種子園側柏半同胞家系生長特性分析

李 杰，張鵬飛 ，張 冕，王 虎 ，宋福榮，徐自然 ，李 影，邢世巖 *

(1.山東省藥鄉林場，山東 濟南 250100；2.山東農業大學，山東 泰安 271018)

側柏（Platyciadus orientalis(L.)Franco）又名香柏、扁柏，是我國栽培歷史悠久的樹種之一。目前，側柏家系選擇多采用多性狀選擇，是生長、形態兼優家系評選的理想方法[1]，而選擇指數是多性狀選擇的主要方法[2]。山東側柏種質資源評價及遺傳改良在國內處于領先水平[3]，孫仲序等分別于1989年和1992年對山東省內不同種源的側柏苗期進行了研究[4-5]；山東省林木種苗站閻大成研究并統計了1984-1998年間側柏種子質量情況；李健、孫仲序等人對泰山側柏進行了調查，根據變異類型分為扭紋柏、橫裂柏、尖塔柏、掛壁柏及古柏五大類，并篩選出泰山的優良側柏種源林-普照寺周圍山坡上的側柏林[6]。但是我國北方春旱少雨、低溫，春季側柏育苗周期長，發芽遲，出苗率低，種子及苗木質量差，當年不能造林，不能滿足生產及綠化需要[7]。從水土保持的實際需要和生物內在的物質看，都有必要進行良種選育、加速側柏苗木繁殖。

鑒于其他省市利用規范的種子園進行良種選育并有了一定的成效，為了給林業生產提供盡可能多的林木良種，推動造林良種化進程，發揮良種的增產效應，提高林業生產力，滿足市場需求，我省急需建立種子園，以便建立一套科學的、規范的側柏良種選育及產業化推廣的措施。本研究旨以側柏初代種子園為研究對象，通過子代測定，對種子園內各側柏家系生長狀況進行評價，為側柏良種選育提供理論基礎，縮短山東省側柏良種化進程，推動我省生態防護樹種的產業化發展。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山東省沂源縣，位于山東省中部，淄博市最南端，屬沂蒙山區。境域范圍東經117°54'-118°31'，北緯 35°55'-36°23'。境內地勢自西北向東南傾斜，山巒起伏、溝壑縱橫，西北部魯山主峰海撥1108.3m，東南沂河谷地海撥180m，中、低山和丘陵面積占99.3%，系純山區。沂源縣地勢高，無客水過境。沂河、彌河、汶河均發源于境內，形成3條水系，以沂河水系最大，屬淮河流域。沂源縣屬暖溫帶季風區域大陸性氣候，四季分明。春季回暖遲而迅速，風大雨少。夏季濕熱多雨，間有干旱。秋季涼爽，干燥少雨。冬季寒冷，雨雪稀少。因受山區地形影響，小氣候特點明顯，干旱威脅較嚴重。

1.2 試驗材料

本研究以側柏家系種子園內側柏苗為研究對象，2009年育苗，2010年定植，苗齡10年生，保存地點位于山東省沂源縣陡起峪村，家系來源如表1所示。

表1 側柏家系母樹資源信息Table1 Maternal Tree Resources Information of Platycladus orientalis Families

1.3 研究方法

1.3.1 生長指標測定

于2018年7月份測定種子園內各家系側柏生長狀況，每個家系隨機選取10株測定，測定指標包括：苗高（m）、地徑（cm）、冠幅（m）。

1.3.2 數據統計分析

應用SAS 9.2軟件對測定數據進行方差分析、聚類分析；

并對各測定指標進行遺傳參數估計。

2 結果與分析

2.1 沂源側柏家系生長狀況分析

2.1.1 沂源側柏家系地徑調查及分析

種子園內各側柏家系地徑分布在2.16～5.21cm范圍內，其中在2.00～2.69cm區間內的家系有3個，平均地徑2.39cm，標準差為0.20，變異系數為0.08%，占家系總數的6.25%；在2.70～3.39cm區間內的家系有19個，平均地徑3.11cm，標準差為0.17，變異系數為0.06%，占家系總數的39.58%；在3.40～4.09cm區間內的家系有19個，平均地徑3.57cm，標準差為0.13，變異系數為0.04%，占家系總數的39.58%；在4.10～4.79cm區間內的家系有4個，平均地徑4.53cm，標準差為0.18，變異系數為0.04%，占家系總數的8.33%；在4.80～5.50cm區間內的家系有3個，平均地徑4.97cm，標準差為0.21，變異系數為0.04%，占家系總數的6.25%（表2、圖1）。

表2 種子園內側柏家系地徑分布分析表Table2 Ground Diameter Distribution Analysis Tab.of Platycladus orientalis Families in seed orchard

圖1 側柏家系地徑比例分布圖Figure1 Ground Diameter Proportional Distribution of P.orientalis Families

2.1.2 沂源側柏家系樹高調查及分析

種子園內側柏家系樹高分布在1.80～3.23m范圍內，其中在1.50～1.99m區間內的家系有3個，平均樹高1.89m，標準差為0.09，變異系數為0.05%，占側柏家系總數的6.25%；在2.00～2.49m區間內的家系有19個，平均樹高2.23m，標準差為0.15，變異系數為0.07%，占側柏家系總數的39.58%；在2.50～2.99m區間內的家系有22個，平均樹高2.71m，標準差為0.15，變異系數為0.05%，占側柏家系總數的45.83%；在3.00～3.50m區間內的家系有4個，平均樹高3.11m，標準差為 0.10，變異系數為 0.03%，占側柏家系總數的8.33%（表3、圖2）。

表3 種子園內側柏家系樹高分布分析表Table3 Tree height Distribution Analysis Tab.of P.orientalis Families in seed orchard

圖2 側柏家系樹高比例分布圖Figure2 Proportional Distribution of Tree Height of P.orientalis Families

2.1.3 沂源側柏家系冠幅調查及分析

種子園內側柏家系冠幅分布在0.29～0.56m范圍內，其中在0.25～0.33m區間內的家系有11個，平均冠幅0.32m，標準差為0.01，變異系數為0.05%，占側柏家系總數的23.92%；在0.34～0.42m區間內的家系有18個，平均冠幅0.38m，標準差為0.02，變異系數為0.06%，占側柏家系總數的37.50%；在0.43～0.51m區間內的家系有12個，平均冠幅0.46m，標準差為0.02，變異系數為0.05%，占側柏家系總數的25.00%；在0.52～0.60m區間內的家系有47個，平均冠幅0.54m，標準差為0.02，變異系數為0.03%，占側柏家系總數的14.58%（表4、圖3）。

表4 種子園內側柏家系冠幅分布分析表Table4 Crown width Distribution Analysis Tab.of P.orientalis Families in seed orchard

2.2 沂源側柏家系生長F檢驗結果與分析

種子園內側柏家系各項生長指標F檢驗結果表明，地徑、樹高，冠幅的F值分別是2.20、3.54、1.91，其對應的P值均小于0.01，表明側柏家系上述指標之間差異極顯著。上述分析結果表明，側柏家系苗木的地徑、樹高、冠幅存在較大差異，故可以通過上述結果選擇出生長性狀較為優良的家系，加以推廣種植，并對生長較差的家系加以重點保護（表5）。

圖3 側柏家系苗木冠幅分布比例圖Figure3 Proportional distribution of crown width of P.orientalis Families

表5 種子園內側柏家系生長F檢驗結果分析表Table5 Analysis of F-test results of P.orientalis family growth in seed orchard

2.3 沂源側柏家系生長指標Duncan檢驗

側柏家系生長指標Duncan檢驗結果表明 （表6）：（1）地徑高于平均數的家系有 17個，最大值出現在62#（陜西淳化）家系，平均地徑為5.21cm，最小的家系是41#（山東蒙陰）平均地徑為2.47cm；（2）樹高高于平均數的家系有24個，最大值出現在18#（湖北荊門），平均樹高為3.23m，最小的家系是41#（山東蒙陰），平均樹高為1.94m。（3）冠幅高于平均數的家系有20個，最大值出現在14#（河南淅川）家系，平均冠幅為0.63m，最小的家系是2#（北京密云），平均冠幅為0.28m。

2.4 沂源側柏家系生長F檢驗結果與分析

種子園內側柏家系各項生長指標F檢驗結果表明，地徑、樹高，冠幅的F值分別是2.20、3.54、1.91，其對應的P值均小于0.01，表明側柏家系苗木上述指標之間差異極顯著。上述分析結果表明，側柏家系苗木的地徑、樹高、冠幅存在較大差異，故可以通過上述結果選擇出生長性狀較為優良的家系，加以推廣種植，并對生長較差的家系加以重點保護（表7）。

表6 種子園內側柏家系生長指標Duncan檢驗結果分析表Table6 Analysis of Growth Indicators of P.orientalis Families in seed orchard by Duncan Test

家系編號Family Number苗木地徑/cm Ground diameter/cm苗木地徑/cm Ground diameter/cm苗木地徑/cm Ground diameter/cm X D-T家系編號Family Number X D-T家系編號Family Number X D-T 58#60#24#40#12#38-2#44#56#27-1#16#7#34#57#28#53#21#32#66#13#70#25-2#4#29#15#6#2#33#MZ#45#42#41#3.58 3.56 3.54 3.50 3.49 3.44 3.44 3.43 3.41 3.39 3.37 3.35 3.31 3.28 3.22 3.20 3.20 3.17 3.15 3.13 3.11 3.07 3.05 3.00 2.97 2.94 2.89 2.87 2.86 2.82 2.47 c～g c～g c～g c～g c～g c～g c～g c～g c～g c～g c～g c～g d～g e～g e～g e～g e～g e～g e～g fg fg fg fg fg fg g g g g g g 54#48#44#53#24#66#32#12#50#29#34#YZ#21#25-2#27-1#38-2#15#16#30#57#4#6#2#45#60#42#MZ#70#58#13#41#2.68 2.67 2.63 2.63 2.62 2.58 2.57 2.55 2.55 2.53 2.50 2.47 2.42 2.42 2.40 2.37 2.33 2.23 2.23 2.23 2.17 2.17 2.12 2.10 2.10 2.08 2.07 2.05 1.97 1.96 1.94 a～k a～k a～l a～l a～m a～m b～n b～o b～o b～o b～o c～o d～o d～o d～o e～o f～o g～o g～o g～o h～o h～o i～o i～o i～o j～o j～o k～o l～o no o 48#38-2#62#12#29#24#58#35#13#33#54#7#4#21#25-2#28#15#42#52-1#56#53#70#6#16#66#44#YZ#32#40#41#2#0.45 0.44 0.44 0.43 0.43 0.42 0.42 0.41 0.40 0.40 0.40 0.39 0.38 0.38 0.38 0.38 0.37 0.37 0.36 0.35 0.34 0.34 0.33 0.33 0.33 0.32 0.32 0.31 0.30 0.30 0.28 a～h a～h a～h a～h a～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h b～h c～h c～h d～h d～h e～h f～h f～h f～h gh gh h

表7 種子園內側柏家系生長F檢驗結果分析表Table7 Analysis Tab.of F-test Results of P.orientalis Families in seed orchard

2.5 沂源側柏苗木生長遺傳參數分析

從遺傳力方面看，沂源側柏種子園內家系樹高、地徑指標的遺傳力均超過0.45，其中樹高指標在0.70以上，表現出較強的遺傳力，說明上述指標遺傳較為穩定，受環境和外力的影響較小（表8）。

表8 側柏苗木生長遺傳參數分析表Table8 Analysis Tab.of Genetic Parameters for Growth of P.orientalis

2.6 沂源側柏家系聚類分析

綜合側柏家系的調查情況，選取樹高、地徑、冠幅3個指標，將側柏家系進行聚類分析，在遺傳距離0.9處將各家系分為3類，第一類包括2#（北京密云）、4#（甘肅徽縣）等32個家系，平均樹高為3.21m、變異系數為14.36%，平均地徑為2.48cm、變異系數為12.91%，平均冠幅為0.37m、變異系數為13.93%；第二類包括 11#（河南民權）、17#（河南禹縣）等7個家系，平均樹高為4.85m、變異系數為5.09%，平均地徑為2.99cm、變異系數為6.19%，平均冠幅為0.51m、變異系數為17.38%；第三類包括50#（河南禹縣）、60#（山西文水）等 9個家系，平均樹高為3.35m、變異系數為9.01%，平均地徑為2.28cm、變異系數為7.86%，平均冠幅為0.50m、變異系數為6.93%。綜合聚類分析結果分析，第二類的樹高、地徑、冠幅三項指標優異，生長狀況最好；其次為第三類；而第一類指標較其他組生長狀況最差（表9、圖4）。

表9 側柏家系生長指標聚類分析分組情況表Table9 Grouping Tab.of Cluster Analysis on Growth Indicators of P.orientalis Families

3 結論與討論

沂源側柏家系種子園生長狀況評價及速生家系初選育試驗表明，側柏家系在樹高、地徑、冠幅性狀上存在極顯著差異，說明家系間存在較為豐富的變異，一方面說明可從參試家系中進一步選擇得到生產力高的速生豐產優質的種質在生產上推廣應用，另一方面還可以利用子代測定獲得的結果指導現有種子園去劣疏伐，使初代種子園得以改良[10]。

圖4 側柏家系生長狀況聚類分析圖Figure4 Cluster analysis of growth status of P.orientalis families

本研究針對48個側柏家系生長指標進行測定，從遺傳參數估計來看，家系遺傳力的大小關系為：樹高（0.717）＞地徑（0.544）＞冠幅（0.475），都表現出較強的遺傳力，其中，樹高參數遺傳力達到0.7以上，因此在優良家系選擇時，可適當注重樹高生長優勢者，這與季孔庶等對馬尾松無性系種子園半同胞子代變異分析和家系選擇的估算結果一致[8-9]。故生長指標作為最直觀反映家系生長狀況的性狀，可以作為側柏優良家系選擇的指標。

綜合沂源側柏家系種子園內苗木生長狀況，選擇出側柏優良家系4個，分別為：11#（河南民權）、17#（河南禹縣）、27-1#（寧夏銀川）、38-2#（山東聊城）。上述4個優良家系生長指標均表現較好，可作為優良家系培育。其中11#、17#、27-1#都來自華北地區，38-2#來自西北地區，這可能與家系本身的適應性，或其母樹生長地點與保存地氣候條件類似有關。入選的優良家系生長優勢明顯，既可利用其親本材料作為進一步開展定向育種的高世代種子園建園材料和雜交親本，也可從優良家系中進一步選擇優良個體進行無性化推廣應用[16]。