不同杉木半同胞家系种子品质比较分析研究

朱江华，甘伟涛，欧 斌，王建皓，刘华新

（1.江西环境工程职业学院，江西 赣州 341000；2.崇义林业股份有限公司，江西 崇义 341300）

杉木Cunninghamia Lanceolata为杉科Taxodiaceae 杉木属Cunninghamia植物，其生长快，木材优良、用途广，为我国长江流域、秦岭以南地区栽培最广、经济价值高的速生用材树种[1-2]。江西是杉木的主产区之一，其林木良种选育工作始于20 世纪70 年代，早期良种选育的目标主要集中于解决江西省杉木、马尾松Pinusmassoniana等主要人工造林树种的良种问题[3]。营建杉木种子园是生产杉木良种的重要途径，为了培育出高产、高品质杉木种子，满足于林业生产需求，中国在主要的杉木分布区投资营建了3 500 hm2杉木种子园，为杉木人工造林提供优质种子，取得了极为显著的增产效益[4-5]。长期以来，林业科技工作者对杉木种子园无性系筛选、杉木种子结实性状、杉木半同胞良种遗传表现等方面进行了大量研究[6-8]。林木种子是育苗、造林的基础，为提高其质量，实现林业生产现代化都需要种子有较好的播种品质[9]。本文以江西崇义国有林场杉木优树无性系二代种子园20 个自由授粉的半同胞家系种子为研究对象，对种子品质（球果鲜质量、种子总质量、出籽率、种子千粒质量、优良度等）进行调查研究，比较不同杉木无性系种子园的半同胞家系种子的品质差异性及相关性，揭示不同杉木半同胞种子特性，以期为杉木种子园的优良无性系选择和科学经营提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验采种地为江西省赣州市崇义县高坌林场省级杉木良种基地，113°55′～ 114°38′ E，25°24′～ 25°55′ N，地貌为中山丘陵，海拔300～ 500 m。属中亚热带季风气候区，冬夏两季盛行季风，四季分明，雨量充沛，空气湿度大，无霜期长。年平均气温17.9℃，最冷月1 月平均气温7.3～ 7.6℃，最热月7 月平均气温27.0℃，≥10℃年积温5 500℃左右，极端最低气温-8.0℃；年降水量1 600 mm 左右，年平均相对湿度83%，年日照时数1 340 h[10-11]。

1.2 试验材料

试验材料来源于良种基地的杉木二代种子园，该种子园建于2007 年，面积8.2 hm2，共有80 个建园无性系，其中收集了江西信丰国家级杉木良种基地优良无性系41 个、福建洋口林场优良无性系39 个。2013 年种子园开始结果，在2016-2017 年进行了2 次去劣疏伐，目前共保留采种母树3 000 余株，杉木优良无性系80 个。

2018 年10 月，在该杉木种子园进行单株采种，随机采集20 个半同胞家系的当年生种子，作为试验研究材料，其中包含6 个不同的家系母本来源地（即种源地），见表1。

表1 不同杉木半同胞家系Table 1 Different half-sib families of C.lanceolata

1.3 研究方法

1.3.2 种子总质量测定 采用自然干燥法对20 个杉木半同胞家系球果（每个家系随机选取的20 个球果为1 个重复，设置3 个重复）进行脱粒，去除杂质，用分析天平（灵敏度为1/10 000 g）称质量，取平均值得到杉木种子总质量。

1.3.3 种子千粒质量 用百粒法测定不同杉木半同胞家系的种子千粒质量[12]。设置3 个重复。每个重复分别用四分法数出100 粒种子，用分析天平称质量，取平均值，将平均值乘以10 后所得即为种子千粒质量。

1.3.4 种子优良度 采用解剖法对杉木半同胞家系种子优良度进行测定[13]。设置3 个重复，每个重复分别用四分法数出50 粒种子，用刀片切开种子观察，优良的种子种粒饱满、胚乳暗白色、有油光或胚根稍带粉红色等，低劣的种子空粒、半仁、胚和胚乳干缩无油光、硬化、涩粒等。

1.3.5 出籽率 试验研究的杉木半同胞家系种子总质量与杉木球果鲜质量的比值为杉木的种子出籽率：

1.4 数据分析

利用Excel 工作表和SPSS 20.0 进行数据处理和分析，并采用Duncan’s 新复极差法进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同杉木半同胞家系球果质量比较

不同杉木半同胞家系球果鲜质量和种子总质量见表2，单因素方差分析结果见表3。由表3 可知，整体上，20 个杉木半同胞家系之间的球果鲜质量和种子总质量均有显著性差异（P＜0.05）。

表2 不同杉木半同胞家系球果及种子质量Table 2 Cone and seed weight of different half-sib families of C.lanceolata

表3 不同杉木半同胞家系球果及种子质量方差分析Table 3 ANOVA on one and seed weight of different half-sib families of C.lanceolata

半同胞家系73 号的球果鲜质量最大，为0.406 7 kg，与其他家系之间差异显著（P＜0.05）；其次是29 号，为0.293 3 kg；22，35 号的球果鲜质量均在0.25 kg 以上；51 号的最小，仅为0.095 0 kg；18，28，36，49，39 号的球果鲜质量均在0.2 kg 以下；而6 号的为0.208 3 kg，仅略高于0.2 kg。4，6，15，17，22 号的Vi＞ 0.1，其余15 个半同胞家系的Vi＜0.1 表明家系内的整体球果鲜质量数据离散程度稍大。

要想全面提升我国生态林业建设效率，就要将全新的科学技术传授给林业工作人员，不断优化林业生产手段，将林业的相关科技成果与林业实践工作进行有机整合，只有这样才能凸显出林业技术的真正价值。要想达到上述要求目标，就要求林业工作人员全面提升林业技术推广工作，积极参与林业生产，将林业技术更好地应用于生态林业建设，从而发挥林业技术的真正作用。

半同胞家系73 号的种子总质量最大，为16.233 5 g，与其他家系之间差异显著（P＜0.05）；其次是31，35号，其种子总质量均在10 g 以上，与其他家系比较也达显著性差异水平（P＜0.05）；62 号的最小，仅为4.693 5 g，是唯一一个种子总质量小于5 g 的半同胞家系；22，29，49 号的种子总质量均在8～ 10 g 之间，三者间的差异不显著；6 号的种子总质量为5.825 4 g，偏低。51 号的Vi大于其他家系；而5，8，28 号的Vi＜ 0.03，表明家系内的整体种子质量数据离散程度小。

半同胞家系51 号的球果出籽率最高，为5.30%；之后依次是49，31，73，35 号，分别为4.75%，4.66%，3.99%和3.80%；62 号半同胞家系的出籽率最低，为2.04%；6，9，17，18，41 号的出籽率均在3.00%以下。

2.2 不同杉木半同胞家系种子千粒质量比较

杉木种子千粒质量是体现其种子大小与饱满程度的指标，是预测种子园产量的重要依据。20 个不同杉木半同胞家系种子千粒质量见表4，单因素方差分析结果见表5。由表5 可知，20 个半同胞家系之间的种子千粒质量均达显著性差异水平（P＜0.05）。

半同胞家系31 号的种子千粒质量最大，为8.604 0 g；其次是73 号，为8.136 0 g；17，29，35，36 号的种子千粒质量均达到7 g 以上；62 号的最小，为3.593 0 g，显著低于其他半同胞家系（P＜0.05）；6 号种子千粒质量为5.512 3 g，指标值较小。51 号种子千粒质量的Vi最大，其离散程度最高；5，15，18，36 号种子千粒质量的Vi均小于0.02，表明家系内的整体种子千粒质量数据离散程度较小。

表4 不同杉木半同胞家系种子千粒质量Table 4 Thousand seed weight of different half-sib families of C.lanceolata

表5 不同杉木半同胞家系种子千粒质量的方差分析结果Table 5 ANOVA on thousand seed weight of different half-sib families of C.lanceolata

2.3 不同杉木半同胞家系种子优良度比较

杉木种子优良度即种子的良种率，是试验研究杉木种子材料中优良种子数量与供检种子总数的百分比值，是反映不同杉木半同胞家系种子良种情况的重要指标。20 个杉木半同胞家系种子优良度结果如表6，单因素方差分析结果如表7 表明。由表7 可知，20 个杉木半同胞家系之间种子优良度差异达显著性水平（P＜0.05）。

半同胞家系28 号的种子优良度最大，为44.67%；之后依次是73，29，35 号，其种子优良度分别为44%，43.33%，40%；4，5，15，31，36，49 号种子的优良度在30%以上；6，17，39，62 号种子的优良度显著低于其他家系种子（P＜0.05）。62 号种子优良度的Vi最大，达0.661 4，表明其整体数据的离散程度很大；29，5，73 号种子优良度的Vi均小于0.1，家系内种子的优良度值较为均衡。

表6 不同杉木半同胞家系种子优良度Table 6 Seed soundness of different half-sib families of C.lanceolata

表7 不同杉木半同胞家系种子优良度的方差分析结果Table 7 ANOVA on seed soundness of different half-sib families of C.lanceolata

2.4 不同杉木半同胞家系种子品质指标相关性

20 个杉木半同胞家系种子品质指标间的相关性分析见表8。

表8 不同杉木半同胞家系种子品质指标相关性分析Table 8 Correlation analysis on seed quality indicators of different half-sib families of C.lanceolata

由表8 可知，球果鲜质量与种子总质量呈极显著正相关（P＜0.01），与种子千粒质量呈显著正相关（P＜0.05）；种子总质量与种子千粒质量和优良度呈极显著正相关（P＜0.05）；种子千粒质量与优良度呈显著正相关（P＜0.05）；出籽率与其他种子品质指标没有显著相关性。

3 结论与讨论

崔宝禄[14]、曹汉洋[15]等研究认为，针叶树种子园不同无性系间的生长性状和结实性状存在显著差异，且生长性状和结实性状在优树间也存在变异。陈苏英[8]等对1.5 代杉木种子园不同无性系生长和结实性状研究表明，种子园中不同杉木无性系之间的生长性状和结实量存在显著差异。本试验对20 个不同杉木半同胞家系种子品质进行比较研究，结果表明，在试验材料数量一致的研究条件下，不同的杉木半同胞家系种子在球果鲜质量、种子总质量、种子千粒质量和优良度方面均有显著性差异。

研究表明，母树的结实量与单果出种量相关性不显著，但与家系产量极显著相关，不同杉木无性系的结实量、球果体积、球果鲜重与其种子产量显著相关[8,16]。刘亚群[9]研究认为，气候因子对杉木种子千粒质量影响不大，千粒质量受到遗传性决定。黄以骏[17]等研究表明，杉木种子品质与亲本类型有较明显的关系，家系间种子品质差异很大，主要是遗传作用的影响，对家系进行选择可以显著地提高种子品质。本研究结果表明，73 号半同胞家系种子的整体品质最好，其球果鲜质量、种子总质量均为最大，分别达到0.406 7 kg，16.233 5 g，种子千粒质量、优良度、出籽率分别为8.136 0 g，44%，3.99%，且千粒质量和优良度显著大于绝大部分家系种子。29，31，35 号半同胞家系种子各项品质指标均在前五，整体品质较好。而种源地为崇义本地的6 号半同胞家系，其各项种子品质指标均不理想，种子的整体品质较差，这可能与花粉产量、授粉花期、传粉天气状况、自交情况等因素相关，具体还有待进一步研究。

出籽率是衡量杉木种子园无性系或家系种子产量的重要指标，出籽率高并非优良度也高[18-19]。从试验结果来看，51 号半同胞家系种子出籽率最高，为5.30%，但该半同胞家系的种子品质指标值均较小，这表明杉木种子的出籽率与球果鲜质量、种子总质量、种子千粒质量、优良度值均不存在单一的正相关性。从杉木半同胞家系种子各项指标的变异系数结果来看，半同胞家系的种子品质与种子品质指标的离散程度没有相关性。

综上所述，亲本类型与种子品质有较明显的关系，在杉木种子园生产营建中，要注重种子品质测定工作，将种子品质作为入园无性系选择的指标之一。为了提高杉木种子园产量，建议该种子园优选5，29，31，35，73 号半同胞家系的母本无性系，疏伐6，18，39，51，62 号半同胞家系的母本无性系，确实从亲本类型结合考虑优良家系选择，以提高新建种子园的种子品质。