全 文 ：林业科学研究　2006, 19 (5) : 561～566
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2006) 0520561206
江西省优质速生杉木无性系选育研究
曾志光 1 , 肖复明 1 , 沈彩周 2 , 邵锦峰 2 , 谢双兰 2 , 叶金山 1 , 聂　煜 3
(1. 江西省林业科学院 ,江西 南昌　330032; 2. 江西省林业厅利用外资项目办公室 ,江西 南昌　330046;
3. 江西省永丰县官山林场 ,江西 永丰　331500)
摘要 :在种源、林分和个体选择的基础上 ,选育出一批杉木无性系 ,通过 13 a的测定表明 ,各无性系间胸径、树高、单
株材积、无性系木材基本密度和纤维长度差异极显著 ,且具有较大的广义遗传力。根据杉木无性系培育目标 ,选择
出一批生长、材性兼优的杉木无性系以供生产上应用。12年生入选杉木无性系平均胸径、树高和单株材积、木材基
本密度和纤维长分别为 16. 8 cm、11. 0 m、0. 133 1 m3、0. 319 3 g·cm - 3和 331 7μm,遗传增益分别为 27. 99%、
8109%、94. 29%、6. 72%和 4. 53%。
关键词 :杉木 ;无性系选育 ;生长性状 ;木材基本密度 ;木材纤维长
中图分类号 : S791127 文献标识码 : A
收稿日期 : 2005204218
基金项目 : 国家十五攻关项目 (2004BA5150101)和江西省林业厅 (910101)项目部份研究内容
作者简介 : 曾志光 (1944—) ,男 ,浙江龙泉人 ,研究员 ,主要从事林木遗传改良研究 1
C lone Selection of Ch inese F ir w ith Fa st2growth and
Super ior T im ber Property
ZENG Zhi2guang1 , X IAO Fu2m ing1 , SHEN Cai2zhou2 , SHAO J in2feng2 , X IE Shuang2lan2 , YE J in2shan1 , N IE Yu3
(1. J iangxi Acamedy of Forestry, Nanchang　330032, J iangxi, China; 2. Foreign Fund Project Office of J iangxi Forestry Department,
Nanchang　330046, J iangxi , China; 3. Yongfeng Guangshan Forest Farm of J iangxi , Yongfeng　331500, J iangxi , China)
Abstract:Based on 13 years’studies, this paper selected some clone of Chinese fir with fast growth and superior
timber p roperties through excellent p rovenances, population and individual trees. According to investigation data,
there were singnifficant differences among those clones in DBH, height, individual volume, wood basal density and
fibre length and with high broad heritability. The average of the DBH, height, individual volume, wood basal densi2
ty and fibre length of those selected clones of Chinese fir were 16. 8 cm, 11. 0 m, 0. 133 1 m3 , 0. 319 3 g·cm - 3
and 331 7μm respectively in 12 years old. The genetic gains on DBH, height, individual volume, wood basal den2
sity and fibre length were 27. 99% , 8. 09% , 94. 29% , 6. 72% and 4. 53% respectively comparing with the contrast.
Key words: Chinese fir; clone selection and breeding; growth characteristics; wood basal density ; fibre length
杉 木 ( Cunningham ia lanceola ta ( Lamb. )
Hook. )是我国特有的用材造林树种 ,有一千多年无
性繁殖造林的历史 ,由于生长快、产量高、材性好、用
途广 ,在我国有大面积的栽植应用 ,约占全国人工造
林面积的 1 /10。目前 ,对杉木无性繁殖技术等有较
全面、系统的研究 [ 1～8 ] ,但对无性系材料来源的研究
报道不多 ,尤其是从生长和木材材性上对杉木无性
系进行选择研究较少 [ 9, 10 ]。本研究在杉木种源、林
分和个体选择的基础上对其遗传材料进行研究 ,同
时结合杉木无性系木材材性测定 ,以期选择出生长
快、材质优的杉木无性系供生产上推广应用。
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 19卷
1　试验地点
育苗点设在江西省永丰县官山林场 ,地处 115°
20′E, 27°10′N,属典型的亚热带湿润气候 ,是杉木
主要产区。造林点设在永丰县官山林场东茅坑分
场 ,造林地前茬为针阔混交的低效残次林 ,立地指数
为 14或 16。
2　材料与方法
2. 1　杉木无性系来源
1990年 6月在永丰县官山林场瑶岭分场 9年生
的广西融水杉木种源推广林林分中 ,采用 5株优势
木对比法选优 ,共选优树 132株 , 1991年 3月在永丰
县官山林场九峰分场 5年生的广西融水杉木种源推
广造林的林分中 ,采用 8株对比木法选优 ,共选优树
128株。优树中选后采用选优挖蔸移栽技术 [ 11 ] ,当
即进行砍优挖蔸移栽至苗圃地集中培育萌条 ,并对
苗期采用大选大淘原则进行苗期选择后 ,分别于次
年进行造林测定。第一、二、三组测定林用于造林的
无性系数目分别为 24、30和 36个 ,其中 ,第一、二组
测定林苗为 1年生无性系苗 ,第三组测定林苗为半
年生无性系苗。
2. 2　试验设计
采用随机区组设计 , 5次重复 , 3～5株小区 ,顺
山纵向排列 ,重复间设保护行 2～3行 ,初植株行距
为 2 m ×2 m。用于试验对照的苗木均为 1年生广
西融水杉木种源种子在永丰县官山林场播种育苗的
I级苗。对照和各无性系都抽签 ,按随机区组方式排
列 ,测定林抚育管理措施与杉木速生丰产林的抚育
管理措施相同。
2. 3　生长性状测定
采用常规生长测定方法 , 3块无性系测定林共
进行了 6次每木生长量调查 ,即 1995年、1996年、
1998年、1999 年、2000 年、2002 年底进行生长量
调查。
单株材积计算公式为 : V = 0. 000 058 777 042
D1. 969 983 1 H0. 896 461 59
2. 4　木材材性测定
2003年 3月在 3块测定林中 ,每块选 3个重复 ,
采用非破坏性方法钻取胸高处木芯试样 ,试验共钻
取 391株木芯试样 (第一、二、三组测定林分别钻取
125、155、111株 ) 进行室内测试、分析。测试指标主
要有木材基本密度、晚材率、纤维长度等。用饱和含
水量法测定木材基本密度 ;用乔菲氏离析法首先将
木材离析 ,制片 ,然后借助投影显微镜放大 400倍测
定纤维长度 ;借助放大镜测定木芯中除髓心外 ,每个
年轮的早材和晚材的宽度 ,由此计算出晚材的比例
即晚材率 [ 12, 13 ]。
2. 5　数据统计分析
(1)方差分析模型为 gij = u +αi +βi + eij
式中 , u为平均值 ,αi 为无性系效应 ,βi 为重复
效应 , eij为随机误差。
(2)各性状遗传力 , 各性状广义遗传力 : h2 =
σg2 / (σg2 +σe2 )
式中 ,σg2 为遗传方差 ;σe2 为环境方差。
(3)各性状遗传增益 :ΔG = (S ×h2 /X ) ×100%
现实增益 :ΔG = S /X ×100%
式中 , S为选择差 ,即新选无性系平均值与对照
平均值的离差 , X为对照平均值 , h2 为遗传力
(4)各性状间表型相关和遗传相关系数采用下
列公式计算 :
rg = COVg ( x, y) / σg x2σg y2 ;
rp = COVp ( x , y) / σp x2σp y2
式中 , rg、rp 分别表示遗传相关系数和表型相关
系数 ;σg x、σg y分别表示性状 x和 y的遗传标准差 ;
σp x、σp y 分别表示性状 x 和 y 的表型标准差 ;
COVg ( x, y)和 COVp ( x, y)分别表示性状 x和 y的遗传协
方差和表型协方差。
3　结果与分析
3. 1　无性系的生长差异
树高生长量是林木幼龄生长量的重要指标 ,胸
径是影响立木材积的重要指标。由表 1可知 , 3组
测定林各无性系树高、胸径及单株材积生长量均在
造林初期就达到极显著的差异 ,这为杉木无性系选
择提供了基础。
第一组测定林 12年生树高生长量最大的无性
系是 77号 ,平均高为 11. 8 m,是最小无性系 22号的
1. 33倍 ;第二组测定林 11年生树高生长量最大无
性系是 225号 ,平均高为 10. 9 m,是最小无性系 245
号的 1. 28倍 ;第三组测定林 11年生树高生长量最
大的无性系是 3222号 ,平均高为 10. 1 m,是最小无
性系 322号的 1. 47倍。从无性系与对照来看 ,第一
组测定林 24个无性系中有 20个无性系树高生长量
大于对照 ,占 83% ,最大无性系树高生长量是对照
的 1. 22倍 ;第二组测定林 30个无性系树高生长量
265
第 5期 曾志光等 :江西省优质速生杉木无性系选育研究
均大于对照 ,最大无性系树高生长量是对照的 1135
倍 ;第三组测定林 36个无性系树高生长量有 35个
大于对照 ,占 97. 2% ,最大无性系树高生长量是对
照的 1. 23倍。
表 1　杉木无性系生长性状方差分析
测定林 测定项目
F值
A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12
广义
遗传力
树高 2. 223 83 3 2. 988 03 3 2. 929 93 3 2. 683 83 3 3. 156 53 3 4. 009 03 3 0. 750 6
第一组 胸径 1. 795 93 3. 458 93 3 3. 999 03 3 4. 244 63 3 4. 707 43 3 4. 942 03 3 0. 714 9
单株材积 1. 890 93 4. 218 63 3 2. 481 33 3 3. 913 83 3 4. 275 33 3 5. 215 23 3 0. 808 4
树高 2. 232 93 3 1. 927 23 2. 650 03 3 2. 008 33 3 1. 928 93 2. 008 53 3 0. 502 1
第二组 胸径 3. 038 23 3 3. 188 23 3 1. 936 73 3 1. 842 33 2. 049 83 3 2. 325 23 3 0. 569 9
单株材积 2. 286 33 3 3. 244 63 3 1. 875 93 1. 833 23 1. 922 93 2. 168 83 3 0. 538 9
树高 1. 752 63 1. 151 7 1. 645 33 1. 534 7 2. 111 93 3 0. 526 5
第三组 胸径 1. 351 1 1. 417 1 2. 169 33 3 2. 310 83 3 2. 221 93 3 0. 549 9
单株材积 1. 286 3 1. 170 1 1. 704 63 1. 802 63 1. 895 83 3 0. 494 3
　　注 : A4 表示 4年生林分 ,以此类推。
第一组测定林 12年生胸径生长量最大的无性系
是 31号 ,平均值为 18. 3 cm,是最小无性系 22号的
1160倍 ;第二组测定林 11年生胸径生长量最大的无
性系是 309号 ,平均达 16. 8 cm,是最小无性系 245号
的 1. 49倍 ;第三组 11年生测定林胸径生长量最大的
无性系是 4223号 ,平均达 15. 6 cm,是最小无性系 322
号的 1. 38倍。从无性系胸径与对照来看 ,第一组测
定林 24个无性系中有 23个无性系胸径生长量大于
对照 ,占 95. 8% ,最大无性系胸径生长量是对照的
1159倍 ;第二组测定林 30个无性系胸径生长量均大
于对照 ,最大无性系胸径生长量是对照的 1. 55倍 ;第
三组测定林 36个无性系胸径生长量也均大于对照 ,
最大无性系胸径生长量是对照的 1. 38倍。
第一组测定林 12年生单株材积最大的无性系
是 31号 ,平均为 0. 160 2 m3 ,是最小无性系 22号的
3. 13 倍 ,有 23 个无性系单株材积大于对照 ,占
9518% ,最大单株材积是对照的 2. 83倍 ;第二组测
定林 11年生单株材积最大的无性系是 225号 ,平均
达 01136 5 m3 ,是最小无性系 245号的 2. 88倍 , 30
个无性系单株材积均大于对照 ,最大无性系单株材
积是对照的 3. 21倍 ;第三组测定林 11年生单株材
积最大的无性系是 4223号 ,平均达 0. 101 1 m3 ,是最
小无性系 322号的 2. 59倍 , 36个无性系中有 35个
无性系单株材积大于对照 ,占 97. 2% ,最大单株材
积是对照的 2. 53倍。
3. 2　无性系木材材性差异
木材基本密度是确定木材用途的最有效指标 ,
它与木材机械强度紧密相关 ;木材晚材率是影响木
材均匀性的一项重要指标 ;在针叶树木材结构上 ,虽
然管胞长度对木材终产品的影响效应不及木材基本
密度 ,但它对木材干缩性和纸浆质量却有重要影响。
因此 ,主要对杉木无性系木材基本密度、晚材率和纤
维长度进行分析 ,结果表明 (表 2) , 3组测定林各无
性系间晚材率差异不显著 ,基本密度和纤维长度差
异极显著。
另外 ,从表 2可知 ,第一、二、三组无性系测定林
间基本密度的方差分量分别为 57. 15%、58. 25%和
51. 13% ,其广义遗传力分别为 0. 644 5、0. 642 5和
01526 2,纤维长的方差分量分别为 55. 96%、65125%
和 62. 63% ,其广义遗传力分别为 0. 609 0、01744 7和
01711 3,说明通过杉木无性系选择来改良木材基本密
度和纤维长 ,将会获得较大的遗传增益。
表 2　杉木无性系木材材性性状方差分析
测定林 差异源 项目 SS D F M S F 方差分量 /% 遗传力
第一组 无性系间 基本密度 0. 050 6 23 0. 002 2 2. 813 03 3 57. 15 0. 644 5
纤维长度 122. 892 9 23 5. 343 2 2. 557 33 3 55. 96 0. 609 0
晚材率 0. 113 9 23 0. 004 7 1. 273 2
第二组 无性系间 基本密度 0. 034 9 29 0. 001 2 2. 797 33 3 58. 25 0. 642 5
纤维长度 164. 928 4 29 5. 687 2 3. 916 83 3 65. 25 0. 744 7
晚材率 0. 121 7 29 0. 004 2 1. 323 2
第三组 无性系间 基本密度 0. 046 6 35 0. 001 3 2. 110 43 3 51. 13 0. 526 2
纤维长度 103. 123 0 35 2. 946 4 3. 464 33 3 62. 63 0. 711 3
晚材率 0. 060 6 35 0. 001 7 0. 727 7
365
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 19卷
3. 3　杉木无性系性状间的相关关系
各性状间的相关关系 ,对于林木遗传改良的方
案制定和改良方法有较大的关系。3组测定林杉木
无性系木材基本密度、纤维长度与胸径、树高、材积
的表型和遗传相关系数均无显著相关。这与叶志
宏、施季森等人 [ 14 ]的研究结果相似 ,说明木材基本
密度、纤维长度与生长性状之间具有相对独立的遗
传性 ,这使杉木无性系生长量与材性相结合的综合
改良成为可能。
由杉木无性系几个主要经济性状间的相关关系
(见表 3)可知 ,树高、胸径与单株材积间有较高的相
关关系 , 3组测定林均达到极显著 ,尤其是胸径与单
株材积之间的相关关系在 0. 848 8以上。因此 ,在
林龄较大时 ,可直接根据胸径进行选择 ,其材积会得
到相应的改良 ,从而减少测量树高的工作量。
表 3　杉木无性系各性状之间相关系数
测定林 测定因子 胸径 树高 材积 基本密度 纤维长
第一组 胸径 1 0. 815 53 3 0. 803 93 3 - 0. 487 7 0. 580 7
树高 0. 841 33 3 1 0. 789 4 - 0. 667 3 0. 026 8
材积 0. 989 53 3 0. 886 03 3 1 - 0. 095 2 0. 146 4
基本密度 0. 185 3 - 0. 020 6 0. 159 0 1 - 0. 114 7
纤维长 0. 402 9 0. 304 7 0. 400 0 - 0. 089 4 1
第二组 胸径 1 0. 989 4 0. 990 93 3 - 0. 108 5 0. 208 2
树高 0. 867 03 3 1 0. 954 73 3 0. 036 7 - 0. 571 4
材积 0. 988 63 3 0. 906 03 3 1 - 0. 098 9 0. 099 7
基本密度 0. 134 5 0. 092 9 0. 051 0 1 0. 799 13 3
纤维长 0. 139 7 0. 047 1 0. 152 0 - 0. 317 3 1
第三组 胸径 1 0. 990 6 0. 989 83 3 0. 044 9 0. 158 8
树高 0. 788 53 3 1 0. 981 43 3 - 0. 058 6 0. 049 9
材积 0. 988 33 3 0. 860 13 3 1 - 0. 054 1 0. 066 7
基本密度 0. 020 6 0. 215 5 0. 050 0 1 0. 991 33 3
纤维长 0. 415 5 0. 500 7 0. 425 0 0. 180 4 1
　　注 :对角线以上为遗传相关系数 ,以下为表型相关系数。
3. 4　杉木无性系的综合选择
木材生长和材性改良选择研究方法逐渐被受重
视 ,通常人们采用表型遗传距离聚类分析或者用主
成分分析 ,但这两种方法对无性系的评价 ,还未能完
全达到量化评价 ,因此 ,本文采用综合评分法对杉木
无性系选择进行探讨。
3. 4. 1　赋分项的确定与赋分 [ 15, 16 ] 　多目标育种既
要求速生 ,又要有较好的木材材性。因此 ,把林木生
长量 (树高、胸径、材积 ) ,木材基本密度和木材纤维
长度等因素作为选择优良无性系的依据。对所测定
的无性系的生长性状、木材密度、纤维长度的位次分
别从大到小排列 ,第一组测定林所测项第一名赋 25
分 ,第二名赋 24分 ,依次类推 (如表 4)。第二、三组
测定林所测项第一名分别赋 31分和 37分 ,第二名
分别赋 30分和 36分 ,依次类推。
表 4　综合评分入选的无性系得分
测定林 无性系号
胸径 /
cm
得分
树高 /
m
得分
材积 /
(m3 ·株 - 1 )
得分
基本密度 /
( g·cm - 3 )
得分
纤维长 /
μm
得分 得分合计
第一组 31 18. 3 25 11. 4 24 0. 160 2 25 0. 347 3 25 337 4 24 123
57 16. 6 24 10. 9 22 0. 129 8 24 0. 300 1 15 328 1 20 105
27 15. 4 20 10. 7 19 0. 109 2 20 0. 310 4 18 329 5 21 98
第二组 242 15. 5 28 10. 5 27 0. 106 6 29 0. 299 1 27 327 8 23 134
291 15. 0 24 10. 7 29 0. 101 7 25 0. 295 9 22 333 7 27 127
311 15. 1 25 10. 2 21 0. 098 4 24 0. 297 9 26 324 0 21 117
第三组 4213 14. 7 35 9. 7 34 0. 091 0 35 0. 292 9 23 321 3 20 147
429 14. 7 32 9. 9 36 0. 090 9 34 0. 292 2 21 321 4 21 144
465
第 5期 曾志光等 :江西省优质速生杉木无性系选育研究
3. 4. 2　五项指标综合评分结果 　根据综合评分法
选育出生长、材性兼优的杉木无性系为 (表 5) : 31、
57、27、242、291、311、4213、429号 8个无性系。入选
3个 12年生杉木无性系平均胸径、树高、单株材积、
木材基本密度和纤维长分别为 16. 8 cm、11. 0 m、
01133 1 m3、0. 319 3 g·cm - 3和 331 7μm,与对照相 比的遗传增益分别为 27. 99%、8. 09%、94. 29%、6172%和 4. 53% ;入选 5个 11年生杉木无性系平均胸径、树高、单株材积、木材基本密度和纤维长分别为 15 cm、10. 2 m、0. 097 7 m3、0. 295 6 g·cm - 3和325 6μm, 与对照相比的遗传增益分别为 12. 58%、6139%、36. 32%、2. 93%和 3. 51%。
表 5　杉木无性系测定林入选无性系的平均值及遗传增益
测定林 无性系号
平均值
树高 /
m
胸径 /
cm
材积 /
(m3 ·株 - 1 )
基本密度 /
( g·cm - 3 )
纤维长度 /
μm
与对照相比遗传增益 /%
树高 胸径 材积 基本密度 纤维长度
31 11. 4 18. 3 0. 160 2 0. 347 3 337 4 10. 07 33. 71 119. 79 12. 97 5. 66
57 10. 9 16. 6 0. 129 8 0. 300 1 328 1 7. 49 25. 45 84. 67 2. 45 3. 82
第一组 27 10. 7 15. 4 0. 109 2 0. 310 4 329 5 6. 71 24. 79 78. 42 4. 75 4. 10
平均 11. 0 16. 8 0. 133 0 0. 319 3 331 7 8. 09 27. 99 94. 29 6. 72 4. 53
对照 9. 65 11. 5 0. 056 5 0. 289 1 308 7
242 10. 5 15. 5 0. 110 3 0. 299 1 327 8 7. 47 14. 02 46. 28 3. 99 4. 61
311 10. 2 15. 1 0. 100 0 0. 297 9 324 0 6. 54 12. 77 39. 27 3. 72 3. 69
第二组 291 10. 7 15. 0 0. 102 9 0. 295 9 333 7 8. 09 12. 54 41. 26 3. 26 6. 03
平均 10. 5 15. 2 0. 104 4 0. 297 6 328 5 7. 37 13. 11 42. 27 3. 66 4. 77
对照 8. 1 10. 8 0. 042 5 0. 281 6 308 7
4213 9. 7 14. 7 0. 092 7 0. 292 0 321 3 5. 07 12. 17 30. 85 2. 67 1. 42
429 9. 9 14. 7 0. 091 1 0. 287 0 328 6 5. 75 11. 95 29. 90 1. 72 3. 07
第三组 平均 9. 8 14. 7 0. 091 9 0. 289 5 325 0 5. 41 12. 06 30. 37 2. 19 2. 25
对照 8. 2 10. 5 0. 040 0 0. 277 9 315 0
4　结论与讨论
(1)杉木无性系 3组测定林各组无性系间树高、
胸径及单株材积生长量均达到极显著的差异 ,三组
测定林有 95. 8%以上的无性系个数单株材积大于
对照。说明从杉木种源、林分和单株选择的基础上
同时进行无性系选择可以很大程度改良生长量。
(2)杉木无性系生长性状与木材材性之间具有
相对独立的遗传性。树高、胸径与单株材积间有极
显著的相关关系 ,因此 ,在林龄较大时 ,可直接根据
胸径进行选择 ,其材积会得到相应的改良 ,从而减少
测量树高的工作量。
(3)根据综合评分法初步选育出生长、材性兼
优的杉木无性系 8个 ,分别为 : 31、57、27、242、291、
311、4213、429号。入选 3个 12年生杉木无性系平
均胸径、树高、单株材积、木材基本密度和纤维长分
别为 16. 8 cm、11. 0 m、0. 133 1 m3、0. 319 3 g·cm - 3
和 331 7 μm , 与对照相比的遗传增益分别为
27199%、8. 09%、94. 29%、6. 72%和 4. 53% ;入选 5
个 11年生杉木无性系平均胸径、树高、单株材积、木
材基本密度和纤维长分别为 15 cm、10. 2 m、0. 097 7
m
3、0. 295 6 g·cm - 3和 325 6μm, 与对照相比的遗
传增益分别为 12. 58%、6. 39%、36. 32%、2. 93%和
3. 51%。
(4)对初步筛选出的无性系 ,今后还需进一步
进行观测和试验。同时杉木无性系的选育最好进行
多地点试验 ,以便找出适于不同立地生长的优质无
性系 ,因此 ,下一步拟对这些无性系进行区域性试
验 ,以更好地推广应用。
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