华北落叶松不同林分采种子代生长比较

袁德水，魏 巍，王桂鑫，冯铁成，黄威娜，王典娜，单 楠

（河北省木兰围场国有林场，河北 围场068450）

华北落叶松（Larix principis-rupprechtiiMayr）为松科落叶松属乔木树种，因具有生长快、材质优[1]、抗逆性强等优点，是华北地区营造生态防护林和国家储备林的首选树种。华北落叶松的遗传改良工作始于20世纪60年代末70年代初，最初由改建母树林开始，1976年开始建立初级种子园，历经40余年的发展，目前已形成集选育、引育、繁育、推广为一体的多功能体系，种子园已迈向高世代发展周期。当前，华北落叶松生产性人工林的良种使用率不足70%，与国家林业和草原局要求的75%还有一定的差距。因此，明确良种选择来源、为生产提供遗传以及播种品质更加优良的种子是华北落叶松育种工作者的责任和使命。

落叶松作为针叶树种，其育种周期长。根据林木早期目的性状对其成树时的目的性状进行预测，在其未到经济成熟期时进行早期选择[2]，可以显著缩短育种周期、加快育种进程。选择时间是早期选择的首要问题，也是早期选择研究的重中之重[3]。在落叶松以往的研究中，最佳选择年龄在不同的研究中有所不同，且双生长性状选择比单一性状选择更有效[4]。焦云德等[5]通过对日本落叶松生长性状的调查研究确定了早期选择时间为6a，而郭金雪等[6]对树高性状进行数据分析时，发现最佳早期选择时间为2a。韩嘉勇等[7]通过对长白落叶松综合材性遗传变异及相关性研究，初步确定最佳选择年龄为10a；向允彬[8]通过对长白落叶松进行生长性状研究，初步确定最佳早期选择年龄为14a。由此可知，树种的差异，性状的不同，样本量的大小以及性状自身的早晚相关、早期选择效率、遗传增益稳定表达时间的不同，是造成林木早期选择最佳时间不同的重要原因[6]。

然而，对华北落叶松良种来源及早期选择的相关研究不多，限制了其遗传改良的高效发展。本试验对华北落叶松不同改良林分子代种子的发芽情况，苗期、幼龄期及中龄期的生长性状进行持续观测，以期为华北落叶松优良种质来源及早期选择时间提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在河北省木兰林场龙头山种苗场国家落叶松良种基地，地处北纬42°27′，海拔1340m，年平均气温4.7℃，年降水量400~460mm，生长期110d，为华北落叶松自然分布区[9]。

1.2 试验材料

试验所用种子于1999年秋分别采集自龙头山林木良种基地1.5代种子园和母树林以及一般用材林，每种林分从100~150个单株上采集种子（每种林分约50kg）用于后续种子调制和造林试验。

1.3 种子调制及发芽率、发芽势调查

（1）发芽盘消毒。将发芽盘放入开水内煮沸15min。

（2）种子消毒。用0.5%高锰酸钾水溶液浸种20min，随后取出种子用清水洗净。

（3）发芽试验。分别从3种林分的种子中随机挑选100粒种子装入已消毒的发芽盘内，重复4次，即每种林分400粒种子。将分装好的发芽盘放入恒温箱内，温度控制在22~25℃，每天检查一次，及时记录发芽种子数。

经15d发芽试验结束后，分别统计各林分种子的发芽率及发芽势。

1.4 造林试验及数据调查

利用以上不同林分的种子于2000年5月下旬在龙头山种苗场苗圃分别育苗，在育苗技术及管理方式相同的情况下，在2001年10月中旬苗木生长结束后进行造林，要求造林区域一致、立地条件相同，每种林分试验面积为1334m2，等高线排列，裸根苗栽植，株行距1m×2m，设立3~6次重复进行栽植。造林后连续进行3+2幼抚管理（3次割灌、2次扩穴），以后正常生长。造林成活后2a、5a和18a后，采用逐株调查的方法分别调查3种林分的苗/株高和基/胸径。

2 结果与分析

2.1 不同来源种子品质比较

由表1可知：不同来源种子的发芽情况显著不同。种子园种子的发芽率为88.9%，发芽势为81.8%，显著高于母树林种子的发芽率（78.7%）、发芽势（49.2%）和一般用材林种子的发芽率（56.4%）、发芽势（39.7%），而母树林种子的发芽率和发芽势均显著高于一般用材林种子。说明种子园种子品质最优，母树林种子品质次之，而一般用材林种子品质最差。

2.2 不同生长年份苗木生长比较

由表2可以看出：2a生种子园子代苗、母树林子代苗和一般用材林子代苗平均基径和平均苗高分别为0.53cm和39.33cm、0.48cm和35.40cm、0.44cm和32.67cm。以一般用材林为参照，可知种子园子代苗的基径和苗高分别比母树林子代苗和一般用材林高10.42%和11.1%、20.45%和20.39%。种子园子代2a生苗木的生长性状显著优于母树林子代和一般用材林子代。

通过对5a生幼树林的生长状况进行调查分析，结果表明：种子园、母树林以及一般用材林子代的平均基径为2.80、2.60、2.37cm；平均株高为244.3、228.7、202.7cm；新梢生长的均值分别为84.17、71.67、62.33cm（表3）。以一般用材林为参照，可知种子园子代和母树林子代幼林平均基径、平均株高以及新梢生长均显著高于对一般用材林（表3），种子园子代基径分别高于母树林子代和一般用材林林子代7.69%、18.14%，株高高于母树林子代和一般用材林子代6.82%和20.52%。

表1 华北落叶松种子园、母树林、一般林分种子品质比较

表2 种子园、母树林、一般用材林分2a生子代苗对比

表3 种子园、母树林、一般用材林子代5a生幼林生长情况

表4 种子园、母树林、一般用材林18a生子代生长情况

表5 2a生、5a生、18a生落叶松生长性状的相关分析

对18a生各类中龄子代林进行调查分析，发现种子园、母树林以及一般用材林子代的平均胸径为14.37、13.17、12.43cm；平 均 株 高 为16.53、14.00、12.63m；新梢生长的均值为68.33、54.17、46.33cm（表4）。种子园子代林胸径分别显著高于母树林子代和一般用材林子代9.11%、15.61%，株高分别显著高于母树林子代和一般用材林子代18.07%、30.88%。种子园、母树林以及一般用材林子代的年生长速度呈下降趋势，但种子园的长势仍较好。

2.3 不同年份生长情况的相关性分析

通过对2a生、5a生和18a生落叶松苗/株高和基/胸径的生长情况进行相关分析，发现同一年份和不同年份苗/株高、基/胸径的生长均存在显著或极显著正相关（表5）。

3 讨论与结论

应用良种进行造林是提高树种经济、社会、生态效益的高效措施。对于针叶树而言，其遗传改良的周期长，应用良种进行造林的效益会更加明显。母树林和种子园中生长的树木都是经过人工改造或选择的，与一般用材林林分相比具有一定的生长优势，特别是种子园，是绝大多数树种遗传改良中为营造人工林提供优良种子的最重要来源。种子园种子与一般用材林林分种子造林表现出来的目标性状优势已经在许多物种中得到证实。例如，弥渡云南松无性系种子园子代林的树高、地径和单株材积等生长性状明显高于对照[11]；马尾松种子园子代的生长性状优于优良天然林分混系子代[12]。然而，将母树林、种子园及普通林分采集种子的生长情况同时进行持续观测的研究少见报道。本研究对华北落叶松母树林、种子园及普通林分采集种子的发芽情况进行了比较，并对苗期、幼龄期和中龄期生长情况进行了持续观测，发现种子园种子的发芽率和发芽势比母树林种子分别提高10.2个百分点和32.6个百分点，比普通林分种子分别提高32.5个百分点和42.1个百分点；种子园种子2a生苗、5a生幼林和18a生中龄林的苗/株高生长比母树林分别提高11.10%、6.82%、18.07%，比普通林分分别提高20.39%、20.52%、30.88%；种子园种子2a生苗、5a生幼林和18a生中龄林的基/胸径生长比母树林分别提高10.42%、7.69%、9.11%，比普通林分分别提高20.45%、18.14%、15.61%。因此，种子园种子的发芽和生长品质均优于母树林和普通林分种子，这为生产性人工林中应用种子园种子作为良种提供了更科学的依据。

对于生长周期长的针叶树种来说，早期选择是缩短育种周期、加速育种进程的重要手段，早期选择的时间与早期选择的有效性密切相关。树种、目标性状、目标性状遗传特性的不同使得早期选择的时间充满不确定性，需要通过对树种和性状本身的特点进行持续跟踪，才能得到科学依据。本文对种子园、母树林和普通林分种子的2a生苗、5a生幼林和18a生中龄林的生长情况进程持续观测，发现各生长性状在不同生长阶段之间的相关性达显著或极显著水平，因此，可对华北落叶松的生长性状进行早期选择，早期选择的时间可以为5a左右。本研究确定的早期选择时间与日本落叶松生长性状的6a[5]接近，但比长白落叶松的14a[8]要短。本文研究结果为华北落叶松良种来源和基于生长性状的早期选择时间提供了理论和实践参考。