湿地松无性系结实性能研究

熊 旺， 易 剑， 黄水清， 吴 锋， 彭新莲， 吴冬燕， 程 勇

(1.汨罗市桃林国有林场， 湖南 汨罗 414401；2.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004)

湖南省汨罗市桃林国有林场地处汨罗江北，属于中亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛，为低丘岗地，是湿地松Pinuselliottii的适宜引种区[1]。该林场于20世纪70年代建立了我国第二大湿地松种子园，2009年被确定为第一批国家湿地松良种基地。在湿地松一代去劣种子园[2-4]的基础上，湖南省林业科学院技术团队对该种子园的湿地松全同胞家系开展了生长和材性联合选择[5]。本研究对该种子园12个湿地松全同胞建园无性系进行了结实性能比较，为其亲本的优化和种子产量的提高提供依据。

1 试验区概况

试验地位于汨罗市桃林国有林场，其地理坐标为113°04′41″E，28°56′46″N；地貌为低丘岗地，地势平缓，海拔63 m，坡度<6°；土壤为第四纪红壤，深度>80 cm，pH值为5.0～6.0，质地较粘，肥力中等。该区年平均气温16. 9 ℃，绝对最高气温39.7 ℃，绝对最低气温-13.4 ℃，年平均降雨量1393.6 mm，年平均相对湿度81%，日照时数1714.8 h，年均积温6209.4 ℃。湿地松种子园密度为150株·hm-2，郁闭度0.6，面积20hm2，于2001年建园。

2 材料与方法

2.1 试验材料

以汨罗市桃林国有林场湿地松种子园中12个全同胞建园优树无性系为试验材料。

2.2 试验方法

2019年开展结实性能研究。

(1)在种子成熟期对每个无性系随机抽取树冠中部外侧3个无虫蛀且果形正常的球果，用游标卡尺测定球果长、球果宽，并计算出球果长宽比，然后将这些球果干燥处理后将其种子剥出，统计其单果出籽数和饱满种子数，重复3次。

(2)按照技术规程[6]规定，测定每个无性系种子千粒质量，重复3次。

2.3 数据处理

数据采用Excel 2007整理，并用 SPSS 20.0软件进行方差分析、相关性分析及聚类分析等。

3 结果与分析

3.1 结实性能比较

从表1结果看出：湿地松球果平均长11.22cm，平均宽4.20cm，平均长宽比2.68，平均出籽数104.34粒·果-1，平均饱满种子数78.65粒·果-1，平均千粒质量36.16g。1号无性系的球果长最长，为12.71cm，与5号、13号和12号等无性系的均没有显著性差异；10号无性系的球果长最短，为9.61cm，仅为1号的75.61%，且两者的差异达到了极显著水平。1号无性系的球果宽最宽，为5.16cm，与其他无性系的差异均达到了极显著水平；7号无性系的球果宽最窄，为3.68cm，仅为1号无性系的71.32%。5号无性系的球果长宽比最大，为3.04，仅与7号无性系的(3.02)没有显著性差异，与其他无性系的差异均达极显著。7号无性系的单果出籽数最多，为136.89粒·果-1，与18号、5号、16号和15号等无性系的均无显著性差异，但与单果出籽数最少(58粒·果-1)的6号无性系的差异达到了极显著水平；6号无性系的单果出籽数仅为7号无性系的42.37%。5号无性系的饱满种子数最多，为111粒·果-1，与16号、18号及15号无性系的差异不显著，但与饱满种子数最少(46.78粒·果-1)的6号无性系的差异达极显著，6号无性系的饱满种子数仅为5号的42.14%。13号无性系的千粒质量最大，为43.16g，与其它无性系的差异均达到极显著水平，而千粒质量最小(29.57g)的7号无性系的仅为它的68.51%。

表1 湿地松无性系结实性能比较Tab.1 Comparison of fruiting performance indexes of Pinus elliottii clones无性系号球果果长/cm球果果宽/cm球果长宽比单果出籽数/粒饱满种子数/粒千粒质量/g112.71±0.94 A5.16±0.18 A2.46±0.14 D109.44±25.12 BCD62.56±29.28 CD37.85±0.25 D512.33±0.66 AB4.05±0.11 DEF3.04±0.17 A129.67±16.08 AB111±13.36 A37.05±0.33 E611.29±0.83 BC4.19±0.20 CDE2.69±0.12 BC58.00±12.48 F46.78±11.13 D33.43±0.41 H711.12±0.95 CD3.68±0.26 G3.02±0.11 A136.89±16.34 A79.89±14.14 BC29.57±0.34 J109.61±0.31 E3.88±0.12 FG2.48±0.06 D76.89±21.20 EF64.22±19.27 CD39.71±1.09 B1211.73±1.04 ABC4.40±0.30 BC2.66±0.13 BC100.56±34.85 CDE62.22±28.56 CD36.61±0.24 EF1311.79±0.57 ABC4.28±0.14 BCD2.75±0.15 B98.11±16.28 CDE81.44±15.87 BC43.16±0.34 A1511.06±0.94 CD4.12±0.20 DEF2.68±0.13 BC110.44±14.06 ABCD87.56±22.65 ABC35.68±0.27 G1611.01±0.37 CD4.15±0.07 DE2.65±0.07 BC120.44±16.89 ABC97.22±16.83 AB38.94±0.14 C1811.04±1.27 CD4.45±0.23 B2.48±0.22 D136.33±21.44 AB91.22±23.25 AB33.94±0.42 H2010.10±0.31 DE4.01±0.14 EF2.52±0.07 CD87.11±10.89 DE79.33±11.11 BC36.34±0.84 F2210.82±0.59 CD4.03±0.20 dEF2.69±0.12 BC88.22±20.96 DE80.33±20.72 BC31.58±0.66 I平均11.22±1.124.20±0.402.68±0.22104.34±30.1078.65±24.4936.16±3.59 注:表中同一列中不同大写字母代表在0.01水平上差异极显著性。

3.2 湿地松无性系结实性能指标相关性

从湿地松无性系结实性能指标的相关性分析结果(表3)可以看出：球果长与饱满种子数、单果出籽数在0.01水平上呈显著正相关；球果宽与种子千粒质量在0.01水平上呈显著正相关；球果长宽比与饱满种子数、单果出籽数在0.01水平上呈显著正相关，与种子千粒质量在0.01水平上呈显著负相关；饱满种子数与单果出籽数在0.01水平上呈显著正相关。

表2 湿地松无性系结实性能指标相关性Tab.2 Correlation analysis of fruiting performance indexes of Pinus elliottii clones质量指标球果宽球果长宽比饱满种子数种子千粒质量单果出籽数球果长0.641**0.491**0.266**0.0660.361**球果宽-0.350**-0.0410.263**0.119球果长宽比0.358**-0.248**0.321**饱满种子数0.0400.785**种子千粒质量-0.129 注:**表示在0.01水平上显著相关 。

3.3 湿地松无性系结实性能聚类分析

如图1所示，以结实性能指标为聚类指标，对湿地松12个无性系进行分层聚类(Hierachical Cluster)分析，度量标准为Pearson相关性，将其分为3类：Ⅰ类包括5、15、16、20、22号共5个无性系，主要特征是饱满种子数最多(≥79)，单果出籽数较多，球果长宽比较大；Ⅱ类包括10、13、6号共3个无性系，主要特征是单果出籽数及饱满种子数均较少；Ⅲ类包括1、12、7、18号共4个无性系，主要特征是球果长、宽均较大，而单果出籽数和饱满种子数居中。

4 结论与讨论

本研究对湿地松12个无性系结实性能指标进行方差分析得出：球果长、球果宽、球果长宽比、饱满种子数、种子千粒质量及单果出籽数在湿地松无性系间的差异均达到极显著水平。这与于淑兰、龙应忠、徐进等[6-11]对火炬松、马尾松和湿地松无性系种实性状研究的结论一致。

相关分析结果表明：球果长与饱满种子数、出籽数均在0.01水平上呈显著正相关；球果宽与种子千粒质量在0.01水平上呈显著正相关；球果长宽比与种子千粒质量在0.01水平上呈显著负相关；饱满种子数与单果出籽数在0.01水平上呈显著正相关。湿地松无性系重要结实性能指标是饱满种子数和单果出籽数，而球果长的以及球果长宽比较大的无性系的单果出籽数及饱满种子数都较多，这与球果有效种鳞数量密切相关。球果长宽比大的种鳞较窄，千粒质量较小；球果宽的种鳞外形较宽大，从而种子千粒质量大，无性系球果种鳞大小与种子千粒质量关系密切。廖宝生[12]曾对马尾松球果按果长、果径进行分级研究，证明球果大小对出籽率有极显著影响。

以结实性能指标为聚类指标，对湿地松无性系进行分层聚类，结果显示：5、15、16、20、22号等5个无性系的饱满种子数最多，且单果出籽数较多，球果长宽比较大，可作为高产无性系备选材料；10、13、6号等3个无性系的单果出籽数和饱满种子数均最少，要根据实际情况查找原因。由于湿地松在自由授粉条件下花粉量少、自花授粉、花期不遇等原因，种子败育率较高[13-14]，随着中后期选择性疏伐、人工辅助授粉[13-16]等经营措施的实施，各项结实性能将会得到大大改良。

通过选择表型优良且结实性能好的无性系作为建园材料，可大大提高种子园的生产力。湿地松无性系间结实量的差异受遗传因素影响较大[4]，对其无性系结实性能进行比较,结果表明，将单果出籽数和饱满种子数2个主要指标应用于高产无性系选择是有效的；经表型初步判断，长果型球果的无性系结实性能最优。这些可为湿地松种子园亲本的优化和种子产量的提高提供依据。