‘鲁选8号’等3个速生柳优良无性系选育

2017-05-17李景涛唐国梁段春玲周继磊解孝满

山东林业科技 2017年3期

李景涛，唐国梁，段春玲，周继磊，解孝满

（1.山东省林木种苗和花卉站，山东济南250014；2.金乡县国有白洼林场；3.山东省林木种质资源中心）

柳树(Salix L.)生长速度快，耐水湿，耐低度盐碱，造林范围广，是山东省重要的园林观赏和速生用材树种。二十世纪八十年代，我省泰安市林科所邢爱英等从江苏、辽宁等地引进30余个柳树无性系，选育出了J172、J194、J333等优良品种；之后我省又相继审定了‘9901’旱柳和‘旱沙王’、‘盐柳 1号’北沙柳等柳树良种。这些品种主要选育目标是速生性和抗性，对木材材性未进行系统评价。开展速生、抗逆性强和材性优良的柳树多目标育种，对于推动全省柳树用材和工业原料林的发展，提高营造林质量，充分发挥林业的生态、经济和社会效益是十分必要的。自2006年，山东省林木种苗和花卉站经过10年的努力，选育出了适宜速生丰产林和纸浆林建设的优良新品种—‘鲁选8号’、 ‘鲁选10号’、‘鲁选15号’等3个柳树品种（试验编号分别为无性系8号、10号、15号。）。

1 材料与方法

1.1 苗期选择试验

1.1.1 试验材料

苗期选择试验材料为2006年春天从东营、菏泽和江苏等地引进的45个柳树无性系（详见表1）。

表1 苗期试验材料

续表1

1.1.2 试验地概况

菏泽市林木良种繁育苗圃位于菏泽市牡丹区，为暖温带大陆季风性气候，年均温13.7℃，无霜期206d，年均降雨量665mm，年均日照时数2467h，地势平坦，沙壤质潮土，肥力一般，排灌良好。

1.1.3 试验设计及调查指标

采用完全随机区组设计，4次重复，32株小区，株行距为0.8 m×0.3 m。2007年3月31日扦插，一个月后调查成活率。5月初开始，每系号每小区选择6株调查苗高、地径，每月调查一次，观测病虫害情况，落叶后结束。

1.2 区域试验

1.2.1 试验材料

试验材料为从45个柳树无性系中经苗期选择试验选出的22个无性系（详见表2）。

1.2.2 试验地概况

金乡县白洼林场位于山东省西南部，地势平坦，海拔高36m，砂壤土，中性偏碱，土层深厚。年均温13.8℃，极端最高温41.9℃，最低温-18.5℃，年平均无霜期211d。年均降雨量580～760mm，夏季降雨量占全年降雨量的60%。年平均蒸发量1896mm。

冠县苗圃试验地位于冠县西北部黄河故道内，地势平坦，海拔高40m。年均温13.1℃，极端最高温41.8℃(1963.7)，极端最低温-21.6℃(1972.1)。年均降雨量500 mm，年均蒸发量2000 mm，年均无霜期210d。沙壤土，有机质含量0.7%左右，瘠薄，pH值7.4。

表2 区域试验材料

东明县东明集林场地处山东省西南部，海拔高52m。年均温13.7℃，极端最高温43.7℃，极端最低温-20.6℃。年均降雨量665 mm，无霜期206d。年均日照时数2467h，地势平坦，沙壤质潮土，肥力中等。

1.2.3 试验设计

采用完全随机区组设计，重复4次，株行距3 m×4 m；试验地四周设2行保护行，造林前全面整地，定植点进行穴状整地，规格为0.6m×0.6m×0.6m，栽植深度40cm左右。其中白洼林场、冠县苗圃试验林均为22个无性系（含对照J172），白洼林场为6株小区，冠县苗圃为4株小区，2008年春季造林，苗木平均地径1.75cm；东明集林场试验林为17个无性系（含对照J172），5株小区，2007年春季造林，苗木平均地径2.2cm。

1.2.4 调查指标

1.2.4.1 林木生长指标

从2008年开始，每年树木生长结束后分别对金乡县白洼林场、冠县苗圃和东明集林场试验地的柳树无性系进行树高、胸径测量，并计算单株材积。

1.2.4.2 林木形质指标

2013年，在金乡县白洼林场试验地调查6年生树高、胸径生长量，计算单株材积；每一系号各选择3株标准株，调查干高3米处直径、枝下高、冠幅、通直度、分枝角、第一层最粗侧枝直径等性状。其中通直度采用目测法，分为3级，用1～3表示，同时求算树干尖削度。

1.2.4.3 木材材性指标

2014年2月，对金乡白洼林场22个柳树无性系在胸径处从南北、东西两个垂直方向用生长锥钻取5mm粗木芯，3次重复，每重复选择3株平均木，测定木材基本密度，纤维长度、纤维宽度、纤维壁厚、纤维腔直径、综纤维素、木质素等。基本密度测定采用Smith最大含水量法。采用酸离析方法制备柳木纤维样品，经番红液染色，用OLYMPUS-BX61显微分析系统测量纤维形态。纤维长度为通过对每个样品随机选择不少于50个单根纤维测量后计算平均值，纤维宽度为通过对每个样品随机选择不少于25个单根纤维测量后计算平均值。综纤维素、木质素等含量依据国家标准GB/T2677.10国标GB/T2677.8进行检测。

1.3 统计分析方法

区域试验数据分析采用EXCEL、SAS程序。

1.3.1 苗期试验

广义遗传力：H2=δ2g/（δ2g+δ2e），式中的 δ2g 为遗传方差值，δ2e为环境方差值。

遗传变异系数，式中的 δ2g为遗传方差值，X为某性状群体平均值。

遗传增益估算：ΔG=H2S/X；式中S为选择差，H2为性状的广义遗传力，X为某性状的群体平均值。

1.3.2 区域试验

统计分析采用巢式方差分析；以小区平均数进行方差分析，估算各性状遗传参数，多重比较采用邓肯氏法（Duncan）检验。

各性状平均值、标准差、变异系数的统计

式中：为性状平均值；S为性状标准差；Cv为性状变异系数；Xi为性状观测值；n为性状观测数量。

样本间的均方MSt=SSt/(a-1)，SST是各个样本观察值Xij与它们的平均值的离差平方和，其自由度dfT=am-1；

样本内均方MSe=SSe/(a(m-1)，各个样本内(处理内)变异的平方和SSi为各处理内观察值与其平均值的离差平方和，自由度df1=m-1；

柳树二元材积公式

广义遗传力根据无性系平均值计算：h2=（M1-M2）/M1×100

（5）遗传增益 G=（XI-XCK）×h2/XCK

2 结果与分析

2.1 苗期试验

2.1.1 扦插成活率

经调查，无性系成活率均在95%以上，有31个无性系成活率达到了100%，对照J172成活率100%，各无性系成活率差异不明显。

2.1.2 生长性状

从45个柳树无性系苗期生长性状分析（表3）可以看出，苗高生长速度最快的是无性系8号，年均生长量达283.2cm，较总体平均值和J172分别高出22.4%和8.5%；无性系34号、21号苗高超过了J172；无性系 23、9、12、3 号等 17 个无性系苗高超过了总体平均值。

从表3还可以看出，无性系8号地径生长量最大，较总体平均值和J172高出37.7%和14.9%；8、3号、21号、7号等20个无性系的地径超过了总体平均值。无性系8号苗高和地径的标准差和变异系数较小，表明该无性系苗高、地径的生长较为协调、一致，而无性系34号、3号、21号、7号、23号存在着苗高、地径生长不一致的现象。

表3 45个柳树无性系苗期生长性状分析

续表3

2.1.3 无性系初选及选择增益

根据苗高、地径计算遗传增益（表4），从中可以看出，选择的群体数量不同，其增益各不相同，选择群体数量增多，入选率增大，选择差和选择响应随之变小，其遗传增益也相应变小。

表4 遗传增益估算

经综合评价和选择，初选出生长表现良好的前22个柳树无性系，因无性系23号、34号为江苏已选无性系，故递补选择31号和14号（树皮黄色）进入林期试验。

2.2 区域试验

2.2.1 无性系材积

材积是衡量柳树无性生产力的主要指标，是进行育种指标选择的重要目的性状之一。表5至表7分别列出了不同试验地3年、5年、7年或8年的无性系单株平均材积。

从表5可以看出，金乡县试验林3年生平均单株材积15号和10号超过了对照，分别为对照的104%和111%。7年生平均单株材积生长超过对照的系号从小到大分别15、10和8号，分别为对照的107%、110%和114%。

表5 白洼林场柳树各无性系材积生长量排序单位：m3

表6 冠县柳树各无性系材积生长量排序单位：m3

表7 东明集林场柳树各无性系材积生长量排序单位：m3

从表6可以看出，冠县试验林3年平均单株材积超过对照的系号有10、28、21号，超出最小的21号材积为对照的101.6%，超出最大的10号和28号材积为对照的104.8%；5年平均单株材积超过对照的系号有 10、28、15、16、18、3 号 6 个系号，超出最小的3号材积为对照的101.1%，超出最大的10号为对照材积170.6%；7年生平均材积超过对照的系号有 10、16、8、15、18、3 号 6 个系号，超出最小的 3 号为对照材积的102.4%，超出最大的10号为对照材积的154.3%。

从表7可以看出，东明集林场试验林3年生平均单株材积超过对照的系号从小到大分别3、9、28、34和 15号，分别为对照的 102.19%、108.76%、126.28%、129.20%和135.77%。5年生平均单株材积28号和15号超过了对照，分别是对照的100.94%和119.09%，8年生平均单株材积生长超过对照的系号从小到大分别28号、10号、18号和15号，分别为对照的101.85%、106.48%、107.56%和129.68%。

2.2.2 无性系形质指标

白洼林场柳树22个初选无性系的形态观测结果见表 8。冠幅大于对照的有 15、10、29、5、28、8、14、7、2、16号；枝下高值较大的有 8、10号，分别为3.17m和2.05m；分枝角较大的是15号和10号，分别为60.13°和63.79°，分别超过对照的39.83%和48.35%。各系号基本密度均超过对照，其中12、40号最大，为 0.44g/cm3，超过对照 0.07g/cm3；23、8、2、3和10号共5个系号树高超过对照，树高分别为12.08、12.11、12.13、12.17 和 12.51m。其中 10 号最高，超过对照0.48m；胸径除了38号最小，低于对照外，其他20个系号均超过对照，8号胸径最大，超过对照的54.6%，表现出其优良性状；通直度45、21、16、5、12、36 号较大，其余系号均为 1，通直度较好；18号的尖削度最小，36号最大。总体来看，侧枝粗度、冠幅、通直度和尖削度均较小的系号有：18、10、16和15号；冠幅较大，侧枝粗度及胸径较大，尖削度较小的系号有8号和5号。

2.2.3 无性系材性指标

表9列出了22个柳树无性系的基本密度、纤维形态和化学成分含量，可以看出参试无性系基本密度为0.369～0.443g·cm-3，除了14号与对照相当外，其他系号均高于对照；纤维宽度在19.17～21.30μm，纤维长度为997μm～1354μm，均达到了造纸和纤维工业用材的要求。除了7号外，所有无性系的纤维长度均超过1000μm，为1级长度（国际木材解剖协会）。40、31、2、3和29号纤维长宽比均在56以上，大于对照，且群体纤维长宽比在46.30～61.04之间，一般认为长宽比大于35～45方能很好的交织，是纸浆和工业纤维的优良原料。各无性系的纤维壁厚（双壁）为5.00～6.20μm之间，共13个系号大于对照，从小到大依次排序为：16、9、12、31、28、36、29、7、38、10、2、40 和 8 号。纤维腔直径在 8.87μm～15.87μm之间，差距较大，且3号、8号和2号超过对照。各无性系中综纤维素含量最低的为77.12%（7号），含量最高的为80.59%（45号）。共8个系号超过对照，从小到大排序依次为：5、31、16、15、10、23、40 和 45号。木质素的含量范围在13.41%～19.27%之间，共16 个号超过对照，从小到大依次为 2、10、31、8、12、36、29、23、16、3、28、21、15、18、38 和 14 号。

表8 白洼林场柳树无性系形质指标表

2.2.4 抗病虫能力

主要在金乡观察柳树无性系抗柳蓝叶甲、天牛、叶斑病、腐烂病、溃疡病等病虫害情况，各无性系均受柳蓝叶甲和叶斑病的危害，受害程度轻，3号、12号、J172有溃疡病危害，3号、12号较重。22个柳树无性系总体抗病虫能力普遍较强，其中，无性系15号、10号、8号、18号四个无性系抗病虫能力最强，无性系12号、3号抗病虫能力一般。

2.3 优良无性系确定

柳树优良无性系的选育，仅从生长量、抗逆性的角度进行选择已不能满足林业生产建设需要，必须进行生长量、抗逆性和材性等多性状、多目标的综合评定。综合3个区域试验点柳树无性系生长、抗逆、材性等情况，从金乡县白洼林场、冠县苗圃和东明集林场等试验地柳树无性系材积生长量分列前6名的柳树无性系中，结合苗期选择试验生长量前9名的柳树无性系，选择15、10、8三个优良无性系作为用材林和工业原料林品种，综合入选率为13.6%。这三个无性系具有速生期长，生长量大，木材纤维长，抗逆性强等特点，其材积增益分别超过对照19.03%、17.21%和6.74%，遗传增益明显。