我国林木纸浆材良种选育进展

吕蕊

（辽宁老秃顶子国家级自然保护区管理局，辽宁 桓仁 117200）

我国林木纸浆材良种选育进展

吕蕊

（辽宁老秃顶子国家级自然保护区管理局，辽宁 桓仁 117200）

随着经济和社会的发展，我国对纸张的需求不断增大。纸浆林是满足我国经济和社会发展对纸张需求的重要保障。选育并推广纸浆材良种为提高纸浆林产量和质量提供了一条有效途径。该文对杨树、桉树、马尾松和落叶松等树种纸浆材良种选育工作研究现状进行评述，旨在为我国纸浆材良种选育后续研究提供借鉴。

林木；纸浆材；良种选育

随着经济和社会的发展，我国纸张生产和消耗量呈逐年上升趋势，有数据表明，分别从2006年的6.5×107t和6.6×107t上升至2015年的1.07×108t和1.04×108t，分别上升64.77%和56.85%。我国造纸原材料中以木材为原材料的大约占9%，而经济发达国家木纤维原料在造纸原料中的比例达90%以上。因此，我国必须建立相对稳定的大规模造纸工业原料林基地，同时，通过良种选育、定向集约经营等技术措施在有限土地上提高纸浆原料林产量和质量，以期满足造纸工业对纸浆用材的需要［1］。“林以种为先，种以质为本”，林木良种在林业生产中具有重要的地位和作用，是提高纸浆林产量和质量的遗传基础和重要保障。目前，我国已在杨树、桉树、杉木、马尾松、落叶松、火炬松、云杉、白桦、鹅掌楸、湿地松等树种中选育出一批纸浆材优良种源、家系和无性系［2-12］。这些良种的使用对我国纸浆林发展起到了重要作用。本文以杨树、桉树、马尾松和落叶松为主要树种，详细介绍这些树种的纸浆材良种选育进展，以期为后续研究提供借鉴。

1 杨树纸浆材良种选育进展

普遍认为，我国杨树良种选育起始于1946年，叶培忠在甘肃省天水县开展的白杨派人工授粉试验。随后一批育种学者开展了大量的杨树育种研究，并选育出一批杨树良种，但其培育目标主要是建筑用材、矿柱材或胶合板材，强调的是径级大、木材密度大、硬度大及强度大，而对它们造纸性能方面的研究却较少。随着我国对纸浆材基地建设的重视，一批杨树纸浆材良种被科研人员选育出来，并进行了推广应用。苏晓华等［13］采用室内和大田水分胁迫试验相结合的方法对10个黑杨杂种候选新品系进行了物理性状（微纤丝角、基本密度、纤维长、纤维宽、导管长度等）和化学成分（灰分、1% NaOH抽提物、莱醇抽出物、木素、综纤维素、戊聚糖等）测定，并通过各选择指标的隶属度及综合评价，最终选择出J2和J6为优良纸浆材品系。这2个优良品系的微纤丝角分别为9.35º/9.61º和9.49º/ 10.92º，基本密度为0.3290 g·cm-3/0.3310 g·cm-3和0.3067 g·cm-3/0.3367 g·cm-3，纤维长为738.7 μm/ 746.1 μm和710.9 μm/745.3 μm，纤维宽为20.12 μm/ 19.04 μm和18.41 μm/17.38 μm，导管长度为411.7 μm/397.6 μm和424.9 μm/396.3 μm，灰分为6.7 g·kg-1/5.5 g·kg-1和8.1 g·kg-1/6.3 g·kg-1，1%NaOH抽出物为216.4 g·kg-1/227.5 g·kg-1和232.4 g·kg-1/ 235.5 g·kg-1，莱醇抽出物为1.83 g·kg-1/19.5 g·kg-1和24.1 g·kg-1/19.0 g·kg-1，木素204.2 g·kg-1/194.6 g·kg-1和203.4g·kg-1/204.8g·kg-1、综纤维素含量834.2g·kg-1/ 823.1g·kg-1和825.2g·kg-1/817.2g·kg-1和戊聚糖含量为292.5 g·kg-1/282.0 g·kg-1和286.5 g·kg-1/290.9 g·kg-1；干浆质量、得浆率、抗张指数、断裂长、耐破指数、撕裂指数和耐折度等纸浆性能指标分别为712 g和665 g、71.2%和66.5%、52.7 N·m·g-1和62.2 N·m·g-1、5.37 km和6.34 km、2.5 kPa·m-2·g-1和3.4 kPa·m-2·g-1、3.24 mN·m-2·g-1和3.32 mN·m-2·g-1、24次和11次。这2个优良新品系适合华北、西北地区干旱、贫瘠、盐碱和沙化地造林。李金花等［14］通过测量胸径、树高、基本密度、纤维长度、壁腔比和1%NaOH抽提物等指标，并利用灰色关联度分析与DTOPSIS法对7个黑杨派优良无性系在辽西地区13年生表现进行评价，选择出适合该地区的优良无性系47号杨，其胸径、树高、基本密度、纤维长度、壁腔比和1% NaOH抽提物分别为25.37cm、34.50m、373.425kg·m-3、0.791mm、0.286和21.615%。童再康等［15］对20个黑杨派南方型无性系（17个新无性系和3个对照无性系）木材材性研究表明，所测定的黑杨派南方型17个新无性系从树干纤维长度、长宽比和木材基本体积质量等材性性状上看都可以用作营建优良的纸浆原料林，其中，367、366、370和351等无性系尤其突出，在生长量、纤维长度等方面显著优于对照。这些优良速生无性系始于在浙江地区营建纸浆和胶合板等工业原料林。张平冬等［16］建立起包括材积、纤维长度、纤维长宽比、综纤维素含量以及木材密度等指标的杨树超短轮伐期纸浆林无性系选配体系，筛选出三倍体毛白杨B331、B302两个优良无性系，并形成配套栽培体系，按木浆得率折算，超短轮伐经营可比6年短轮伐期（含苗期）经营多生产木浆4.8 t·hm-2，经济效益显著。李开隆等［17］采集了山杨主要分布区的15个种源171份材料，对种源树高、地径、材积和冠幅等生长性状和纤维长、宽、长宽比、基本密度和纤维素含量等材性指标进行统计分析表明，初步选出江山娇、永幸、方正、带岭、大牙克、青山和湖上等7个种源适合黑龙江省营造山杨纸浆林。姜岳忠等［18］通过天然杂交和人工控制杂交，并经过多年多点苗期试验和无性系对比试验，筛选出鲁林1号、2号和3号3个适宜制浆造纸的杨树优良新品种，其中：6年生鲁林1号杨平均单株材积在莒县和长清区2个试验点分别超过对照I-107（Populus×euramericana‘Neva’）26.5%和14.5%。鲁林2号杨4～6年生平均单株材积超过对照I-69杨（P.deltoides‘Lux’）24.7%～59.0%。鲁林3号杨4～6年生平均单株材积超过对照I-69杨25.1%～ 62.5%。董玉峰［10］对24个杨树无性系进行了4个地点的无性系区域试验，并从丰产性、稳定性和适应性、抗病虫性、制浆造纸性能等方面进行综合评价，最终筛选出B1为纸浆林优良无性系，其木材基本密度为0.377 g·cm-3，纤维长度为1.153 mm，纤维长宽比为49.5，5～6年生树高、胸径、材积与群体相比的遗传增益分别是21.2%、14.7%、66.8%。上述研究结果表明，无论是南方还是北方，杨树均选育出一批适合当地发展纸浆材的品种、品系或者无性系。这些良种的选出为我国杨树纸浆原料林的发展奠定了坚实的基础。

2 桉树纸浆材良种选育进展

桉树的主要用途是纸浆材，所以我国桉树现有优良品种几乎都是纸浆材良种。在树种上多以在我国南方表现优良的尾叶桉、巨桉、细叶桉、赤桉，以及这些树种之间的杂交种为主［19］。“九五”期间，“桉树纸浆用材树种良种选育及培育技术研究”在桉树良种选育方面开展了大量工作，并取得显著成绩，筛选出优良无性系39个，其中15个无性系3年生时比对照品种生长量高17%～100%，年生长量在28～48 m3·hm-2，19个无性系6年生时比对照品种生长量大22%～82%，年生长量在36.6～54.6 m3·hm-2，另外5个优良无性系可抗10～11级大风，项目组筛选出8个巨桉抗寒家系［20］。莫晓勇［9］经过苗期测定、种源生长特性研究最终从13个韦塔桉种源中筛选出A10、A13、A7共3个速生种源，5年生年平均生长量分别达到39.53 m3·hm-2、37.64 m3·hm-2、34.35 m3·hm-2。另外，莫晓勇对与木材产量相关的树高、胸径、叶量、树皮厚度、木材密度5个主要性状采用无约束选择指数法，并结合其干形指标，从27个尾叶桉、尾巨桉、尾细桉、刚果12号桉和雷林一号桉无性系中综合选择出ECl、CH3、CH1、ZU6、CH5、CH6、CH11、CH10、UT1、CH15、DH32-32、CH4、HU1、SH1、Wb、MLA、U16、H1等18个表现优良的无性系。彭仕尧［21］从生长、材性及化学组成等方面，采用坐标综合评定法和平均隶属函数法两种方法对42个无性系进行评定，最终筛选出LH5、LL53、LL70、LH4、LL59、LL91、LL67、LH3和LL81等9个优良无性系。

3 马尾松纸浆材良种选育进展

马尾松纸浆材良种选育研究主要是开展了大量的种源、家系和无性系选择。周志春［22］基于单株纸浆产量、吨干浆材耗量和成浆物理性能的综合考虑，从20个参试家系中筛选出19号、64号、69号、27号、66号、3号、30号和24号等8个纸浆材优良家系。荣文琛［23-24］根据与木材造纸性能关系紧密的11项性状从9个马尾松种源中综合选出：广东高州、广西宁明及贵州德江等造纸材优良种源适合在广西营建纸浆林，广东高州、广西宁明、贵州德江和江西吉安等优良种源适合在江西营建纸浆林。郑仁华等［25］在福建三明试验点从34个家系中选出W00249、W00251等10个纸浆材优良家系，其单株纤维素产量、树高、胸径、材积的平均值分别为10.718 kg、9.55 m、12.4 cm和0.058 48 m3；在仙游试验点从31个家系中选W00307、W0033等10个纸浆材优良家系，其单株纤维素产量、树高、胸径、材积的平均值分别为8.240 kg、7.34 m、11.4 cm和0.041 72 m3。谭健晖等［26］以29个马尾松初级种子园半同胞家系22年生为试验材料，通过对生长和纤维含量及质量进行综合评价，筛选出113号家系为定向培育制浆造纸材的优良家系。季孔庶等［27］以纸浆材种源林、专营性种子园混合家系林和种子园子代测定林为基础材料，综合采穗母株生长量、插穗生根率、造林成活率和采穗母株来源于无性系种子园内母树的材性性状（木材密度）等指标，从871株初选母株中筛选出32个速生且生根率高的马尾松纸浆材优良无性系。

4 落叶松纸浆材良种选育进展

落叶松是我国北方主要速生用材针叶树种之一，中国林业科学研究院、东北林业大学、辽宁林业科学研究院等科研单位持续开展了落叶松良种选育与定向培育研究。从国内报道看，落叶松纸浆材良种选育成果均来自中国林业科学研究院和东北林业大学。孙晓梅［12］以在湖北省国有长岭岗林场营建的包含来自山东天麻种子园、辽宁大孤家种子园、本场自选优树和内蒙旺业甸种子园等地方的114个自由授粉家系子代测定林为研究对象，建立起日本落叶松纸浆材多性状联合选择比较理想的指数方程，并筛选出生长和材性都比较优良的340、63、326、249、224、346、146和335等8个家系为日本落叶松纸浆材优良家系。邓继峰等［28］对17年生7个杂种落叶松自由授粉家系的生长和材性性状进行遗传变异分析、相关分析、综合指数评价与选择，最终筛选出兴7×日77-2、日5×长77-3和日3×兴9等3个家系适合作纸浆林培育的家系。王绪等［29］以黑龙江省林口县青山林场30年生杂种落叶松子代测定林中的16个家系为研究对象，通过生长及材性性状测定，筛选出日3×兴8、日5×兴8和日11×石51共3个家系为纸浆材优良家系，3个家系材积和纤维素质量分数的均值分别高于家系平均值13.46%和1.95%。李巍巍［30］以栽植在东北林业大学帽儿山实验林场的11个25年生长白落叶松种源为材料，以胸径、树高、材积、基本密度、纤维长度、纤维长宽比、综纤维含量、木素含量、苯醇抽提物含量以及制浆得率作为综合评价纸浆材的因子，利用综合坐标法评价得出小北湖种源、白刀山和天桥岭种源3个种源为纸浆材优良种源。于宏影等［31］对栽植在帽儿山、凉水、加格达奇3个地点31年生长白落叶松种源的生长性状、基本密度以及化学成分进行测定分析，筛选出鸡西、穆棱、白刀山3个种源为纸浆材优良种源。这3个种源的材积、基本密度、纤维素含量的平均值分别为0.31m3、0.442g·cm-3、47.03%，其中材积和基本密度增产效果明显，分别超过总平均值2.99%、1.84%。李艳霞等［32］通过生长性状、木芯基本密度和木芯管胞长宽比综合筛选出166和169两个长白落叶松纸浆材优良家系，优良家系材积、木芯基本密度和木芯管胞长宽比的遗传增益（超过对照）分别为48.34%（38.80%）、14.01%（3.63%）和19.89%（6.42%）。

5 其他树种纸浆材良种选育进展

除了上述4个主要纸浆材树种外，杉木、白桦、鹅掌楸、云杉和火炬松等树种也选育出纸浆材良种。杉木是生产高级印刷纸、高级纸巾和尿不湿的优良材料。许忠坤等［33］对杉木无性系材积、单株干物质、单株纤维量、纤维长、纤维宽、纤维长宽比、纤维含量、木材密度等指标进行了研究，筛选出长纤维型造纸材优良无性系12个（C318、C41、C399、Z47、C263、D4、Y76、Y15、C472、C285、F18和C461）、中纤维型造纸材优良无性系4个（C106、C361、C6、C167）、适合立地条件较差的造纸材优良无性系4个（C388、C300、C279、C399）。

白桦材质细致，木材硬度、基本密度、白度、纤维形态、化学组分以及打浆性能均符合造纸用材的要求，是优良的胶合板材和纸浆材树种。宁坤等［3］以帽儿山实验林场6年生49个家系白桦子代测定林为材料，对其生长和材性进行测定，根据生长性状初步选择出5个优良家系及3个亚优良家系；进一步对这8个优良家系的材性性状进行方差分析，最终确定655、604和630共3个家系为适合做纸浆材的优良家系。祝泽兵等［34］以59个白桦自由授粉家系子代测定林为研究对象，采用选择指数法筛选出10、16、7、1、38、30、28号7个生长和材性兼优的纸浆材家系，入选的7个白桦纸浆材优良家系各性状平均值和遗传增益分别为树高2.80 m和8.19%、胸径19.29 mm和9.52%、纤维长度544.31µm和0.24%、纤维宽度14.51µm和5.45%、纤维长宽比40.03和7.25%、苯醇抽提物质量分数12.44%和5.00%、综纤维质量分数75.22%和1.50%。

骆羿［5］对13年生包含20个种源的鹅掌楸生长性状、形质性状和木材化学成分等进行系统研究。

红皮云杉具有生长较快，木材颜色浅，材质轻软，纹理通直，有弹性等特点，是优良纸浆材树种。王秋玉等［4］以帽儿山和凉水的17～18年生红皮云杉种源试验林为材料，以生长和材质性状为考量指标，初步筛选出柴河、大丰和乌伊岭等3个种源为优良的纸浆材种源。

火炬松是美国南方松类中最重要的速生纸浆用材树种，我国亚热带地区已广泛引种并营建纸浆原料林。姜景民等［6］对6年生火炬松自由授粉子代测定林进行测定，最终从27个家系中选出了5个产量和材性均较优的纸浆材家系。刘昭息等［35］从74个火炬松种源中筛选出L7、RL9、RL31、RL26、RL25、RL32、RL16、RL6、L13和L12等10个速生、优质、高产种源，入选种源的平均现实增益和遗传增益，树高分别为6.94%和4.59%，胸径为8.38%和5.55%，材积为20.00%和13.24%，木材基本密度为1.63%和1.08%，木材干物质重为24.78%和16.40%。

综上所述，我国在纸浆材良种选育方面开展了大量的工作，也取得了显著的成绩。但是，我国纸浆材良种选育中仍存在一些问题需要解决，如树种间纸浆材良种选育工作发展不平衡，杨树、马尾松等树种良种选育工作开展较多，而在我国南方地区大面积栽植的杉木纸浆材良种选育工作报道的较少；纸浆材良种选育工作仍以传统育种技术（生长和材性测定）为主，现代高新育种技术应用偏少。面对存在的问题和我国生态文明建设、木材储备林建设等工程项目的需求，今后，林木纸浆材良种选育工作将有更大的发展空间。

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（责任编辑：韩素梅）

S722.33

A

1001-1714（2017）01-0049-05

2016-11-21

吕蕊（1969-），女，工程师，现从事自然保护和生态学研究。E-maill：1016300719@qq.com。