī)模發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣東省惠州市博羅林業(yè)科學(xué)研究所管理區(qū)（23°10′N，114°16′E）。該地屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候；其年均氣溫為21.0～22.7 ℃，大于10 ℃年積溫7 287～7 804 ℃；年降水量1 600～ 2 200 mm，85%集中于4—9月，全年相對濕度80%；無霜期305～350 d，年日照時(shí)數(shù)1 611～2 444 h。試驗(yàn)地位于東南坡中上部，海拔185 m；其土壤為磚紅壤，成土母質(zhì)為花崗巖變質(zhì)巖，pH值為4.7～5.5。造林地屬于杉木林采伐地。

1.2 試驗(yàn)材料與方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)林營建于2012年4月，20個(gè)西南樺無性系參試，均來源于廣西憑祥大青山試驗(yàn)示范林 （當(dāng)?shù)胤N源）內(nèi)的優(yōu)樹[5]。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，5株小區(qū)，5次重復(fù)，株行距為2.5 m×2.5 m，全面整地，造林時(shí)每株施250 g復(fù)合肥作為基肥。

1.2.2 生長觀測

于2016年11月進(jìn)行胸徑、樹高、冠幅、枝下高、干形、分枝等性狀的調(diào)查。胸徑和樹高分別采用胸徑尺和測高儀（Haglof Sweden Ⅳ）進(jìn)行測量，冠幅采用塔尺 （0.01 m）于順坡和等高線兩個(gè)方向測量，并取其均值。干形、分枝、冠形性狀均采用4分制由專人目測打分，標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）干形：樹體通直、圓滿者為1分；2/3以上有彎曲或樹體橫截面為圓形但樹體表面凹凸不平者為2分；1/2以上有彎曲或樹體橫截面長圓形、樹體表面較平滑者為3分；1/2以下有彎曲或樹體橫截面非圓形、樹體表面凹凸不平者為4分。

（2）分枝：0～8 m無側(cè)枝或側(cè)枝較少且細(xì)小者為1分；0～8 m側(cè)枝較少且最粗分枝低于主干粗度的1/3者為2分；0～8 m分枝粗度中等且最粗分枝與同一位置主干之比在1/3～1/2者為3分；0～8 m側(cè)枝較多且最粗分枝與同一位置主干之比大于1/2者為4分。

（3）冠型：呈尖塔狀、頂端明顯且生長旺盛為1分；圓筒狀、頂端明顯且生長稍旺為2分；傘形、頂端較弱且生長一般為3分；長圓形、頂端不明顯且生長較弱為4分。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1 單株材積計(jì)算

采用胸高形數(shù)法[9]計(jì)算單株材積：

式（1）中，d1.3為胸徑，h為樹高，f1.3為胸高形數(shù)，西南樺的f1.3為0.46[10]。

1.3.2 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化

采用多目標(biāo)決策一維比較法[11]對干形、分枝和冠形等形質(zhì)性狀進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，公式如下：

式（2）中，T為每個(gè)單株的性狀測定值，Tmax和Tmin分別為性狀的最大值和最小值。

1.3.3 遺傳參數(shù)與簡單選擇指數(shù)估算

（1）無性系重復(fù)力[12]

（2）簡單選擇指數(shù)

首先根據(jù)信息量權(quán)數(shù)法計(jì)算權(quán)重系數(shù)[13]，公式如下：

然后依據(jù)下述公式計(jì)算簡單選擇指數(shù)[14]：

（3）選擇增益（%）[15]

2 結(jié)果與分析

2.1 無性系生長變異

方差分析結(jié)果表明，20個(gè)無性系間胸徑、單株材積和冠幅均呈極顯著差異（P＜0.001）；枝下高差異顯著（P＜0.05）。由表1可知，共有11個(gè)無性系的胸徑和單株材積超過相應(yīng)的總體均值，均以18號無性系為最高，分別超過相應(yīng)總體均值的28.16%和76.54%，其次為4號無性系，兩個(gè)無性系差異不顯著（P≥0.05）。20個(gè)無性系的冠幅均值為3.27 m，其中4號無性系的冠幅在4 m以上，與3、8、9、14、15、18和20號無性系差異不顯著，但顯著優(yōu)于其它無性系。枝下高的變化范圍為3.52～4.86 m，其中20號無性系最大，其次為18號，分別比平均水平高19.70%和17.00%。20個(gè)無性系間樹高差異不顯著，共有10個(gè)無性系高于平均水平，其中18號無性系表現(xiàn)最好，21號最差，二者相差僅為2.61 m?？偠灾?，18號無性系在各生長性狀上均表現(xiàn)最好，其胸徑、樹高、單株材積分別比平均水平高28.16%、16.92%和76.54%。遺傳參數(shù)分析結(jié)果顯示（表2），各生長性狀的重復(fù)力在37.23%～79.72%之間變化，以冠幅為最大，樹高最小。

表1 粵東地區(qū)20個(gè)西南樺無性系5年生時(shí)生長與形質(zhì)性狀比較?Table 1 Comparison of growth performance,stem form, branching and crown form traits between 20 Betula alnoides clones when five-years-old in eastern Guangdong

表2 粵東地區(qū)西南樺無性系5年生時(shí)8個(gè)性狀的重復(fù)力和遺傳增益估算(20%入選率)Table 2 Repeatability and geneticgains of 8 traits for five-year-old Betula alnoides clones in eastern Guangdong(selection ratio: 20%)

2.2 無性系形質(zhì)變異

20個(gè)無性系間干形和冠型差異顯著，而分枝性狀差異不顯著。由表1可知，3個(gè)性狀的得分均小于3，其中，7、8、10和23號無性系的干形表現(xiàn)較好，其得分均小于1.7，較總體均值（2.04）低17.16%～23.53%，明顯優(yōu)于其它無性系，且這4個(gè)無性系之間差異不顯著；4、7、8、10、12、18和22號無性系的冠型表現(xiàn)較好，其得分均小于1.3，其中4號無性系的冠型得分約為1，說明其頂端優(yōu)勢明顯，生長旺盛。由表2可知，干形和冠形的重復(fù)力均在40%以上，而分枝的重復(fù)力在25%以下。

2.3 優(yōu)良無性系綜合選擇

依據(jù)所有8個(gè)性狀，采用簡單指數(shù)法對20個(gè)無性系進(jìn)行綜合選擇，結(jié)果見圖1。由圖1可知，各無性系的選擇指數(shù)值為-0.49～0.38。按照20%的入選率，可選出18、4、8和7號4個(gè)優(yōu)良無性系，這些無性系的指數(shù)值明顯高于其它無性系。

圖1 參試無性系選擇指數(shù)值Fig.1 Selection index values of clones assessed by simple weighting coef fi cient equation

進(jìn)一步計(jì)算入選無性系的遺傳增益（表2），單株材積的遺傳增益達(dá)30%以上，樹高增益約為15%，冠幅、干形和冠形的增益均在5%以上，胸徑、枝下高和分枝的增益則低于5%。盡管冠幅和胸徑的重復(fù)力較單株材積分別高約22%和12%，而遺傳增益以單株材積最大，說明除了重復(fù)力，選擇差對選擇增益的影響亦較大。而選擇差與總體水平的差異性有關(guān)，如差異不明顯的分枝性狀，其遺傳增益較小。

3 結(jié)論與討論

（1）20個(gè)西南樺參試無性系間胸徑、單株材積和冠幅均存在極顯著差異，枝下高、干形和冠形差異顯著，說明這些無性系具有較大的選擇潛力。而無性系間樹高和分枝差異不顯著，大部分無性系的分枝得分小于2，處于中上水平，這可能與西南樺的自然整枝能力較強(qiáng)有關(guān)；5 a生時(shí)無性系間樹高差異并不明顯，可能與立地有關(guān)。陳建華等[16]（2012）的相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)，5 a生臺灣榿木無性系間樹高差異不明顯，而胸徑與單株材積差異極顯著。

（2）遺傳參數(shù)分析結(jié)果顯示，各性狀重復(fù)力為21.63%～74.27%，胸徑和冠幅的重復(fù)力均在70%以上，表明胸徑和冠幅受遺傳和固定環(huán)境因素控制較強(qiáng)[17]，具有較強(qiáng)的重復(fù)性即能較好地保持親本特性[18]。生長性狀的重復(fù)力總體上高于形質(zhì)性狀，因此在選擇優(yōu)良無性系時(shí)，應(yīng)適當(dāng)側(cè)重生長性狀，盡量做到生長和形質(zhì)兼顧。

（3）本研究利用信息量權(quán)數(shù)法賦予各性狀權(quán)重，進(jìn)而通過計(jì)算簡單選擇指數(shù)進(jìn)行綜合評價(jià)，在20%入選率下，篩選出18、4、8和7號4個(gè)無性系，其單株材積的增益最高（31.53%），干形和冠型的增益也在5%以上。這些無性系不僅生長較為迅速，而且樹干通直圓滿，其適應(yīng)性也表現(xiàn)較好，適宜在粵東地區(qū)重點(diǎn)推廣，說明采用簡單選擇指數(shù)法進(jìn)行無性系綜合評價(jià)，可判定無性系間各性狀差異的具體程度，是行之有效的。本研究篩選出的7號無性系在粵西[6]和桂西地區(qū)[5]（相應(yīng)編號為FB4）以及4號無性系在滇西地區(qū)[7]（相應(yīng)編號為B3）亦表現(xiàn)優(yōu)良，說明這些無性系的適應(yīng)范圍較廣；其它優(yōu)選無性系與這些試驗(yàn)點(diǎn)差異較大，說明無性系立地匹配的研究非常重要，有待進(jìn)一步研究以確定無性系的最佳立地[19]，從而實(shí)現(xiàn)適地適無性系。此外，本研究僅對生長和形質(zhì)性狀進(jìn)行了初步選擇，今后除了繼續(xù)開展此方面研究，還需對材性等性狀進(jìn)行測定和評價(jià)[20]，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)西南樺大徑材培育之目的。

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Multiple-trait combined selection of superiorBetula alnoidesclones in eastern Guangdong

WANG Huan1, ZENG Jianxiong2, LUO Bigang2, GUO Junjie1, WANG Chunsheng1, ZHAO Zhigang1, ZENG Jie1(1.Research Institute of Tropical Forestry, CAF, Longdong, Guangzhou 510520, Guangdong,China;2. Boluo Forest Research Institute, Boluo 516100, Guangdong, China)

A clonal test, with 20Betula alnoidesclones involved, was conducted at Huizhou city, Guangdong province in terms of growth performance, stem form, branching and crown form when five years old, and simple index selection method was applied to evaluate these clones comprehensively, so as to screen out superior clones and promote spread and utilization of this species in eastern Guangdong. The results showed that there were significant differences among clones at the level of 0.05 in all sorts of traits except tree height and branching. Of 20B. alnoidesclones, 11 clones showed higher individual volume than the mean value of all clones, and Clone18 was of the best performance with its individual volume being 0.063±0.009 m3, 76.54%higher than the overall mean. The clonal repeatability of all traits ranged from 21.63% for branching to 74.27% for crown diameter. Under 20%of selection rate, four superior clones, coded as 18, 8, 4 and 7 were selected with gain of individual volume reaching 31.53%.

Betula alnoides; clonal test; correlation coef fi cient; simple index selection method

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.12.012

http: //qks.csuft.edu.cn

S722.3+3；S792.159

A

1673-923X(2017)12-0072-04

2017-04-11

國家“十二五”科技支撐專題“西南樺珍貴用材林定向培育技術(shù)研究”（2012BAD21B0102）

王 歡，研究實(shí)習(xí)員

郭俊杰，助理研究員；E-mail：guojunjiech@126.com

王 歡，曾建雄，駱必剛，等.粵東地區(qū)西南樺優(yōu)良無性系多性狀綜合選擇[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2017, 37(12): 72-75, 84

[本文編校：文鳳鳴]