油松單親本子代測定和優(yōu)良家系的選擇

張新波，盧銀喜，賀海清

(1.山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012;2.山西省呂梁山國有林管理局，山西 臨汾 041000)

油松(Pinus tabulaeformis Carr.)是我國北方特有的鄉(xiāng)土樹種之一，具有分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、生長迅速等優(yōu)良特性。油松天然林作為建群樹種，在保持水土、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)碳匯、增加大氣氧含量、降低大氣二氧化碳方面起著舉足輕重的作用。有關(guān)林木生長遺傳增益問題，美國對火炬松(Pinus laeda L.)無性系后代、單親本子代的生長量做了遺傳增益的報(bào)道;國內(nèi)對杉木(Cunninghamia lanceolata)、馬尾松(Pinus massoniana)、楊樹(Populus)做了子代林生長量遺傳增益報(bào)道;陜西省林業(yè)科學(xué)研究所在油松半同胞家系苗期生長性狀遺傳分析、油松優(yōu)樹半同胞家系子代遺傳變異與選擇、油松優(yōu)良家系的遺傳變異及其綜合選擇等方面都做了單親本子代方面的遺傳增益報(bào)道，得出了油松優(yōu)良家系苗期早期選擇的結(jié)果。而對造林階段，尤其是20年生油松單親本子代測定林的遺傳增益問題，以及如何計(jì)算遺傳增益的方法上報(bào)道甚少。筆者依據(jù)20年生油松單親本子代測定試驗(yàn)林積累的資料，在選擇優(yōu)良家系遺傳增益方法上做了進(jìn)一步探索。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于山西省隰縣黃土鎮(zhèn)上莊油松種子園大南溝，海拔1 650 m，屬大陸性季風(fēng)氣候。年均溫6℃，年降水量500 mm～600 mm，無霜期120 d.坡面完整，東北坡向。土壤類型為山地褐土，土層厚80 cm以上，土壤肥沃，腐殖質(zhì)含量1.6%以上。植被區(qū)劃為油松遼東櫟(Quercus liaotungensis Koidz.)自然地理區(qū)，主要樹種有油松、遼東櫟、山桃(Prunus davidiana Carr.)、山杏(Prunus armeniaca)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、黃刺玫(Rosa xanthina lindl.)等。

2 材料與方法

收集20年生油松單親本子代測定林的材料，共39 個(gè)家系，包括關(guān) 21，關(guān) 38，關(guān) 22，關(guān) 52，關(guān) 41，復(fù)9，關(guān) 59，關(guān) 16，關(guān)Ⅳ，關(guān) 45，初 12，初 14，初 15，靈29，關(guān) 50，克復(fù) 8，初 10，初 3，靈Ⅳ，初 16，內(nèi) 31，復(fù)13，京3，靈17，初2，復(fù)15，復(fù)12，關(guān)35，關(guān)24，關(guān)47，關(guān)11，關(guān) 23，關(guān)1，關(guān)5，關(guān)51，初9，關(guān)46，初6，復(fù)1.分別來自山西太岳靈空山、關(guān)帝山三道川、中條山油松天然林中初選和復(fù)選的油松優(yōu)樹單親本種子。家系名稱，漢字為地名，數(shù)字為家系號。單采、單收，分別編號育苗、造林、期末調(diào)查。油松39個(gè)家系單親本子代測定林造林試驗(yàn)按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，16株1小區(qū)，5次重復(fù)。

3 油松優(yōu)良單親本子代生長量選擇結(jié)果

3.1 油松39個(gè)家系生長量差異分析

20年生油松單親本測定林按隨機(jī)區(qū)組配置，計(jì)39個(gè)家系，5次重復(fù)，16株為1小區(qū)，小區(qū)總數(shù)達(dá)195個(gè)，株行距1.5 m×2.0 m.分別對20年生油松各家系樹高、胸徑等調(diào)查資料做雙因素方差分析，結(jié)果見表1.

表1 20年生油松39個(gè)單親本家系生長量方差分析

由表1可知，除區(qū)組間差異不顯著外，樹高的F實(shí)際值為2.5，大于F0.01理論值1.48;胸徑的F實(shí)際值為1.82，也大于 F0.01理論值1.48.說明，39個(gè)家系間生長量差異很明顯，均達(dá)極顯著水平。

3.2 油松單親本家系生長量評價(jià)指標(biāo)

對39個(gè)油松家系的樹高(m)、胸徑(cm)分別計(jì)算其算術(shù)平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差，依據(jù)算術(shù)平均數(shù)加標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)作為評價(jià)各家系生長量的標(biāo)準(zhǔn)，并劃分為優(yōu)良、良好、中等、一般4個(gè)評價(jià)等級。即優(yōu)良家系生長量標(biāo)準(zhǔn)為大于等于算術(shù)平均數(shù)加1倍標(biāo)準(zhǔn)差，良好家系生長量標(biāo)準(zhǔn)為大于等于算術(shù)平均數(shù)加0.5倍標(biāo)準(zhǔn)差，中等家系生長量標(biāo)準(zhǔn)為大于等于算術(shù)平均數(shù)，一般家系生長量小于算術(shù)平均數(shù)，結(jié)果見表2.

表2 油松優(yōu)良單親本家系生長量評價(jià)指標(biāo)

從表2可知，樹高達(dá)優(yōu)良等級的家系為6個(gè)，達(dá)良好等級的家系為5個(gè)，達(dá)中等等級的家系為11個(gè)，達(dá)一般等級的家系為17個(gè)。其中，樹高大于等于算術(shù)平均數(shù)加1倍標(biāo)準(zhǔn)差的家系為關(guān)45，初15，關(guān)21，初10，內(nèi) 31，初6，被評定為優(yōu)良家系。在樹高評定家系優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，再以胸徑指標(biāo)評價(jià)油松家系，即胸徑達(dá)優(yōu)良等級的家系為8個(gè)，達(dá)良好等級的家系為5個(gè)，達(dá)中等等級的家系為9個(gè)，達(dá)一般等級的家系為17個(gè)。其中，胸徑大于等于算術(shù)平均數(shù)加1倍標(biāo)準(zhǔn)差的家系為關(guān)45，初15，關(guān)21，初10，關(guān)11，京3，關(guān)51，關(guān)Ⅳ，被評定為優(yōu)良家系。綜合樹高指標(biāo)和胸徑指標(biāo)雙重標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)的油松家系結(jié)果，加上這批油松優(yōu)樹是經(jīng)過初選、復(fù)選而來的，已經(jīng)考慮到了形質(zhì)指標(biāo)和結(jié)實(shí)狀況。最終確定關(guān)45，初15，關(guān)21，初10為優(yōu)良家系。其余家系分別為良好、中等及一般家系。

3.3 油松單親本優(yōu)良家系的選定

分別統(tǒng)計(jì)了20年生油松4個(gè)優(yōu)良家系關(guān)45，初15，關(guān)21，初10的樹高、胸徑和材積生長量，見表3.

表3 4個(gè)油松單親本優(yōu)良家系

從表3可見，對這4個(gè)精選出的優(yōu)良家系分別冠以新品種名稱，其中“晉單*號”中的“晉”字為地名，因是山西省培育的;“單”字指來自單親本的家系;“*號”字是按家系生長量的大小排號。油松優(yōu)良家系依次冠名新品種關(guān)45為晉單1號，初15為晉單2號，關(guān)21為晉單3號，初10為晉單4號，定名為生長量豐產(chǎn)性新品種。尤其晉單1號(關(guān)45)、晉單3號(關(guān)21)這2個(gè)新品種均來自油松優(yōu)良種源產(chǎn)地的油松優(yōu)良林分中，是優(yōu)良種源產(chǎn)地、優(yōu)良林分、優(yōu)良個(gè)體3水平的聯(lián)合選擇。因此，這2個(gè)油松新品種是優(yōu)中選優(yōu)的單親本家系。

3.4 油松單親本子代生長量遺傳力和遺傳增益

3.4.1 油松單親本子代狹義遺傳力估算

將表3中油松單親本家系樹高和胸徑的均方值、區(qū)組均方值、機(jī)誤均方值分別代入狹義遺傳力公式中，

其20年生油松39個(gè)家系單親本家系，樹高的狹義遺傳力為0.653，胸徑的狹義遺傳力為0.535，均超過了0.5以上。說明，油松單親本家系生長量的差異來自狹義遺傳力的變異超過了環(huán)境變異的影響。

3.4.2 油松單親本子代生長量遺傳增益估算

將i為0.8(入選率為0.5)，樹高狹義遺傳力為0.653，39個(gè)家系總體樹高標(biāo)準(zhǔn)差為0.564 4，總體樹高平均數(shù)為4.16代入遺傳增益公式，

其20年生油松39個(gè)單親本家系樹高遺傳增益為14.18%.同理，將i為0.8(入選率為0.5時(shí))，胸徑狹義遺傳力為0.535，39個(gè)家系總體胸徑標(biāo)準(zhǔn)差為1.297 9，總體胸徑平均數(shù)為6.446代入上式中，其20年生油松39個(gè)單親本家系胸徑遺傳增益為17.24%.由此說明，上莊油松初級種子園生產(chǎn)的后代良種的遺傳增益是顯著的。

4 結(jié)論和討論

1)通過對20年生油松單親本子代測定試驗(yàn)林的研究，探索了油松單親本家系樹高、胸徑生長量性狀遺傳變異和選擇規(guī)律。

2)精選出生長性狀優(yōu)良、遺傳穩(wěn)定性強(qiáng)的4個(gè)油松單親本家系，并分別冠以新品種名稱晉單1號、晉單2號、晉單3號、晉單4號，為油松種子園升級換代提供了必要的新家系材料。

3)通過20年的觀測，油松39個(gè)單親本家系子代測定林的生長性狀遺傳增益明顯，受來自環(huán)境影響較小。其中油松樹高的遺傳增益達(dá)14.18%，油松胸徑遺傳增益為17.24%.表明，采用選擇育種的方法建立初級油松良種基地富有成效。

4)建議繼續(xù)開展油松選擇的研究工作，為建立油松多世代無性系種子園提供科學(xué)依據(jù)和升級家系材料。加大油松良種的推廣，尤其在造林模式中，增加油松良種林這一新林種。

[1]李 軍，李 悅，李國鋒，等.油松優(yōu)樹子代遺傳變異與選擇的初步研究[J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998(3):22-27.

[2]王亞峰，薛崇伯，楊培華，等.油松半同胞子代測定試驗(yàn)報(bào)告[J］.陜西林業(yè)科技，1990(1):1-8.

[3]陳亞斌.馬尾松半同胞家系多年度測定與早期選擇[J］.林業(yè)科技開發(fā)，2011(1):115-118.

[4]孔繁浩，阮梓材.半同胞子代測定的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析[J］.廣東林業(yè)科技，1988(1):32-34;28.

[5]翟思萬，陳啟貴，代 毅，等.華山松半同胞子代測定遺傳力分析及優(yōu)良家系選擇[J］.種子，2007(12):5-8.

[6]楊培華，樊軍鋒，劉永紅，等.油松優(yōu)良家系及單株配合選擇研究[J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2006(10):67-71.