湿地松半同胞家系松脂产量选择研究

李 艳 ，吴际友 ，程 勇 ，刘 球 ，陈明皋 ，潘百红 ，黄明军 ，李志辉 ，黄水清

（1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；2.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；3.湖南省汨罗市桃林国有林场，湖南 汨罗 414400）

湿地松半同胞家系松脂产量选择研究

李 艳1，吴际友2，程 勇2，刘 球2，陈明皋2，潘百红1，黄明军2，李志辉1，黄水清3

（1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；2.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；3.湖南省汨罗市桃林国有林场，湖南 汨罗 414400）

为选择湿地松优良家系，对13个湿地松半同胞家系的产脂量、树高、胸径、材积进行测定。结果表明：产脂量、树高、胸径、材积在家系间均有显著差异，且产脂量家系变异系数较大；产脂量和生长量相关性显著，与树高、材积相比，胸径与产脂量相关系数最大（R2=0.731）；产脂量、树高、胸径、材积的家系遗传力与单株遗传力均较高，其中树高家系遗传力与单株遗传力分别为0.826 9和0.973 6，产脂量家系遗传力与单株遗传力分别为0.775 7和0.552 2；Duncan多重比较显示，产脂量与生长量均表现良好的家系为7、6、4、12、15。

湿地松；半同胞家系；产脂量；生长性状；遗传力

湿地松Pinus elliottii原产美国东南部，生长快、干形通直、适应性广为其主要优良特性，为优良的纸浆材、建筑材与采脂树种，现已成为我国南方低山丘陵地区重要造林树种之一[1-4]。湿地松具有抗旱、耐瘠薄特性，其优良家系具有较强的磷素吸收能力，且光合能力强[5-6]。

松脂主要含有松香、松节油和少量水分，是重要的工业原料，用途广泛，松脂产业在林业产业及林农经济发展中有重要地位[7-10]。随着松脂产业地位的提升，加速了高产脂良种选育的工作。松树产脂能力除了与环境及生长性状等因素有关外，其遗传品质是影响产脂能力的重要因素[11-12]。有研究表明，树体相关因子，主要包括胸径、树高、树皮厚度、树龄、枝下高等皆与松脂产量存在极显著的线性关系，胸径对产脂量影响最明显，且湿地松家系产脂遗传力高，家系对产脂量的影响达到极显著水平[13-17]。

本研究针对我国高产脂湿地松良种选育的研究现状和社会需求，首次开展湿地松国家级良种松脂产量与生长关系及遗传变异的研究，了解湿地松产脂特性，旨在在提高其木材产量的同时，大幅提高松脂产量，旨在高湿地松综合经营效益并为建立湿地松高产材、高产脂种子园提供优良遗传材料，对营造湿地松原料林有着特殊意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本研究试验地设于湖南省永州市东安县，位于东经 110°59′～ 111°34′、北纬 26°07′～ 26°52′。该地属亚热带季风湿润气候区，光照充足，雨量充沛，温暖湿润，四季分明，年平均气温17.8℃，无霜期270 d左右，年降水量平均在1 180～1 490 mm之间，试验地土壤为砂岩红壤。

1.2 试验材料

试验材料采自湖南省汨罗市桃林国有林场国家湿地松良种基地，湿地松参试家系共13个（其中有6个家系为国家级或省级良种）。

1.3 试验方法

造林试验林于2006年3月设置，采取完全随机区组设计，参试家系13个，4株单行小区，3次重复；采脂试验于2013年4月设置，采取完全随机区组设计，参试家系13个，4株单行小区，3次重复。

松脂采集采用下降法“V”字型开采，在采脂割面上，先开中沟，再开侧沟，第一对侧沟开在割面的顶部，从上往下开沟。侧沟夹角为60°～70°，深度为0.4～0.5 cm，割口负荷率为40%～45%。采脂时3 d割1刀·树-1，分单株收集松脂，本研究计量单株2014年4至10月的月产脂量以及这7个月份的年产脂量。用电子天平称重，每半月记录一次单株产脂量，再在月底记录月产脂量。树高、胸径和材积为生长性状指标，材积计算利用近似公式V=0.375HD2计算[16]，运用Excel、SPSS软件对所测定的数据进行处理。

家系遗传力（hF2）和单株遗传力（hS2）计算公式如下：

式中：MSF表示家系间均方；MSFB表示家系×区组均方；σF2表示家系方差成分；σE2表示误差方差成分；σFB2表示家系×地点内区组方差成分。

2 结果与分析

2.1 不同家系湿地松生长性状与产脂量差异分析

2.1.1 不同家系湿地松生长性状差异分析

对13个湿地松半同胞家系生长性状进行测定，结果见表1。参试的13个家系中，6号家系平均树高值最大，为8.51 m；1号家系树高生长最差，为6.11 m。13个家系树高变异系数在2.35%～10.45%之间。

表1 湿地松不同家系生长性状Table 1 Growth traits of different families of Pinus elliottii

所有参试家系中，6号家系平均胸径最大，为13.08 cm；1号家系胸径最小，为9.73 cm。胸径变异系数在1.04%～10.55%之间。

参试家系的6号家系材积表现最好，为0.055 m3；表现最差的家系平均材积为0.022 m3。材积变异系数在3.77%～29.09%之间，平均变异系数为23.53%。

对湿地松家系树高、胸径、材积进行方差分析，结果见表2。由表2可知，参试家系树高、胸径及材积间均存在着显著差异（p＜0.05），这为优良家系的选择奠定了基础。

表2 湿地松不同家系生长性状方差分析Table 2 Variance analysis of growth traits of Pinus elliottii families

2.1.2 不同家系湿地松年产脂量分析

参试家系年产脂量测定结果（见表3）可看出，13个湿地松半同胞家系平均年产脂量为1.15 kg；其中15号家系年产脂量最大，为1.46 kg，比群体平均值增产27%；参试家系变异系数为9.40%～43.58%，家系间变异系数较大，为31.49%。一般家系间变异系数大，表明家系间存在丰富的遗传变异[18-19]。因此松脂产量大小受较强的遗传控制，选育高产脂家系潜力较大，与庄伟瑛等[20]研究结果一致。

表3 湿地松不同家系年产脂量Table 3 Resin outputof different families of Pinus elliottii

湿地松家系年产脂量方差分析结果（见表4）表明，家系间、家系×区组的互作效应均存在极显著差异（p＜0.01），区组效应没有显著影响，说明湿地松年产脂量变异来源主要是家系的差异，为优良家系的选育提供了基础。

表4 湿地松不同家系年产脂量方差分析Table 4 Variance analysis of resin output of Pinus elliottii families

2.2 产脂量与生长性状的关系

产脂量与生长性状的相关分析结果（见表5）可知，树高、胸径、材积以及产脂量之间相关系数达显著水平，湿地松产脂量与胸径、材积相关系数达极显著水平，与树高相关系数达显著水平，产脂量随着这些生长量的大小而增减。与树高和材积相比，胸径和产脂量表现出更高的相关性，相关系数达0.731。这与黄春生等[21]、谢善高等[15]研究结果一致，树体相关因子与松脂产量存在显著的线性关系。湿地松树体高大其产脂量也高，粗壮树木能增加树脂道的容积以及总量，有助于提高产脂量；并且高大树木的树冠处于林冠上层，能增强光合作用，同时增加树体内树脂道的个数，因而能增强松脂的形成能力[20,22]。

表5 产脂量与生长性状的相关分析Table 5 Correlation analysis of resin output and growth traits

2.3 产脂量与生长性状的遗传力估算

对13个参试家系的树高、胸径、材积、产脂量进行了遗传力估算，结果见表6。树高、胸径、材积的家系遗传力以及单株遗传力均较高，其中树高的家系遗传力和单株遗传力最高，分别为0.826 9和0.973 6，说明3个生长量均受较高的遗传控制，可进行优良家系以及优良单株的选择。

产脂量的遗传分析显示，其家系遗传力和单株遗传力分别为0.775 7和0.552 2，属于中等偏高水平，表明产脂量受较高的家系遗传控制，可进行有效的遗传选择。

表6 产脂量与生长性状的遗传力估算Table 6 Estimates of heritability forresin output and growth traits

2.4 优良家系综合评选

对13个家系的产脂量进行Duncan多重比较，结果如表7所示。根据邓肯法分组，在0.05的显著水平上，家系9、7、6、4、12、15的年产脂量显著高于其他家系；家系5、14、3、1、2、10的年产脂量最低，显著低于平均值。对13 个家系树高、胸径、材积进行Duncan多重比较，结合产脂量进行综合选择，7、6、4、12、15这5个家系产脂量以及生长量均表现良好，可以作为材脂两用型优良家系。

表7 家系产脂量的多重比较Table 7 Multiple comparison of resin output of Pinuselliottii families

3 结论与讨论

（1）湿地松生长性状家系间存在显著差异，产脂量存在极显著差异。产脂量在家系间变异大，变异系数为31.49%，证实了湿地松家系选择潜力大。

（2）产脂量和生长量的家系遗传力和单株遗传力均处于较高水平，且生长量遗传力更高，表明经遗传改良可得到稳定的增益。张谦等[23]对马尾松产脂力遗传力的年度变化分析表明，产脂力的遗传力呈现先高后低的趋势，到11年时，遗传力逐渐保持稳定水平，且其家系遗传力高于单株遗传力，表明利用遗传力进行良种选育具有较高的可靠性。

（3）湿地松生长性状与产脂量之间存在着显著正相关性，与产脂量相比，生长指标相关性大小为胸径＞材积＞树高，立木生长越优势，产脂量相应越高。因此，在正常情况下可根据湿地松的胸径和树高预测松脂产量，在实践中可兼顾生长和产脂性状。研究表明，不同林龄的林分，胸径对产脂量有不同的影响。谢善高等[15]对马尾松产脂量的测树因子的影响进行了研究，在30年生马尾松林分中，径阶为22～28 cm的林木产脂量最大，40年生马尾松产脂量主要集中在胸径径阶为24～28 cm的林木。舒文波等[24]研究表明，随着林木径级的增大，产脂量相应增加，且相同径级无论处于什么年龄，其产脂量没有显著差异。由此可知，胸径大小是影响产脂量的关键因素。在经营湿地松产脂林时，应采用速生、高产脂良种湿地松，同时结合相应的抚育、施肥等措施来提高胸径和树高的快速生长。

（4）本研究综合产脂量和生长量，进行Duncan多重比较，选出7、6、4、12、15这5个家系为优良家系，生长量较好的优良家系可以获得较好的产脂量（产脂量和生长量相关显著），可以作为材脂两用型优良家系。经营湿地松材脂两用林，首先选择材脂兼用型优良家系，同时应确定适宜的经营密度和经营模式，在初植时可加大造林密度，在成林后实行多次抚育间伐的方式，对要间伐材提前一年进行强度采脂，尔后间伐，可得到松脂和木浆材的两项收入，提高经济效益。研究表明，当林分树冠重叠系数为1.071 5时，可实现短周期内较高的蓄积量，单株可充分生长，且利于采脂[25]。

[1] 李彦杰,栾启福,沈丹玉,等.湿地松自由授粉家系松脂组分遗传变异研究[J].林业科学研究,2012,25(6):773-779.

[2] 李 艳,潘百红,何浩志,等.湿地松半同胞家系苗期选择的研究[J].中南林业科技大学学报,2014,34(3):86-89.

[3] 肖兴翠,李志辉,唐作钧,等.林分密度对湿地松生物量及生产力的影响[J].中南林业科技大学学报,2011,31(3):123-129.

[4] 吴际友,龙应忠,余格非,等.湿地松半同胞家系主要经济性状的遗传分析及联合选择[J].林业科学,2000,36(1):56-61.

[5] 童方平,刘振华,吴际友,等.湿地松半同胞家系磷素利用效率的研究[J].中南林业科技大学学报,2012,32(12):154-157.

[6] 童方平,徐艳平,宋庆安,等.湿地松优良半同胞家系光和CO2响应曲线特征参数的变异规律[J].南京林业大学学报:自然科学版,2009,33(1):54-58.

[7] 中国林业科学研究院林产化学工业研究所情报研究室.国外松香和松节油[M].北京:中国林业出版社,1982.

[8] Lieutier F, Day K R, Battisti A,et al. Bark and wood boring insects in living trees in Europe: a synthesis [M]. Dordrecht:Kluwer Academic Publishers, 2004: 135-180.

[9] 刘玉春.1995-2000年中国松香的生产、消费和发展趋势[J].林产化工通讯,2001,35(5):31-33.

[10] 张樟德.中国松香工业的现状及发展对策[J].北京林业大学学报,2008,30(3):147-152.

[11] 李仲训,翟其弊.湿地松剌激剂化学采脂技术的研究[J].林产化学与工业,1993(增1):46-52.

[12] 温常域,张建中.湿地松乙稀利采脂试验[J].浙江林业科技,1990(1):28-32.

[13] 王光仁,朱国发.湿地松产脂量的相关因子分析及高产脂单株的选择[J].林产化工通讯,1994(1):27-29.

[14] 蔡树威,龙 伟,杨章旗.马尾松不同种源采脂量与树体因子关系的研究[J].广西林业科学,2006,35(增1):18-19.

[15] 谢善高,李梦华,郑小贤.主要测树因子对马尾松产脂量的影响[J].安徽农业科学,2012,40(5):2733-2736,2738.

[16] 张建忠,沈凤强,姜景民,等.湿地松高产脂家系产脂量和生长量的遗传力估算及协方差分析[J].浙江林学院学报, 2010,27(3): 367-373.

[17] Squillace A E, Bengston G W. Inheritance of gum yield and other characteristics of slash pine[C]. Proc South For Tree Improv Conf, 1961: 85-96.

[18] 张应中,李永泉,林敏,等.高州油茶果实性状变异分析[J].经济林研究,2013,31(4):23-27.

[19] 包文泉,乌云塔娜,朱绪春.内蒙古野生山杏优良单株叶片性状的遗传变异分[J].经济林研究,2014,32(4):139-143.

[20] 庄伟瑛,张玉英,邹元熹.高产脂湿地松选择和相关因子的分析[J].江西农业大学学报,2007,29(1):55-65.

[21] 黄春生,杨苍松,钟志峰,等.湿地松形态因子与松脂产量相关性研究[J].中国林业,2004(24):29.

[22] 王长新.马尾松采脂量的相关因子分析[J].河南科技大学学报:农学版,2004,24 (3):22-25.

[23] 张 谦,曾令海,何波祥,等.马尾松自由授粉家系产脂力的年度变化及遗传分析[J].林业科学,2013,49(1):48-52.

[24] 舒文波,杨章旗.马尾松不同采脂年龄和径级产脂量变化特点研究[J].中南林业科技大学学报,2011,31(11):39-43.

[25] 董建文,涂育合,范辉华,等.湿地松纸浆采脂两用林适宜经营密度及培育模式[J].浙江林学院学报,1999,16(3):274-278.

Study on selection of resin output among half-sib families ofPinus elliottii

LI Yan1, WU Jiyou2, CHENG Yong2, LIU Qiu2, CHEN Minggao2, PAN Baihong1, HUANG Mingjun2, LI Zhihui1, HUANG Shuiqing3
(1. Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China; 2. Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, Hunan, China; 3. State-owned Taolin Forestry Station in Miluo City of Hunan Province, Miluo 414400, Hunan, China)

In order to select the superior half-sib families ofPinus elliottii, the resin output, height, DBH, volume of timber of 13 half-sib families ofPinus elliottiiwere measured and analyzed. The results showed that:There were signi ficant in fluences withresin output, height, DBH, volume of timber ofPinus elliottiion differentfamilies. In addition, variation coefficients of resin output for differentfamilies were high. There were signi ficantcorrelations betweenresin output and growth. The correlation coef ficient of DBH and resin output was the highest (R2=0.731). Family mean heritability and single-tree heritabilityforresin output, height, DBH, volume of timber were high. Family mean heritability for height and resin output was 0.826 9 and 0.775 7 respectively; also single-tree heritability for height and resin output was 0.973 6 and 0.552 2, respectively. According to Duncan’s contrast, 7、6、4、12、15 were selected for the optimal families whose resin output and growth were performed well.

Pinus elliottii; half-sib families; resin output; growth traits; heritability

S791.246

A

1673-923X(2017)01-0048-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.01.009

2015-10-18

“十二五”农村领域国家科技计划专题研究项目（2012BAD01B0203）；中南林业科技大学引进高层次人才科研启动基金（104-0137）

李 艳，硕士研究生 通讯作者：吴际友，研究员；E-mail：hnforestry@sina.com

李 艳 ，吴际友，程 勇，等.湿地松半同胞家系松脂产量选择研究[J].中南林业科技大学学报，2017, 37(1): 48-52.

[本文编校：谢荣秀]