貴州省馬尾松紙漿材的優(yōu)樹選擇研究

謝維斌 ，趙 楊 ，王 瓊 ，莫周衛(wèi) ，廣春勇

（1.都勻國有林場，貴州 都勻 558000; 2. 貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽 550225）

貴州省馬尾松紙漿材的優(yōu)樹選擇研究

謝維斌1，趙 楊2，王 瓊2，莫周衛(wèi)1，廣春勇2

（1.都勻國有林場，貴州 都勻 558000; 2. 貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽 550225）

采用5株優(yōu)勢木對比法，在貴州省2個縣的馬尾松天然林中，共初選出馬尾松優(yōu)樹20株，優(yōu)勢木100株。經(jīng)統(tǒng)計分析，確定貴州省馬尾松天然林中的優(yōu)樹初選標(biāo)準(zhǔn)為：優(yōu)樹胸徑 ≥5株優(yōu)勢木平均胸徑的111%，綜纖維含量不低于優(yōu)勢木均值，1%NaOH抽提物含量不高于均值。以樹皮指數(shù)、冠高比、結(jié)實指數(shù)等性狀作為優(yōu)樹形質(zhì)指標(biāo)，結(jié)合生長性狀和材性性狀，制定了綜合評分標(biāo)準(zhǔn)，以綜合得分不低于60分為貴州省馬尾松紙漿材優(yōu)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)。對初選的20株優(yōu)樹進行綜合評定，從而決選出馬尾松優(yōu)樹11株，入選率為55%，入選優(yōu)樹材積較對照平均提高了62%，材性有所改良，這11株優(yōu)樹可用于貴州馬尾松紙漿材專性種子園營建。

馬尾松；紙漿材；優(yōu)樹；選擇標(biāo)準(zhǔn)

馬尾松Pinus manssoniana 系松科松屬常綠喬木，是我國南方最主要的優(yōu)質(zhì)針葉用材樹種之一。該樹種從“六五”開始即已被列入國家科技攻關(guān)項目，己在基因資源收集保存和利用[1]、DNA提取與遺傳多樣性[2-3]、組織培養(yǎng)與重要基因的克隆與分析[4-5]等方面開展了研究。1978年以來，我國馬尾松各主要產(chǎn)區(qū)普遍開展了以速生為目標(biāo)的優(yōu)樹選擇，選擇方法采用3～5株優(yōu)勢木對比法或基準(zhǔn)線法，1998年國家發(fā)布的馬尾松優(yōu)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)主要以生長量指標(biāo)為主，結(jié)合形質(zhì)指標(biāo)進行綜合評定，全國共選出優(yōu)樹5 500多株，建立優(yōu)樹收集圃和育種園100 hm2，無性系初級種子園1 100 hm2[6-8]，為馬尾松遺傳改良奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，帶來了較高的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。馬尾松具有木材纖維素含量高、纖維長、纖維細(xì)胞直徑大等特點，是制漿造紙工業(yè)的優(yōu)良原料，隨著我國制漿造紙工業(yè)的發(fā)展需求不斷增大，開展馬尾松紙漿材優(yōu)樹選擇與定向改良是當(dāng)前馬尾松育種的重要方向，而紙漿材優(yōu)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)的缺乏則制約著選優(yōu)工作的進行，為此，本研究以貴州省馬尾松中心分布區(qū)的都勻和三都天然林為選優(yōu)試點，以紙漿材為選優(yōu)目標(biāo)，探討了貴州省馬尾松紙漿材優(yōu)樹選擇的方法和標(biāo)準(zhǔn)，為馬尾松優(yōu)樹評定提供依據(jù)，同時為貴州省馬尾松專性種子園和高世代育種準(zhǔn)備材料。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域

根據(jù)貴州省馬尾松資源分布現(xiàn)狀，在貴州省的都勻和三都兩（市）縣選擇近10年沒有遭受較大規(guī)模擇伐、長勢良好、健康的馬尾松天然林。這兩（市）縣是貴州省馬尾松中心分布區(qū)和一類生產(chǎn)區(qū)。預(yù)選優(yōu)樹樹齡在20～40 a樹齡段，該年齡段植株占30%以上，林分郁閉度0.6以上。

1.2 選優(yōu)方法和觀測指標(biāo)

常用的優(yōu)樹選擇方法有優(yōu)勢木對比法、小標(biāo)準(zhǔn)地法、絕對生長量法、標(biāo)準(zhǔn)差法等。本次選優(yōu)的林分為年齡較一致的馬尾松天然林，在選擇區(qū)內(nèi)，通過走訪和踏查，對馬尾松的生長狀況、優(yōu)樹概況、經(jīng)營類型等進行了解后，在果實成熟期進行。選擇步驟按初選、復(fù)選和決選三個步驟進行。從短周期速生豐產(chǎn)用材林和紙漿林的選擇目標(biāo)和選優(yōu)林分整體較優(yōu)良的實際出發(fā)，同時考慮選擇的可行性和準(zhǔn)確性，采用5株優(yōu)勢木對比法，并結(jié)合形質(zhì)性狀綜合評分進行優(yōu)樹選擇，在直徑15～30 m的范圍內(nèi)，實測和計算候選優(yōu)樹及優(yōu)勢木的樹高、胸徑、胸高形率、彎曲度、結(jié)實指數(shù)、樹皮指數(shù)、冠高比，于胸高處進行鉆取木芯(均按照東-西方向)，進行綜纖維含量和1% NaOH抽提物含量測定，結(jié)果見表1。

表1 馬尾松初選優(yōu)樹及5株優(yōu)勢木測定數(shù)據(jù)匯總Table 1 Data of preliminarily selected superior trees and 5 dominant trees of Pinus manssoniana

1.3 數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計

本次選優(yōu)共選擇測定了候選優(yōu)樹20株，優(yōu)勢木100株。候選優(yōu)樹分別計算其單株材積、胸高形率、彎曲度、結(jié)實指數(shù)、樹皮指數(shù)、冠高比等。

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

樹皮指數(shù)＝2×胸徑處樹皮厚/胸徑；

冠高比＝側(cè)枝投影長/樹高；

胸高形率＝1/2樹高處樹干直徑/胸徑；

彎曲度＝(該彎最大彎徑/彎)弦)長)×100%；

結(jié)實指數(shù)：系統(tǒng)抽查結(jié)實枝數(shù)/系統(tǒng)抽查總枝數(shù)；

優(yōu)勢木生長量指標(biāo)樹齡調(diào)整：

較正值＝優(yōu)勢木生長量－(年生長量×相差樹齡)。

2 結(jié)果與分析

2.1 優(yōu)樹選擇生長量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

速生豐產(chǎn)也是馬尾松紙漿材優(yōu)樹選擇的重要條件。速生性指標(biāo)：以樹高、胸徑、材積表示。先分別計算出馬尾松候選優(yōu)樹與其優(yōu)勢木的平均值在樹高、胸徑、材積3個因子上的差值,利用DPS 7.5軟件的的“配對 t 檢驗法”分析候選優(yōu)樹胸徑、樹高、單株材積與優(yōu)勢木相應(yīng)指標(biāo)平均值的差異。t檢驗結(jié)果為：t樹高=6.045，t胸徑=10.693，t材積=11.274，它們的概率值P＜0.000 1(見表2)。表示候選優(yōu)樹的 3個生長指標(biāo)均與優(yōu)勢木差異極顯著，候選優(yōu)樹在生長性狀上明顯優(yōu)于優(yōu)勢木，選擇是有效的，大部分候選優(yōu)樹有入選的可能。

為保證優(yōu)樹的選擇效果，優(yōu)樹入選標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在5株優(yōu)勢木平均值的基礎(chǔ)上再加上一個附加值Δ(以5株優(yōu)勢木平均值的百分?jǐn)?shù)表示)。當(dāng)候選優(yōu)樹的性狀指標(biāo)值等于或大于這個標(biāo)準(zhǔn)(X+Δ)，方可入選為優(yōu)樹。通過計算得出各性狀的附加值Δ為胸徑11%X、樹高8%X、材積31%X， 即馬尾松候選優(yōu)樹生長量標(biāo)準(zhǔn)達到胸徑≥5株優(yōu)勢木平均胸徑的1.11倍、樹高≥5株優(yōu)勢木平均樹高的1.08倍、單株材積≥5株優(yōu)勢木平均單株材積的1.31倍時， 可為入選優(yōu)樹。通過與優(yōu)勢木的樹高、胸徑、材積的平均值作比較，評選出的20株馬尾松候選優(yōu)樹中樹高達到標(biāo)準(zhǔn)者有15株，胸徑達到標(biāo)準(zhǔn)者有12株，材積達到標(biāo)準(zhǔn)者有13株，3項均達到標(biāo)準(zhǔn)者有9株。為簡化操作、減少工作量及盡量避免丟失優(yōu)良種質(zhì)資源的原則，本次選優(yōu)適當(dāng)放寬初選優(yōu)樹選標(biāo)準(zhǔn)。將生長量標(biāo)準(zhǔn)修定為胸徑≥5株優(yōu)勢木平均胸徑的1.11倍，對胸徑達到最低標(biāo)準(zhǔn)者的12株優(yōu)樹作為復(fù)選優(yōu)樹，再結(jié)合材性指標(biāo)和形質(zhì)指標(biāo)作進一步的決選。

表2 馬尾松優(yōu)樹t值及入選標(biāo)準(zhǔn)Δ值的取值范圍和臨界Δ值Table 2 Values range and critical Δ values of t value,selected standard Δ value of P. manssoniana superior trees

2.2 材性標(biāo)準(zhǔn)的確定

作為紙漿材優(yōu)樹選擇，木材材性也是選擇的重要條件。材性指標(biāo)包括木材比重、纖維長度和寬度、纖維素含量、木質(zhì)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樣，樣品量有限，只能有選擇地測定了綜纖維素含量和1%NaOH抽提物含量，前者與紙漿得率有關(guān)，含量越高，紙漿得率越高，后者影響木材制漿利用率和成本。測定方法參見GB／T2677.10.1995。馬尾松生長與材性相關(guān)分析 (見表3) 表明，馬尾松樹高、胸徑、材積間相關(guān)性顯著，而與綜纖維含量及NaOH抽題物含量間呈弱正相關(guān)，說明馬尾松生長與材性在遺傳上相互獨立，在馬尾松上開展生長和材性的聯(lián)合遺傳改良是可行的。配對t檢驗分析表明，綜纖維含量t=1.93，p=0.068 61，標(biāo)準(zhǔn)差為0.043 3；1%NaOH抽提物含量t=0.112，p=0.915，標(biāo)準(zhǔn)差為0.029，表示候選優(yōu)樹在綜纖維含量和NaOH抽題物含量上均與優(yōu)勢木差異不顯著，故以綜纖維含量不低于優(yōu)勢木均值、NaOH抽提物含量不高于優(yōu)勢木均值為最低標(biāo)準(zhǔn)。

表3 馬尾松生長與材性相關(guān)分析Table 3 Correlation analysis of growth and wood quality of P. manssoniana superior trees

2.3 形質(zhì)指標(biāo)與綜合評定

在進行優(yōu)樹選擇時，不僅要考慮生長指標(biāo)，形質(zhì)指標(biāo)也應(yīng)作為重要因子加以重視，本次選優(yōu)以胸高形率、彎曲度、冠高比、結(jié)實指數(shù)、樹皮指數(shù)作為評定形質(zhì)性狀的指標(biāo)。一些樹種進行優(yōu)樹選擇在對多性狀進行評定時常采用主成分分析法，然后根據(jù)不同性狀的貢獻率和特征向量值計算得出性狀的權(quán)重，進行綜合評分[9]，或者通過建立約束和無約束指數(shù)方程對生長、形質(zhì)和材質(zhì)多性狀進行綜合評價[10]。但由于這些性狀間的關(guān)系十分復(fù)雜，各性狀的經(jīng)濟權(quán)重和遺傳力、遺傳相關(guān)等還不明了[11-13]，因此，選擇的效果還需要進一步驗證，同時這些方法在實際操作上較為復(fù)雜，因此，目前優(yōu)樹選擇進行綜合評定常采用評分法[14]，根據(jù)樹種的改良和資源現(xiàn)狀，按經(jīng)驗制定出一個綜合評分表，然后對初選優(yōu)樹進行綜合評分，本研究也采用此方法，制定出一個初選優(yōu)樹綜合評分表，將生長指標(biāo)（樹高、胸徑、材積）賦值40分，材性指標(biāo)（綜纖維含量、NaOH抽提物含量）賦值30分，形質(zhì)指標(biāo)賦值30分，具體見表4，然后按此標(biāo)準(zhǔn)對初選優(yōu)樹進行綜合評分，決選出胸徑、樹高生長量大，冠徑比小，樹皮量少，綜纖維素含量高而NaOH抽提物含量低的紙漿材優(yōu)樹用于貴州省馬尾松紙漿材專性種子園的營建。

表4 馬尾松優(yōu)樹選擇綜合評分Table 4 Comprehensive scores of ultimate selected plus trees of P. manssoniana

2.4 馬尾松紙漿材優(yōu)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)果

綜合上述統(tǒng)計分析，貴州省馬尾松紙漿材優(yōu)樹的生長量指標(biāo)包括胸徑、樹高和單株材積3個性狀， 材性指標(biāo)包括綜纖維含量和NaOH抽提物含量，形質(zhì)指標(biāo)綜合了干形、樹皮、結(jié)實、分枝等 5個性狀，優(yōu)樹的具體選擇標(biāo)準(zhǔn)為：胸徑≥5株優(yōu)勢木平均胸徑的1.11倍,綜纖維含量≥5株優(yōu)勢木均值；NaOH抽提物含量≤均值，綜合得分≥60分，應(yīng)用此標(biāo)準(zhǔn)，對復(fù)選的12株優(yōu)樹進行綜合評定，從而決選出馬尾松紙漿材優(yōu)樹11株，入選率為55%，入選優(yōu)樹樹高較對比木平均提高15.3%，胸徑提高了20.2%，材積提高了62%，綜纖維含量提高4%，NaOH抽提物含量降低了5%。

表5 入選優(yōu)樹基本情況Table 5 Basic situation of selected 11 plus trees

3 結(jié)論與討論

馬尾松是集建筑、家具用材、紙漿用材、松脂生產(chǎn)為一體的多用途樹種，以前改良目標(biāo)多是以速生豐產(chǎn)為主，沒有紙漿用材的優(yōu)樹選擇方法和標(biāo)準(zhǔn)，隨著優(yōu)質(zhì)紙漿材需求大大增加，優(yōu)樹選擇的目的性加強，有必要制定與之適應(yīng)的選擇標(biāo)準(zhǔn)和選擇方法，選擇優(yōu)樹建立專性種子園。紙漿材的改良目標(biāo)通常為：胸徑、樹高生長量大，主枝細(xì)小，樹皮量少，木材密度和綜纖維素含量高，纖維長，壁腔比和1%NaOH抽出物含量低。這些性狀間的關(guān)系十分復(fù)雜，遺傳變異規(guī)律尚不明確，很難制定一個十分完善的選擇標(biāo)準(zhǔn)，本研究是對馬尾松紙漿用材優(yōu)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)的第 1次嘗試性探討，還需要在實踐中進一步改進與完善。

5株優(yōu)勢木對比法確定生長量標(biāo)準(zhǔn)是目前優(yōu)樹選擇最常用的方法,其選擇精度高,實踐證明科學(xué)合理，選擇效果明顯；但該方法計算步驟比較繁瑣，且3個生長指標(biāo)同時達到入選標(biāo)準(zhǔn)的候選優(yōu)樹數(shù)量偏少，容易丟失部分速生的優(yōu)良資源。在實際操作中，樹高的測量較為困難且誤差較大，而胸徑的測量簡單且準(zhǔn)確，又由于胸徑、樹高和材積間相關(guān)性顯著，因此，候選優(yōu)樹初選時可選擇以胸徑作為生長量的主要控制指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)為胸徑≥5株優(yōu)勢木平均胸徑的111%倍，這一標(biāo)準(zhǔn)低于國家針葉樹種選優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)GB10018-88的120%的標(biāo)準(zhǔn)[15]，同時，樹高和材積也均低于國標(biāo)，因為在實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在仍按國標(biāo)已很難選擇出符合標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)樹了，說明目前馬尾松天然林面積日益下降,且遭受破壞嚴(yán)重,大量寶貴的基因資源喪失嚴(yán)重，急需對馬尾松優(yōu)良基因資源進行保護、收集和保存。

本次選優(yōu)在對生長量標(biāo)準(zhǔn)選擇的同時兼顧了材性指標(biāo)和形質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的選擇，入選優(yōu)樹具有速生性和材性、形質(zhì)優(yōu)良性。結(jié)合馬尾松樹種的生物學(xué)習(xí)性和在貴州省生長表現(xiàn)情況，初步認(rèn)為：胸徑 ≥5株優(yōu)勢木平均胸徑的111%倍、綜纖維含量不低于優(yōu)勢木均值、1%NaOH抽提物含量不高于均值、綜合得分不低于60分為貴州省馬尾松紙漿材優(yōu)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)，可指導(dǎo)今后貴州省馬尾松紙漿材優(yōu)樹的選擇，本研究選擇出的11株優(yōu)樹可用于貴州省馬尾松紙漿材專性種子園的營建材料。

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

X?E 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

貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項目“馬尾松速生無性系選擇及雜交育種技術(shù)研究”(黔科合NY字[2010]3062號); 貴州省重大科技專項“馬尾松多目標(biāo)培育及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”

謝維斌(1956-)，男，重慶人，高級工程師，主要從事林木遺傳改良研究

趙 楊(1974-)，男，河南信陽人，副教授，博士，主要從事林木種質(zhì)資源與遺傳多樣性研究； E-mail：zhy737@126.com

[本文編校：謝榮秀]