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香椿优树半同胞家系在秦巴山区生长变异与早期选择

代锐 焦怀明 何志翔 杨勇智 郑海宏 彭建 肖兴翠

代锐, 焦怀明, 何志翔, 等. 香椿优树半同胞家系在秦巴山区生长变异与早期选择[J]. 四川林业科技, 2021, 42(3): 74−83 doi: 10.12172/202103310001
引用本文: 代锐, 焦怀明, 何志翔, 等. 香椿优树半同胞家系在秦巴山区生长变异与早期选择[J]. 四川林业科技, 2021, 42(3): 74−83 doi: 10.12172/202103310001
Dai R, Jiao H M, He Z X, et al. Growth variation and early selection of superior tree half-sib families of Toona sinensis in Qinba Mountain areas[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2021, 42(3): 74−83 doi: 10.12172/202103310001
Citation: Dai R, Jiao H M, He Z X, et al. Growth variation and early selection of superior tree half-sib families of Toona sinensis in Qinba Mountain areas[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2021, 42(3): 74−83 doi: 10.12172/202103310001

香椿优树半同胞家系在秦巴山区生长变异与早期选择


doi: 10.12172/202103310001
详细信息
    作者简介:

    代锐(1967—),女,工程师,中专,1102386152@qq.com

    通讯作者: 525372665@qq.com
  • 基金项目:  四川省科技计划项目(2021YFYZ0032)子专题“香椿、红椿突破性新品种选育与配套技术研究”;四川省科技计划项目(2016NYZ0035-3);世行贷款长江上游森林生态系统恢复项目科技成果推广或科研课题研究项目“珍贵用材树种良种繁育与造林关键技术研究与示范”及“四川珍稀树种种质资源收集及良种选育研究”。

Growth Variation and Early Selection of Superior Tree Half-sib Families of Toona sinensis in Qinba Mountain Areas

More Information
    Corresponding author: 525372665@qq.com
  • 摘要: 为了选育出适宜秦巴山区的香椿优良家系,为秦巴山区速生珍贵用材树种造林提供良种。对来自4个省10个地区的香椿优树半同胞家系,采用随机区组设计,在秦巴山区的旺苍县进行了造林对比。通过对不同家系3年生胸径、树高和单株材积进行分析比较,开展了优良家系早期选择。造林3年的结果表明,34个香椿半同胞家系3年生平均胸径、树高、单株材积分别为4.81 cm、4.30 m和0.0050 m3,变异系数分别为22.43%、21.36%和55.78%,不同家系间均有极显著差异。初步选择出蓬溪22号、蓬溪25号和洪雅9号3个早期优良家系,入选率8.82%,胸径、树高、单株材积平均值分别为6.10 cm、5.23 m和0.0087 m3,选择差分别为1.29 cm、0.93 m和0.0037 m3,遗传增益分别为22.19%、18.30%、58.28%。选择出的3个优良家系,年均胸径生长量2.03 cm,年均树高生长量1.74 m,入选率低,选择差大,生长优势显著,遗传增益大,经过进一步的观测,极有可能成为秦巴山区的良种。
  • 表  1  香椿不同家系所在地理位置及气候条件

    Tab.  1  Geographical location and climatic conditions of different Toona sinensis families

    序号家系家系来源纬度经度海拔/m年均气温/℃年均降雨量/mm无霜期/d
    1朝天8号四川
    广元
    3210663413.5980221
    2朝天12号32106132813.5980221
    3朝天15号3210681413.5980221
    4朝天18号3210561713.5980221
    5万源3号四川
    达州
    3210881014.71194.6128.3
    6万源5号3210882214.71194.6128.3
    7万源6号3210762414.71194.6128.3
    8万源10号32107136414.71194.6128.3
    9蓬溪5号四川
    遂宁
    3010545416.8929.5291.5
    10蓬溪9号3010542316.8929.5291.5
    11蓬溪22号3010546916.8929.5291.5
    12蓬溪25号3010533316.8929.5291.5
    13筠连54号四川
    宜宾
    2810455917.61458.7347
    14筠连56号2810439417.61458.7347
    15筠连57号2810443217.61458.7347
    16筠连58号2810443117.61458.7347
    17洪雅1号四川
    乐山
    2910351016.61435.5307
    18洪雅7号2910349316.61435.5307
    19洪雅9号2910351016.61435.5307
    20洪雅10号2910349616.61435.5307
    21沐川7号2810343117.31332300
    22沐川8号2810355817.31332300
    23马边6号2810349017.1976314
    24马边8号2810355717.1976314
    25马边9号2810356017.1976314
    26马边10号2810359117.1976314
    27陕西2号陕西
    安康
    32109550161050253
    28陕西3号32109550161050253
    29陕西4号32109641161050253
    30陕西10号32109641161050253
    31灌阳2号广西
    桂林
    2511116618.01582.6365
    32灌阳3号2511116618.01582.6365
    33霞浦6号福建
    宁德
    2511113117.51450299
    34霞浦7号2511113117.51450299
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    表  2  香椿家系生长与环境因子相关性分析

    Tab.  2  Correlation analysis between growth and environmental factors of Toona sinensis families

    指标胸径树高单株材积纬度经度海拔年均气温降雨量无霜期
    胸径1.000.920**0.982**−0.557**−0.470**−0.545**0.610**0.300.630**
    树高0.920**1.000.945**−0.501**−0.31−0.497**0.512**0.320.522**
    单株材积0.982**0.945**1.000−0.408*−0.522**0.555**0.270.579**
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    表  3  香椿不同家系3年生长量方差分析

    Tab.  3  Variance analysis of 3-year growth data of different Toona sinensis families

    生长指标平方和df均方F显著性遗传力
    胸径家系间102.962333.1205.8780.0000.830
    家系内54.1441020.531
    总数157.105135
    树高家系间77.758332.3566.6610.0000.850
    家系内36.0811020.354
    总数113.838135
    单株材积家系间0.001330.0004.4810.0000.777
    家系内0.0001020.000
    总数0.001135
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    表  4  香椿不同家系胸径生长变异

    Tab.  4  Variation of DBH growth of different Toona sinensis families

    序号家系胸径/cm变异系数/%变异区间/cm遗传增益/%
    1蓬溪22号6.35±0.51 a8.025.70~6.9426.47
    2洪雅9号6.06±0.53 ab8.695.40~6.6821.51
    3蓬溪25号5.89±1.61 abc27.414.90~8.3018.59
    4沐川7号5.89±0.24 abc4.095.64~6.2018.67
    5筠连57号5.69±0.61 abcd10.755.10~6.4815.09
    6蓬溪9号5.65±0.41 abcde7.255.10~6.0814.53
    7筠连56号5.63±0.71 abcde12.594.68~6.3814.09
    8沐川8号5.52±0.52 abcdef9.424.83~5.9412.20
    9洪雅1号5.42±0.88 abcdef16.274.10~5.9810.43
    10霞浦7号5.39±0.73 abcdef13.524.38~6.089.95
    11灌阳2号5.39±0.59 abcdef10.864.95~6.259.95
    12洪雅10号5.33±0.40 abcdefg7.474.87~5.808.88
    13蓬溪5号5.29±0.61 abcdefg11.574.58~6.058.23
    14筠连58号5.22±0.60 abcdefg11.474.48~5.947.07
    15洪雅7号5.21±0.76 abcdefg14.604.07~5.636.89
    16筠连54号5.15±1.40 abcdefg27.143.60~6.405.77
    17马边9号5.08±1.02 bcdefg20.174.42~6.584.61
    18朝天8号5.02±0.96 bcdefg19.104.28~6.373.57
    19霞浦6号4.85±0.58 bcdefgh12.074.18~5.580.64
    20马边6号4.83±0.95 bcdefgh19.753.47~5.680.38
    21马边8号4.78±0.37 cdefghi7.804.46~5.30−0.57
    22马边10号4.58±0.74 defghij16.183.52~5.13−3.93
    23万源5号4.41±0.88 efghij20.063.17~5.18−6.99
    24陕西2号4.41±0.31 efghij6.964.05~4.80−6.91
    25灌阳3号4.30±0.16 fghij3.784.15~4.45−8.89
    26朝天18号4.11±0.70 ghijk17.143.20~4.87−12.04
    27朝天12号3.71±1.13 hijk30.482.45~5.20−18.94
    28万源10号3.70±0.27 hijk7.323.43~4.07−19.16
    29陕西10号3.61±0.84 ijk23.272.43~4.33−20.75
    30万源6号3.61±0.19 hijk5.393.43~3.88−20.71
    31万源3号3.57±0.46 ijk12.922.93~4.00−21.40
    32朝天15号3.45±0.61 jk17.592.63~4.08−23.56
    33陕西4号3.45±0.50 jk14.572.70~3.75−23.43
    34陕西3号3.06±0.48 k15.702.60~3.72−30.24
    均值4.81±1.0822.432.43~8.30
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    表  5  香椿不同家系树高生长变异

    Tab.  5  Variation of tree height growth of different Toona sinensis families

    序号家系树高/m变异系数/%变异区间/m遗传增益/%
    1洪雅9号5.33±0.36 a6.705.05~5.8220.26
    2蓬溪22号5.24±0.59 ab11.334.64~5.9218.58
    3筠连56号5.22±0.36 ab6.974.68~5.4718.13
    4霞浦7号5.12±0.67 ab12.994.26~5.8816.25
    5灌阳2号5.11±0.93 ab18.294.20~6.4016.06
    6蓬溪25号5.11±0.82 ab16.104.25~6.2016.06
    7沐川8号5.03±0.63 abc12.554.30~5.6214.33
    8沐川7号4.95±0.34 abc6.874.70~5.4212.85
    9蓬溪5号4.94±0.38 abc7.734.65~5.5012.60
    10筠连57号4.91±0.50 abc10.154.33~5.5012.05
    11洪雅10号4.84±0.35 abcd7.294.40~5.2510.57
    12蓬溪9号4.82±0.55 abcd11.334.14~5.3810.33
    13洪雅1号4.77±0.78 abcd16.303.65~5.429.34
    14万源5号4.69±0.77 abcd16.363.67~5.527.61
    15朝天8号4.66±0.63 abcd13.484.07~5.537.11
    16洪雅7号4.57±0.61 abcde13.403.70~5.045.24
    17筠连54号4.43±0.96 abcde21.573.37~5.282.62
    18马边6号4.42±0.51 abcde11.433.70~4.802.32
    19霞浦6号4.40±0.42 abcde9.603.90~4.881.93
    20马边9号4.32±0.61 abcde14.053.86~5.200.44
    21陕西2号4.23±0.26 bcdef6.153.88~4.50−1.34
    22朝天18号4.09±0.75 cdefg18.443.57~5.17−4.25
    23筠连58号4.05±0.42 cdefgh10.403.54~4.56−4.99
    24马边10号3.85±0.75 defghi19.483.14~4.63−8.90
    25马边8号3.84±0.65 defghi16.893.13~4.70−9.04
    26灌阳3号3.84±0.16 defghi4.273.60~3.98−9.19
    27万源3号3.63±0.43 efghi11.773.03~3.97−13.19
    28万源10号3.58±0.30 efghi8.443.15~3.85−14.23
    29陕西10号3.33±0.90 fghij27.112.07~4.14−19.27
    30朝天12号3.27±0.78 fghij23.942.13~3.83−20.31
    31陕西4号3.13±0.50 ghij15.902.40~3.46−23.08
    32朝天15号3.09±0.46 hij15.062.43~3.43−24.01
    33陕西3号2.99±0.48 ij16.022.36~3.52−25.84
    34万源6号2.43±0.44 j18.301.80~2.78−37.01
    均值4.30±0.9221.361.80~6.40
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    表  6  香椿不同家系单株材积生长变异

    Tab.  6  Variation of individual volume growth of different Toona sinensis families

    序号家系单株材积/m3变异系数/%变异区间/m3遗传增益/%
    1蓬溪22号0.0093±0.0022 a23.970.0070~0.012067.29
    2蓬溪25号0.0085±0.0063 ab73.770.0045~0.017955.93
    3洪雅9号0.0083±0.0021 abc24.990.0060~0.011051.62
    4沐川7号0.0075±0.0010 abcd13.330.0070~0.009039.86
    5筠连56号0.0073±0.0017 abcde23.560.0050~0.009035.94
    6灌阳2号0.0070±0.0027 abcde38.690.0050~0.011032.03
    7筠连57号0.0070±0.0022 abcde30.860.0050~0.010032.03
    8沐川8号0.0068±0.0022 abcdef32.850.0040~0.009028.11
    9蓬溪9号0.0068±0.0017 abcdef25.300.0050~0.009028.11
    10霞浦7号0.0065±0.0021 abcdef32.030.0040~0.009024.19
    11洪雅1号0.0063±0.0022 abcdef35.480.0030~0.008020.27
    12蓬溪5号0.0063±0.0017 abcdef27.330.0040~0.008020.27
    13洪雅10号0.0060±0.0014 abcdef23.570.0050~0.008016.35
    14筠连54号0.0058±0.0038 abcdefg65.650.0020~0.009012.43
    15朝天8号0.0058±0.0029 abcdefg49.950.0040~0.010012.43
    16洪雅7号0.0058±0.0019 abcdefg32.920.0030~0.007012.43
    17马边9号0.0053±0.0032 bcdefgh60.980.0030~0.01004.60
    18马边6号0.0050±0.0022 bcdefghi43.200.0020~0.00700.68
    19筠连58号0.0050±0.0016 bcdefghi32.660.0030~0.00700.68
    20霞浦6号0.0048±0.0017 cdefghij35.950.0030~0.0070−3.24
    21万源5号0.0043±0.0017 defghij40.180.0020~0.0060−11.07
    22马边8号0.0040±0.0014 defghij35.360.0030~0.0060−14.99
    23陕西2号0.0040±0.0008 defghij20.410.0030~0.0050−14.99
    24马边10号0.0038±0.0015 efghij40.000.0020~0.0050−18.91
    25朝天18号0.0033±0.0013 fghij38.720.0020~0.0050−26.75
    26灌阳3号0.0033±0.0005 fghij15.380.0030~0.0040−26.75
    27万源3号0.0023±0.0010 ghij42.550.0010~0.0030−42.42
    28陕西10号0.0023±0.0010 ghij42.550.0010~0.0030−42.42
    29朝天12号0.0023±0.0013 ghij55.920.0010~0.0040−42.42
    30万源10号0.0023±0.0005 ghij22.220.0020~0.0030−42.42
    31朝天15号0.0020±0.0008 hij40.820.0010~0.0030−46.34
    32陕西4号0.0018±0.0005 hij28.570.0010~0.0020−50.26
    33万源6号0.0015±0.0006 ij38.490.0010~0.0020−54.18
    34陕西3号0.0013±0.0005 j40.000.0010~0.0020−58.09
    均值0.0050±0.002857.280.0010~0.0179
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    表  7  香椿优良家系早期选择与遗传增益估算

    Tab.  7  Early selection and genetic gain estimation of Toona sinensis superior families

    群体
    序号
    家系
    等级
    入选家
    系数
    入选率/%胸径树高单株材积
    均值/cm选择差/cm遗传增益/%均值/m选择差/m遗传增益/%均值/m3选择差/m3遗传增益/%
    138.826.101.2922.195.230.9318.300.00870.003758.28
    2411.765.650.8414.455.050.7514.770.00720.002234.96
    31235.295.260.457.714.660.367.180.00600.001015.05
    41544.123.97−0.84−14.463.63−0.68−13.340.0029−0.0021−33.02
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    表  8  不同等级包含家系

    Tab.  8  Toona sinensis families that belonging to different grades

    等级家系
    蓬溪22、25号、洪雅9号
    沐川7号、筠连56、57号、灌阳2号
    沐川8号、蓬溪5、9号、霞浦7号、洪雅1、7、10号、朝天8号、筠连54、58号、马边6、9号
    霞浦6号、万源3、5、6、10号、陕西2、3、4、10号、马边8、10号、朝天12、15、18号、灌阳3号
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    出版历程
    • 收稿日期:  2021-03-31
    • 网络出版日期:  2021-05-06
    • 刊出日期:  2021-06-25

    香椿优树半同胞家系在秦巴山区生长变异与早期选择

    doi: 10.12172/202103310001
      作者简介:

      代锐(1967—),女,工程师,中专,1102386152@qq.com

      通讯作者: 525372665@qq.com
    基金项目:  四川省科技计划项目(2021YFYZ0032)子专题“香椿、红椿突破性新品种选育与配套技术研究”;四川省科技计划项目(2016NYZ0035-3);世行贷款长江上游森林生态系统恢复项目科技成果推广或科研课题研究项目“珍贵用材树种良种繁育与造林关键技术研究与示范”及“四川珍稀树种种质资源收集及良种选育研究”。

    摘要: 为了选育出适宜秦巴山区的香椿优良家系,为秦巴山区速生珍贵用材树种造林提供良种。对来自4个省10个地区的香椿优树半同胞家系,采用随机区组设计,在秦巴山区的旺苍县进行了造林对比。通过对不同家系3年生胸径、树高和单株材积进行分析比较,开展了优良家系早期选择。造林3年的结果表明,34个香椿半同胞家系3年生平均胸径、树高、单株材积分别为4.81 cm、4.30 m和0.0050 m3,变异系数分别为22.43%、21.36%和55.78%,不同家系间均有极显著差异。初步选择出蓬溪22号、蓬溪25号和洪雅9号3个早期优良家系,入选率8.82%,胸径、树高、单株材积平均值分别为6.10 cm、5.23 m和0.0087 m3,选择差分别为1.29 cm、0.93 m和0.0037 m3,遗传增益分别为22.19%、18.30%、58.28%。选择出的3个优良家系,年均胸径生长量2.03 cm,年均树高生长量1.74 m,入选率低,选择差大,生长优势显著,遗传增益大,经过进一步的观测,极有可能成为秦巴山区的良种。

    English Abstract

    • 香椿(Toona sinensis)是楝科香椿属落叶乔木,是我国特有的速生珍贵用材树种,生长迅速,树干通直,木材色泽红润、花纹美丽,且具有香味,有“中国桃花心木”之称[1]。由于香椿比桢楠、柏木等慢生珍贵树种速生,因此四川省从2000年开始,就把香椿作为优先发展的6个珍贵用材树种之一,在川中丘陵区、川南地区优先发展,并在退耕还林中大量使用,现在又将香椿作为世行造林、储备林建设的主要造林树种之一。经过近20年的发展,四川香椿人工林面积已有近百万亩。然而前期香椿造林因良种缺乏,种苗质量差,造林效果不好。尽快选育出适合四川各区域的香椿良种,成为香椿研究的重点之一。

      在香椿良种选育方面,国内外学者在优良家系早期选择方面开展了一些研究,刘正周等[2]在河南南阳对来自4个省9个种源的香椿家系10年生时进行了优良种源选择,宋志姣[3]在广西南宁对来自9个种源32个香椿家系3年生时开展了种源早期选择,张海燕[4]在福建邵武对来自 14 个省区 29 个香椿种源4年生时进行了早期生长评价,并对70 个香椿优树半同胞子代进行了早期优良家系选择[5],左继林等在江西瑞昌对来自11个不同种源的香椿造林1年时进行了早期种源选择[6, 7],高楠等[8]在福建永春和华安对来自12个种源的 70 个香椿优树子代造林2年时进行了早期优良家系选择,胡继文等在和河南对49个香椿无性系造林3年时进行了早期选择[9]

      四川省香椿良种选育相对起步较晚,主要是从“十三五”开始进行种质资源收集,对收集的省内外半同胞家系进行了分家系育苗,先后进行了苗期生长比较与优良家系选择[10,11],2017年开始先后在蓬溪、旺苍和合江建立了区域化试验林,旨在选育出适合不同区域的香椿良种,为香椿造林提供良种。本文以栽植在旺苍县的34个香椿半同胞家系为研究对象,对造林3年的生长和变异进行了分析,进行优良家系早期选择,以为后期的良种选育提供参考。

      • 试验地位于广元市旺苍县的国营苗圃 (106°5'E,32°4'N),海拔530 m~550 m。旺苍县属亚热带湿润季风气候。因特殊的地理地貌影响,四季分明,雨量充沛,光热资源丰富,无霜期较长,山地气候明显。全年平均气温16.1 ℃,全年无霜期260 d,年平均降雨量1 200 mm,年平均日照时数为1 355.3 h。苗圃地的土壤为黄壤土,pH值5.15,表层土有机质23.50 g·kg–1,水解氮170.2 mg·kg–1,有效磷10.34 mg·kg–1,速效钾146.9 mg·kg–1,土壤肥力中等。

      • 参试的34个香椿半同胞家系主要来源于四川朝天、万源、蓬溪、洪雅、筠连、沐川、马边、陕西、广西灌阳及福建霞浦10个种源,分别是四川省林科院和亚林所、福建省林科院在这些地方选择的香椿优树的半同胞家系,优树所在地理位置及生长环境基本情况见表1

        表 1  香椿不同家系所在地理位置及气候条件

        Table 1.  Geographical location and climatic conditions of different Toona sinensis families

        序号家系家系来源纬度经度海拔/m年均气温/℃年均降雨量/mm无霜期/d
        1朝天8号四川
        广元
        3210663413.5980221
        2朝天12号32106132813.5980221
        3朝天15号3210681413.5980221
        4朝天18号3210561713.5980221
        5万源3号四川
        达州
        3210881014.71194.6128.3
        6万源5号3210882214.71194.6128.3
        7万源6号3210762414.71194.6128.3
        8万源10号32107136414.71194.6128.3
        9蓬溪5号四川
        遂宁
        3010545416.8929.5291.5
        10蓬溪9号3010542316.8929.5291.5
        11蓬溪22号3010546916.8929.5291.5
        12蓬溪25号3010533316.8929.5291.5
        13筠连54号四川
        宜宾
        2810455917.61458.7347
        14筠连56号2810439417.61458.7347
        15筠连57号2810443217.61458.7347
        16筠连58号2810443117.61458.7347
        17洪雅1号四川
        乐山
        2910351016.61435.5307
        18洪雅7号2910349316.61435.5307
        19洪雅9号2910351016.61435.5307
        20洪雅10号2910349616.61435.5307
        21沐川7号2810343117.31332300
        22沐川8号2810355817.31332300
        23马边6号2810349017.1976314
        24马边8号2810355717.1976314
        25马边9号2810356017.1976314
        26马边10号2810359117.1976314
        27陕西2号陕西
        安康
        32109550161050253
        28陕西3号32109550161050253
        29陕西4号32109641161050253
        30陕西10号32109641161050253
        31灌阳2号广西
        桂林
        2511116618.01582.6365
        32灌阳3号2511116618.01582.6365
        33霞浦6号福建
        宁德
        2511113117.51450299
        34霞浦7号2511113117.51450299
      • 2016年3月,对34个香椿半同胞家系进行分家系育苗,培养1年生轻基质容器苗,平均苗高25 cm,地径3 mm。2017年3月进行造林,随机区组设计,株行距为2 m×3 m,5株小区,4次重复。造林前进行穴状整地,穴的规格为50 cm×50 cm×40 cm。造林1~3年每年5—9月进行除草2~3次。造林第2年追施有机无机复混肥250 g·株–1,造林第3年分两次追施高氮复合肥500 g·株–1

      • 2020年11月,测量胸径和树高。采用Excel 2010进行数据统计,采用SPSS 17.0进行方差分析及LSD多重检验。其中单株材积采用四川省和滇西北阔叶树二元立木材积表,V=5.2750716×10−5D1.9450324H0.9388533[12]

        遗传变异系数:C=S/X×100%,式中:S为标准差;X为某一性状的群体平均值;

        家系遗传力h2=(MSv-MSt)/MSv×100,式中:MSv为处理间均方;MSt为处理内均方[13, 14]

        遗传增益△G=h2Si/X,现实增益G/%=(Xi−X)/X×100,式中,h2为性状的遗传力,Si为家系选择差,Xi为个体平均数[15]

      • 表2 可见,在家系生长方面,胸径与树高和单株材积都有极显著(P<0.01)的相关性,树高和单株材积之间也有极显著的相关性。在与优树地理位置和生长环境方面,总体而言,胸径、树高和单株材积与经度、纬度和海拔呈负相关性,与年均气温、降雨量和无霜期呈正相关性。即随着优树种源所在地经纬度的增大、海拔的增高,优树半同胞家系的生长越差,而随着优树种源所在年均气温的增高、降雨量的增大、无霜期变长,优树半同胞家系的生长越好。其中地理位置对香椿半同胞家系胸径、树高生长的影响大小为纬度>海拔>经度,气候对香椿半同胞家系胸径、树高、单株材积生长的影响大小为无霜期>年均气温>降雨量。其中胸径与经度、纬度、海拔均有极显著的负相关性,与年均气温、无霜期均有极显著的正相关性;树高与纬度、海拔均有极显著的负相关性,与年均气温、无霜期均有极显著的正相关性;单株材积与经度和海拔均呈显著(P<0.05)的负相关性,与年均气温、无霜期均有极显著的正相关性。

        表 2  香椿家系生长与环境因子相关性分析

        Table 2.  Correlation analysis between growth and environmental factors of Toona sinensis families

        指标胸径树高单株材积纬度经度海拔年均气温降雨量无霜期
        胸径1.000.920**0.982**−0.557**−0.470**−0.545**0.610**0.300.630**
        树高0.920**1.000.945**−0.501**−0.31−0.497**0.512**0.320.522**
        单株材积0.982**0.945**1.000−0.408*−0.522**0.555**0.270.579**
      • 表3可见,34个香椿半同胞家系间的胸径、树高、单株材积和林分蓄积均有极显著差异(P<0.01),表明香椿不同家系间变异很大,有很好的早期选择潜力,可开展优良家系早期选择。胸径、树高、单株材积的遗传力分别为0.830、0.850和0.777,遗传力均较大,树高的遗传力略大于胸径和单株材积。

        表 3  香椿不同家系3年生长量方差分析

        Table 3.  Variance analysis of 3-year growth data of different Toona sinensis families

        生长指标平方和df均方F显著性遗传力
        胸径家系间102.962333.1205.8780.0000.830
        家系内54.1441020.531
        总数157.105135
        树高家系间77.758332.3566.6610.0000.850
        家系内36.0811020.354
        总数113.838135
        单株材积家系间0.001330.0004.4810.0000.777
        家系内0.0001020.000
        总数0.001135
      • 表4可见,34个香椿半同胞家系的平均胸径为4.81 cm,超过平均值的家系有20个。其中以蓬溪22号的胸径最大,在5.70 cm~6.94 cm之间,平均为6.35 cm,年均胸径2.12 cm,遗传增益为26.47%,显著(P<0.05)高于胸径≤5.08 cm的18个家系,与胸径在5.15 cm~6.06 cm之间的15个家系间有差异但差异不显著。其次是洪雅9号,在5.40 cm~6.68 cm之间,平均胸径为6.06 cm,年均胸径2.02 cm,遗传增益为21.51%,与胸径≤4.78 cm的14个家系间有显著差异,与蓬溪22号及胸径在4.83 cm~5.89 cm之间的19个家系间没有显著差异。排在第三的是蓬溪25号和沐川7号,分别在4.90 cm~8.30 cm及5.64 cm~6.20 cm之间,平均胸径均为5.89 cm,年均胸径1.96 cm,遗传增益分别为18.59%和18.67%,显著高于胸径≤4.58 cm的13个家系,与蓬溪22号、洪雅9号和胸径在4.78 cm~5.69 cm之间的18个家系间均没有显著差异。34个香椿半同胞家系胸径的平均变异系数为22.43%,其中除了蓬溪25号、洪雅1号、筠连54号、马边6、9、10号、朝天8、12、15、18号、陕西3、10号这12个家系的变异系数大于15%外,其余22个家系的变异系数均小于15%,表明绝大部分家系生长较为均匀一致,有利于家系选择。

        表 4  香椿不同家系胸径生长变异

        Table 4.  Variation of DBH growth of different Toona sinensis families

        序号家系胸径/cm变异系数/%变异区间/cm遗传增益/%
        1蓬溪22号6.35±0.51 a8.025.70~6.9426.47
        2洪雅9号6.06±0.53 ab8.695.40~6.6821.51
        3蓬溪25号5.89±1.61 abc27.414.90~8.3018.59
        4沐川7号5.89±0.24 abc4.095.64~6.2018.67
        5筠连57号5.69±0.61 abcd10.755.10~6.4815.09
        6蓬溪9号5.65±0.41 abcde7.255.10~6.0814.53
        7筠连56号5.63±0.71 abcde12.594.68~6.3814.09
        8沐川8号5.52±0.52 abcdef9.424.83~5.9412.20
        9洪雅1号5.42±0.88 abcdef16.274.10~5.9810.43
        10霞浦7号5.39±0.73 abcdef13.524.38~6.089.95
        11灌阳2号5.39±0.59 abcdef10.864.95~6.259.95
        12洪雅10号5.33±0.40 abcdefg7.474.87~5.808.88
        13蓬溪5号5.29±0.61 abcdefg11.574.58~6.058.23
        14筠连58号5.22±0.60 abcdefg11.474.48~5.947.07
        15洪雅7号5.21±0.76 abcdefg14.604.07~5.636.89
        16筠连54号5.15±1.40 abcdefg27.143.60~6.405.77
        17马边9号5.08±1.02 bcdefg20.174.42~6.584.61
        18朝天8号5.02±0.96 bcdefg19.104.28~6.373.57
        19霞浦6号4.85±0.58 bcdefgh12.074.18~5.580.64
        20马边6号4.83±0.95 bcdefgh19.753.47~5.680.38
        21马边8号4.78±0.37 cdefghi7.804.46~5.30−0.57
        22马边10号4.58±0.74 defghij16.183.52~5.13−3.93
        23万源5号4.41±0.88 efghij20.063.17~5.18−6.99
        24陕西2号4.41±0.31 efghij6.964.05~4.80−6.91
        25灌阳3号4.30±0.16 fghij3.784.15~4.45−8.89
        26朝天18号4.11±0.70 ghijk17.143.20~4.87−12.04
        27朝天12号3.71±1.13 hijk30.482.45~5.20−18.94
        28万源10号3.70±0.27 hijk7.323.43~4.07−19.16
        29陕西10号3.61±0.84 ijk23.272.43~4.33−20.75
        30万源6号3.61±0.19 hijk5.393.43~3.88−20.71
        31万源3号3.57±0.46 ijk12.922.93~4.00−21.40
        32朝天15号3.45±0.61 jk17.592.63~4.08−23.56
        33陕西4号3.45±0.50 jk14.572.70~3.75−23.43
        34陕西3号3.06±0.48 k15.702.60~3.72−30.24
        均值4.81±1.0822.432.43~8.30
      • 表5可见,34个香椿半同胞家系的平均树高为4.30 m,超过平均值的家系有20个,其中以洪雅9号的树高最大,在5.05 m~5.82 m之间,平均为5.33 m,年均树高生长量为1.78 m,遗传增益为20.26%,显著(P<0.05)高于树高≤4.23 m的14个家系,与树高在4.32 m~5.24 m之间的19个家系间没有显著差异。洪雅9号的变异系数为6.7%,表明树高生长较为均匀。其次是蓬溪22号、筠连56号、霞浦7号、灌阳2号、蓬溪25号,树高在4.20 m~6.40 m之间,年均树高生长量为1.70 m~1.75 m,遗传增益在16.06%~18.58%,显著高于树高≤4.09 m的13个家系,5个家系间及与洪雅9号和树高在4.23 m~5.03 m的15个家系之间均没有显著差异。5个家系中灌阳2号和蓬溪25号的树高变异系数大于15%,表明这两个家系的树高生长略微不整齐,有待继续观测。34个香椿半同胞家系树高的平均变异系数为21.36%,其中除了灌阳2号、蓬溪25号、洪雅1号、万源5号、筠连54号、马边6、9、10号、朝天12、15、18号、陕西3、10号这11家系的变异系数大于15%外,其余23个家系的变异系数均小于15%,树高生长较为均匀一致,有利于家系选择。

        表 5  香椿不同家系树高生长变异

        Table 5.  Variation of tree height growth of different Toona sinensis families

        序号家系树高/m变异系数/%变异区间/m遗传增益/%
        1洪雅9号5.33±0.36 a6.705.05~5.8220.26
        2蓬溪22号5.24±0.59 ab11.334.64~5.9218.58
        3筠连56号5.22±0.36 ab6.974.68~5.4718.13
        4霞浦7号5.12±0.67 ab12.994.26~5.8816.25
        5灌阳2号5.11±0.93 ab18.294.20~6.4016.06
        6蓬溪25号5.11±0.82 ab16.104.25~6.2016.06
        7沐川8号5.03±0.63 abc12.554.30~5.6214.33
        8沐川7号4.95±0.34 abc6.874.70~5.4212.85
        9蓬溪5号4.94±0.38 abc7.734.65~5.5012.60
        10筠连57号4.91±0.50 abc10.154.33~5.5012.05
        11洪雅10号4.84±0.35 abcd7.294.40~5.2510.57
        12蓬溪9号4.82±0.55 abcd11.334.14~5.3810.33
        13洪雅1号4.77±0.78 abcd16.303.65~5.429.34
        14万源5号4.69±0.77 abcd16.363.67~5.527.61
        15朝天8号4.66±0.63 abcd13.484.07~5.537.11
        16洪雅7号4.57±0.61 abcde13.403.70~5.045.24
        17筠连54号4.43±0.96 abcde21.573.37~5.282.62
        18马边6号4.42±0.51 abcde11.433.70~4.802.32
        19霞浦6号4.40±0.42 abcde9.603.90~4.881.93
        20马边9号4.32±0.61 abcde14.053.86~5.200.44
        21陕西2号4.23±0.26 bcdef6.153.88~4.50−1.34
        22朝天18号4.09±0.75 cdefg18.443.57~5.17−4.25
        23筠连58号4.05±0.42 cdefgh10.403.54~4.56−4.99
        24马边10号3.85±0.75 defghi19.483.14~4.63−8.90
        25马边8号3.84±0.65 defghi16.893.13~4.70−9.04
        26灌阳3号3.84±0.16 defghi4.273.60~3.98−9.19
        27万源3号3.63±0.43 efghi11.773.03~3.97−13.19
        28万源10号3.58±0.30 efghi8.443.15~3.85−14.23
        29陕西10号3.33±0.90 fghij27.112.07~4.14−19.27
        30朝天12号3.27±0.78 fghij23.942.13~3.83−20.31
        31陕西4号3.13±0.50 ghij15.902.40~3.46−23.08
        32朝天15号3.09±0.46 hij15.062.43~3.43−24.01
        33陕西3号2.99±0.48 ij16.022.36~3.52−25.84
        34万源6号2.43±0.44 j18.301.80~2.78−37.01
        均值4.30±0.9221.361.80~6.40
      • 表6可见,34个香椿半同胞家系的平均单株材积为0.0050 m3,其中以蓬溪22号的单株材积最大,平均为0.0093 m3,大小在0.0070 m3~0.0120 m3之间,遗传增益高达67.29%,显著(P<0.05)高于单株材积≤0.0053 m3的18个家系,与单株材积在0.0058 m3~0.0085 m3之间的15个家系间均没有显著差异。其次是蓬溪25号,单株材积平均为0.0085 m3,大小在0.0045 m3~0.0179 m3之间,遗传增益为55.93%,显著高于单株材积≤0.0048 m3的15个家系,与蓬溪22号及单株材积在0.0050 m3~0.0083 m3之间的15个家系间均没有显著差异。排在第3位的是洪雅9号,单株材积平均为0.0083 m3,大小在0.0060 m3~0.0110 m3之间,遗传增益为51.62%,显著高于单株材积≤0.0043 m3的14家系,与蓬溪22号、洪雅9号及单株材积在0.0048 m3~0.0075 m3之间的18个家系间均没有显著差异。单株材积是胸径和树高累积效应的结果,34个半同胞家系的变异系数均大于15%,平均为57.28%,表明不同家系在3年时的材积生长存在一定的差异,个体存在一些分化,有待继续观测。

        表 6  香椿不同家系单株材积生长变异

        Table 6.  Variation of individual volume growth of different Toona sinensis families

        序号家系单株材积/m3变异系数/%变异区间/m3遗传增益/%
        1蓬溪22号0.0093±0.0022 a23.970.0070~0.012067.29
        2蓬溪25号0.0085±0.0063 ab73.770.0045~0.017955.93
        3洪雅9号0.0083±0.0021 abc24.990.0060~0.011051.62
        4沐川7号0.0075±0.0010 abcd13.330.0070~0.009039.86
        5筠连56号0.0073±0.0017 abcde23.560.0050~0.009035.94
        6灌阳2号0.0070±0.0027 abcde38.690.0050~0.011032.03
        7筠连57号0.0070±0.0022 abcde30.860.0050~0.010032.03
        8沐川8号0.0068±0.0022 abcdef32.850.0040~0.009028.11
        9蓬溪9号0.0068±0.0017 abcdef25.300.0050~0.009028.11
        10霞浦7号0.0065±0.0021 abcdef32.030.0040~0.009024.19
        11洪雅1号0.0063±0.0022 abcdef35.480.0030~0.008020.27
        12蓬溪5号0.0063±0.0017 abcdef27.330.0040~0.008020.27
        13洪雅10号0.0060±0.0014 abcdef23.570.0050~0.008016.35
        14筠连54号0.0058±0.0038 abcdefg65.650.0020~0.009012.43
        15朝天8号0.0058±0.0029 abcdefg49.950.0040~0.010012.43
        16洪雅7号0.0058±0.0019 abcdefg32.920.0030~0.007012.43
        17马边9号0.0053±0.0032 bcdefgh60.980.0030~0.01004.60
        18马边6号0.0050±0.0022 bcdefghi43.200.0020~0.00700.68
        19筠连58号0.0050±0.0016 bcdefghi32.660.0030~0.00700.68
        20霞浦6号0.0048±0.0017 cdefghij35.950.0030~0.0070−3.24
        21万源5号0.0043±0.0017 defghij40.180.0020~0.0060−11.07
        22马边8号0.0040±0.0014 defghij35.360.0030~0.0060−14.99
        23陕西2号0.0040±0.0008 defghij20.410.0030~0.0050−14.99
        24马边10号0.0038±0.0015 efghij40.000.0020~0.0050−18.91
        25朝天18号0.0033±0.0013 fghij38.720.0020~0.0050−26.75
        26灌阳3号0.0033±0.0005 fghij15.380.0030~0.0040−26.75
        27万源3号0.0023±0.0010 ghij42.550.0010~0.0030−42.42
        28陕西10号0.0023±0.0010 ghij42.550.0010~0.0030−42.42
        29朝天12号0.0023±0.0013 ghij55.920.0010~0.0040−42.42
        30万源10号0.0023±0.0005 ghij22.220.0020~0.0030−42.42
        31朝天15号0.0020±0.0008 hij40.820.0010~0.0030−46.34
        32陕西4号0.0018±0.0005 hij28.570.0010~0.0020−50.26
        33万源6号0.0015±0.0006 ij38.490.0010~0.0020−54.18
        34陕西3号0.0013±0.0005 j40.000.0010~0.0020−58.09
        均值0.0050±0.002857.280.0010~0.0179
      • 由于单株材积是胸径和树高累积效应的结果,且单株材积与胸径的树高的相关性大于胸径和树高,因此以单株材积为主树高和胸径为辅进行优良家系早期选择。将34个香椿半同胞家系分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4类:遗传增益Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ,定为优、良、中、差4等,结果见表7,不同等级包含的香椿家系见表8

        表 7  香椿优良家系早期选择与遗传增益估算

        Table 7.  Early selection and genetic gain estimation of Toona sinensis superior families

        群体
        序号
        家系
        等级
        入选家
        系数
        入选率/%胸径树高单株材积
        均值/cm选择差/cm遗传增益/%均值/m选择差/m遗传增益/%均值/m3选择差/m3遗传增益/%
        138.826.101.2922.195.230.9318.300.00870.003758.28
        2411.765.650.8414.455.050.7514.770.00720.002234.96
        31235.295.260.457.714.660.367.180.00600.001015.05
        41544.123.97−0.84−14.463.63−0.68−13.340.0029−0.0021−33.02

        表 8  不同等级包含家系

        Table 8.  Toona sinensis families that belonging to different grades

        等级家系
        蓬溪22、25号、洪雅9号
        沐川7号、筠连56、57号、灌阳2号
        沐川8号、蓬溪5、9号、霞浦7号、洪雅1、7、10号、朝天8号、筠连54、58号、马边6、9号
        霞浦6号、万源3、5、6、10号、陕西2、3、4、10号、马边8、10号、朝天12、15、18号、灌阳3号

        由上表可见,Ⅰ等家系包含了蓬溪22、25号和洪雅9号3个家系,入选率8.82%,都是来自四川川中丘陵区的家系,胸径、树高、单株材积平均值分别为6.10 cm、5.23 m和0.0087 m3,胸径、树高、单株材积的选择差分别为1.29 cm、0.93 m和0.0037 m3;胸径、树高、单株材积的遗传增益分别为22.19%、18.30%、58.28%,为优等家系。Ⅱ等家系4个,入选率11.76%,除了灌阳2号来自广西,沐川7号、筠连56、57号均来自四川川南地区,平均胸径、树高、单株材积分别为5.65 cm、5.05 m和0.0072 m3,胸径、树高、单株材积的选择差分别为0.84 cm、0.75 m和0.0022 m3;胸径、树高、单株材积的遗传增益分别为14.45%、14.77%、34.96%,胸径和树高均有一定的增益,单株材积的遗传增益较大,为良等家系,有一定的生长潜力,有待继续观测。Ⅲ等家系包括12个家系,胸径、树高、单株材积的选择差均为正值,胸径和树高的遗传增益均小于10%,单株材积的遗传增益平均为15.05%,为中等家系。Ⅳ等家系15个,胸径、树高、单株材积的选择差和遗传增益均为负值,长势差,平均胸径、树高和单株材积均低于34个家系的总平均值,为差等家系。

      • 香椿半同胞家系的生长与优树本身的遗传因子有关,同时也与优树种源所在地的环境因子有关。胸径、树高和单株材积与纬度和海拔呈极显著的负相关性,与孙鸿有等[16]的研究结果一致,与年均气温、降雨量和无霜期呈正相关性,地理位置影响大小为纬度>海拔>经度,气候影响大小为无霜期>年均气温>降雨量。10个香椿种源中总体上四川的种源好于广西和福建的,陕西的种源生长最差,与相关性分析结果一致。因此在进行良种选育时,应该在比试验区域所在位置纬度低、海拔低、经度小以及无霜期长、年均气温高、降雨量大的种源中进行优树选择,收集其种子育苗开展良种选育,更有利于选育出适合该区域的香椿良种。

        变异系数的大小决定了林木生长的均匀程度。34个香椿半同胞家系中,胸径22个家系的变异系数小于15%,树高有23家系的变异系数大于15%,单株材积的变异系数均大于15%,变异系数总体比苗期大[10-11],表明香椿半同胞家系随着树龄的增长,家系内逐渐出现一定的分化,但绝大部分家系的胸径和树高还是生长较为一致,有利于开展家系良种选育。

        34个香椿半同胞家系3年生平均胸径、树高和单株材积分别为4.81 cm、4.30 m和0.0050 m3,变幅分别在2.43 cm~8.30 cm之间、1.80 m~6.40 m之间、0.0010 m3~0.0179 m3之间,不同家系间均有极显著差异,与大部分香椿半同胞家系早期选择的研究结果一致[2-8],具有很好的早期选择基础。34个香椿半同胞家系中,胸径生长以蓬溪22号最大,其次是洪雅9号,平均胸径分别为6.35 cm和6.06 cm,年均胸径>2.02 cm,遗传增益分别为26.47%和21.51%;树高以洪雅9号最大,平均树高5.33 m,年均树高生长量1.78 m,遗传增益为20.26%,其次是蓬溪22号、筠连56号、霞浦7号、灌阳2号、蓬溪25号5个家系,年均树高生长量在1.7 m以上,遗传增益在16.06%以上;单株材积排在前3位的依次是蓬溪22号、蓬溪25号和洪雅9号,遗传增益分别为67.29%、55.93%和51.62%。

        遗传力反映亲代将把性状遗传给子代的能力[17],本文34个家系的胸径、树高和单株材的遗传力分别为0.830、0.850和0.777,树高的遗传力略大于胸径和单株材积,考虑到单株材积是胸径和树高累积效应的结果,因此以单株材积为主,胸径和树高为辅进行优良家系早期选择。为了提高选择效果,降低了入选率,提高了选择差[18],选择出的蓬溪22、25号和洪雅9号3个家系,入选率8.82%,胸径、树高、单株材积的选择差分别为1.29 cm、0.93 m和0.0037 m3,遗传增益分别为22.19%、18.30%、58.28%,入选率很低,选择差较大,胸径、树高、单株材积的增益均较大,选择效果较好。本次选择的3个香椿早期优良家系,有很大可能成为良种的潜力,对半个轮伐期后香椿良种选育提供了重要的参考价值。

    参考文献 (18)

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