贵州省马尾松纸浆材的优树选择研究

谢维斌 ，赵 杨 ，王 琼 ，莫周卫 ，广春勇

（1.都匀国有林场，贵州 都匀 558000; 2. 贵州大学 林学院，贵州 贵阳 550225）

贵州省马尾松纸浆材的优树选择研究

谢维斌1，赵 杨2，王 琼2，莫周卫1，广春勇2

（1.都匀国有林场，贵州 都匀 558000; 2. 贵州大学 林学院，贵州 贵阳 550225）

采用5株优势木对比法，在贵州省2个县的马尾松天然林中，共初选出马尾松优树20株，优势木100株。经统计分析，确定贵州省马尾松天然林中的优树初选标准为：优树胸径 ≥5株优势木平均胸径的111%，综纤维含量不低于优势木均值，1%NaOH抽提物含量不高于均值。以树皮指数、冠高比、结实指数等性状作为优树形质指标，结合生长性状和材性性状，制定了综合评分标准，以综合得分不低于60分为贵州省马尾松纸浆材优树选择标准。对初选的20株优树进行综合评定，从而决选出马尾松优树11株，入选率为55%，入选优树材积较对照平均提高了62%，材性有所改良，这11株优树可用于贵州马尾松纸浆材专性种子园营建。

马尾松；纸浆材；优树；选择标准

马尾松Pinus manssoniana 系松科松属常绿乔木，是我国南方最主要的优质针叶用材树种之一。该树种从“六五”开始即已被列入国家科技攻关项目，己在基因资源收集保存和利用[1]、DNA提取与遗传多样性[2-3]、组织培养与重要基因的克隆与分析[4-5]等方面开展了研究。1978年以来，我国马尾松各主要产区普遍开展了以速生为目标的优树选择，选择方法采用3～5株优势木对比法或基准线法，1998年国家发布的马尾松优树选择标准主要以生长量指标为主，结合形质指标进行综合评定，全国共选出优树5 500多株，建立优树收集圃和育种园100 hm2，无性系初级种子园1 100 hm2[6-8]，为马尾松遗传改良奠定了良好的物质基础，带来了较高的经济、社会和生态效益。马尾松具有木材纤维素含量高、纤维长、纤维细胞直径大等特点，是制浆造纸工业的优良原料，随着我国制浆造纸工业的发展需求不断增大，开展马尾松纸浆材优树选择与定向改良是当前马尾松育种的重要方向，而纸浆材优树选择标准的缺乏则制约着选优工作的进行，为此，本研究以贵州省马尾松中心分布区的都匀和三都天然林为选优试点，以纸浆材为选优目标，探讨了贵州省马尾松纸浆材优树选择的方法和标准，为马尾松优树评定提供依据，同时为贵州省马尾松专性种子园和高世代育种准备材料。

1 材料与方法

1.1 调查区域

根据贵州省马尾松资源分布现状，在贵州省的都匀和三都两（市）县选择近10年没有遭受较大规模择伐、长势良好、健康的马尾松天然林。这两（市）县是贵州省马尾松中心分布区和一类生产区。预选优树树龄在20～40 a树龄段，该年龄段植株占30%以上，林分郁闭度0.6以上。

1.2 选优方法和观测指标

常用的优树选择方法有优势木对比法、小标准地法、绝对生长量法、标准差法等。本次选优的林分为年龄较一致的马尾松天然林，在选择区内，通过走访和踏查，对马尾松的生长状况、优树概况、经营类型等进行了解后，在果实成熟期进行。选择步骤按初选、复选和决选三个步骤进行。从短周期速生丰产用材林和纸浆林的选择目标和选优林分整体较优良的实际出发，同时考虑选择的可行性和准确性，采用5株优势木对比法，并结合形质性状综合评分进行优树选择，在直径15～30 m的范围内，实测和计算候选优树及优势木的树高、胸径、胸高形率、弯曲度、结实指数、树皮指数、冠高比，于胸高处进行钻取木芯(均按照东-西方向)，进行综纤维含量和1% NaOH抽提物含量测定，结果见表1。

表1 马尾松初选优树及5株优势木测定数据汇总Table 1 Data of preliminarily selected superior trees and 5 dominant trees of Pinus manssoniana

1.3 数据整理与统计

本次选优共选择测定了候选优树20株，优势木100株。候选优树分别计算其单株材积、胸高形率、弯曲度、结实指数、树皮指数、冠高比等。

材积＝0.000 062 3418 03D1.8551497H0.95682492；

树皮指数＝2×胸径处树皮厚/胸径；

冠高比＝侧枝投影长/树高；

胸高形率＝1/2树高处树干直径/胸径；

弯曲度＝(该弯最大弯径/弯)弦)长)×100%；

结实指数：系统抽查结实枝数/系统抽查总枝数；

优势木生长量指标树龄调整：

较正值＝优势木生长量－(年生长量×相差树龄)。

2 结果与分析

2.1 优树选择生长量指标标准

速生丰产也是马尾松纸浆材优树选择的重要条件。速生性指标：以树高、胸径、材积表示。先分别计算出马尾松候选优树与其优势木的平均值在树高、胸径、材积3个因子上的差值,利用DPS 7.5软件的的“配对 t 检验法”分析候选优树胸径、树高、单株材积与优势木相应指标平均值的差异。t检验结果为：t树高=6.045，t胸径=10.693，t材积=11.274，它们的概率值P＜0.000 1(见表2)。表示候选优树的 3个生长指标均与优势木差异极显著，候选优树在生长性状上明显优于优势木，选择是有效的，大部分候选优树有入选的可能。

为保证优树的选择效果，优树入选标准应在5株优势木平均值的基础上再加上一个附加值Δ(以5株优势木平均值的百分数表示)。当候选优树的性状指标值等于或大于这个标准(X+Δ)，方可入选为优树。通过计算得出各性状的附加值Δ为胸径11%X、树高8%X、材积31%X， 即马尾松候选优树生长量标准达到胸径≥5株优势木平均胸径的1.11倍、树高≥5株优势木平均树高的1.08倍、单株材积≥5株优势木平均单株材积的1.31倍时， 可为入选优树。通过与优势木的树高、胸径、材积的平均值作比较，评选出的20株马尾松候选优树中树高达到标准者有15株，胸径达到标准者有12株，材积达到标准者有13株，3项均达到标准者有9株。为简化操作、减少工作量及尽量避免丢失优良种质资源的原则，本次选优适当放宽初选优树选标准。将生长量标准修定为胸径≥5株优势木平均胸径的1.11倍，对胸径达到最低标准者的12株优树作为复选优树，再结合材性指标和形质指标作进一步的决选。

表2 马尾松优树t值及入选标准Δ值的取值范围和临界Δ值Table 2 Values range and critical Δ values of t value,selected standard Δ value of P. manssoniana superior trees

2.2 材性标准的确定

作为纸浆材优树选择，木材材性也是选择的重要条件。材性指标包括木材比重、纤维长度和宽度、纤维素含量、木质素含量、水分含量、灰分含量、戊聚糖含量和苯醇抽提物含量等，本研究由于采用木芯取样，样品量有限，只能有选择地测定了综纤维素含量和1%NaOH抽提物含量，前者与纸浆得率有关，含量越高，纸浆得率越高，后者影响木材制浆利用率和成本。测定方法参见GB／T2677.10.1995。马尾松生长与材性相关分析 (见表3) 表明，马尾松树高、胸径、材积间相关性显著，而与综纤维含量及NaOH抽题物含量间呈弱正相关，说明马尾松生长与材性在遗传上相互独立，在马尾松上开展生长和材性的联合遗传改良是可行的。配对t检验分析表明，综纤维含量t=1.93，p=0.068 61，标准差为0.043 3；1%NaOH抽提物含量t=0.112，p=0.915，标准差为0.029，表示候选优树在综纤维含量和NaOH抽题物含量上均与优势木差异不显著，故以综纤维含量不低于优势木均值、NaOH抽提物含量不高于优势木均值为最低标准。

表3 马尾松生长与材性相关分析Table 3 Correlation analysis of growth and wood quality of P. manssoniana superior trees

2.3 形质指标与综合评定

在进行优树选择时，不仅要考虑生长指标，形质指标也应作为重要因子加以重视，本次选优以胸高形率、弯曲度、冠高比、结实指数、树皮指数作为评定形质性状的指标。一些树种进行优树选择在对多性状进行评定时常采用主成分分析法，然后根据不同性状的贡献率和特征向量值计算得出性状的权重，进行综合评分[9]，或者通过建立约束和无约束指数方程对生长、形质和材质多性状进行综合评价[10]。但由于这些性状间的关系十分复杂，各性状的经济权重和遗传力、遗传相关等还不明了[11-13]，因此，选择的效果还需要进一步验证，同时这些方法在实际操作上较为复杂，因此，目前优树选择进行综合评定常采用评分法[14]，根据树种的改良和资源现状，按经验制定出一个综合评分表，然后对初选优树进行综合评分，本研究也采用此方法，制定出一个初选优树综合评分表，将生长指标（树高、胸径、材积）赋值40分，材性指标（综纤维含量、NaOH抽提物含量）赋值30分，形质指标赋值30分，具体见表4，然后按此标准对初选优树进行综合评分，决选出胸径、树高生长量大，冠径比小，树皮量少，综纤维素含量高而NaOH抽提物含量低的纸浆材优树用于贵州省马尾松纸浆材专性种子园的营建。

表4 马尾松优树选择综合评分Table 4 Comprehensive scores of ultimate selected plus trees of P. manssoniana

2.4 马尾松纸浆材优树选择标准及结果

综合上述统计分析，贵州省马尾松纸浆材优树的生长量指标包括胸径、树高和单株材积3个性状， 材性指标包括综纤维含量和NaOH抽提物含量，形质指标综合了干形、树皮、结实、分枝等 5个性状，优树的具体选择标准为：胸径≥5株优势木平均胸径的1.11倍,综纤维含量≥5株优势木均值；NaOH抽提物含量≤均值，综合得分≥60分，应用此标准，对复选的12株优树进行综合评定，从而决选出马尾松纸浆材优树11株，入选率为55%，入选优树树高较对比木平均提高15.3%，胸径提高了20.2%，材积提高了62%，综纤维含量提高4%，NaOH抽提物含量降低了5%。

表5 入选优树基本情况Table 5 Basic situation of selected 11 plus trees

3 结论与讨论

马尾松是集建筑、家具用材、纸浆用材、松脂生产为一体的多用途树种，以前改良目标多是以速生丰产为主，没有纸浆用材的优树选择方法和标准，随着优质纸浆材需求大大增加，优树选择的目的性加强，有必要制定与之适应的选择标准和选择方法，选择优树建立专性种子园。纸浆材的改良目标通常为：胸径、树高生长量大，主枝细小，树皮量少，木材密度和综纤维素含量高，纤维长，壁腔比和1%NaOH抽出物含量低。这些性状间的关系十分复杂，遗传变异规律尚不明确，很难制定一个十分完善的选择标准，本研究是对马尾松纸浆用材优树选择标准的第 1次尝试性探讨，还需要在实践中进一步改进与完善。

5株优势木对比法确定生长量标准是目前优树选择最常用的方法,其选择精度高,实践证明科学合理，选择效果明显；但该方法计算步骤比较繁琐，且3个生长指标同时达到入选标准的候选优树数量偏少，容易丢失部分速生的优良资源。在实际操作中，树高的测量较为困难且误差较大，而胸径的测量简单且准确，又由于胸径、树高和材积间相关性显著，因此，候选优树初选时可选择以胸径作为生长量的主要控制指标，标准为胸径≥5株优势木平均胸径的111%倍，这一标准低于国家针叶树种选优标准GB10018-88的120%的标准[15]，同时，树高和材积也均低于国标，因为在实际调查发现，现在仍按国标已很难选择出符合标准的优树了，说明目前马尾松天然林面积日益下降,且遭受破坏严重,大量宝贵的基因资源丧失严重，急需对马尾松优良基因资源进行保护、收集和保存。

本次选优在对生长量标准选择的同时兼顾了材性指标和形质标准的选择，入选优树具有速生性和材性、形质优良性。结合马尾松树种的生物学习性和在贵州省生长表现情况，初步认为：胸径 ≥5株优势木平均胸径的111%倍、综纤维含量不低于优势木均值、1%NaOH抽提物含量不高于均值、综合得分不低于60分为贵州省马尾松纸浆材优树选择标准，可指导今后贵州省马尾松纸浆材优树的选择，本研究选择出的11株优树可用于贵州省马尾松纸浆材专性种子园的营建材料。

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Superior tree selection of Pinus manssoniana for pulpwood purpose in Guizhou province

XІE Wei-bin1, ZHAO Yang2, WANG Qiong2, MO Zhou-wei1, GUANG Сhun-yong2
(1. Duyun State-owned Forest Farm, Duyun 558000, Guizhou, Сhina;2. Сollege of Forestry, Guizhou University, Guiyang 550225, Guizhou, Сhina)

By taking the method of 5 dominant trees comparison，20 superior trees and 100 dominant trees of Pinus manssoniana were selected from the natural stand in 2 counties of Guizhou province．On the basis of statistical analysis，the selection standard of P. manssoniana plus tree was formulated that the superior tree DBH should be greater than or equal to average DBH’s 111% of the fi ve-dominant-tree, the holocellulose content of the plus tree should be no less than that of fi ve-dominant-tree’s mean value, and 1%NaOH extraction content of the superior tree no higher than that of mean value．Сrown/height , curvature, cone index, bark index and ormquotient were regarded as the form quality of plus trees, and the comprehensive scoring standard for selection superior trees was established by combing with growth characters and material quality. The selection standard of P. manssoniana plus tree was that the comprehensive scores should be no less than 60 scores. With this standard, the primary selective 20 superior trees were comprehensively evaluated, thus 11 plus trees were fi nally chosen, the selection rate was 55%, the wood volume of selected plus trees increased by 62%than the control averagely, and wood property was improved. The 11 plus trees can be applied to the construction of the pulpwood orchard of P. manssoniana in Guizhou.

Pinus manssoniana; pulpwood; plus tree; selection standard

S791.248；

A

1673-023X (2012)05-0030-05

2011-11-10

贵州省农业攻关项目“马尾松速生无性系选择及杂交育种技术研究”(黔科合NY字[2010]3062号); 贵州省重大科技专项“马尾松多目标培育及产业化关键技术研究与示范”

谢维斌(1956-)，男，重庆人，高级工程师，主要从事林木遗传改良研究

赵 杨(1974-)，男，河南信阳人，副教授，博士，主要从事林木种质资源与遗传多样性研究； E-mail：zhy737@126.com

[本文编校：谢荣秀]