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毛梾优树选择的研究



全 文 :西北林学院学报 2012,27(3):76~79
Journal of Northwest Forestry University
  doi:10.3969/j.issn.1001-7461.2012.03.16
毛梾优树选择的研究
 收稿日期:2011-05-24 修回日期:2011-10-02
 基金项目:林业公益性行业科研专项(200804010);陕西省教育厅科研计划项目(06JK153)。
 作者简介:赵宝鑫,男,在读硕士,主要研究方向:能源植物开发利用。E-mail:zbx-philip@163.com
*通讯作者:康永祥,男,副教授,硕士生导师,主要从事森林植物学教学与科研工作。E-mail:kangchenj@yahoo.com.cn
赵宝鑫,康 晋,康永祥*,贠玉洁,陈 绵
(西北农林科技大学 林学院,陕西 杨陵712100)
摘 要:对30年生的毛梾人工林分进行选优研究,采用优势木对比法和主成分分析法相结合,根据
单位面积结实量、单序果数、果实直径等9个数量性状的权重,制定出综合选优评分体系和优树入
选的最低分数限。结果表明,入选优树性状优良程度较高,其中,结果枝率、百果重、单位面积结实
量、单序果数的平均增益均达到25%以上,选择效果较好,具有一定的科学性和可操作性。
关键词:毛梾;优树选择;性状权重
中图分类号:S727.4   文献标志码:A   文章编号:1001-7461(2012)03-0076-04
Plus Tree Selection fromCornus walteri Plantations
ZHAO Bao-xin,KANG Jin,KANG Yong-xiang*,YUN Yu-jie,CHEN Mian
(College of Forestry,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China)
Abstract:Plus tree selection was carried out in a 30-year-old plantation of Cornuswalteri.Methods of dom-
inant comparison and principal component index analysis were adopted.The system of comprehensive rat-
ing for dominant trees and minimal marks of the trees to be selected were established based on the weights
of 9traits.The results showed that plus trees which were selected by the methods mentioned above dem-
onstrated high degrees of excelence,in which the ratio of fruiting branch,weight of per hundred fruit,the
fruiting amount of crown area,number of fruiting per cyme al were over 25%,indicating that the selec-
tion was successful,scientific,and good maneuverability.
Key words:Cornus walteri;plus tree selection;character weight
  毛梾(Cornus walteri)为山茱萸科梾木属落叶
乔木,又名车梁木、黑椋子、油树等,地理分布范围较
广,北起辽宁,南至湖南,西南到云南、贵州,东自山
东、江苏、浙江,西至甘肃、青海,以山东、山西、陕西、
河南分布最多。该树种适应性强,对土壤要求不严,
较喜光,深根性,根系发达。萌芽性强,一般4~6a
就可结果,果期60~70a,树龄可达300a[1]。
毛梾既是我国重要的优良用材树种,也是产区
重要油料树种,果肉和种仁均含油脂,果实含油率
31.8%~41.3%,土法出油率25%~33%,果肉出
油率约15%,其油既可食用,又可作为工业原料,特
别是可制成生物柴油原料油[2]。因此,开发毛梾资
源既可满足人们对保健食用油的需求,又可作为生
物质燃油原料,缓解国家能源战略资源供需紧张的
状况。然而,由于其自然繁殖能力较低以及长期过
度不合理的利用,使得毛梾在全国范围内资源量匮
乏,仅零散分布于部分省份,多为散生木及行道树,
偶有次生林及人工林。优树选择是林木改良的重要
途径和基本技术[3],为了改变毛梾资源良莠不齐的
状况[4],有必要对其进行优树选择,筛选和选育出具
有高产、大粒等经济性状的优良类型,加快毛梾资源
良种化进程,促进毛梾能源林产业化发展。
目前,国内常用的林木选优方法主要有小样地
法、优势木对比法以及指数选优法等,而且多数研究
对象都集中于用材林[5-8]。本研究针对毛梾油用这
一特殊属性,采用主成分指数法对树龄为30a的毛
梾林进行多性状综合选优,这对毛梾的育种改良和
良种繁育有重要的现实意义。
1 材料与方法
1.1 研究地概况
本研究所选林分位于山东省淄博市沂源县东里
镇唐山风景区林场,属于山地和丘陵地区,暖温带大
陆性半湿润气候,海拔436~516m,面积20hm2,年
均温11.9℃,年日照时数2 660.6h,年降水量720.8
mm,无霜期189d,土壤类型为棕壤。
1.2 研究材料
毛梾选优林分为实生起源的人工林,面积为5
hm2,坡向为北偏东51°,坡位为中上坡,林龄为30
a,郁闭度为0.6。对选优林分进行全面踏查,了解
林分生长情况,按照结实量、果实、形质等表型性状
选择候选树,候选树入选的形质指标为自然整枝良
好,干形通直、圆满,单一主干,树冠匀称,共选出78
株候选树。
1.3 选优性状及测定方法
1.3.1 选优性状 参考国内油用林研究的相关经
济指标[9-13],初步制定了毛梾优树选择指标体系(表
1)。其中,冠高比与冠型指数、分枝角度可反映树冠
横向和纵向的大小,进而反映结实空间的相对大小。
结果枝率、单序果数、单位面积产量可以直接反映结
实能力;果实直径、种壳厚度、百果重可从品质上对
果实进行初步选择,符合薄壳、大粒的选优目标。
表1 选优指标体系
Table 1 Index system of optimal selection
类别 性状 测度方法
形质
指标
冠高比 冠高与树高之比
冠型指数 冠幅与冠高之比
分枝角度/(°) 主枝与树干的夹角
结实
能力
结果枝率/(%) 当年结果枝占总枝条的百分比
单序果数/个 单个果序实际挂果数量
单位面积产量
/kg·m-2
结实量与冠面积的比值
种实
品质
果实直径/mm 随机测定30粒果实横纵径,取平均值
种壳厚度/mm 随机测定30粒种子的中果皮厚度,
取平均值
果实百粒重/g 随机称量100粒果实鲜重
1.3.2 研究方法 在林分中选择环境条件相对一
致的区域,以候选树为中心,在10~15m范围内的
采用优势木对比法确定5株对比木[14],将候选树与
对比木分别标记,统计候选树对应5株对比木的各
性状均值,并计算候选树超过5株对比木均值的比
值,记为对比值。其公式为:I=(A/a-1)×100%,
其中A为候选树性状观测值,a为5株对比木性状
均值,I为对比值。按照对比值的变化范围划分各
性状评分等级并赋值结合性状权重确定候选单株得
分,最终以群体得分值为基础,通过单样本平均数假
设测验确定入选优树的临界得分下限。
1.4 数据处理
以候选树超过5株对比木的对比值为基础矩
阵,运用正交变换,采用主成分分析法计算出各性状
综合变量及分量,求出各性状的权重。根据候选树
与对比木的对比值变化范围规律来制定评分标准,
对性状的权重进行定量分析[15],并对各性状按十分
制均一化制定评分标准,将性状权重与得分值相乘
得出候选树各性状得分值,进一步将各性状得分值
求和即为候选树得分值,并采用T检验法来确定低
于候选树群体均值的显著下限值,即为优树入选最
低分数限。
2 结果与分析
2.1 性状权重确定
以候选树及5株对比木的选优性状数据为基
础,计算得到各性状比值矩阵,运用正交变换进行主
成分分析。由表2可看出,前5个成分占总信息量
的88.760%,基本反映了调查性状的总体信息。第
1主成分以种实性状为主,贡献率为34.005%;第2
主成分以 冠型指数和冠高比 为主,贡 献 率 为
17.173%;第4主成分以分枝角度为主,贡献率为
11.326%;第3主成分以结果枝率和单位面积产量
为主,占信息量的15.843%;第5主成分以单序果
数为主,占信息量的10.421%。根据5个主成分及
相应的分量,构成了5个主成分指数方程,其总分量
对应着各性状的权重。性状权重对比发现,单位面
积产量和单序果数所占权重较高,分别为0.238、
0.158;而冠高比和果实直径相对较低,分别为
0.084、0.033;冠型指数权重虽为最小,但属于关键
的形质指标之一,对于林分选择意义重大。因此,各
性状的权重大小基本保证了优树的高产,符合选优
的基本要求。
2.2 候选树性状对比值的分级评分
由于候选树各性状对比值为不均一的数量值,
为方便对比值分级计算和比较,根据各性状对比值
的变化范围,有必要对其规格化处理,因此每个性状
采用十分制进行分级评分。由表3可知,单位面积
产量、单序果数的对比值变化范围较大,冠高比、果
实直径的对比值变化范围较低,其总体与各性状权
重大小规律基本吻合,可以客观反映性状分级评分
的合理性。结合各性状评分标准对候选树各性状的
对比值进行赋值,将各性状得分值与性状的权重相
乘并求和即为候选树得分值(表4)。
77第3期 赵宝鑫 等:毛梾优树选择的研究
表2 选优指标因子分析和权重
Table 2 Factor analysis and weights of optimal selection index
项目 成分1 成分2 成分3 成分4 成分5 总分量 权重
特征值 3.060  1.546  1.425  1.019  0.938
贡献率/% 34.005  17.173  15.834  11.326  10.421
累计贡献率/% 34.005  51.179  67.013  78.339  88.760
冠高比 0.259  0.737 -0.321 -0.074  0.105  0.706  0.84
冠型指数 0.284  0.821  0.187 -0.249  0.250  1.293  1.53
分枝角度/(°) -0.047 -0.435  0.268 -0.610 -0.051 -0.876  1.04
结果枝率/% 0.170 -0.309  0.602  0.185 -0.404  0.244  0.29
单序果数/个 0.036  0.242 -0.270  0.458  0.870  1.336  1.58
单位 面 积 产 量/kg·
m-2
0.510  0.292  0.669  0.378  0.158  2.007  2.38
果实直径/mm  0.692  0.433 -0.082 -0.339 -0.420  0.283  0.33
种壳厚度/mm  0.712 -0.337 -0.242 -0.016  0.455  0.572  0.68
百粒重/g  0.937  0.303 -0.120  0.089 -0.079  1.129  1.34
表3 性状评分标准
Table 3 Scoring standard of features
冠高比
对比值
/%
得分

冠型指数
对比值
/%
得分

分枝角度
对比值
/%
得分

结果枝率
对比值
/%
得分

单序果数
对比值
/%
得分

单位面积产量
对比值
/%
得分

果实直径
对比值
/%
得分

种壳厚度
对比值
/%
得分

果实百粒重
对比值
/%
得分

30~33  10  50~55  10  60~66  10 100~110 10 110~121 10 130~143 10  20~22  10  30~33  10  60~66  10
27~30  9  45~50  9  54~60  9  90~100  9  99~110  9  117~130  9  18~20  9  27~30  9  54~60  9
24~27  8  40~45  8  48~54  8  80~90  8  88~99  8  104~117  8  16~18  8  24~27  8  48~54  8
21~24  7  35~40  7  42~48  7  70~80  7  77~88  7  91~104  7  14~16  7  21~24  7  42~48  7
18~21  6  30~35  6  36~42  6  60~70  6  66~77  6  78~91  6  12~14  6  18~21  6  36~42  6
15~18  5  25~30  5  30~36  5  50~60  5  55~66  5  65~78  5  10~12  5  15~18  5  30~36  5
12~15  4  20~25  4  24~30  4  40~50  4  44~55  4  52~65  4  8~10  4  12~15  4  24~30  4
9~12  3  15~20  3  18~24  3  30~40  3  33~44  3  39~52  3  6~8  3  9~12  3  18~24  3
6~9  2  10~15  2  12~18  2  20~30  2  22~33  2  26~39  2  4~6  2  6~9  2  12~18  2
3~6  1  5~10  1  6~12  1  10~20  1  11~22  1  13~26  1  2~4  1  3~6  1  6~12  1
0~3  0  0~5  0  0~6  0  0~10  0  0~11  0  0~13  0  0~2  0  0~3  0  0~6  0
表4 候选树得分值
Table 4 Scored value of the candidate tree
编号 得分 编号 得分 编号 得分 编号 得分 编号 得分
11  71.48  68  66.63  61  55.25  43  41.60  35  30.25
60  71.23  21  66.59  38  54.04  14  40.71  16  29.93
54  70.79  7  65.73  38  53.71  6  40.48  18  29.32
74  70.75  70  65.71  24  53.05  44  37.71  20  28.73
45  70.24  34  64.44  73  52.39  75  37.59  59  28.40
57  69.73  47  63.33  29  51.33  52  37.43  19  27.86
5  69.60  1  63.23  55  49.63  65  37.19  3  27.86
9  69.15  50  62.83  2  48.68  76  36.84  23  27.81
30  69.11  32  62.66  28  48.24  12  35.33  31  27.33
33  68.56  67  62.11  69  46.47  25  34.47  40  26.80
41  67.68  51  61.88  15  46.02  36  32.92  8  26.19
64  67.65  13  59.73  72  45.48  17  32.55  39  25.51
27  67.58  78  59.55  71  45.44  58  32.32  63  25.45
49  67.34  26  58.42  48  44.61  62  31.8  10  24.85
66  67.20  56  55.85  53  44.17  4  31.47
46  67.08  37  55.83  42  43.34  22  31.30
2.3 确定入选最低分数限
对 78 株 候 选 树 采 用 Kolmogorov-Smirnov
Test分析检验(p=0.305>0.05),其总体得分值服
从正态分布。依照总体候选树得分平均数进行单样
本平均数假设测验[16],确定显著低于平均分数上限
值[17]。
以总得分大于或等于46分对候选优树进行选
择,共选出43株优树,中选率为55.12%。
通过入选优树各性状分析发现,选优过程中很
难发现各性状得分均优异的优良单株,但入选优树
87 西北林学院学报 27卷 
的整体优良程度较高。入选优树与候选群体平均值
比较发现,冠高比、结果枝率、百果重、单位面积结实
量、单序果数的平均增益均较高,分别为19.43%、
29.30%、25.10%、46.41%、33.42%,反映了这些性
状具有较高的选择潜力;而冠形指数、分枝角度的平
均增益较低(3.02%、2.73%),选择效果较差;果实
直径和种壳厚度的平均增益为11.88%、-7.71%,
说明大粒、薄壳的优良类型选择效果不明显,因此有
必要针对这2个性状做进一步的选择。
3 结论与讨论
毛梾为油、材两用的经济林树种,选优时既要兼
顾生长性状,又要顾及产量、种实指标,性状间相辅
相成且存在一定的相关性,因此,对其进行综合选择
的效果较好。采用5株优势木对比法初选候选树,
方法更为直接和简化,通过主成分分析法对选优指
标的权重分析,可以有效排除性状间的相关关系,使
性状独立而客观地综合评价,增强了综合选择的效
果。根据权重制定科学的评分体系,对候选树复选,
排除了综合指标较低且选优意义不大的候选树,最
终界定优树评选的得分下限值,确定了优树。通过
对毛梾人工林综合选优,探索出毛梾的综合评优方
法和标准,提高了选优体系的合理性,为进一步开展
毛梾的优良单株选择和无性系选择与推广以及促进
毛梾树种的开发利用奠定了基础。
然而,本试验用的综合选优方法对大粒、薄壳的
优良类型选择效果不明显,这说明果实性状与形质、
产量性状相关性不强,而果实大小直接反映着种子
大小和饱满程度,种子含油率和品质也是优树选择
的重要指标[18],因此有必要对果实性状做进一步选
择。另外,由于本研究选优林分为同龄林,对于其他
林龄或异龄林人工林的选优方法有待于探索,优树
的子代遗传测定亦亟待研究。
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