杞柳优良无性系品质性状指数聚类分析

孟庆兰

（临沂市林业局，山东 临沂 276000）

杞柳(Salix integra)，属杨柳科(Salicaceae),柳属(Salix）多年生落叶灌木，其枝条柔软，韧性强，适于编制各种生活、生产用具和工艺品等，具有较高的经济使用价值，在临沂市人工栽培和加工历史悠久，是临沂市重要的经济林树种。近年来，杞柳制品在临沂市三大林产品出口中已占据第2 位，是出口创汇的拳头产品，杞柳产业已成为临沂市支柱产业。随着杞柳产业的发展，杞柳品种老化混杂，有害生物危害严重，产量低、质量差的问题日益突出，为解决此问题，课题组于2009 立项，通过自由授粉原种株育种和自然原种株（芽变）育种两种途径，选育出优良无性系22 个，为正确评价23 个无性系号（含对照048）的品质特征，对决定其品质的4 个性状指数进行研究，并以此为聚类因子，进行聚类分析，选择出优质的杞柳优良无性系系列新品种，以满足我市杞柳产业发展对杞柳品种多元化要求之亟需。

1 材料与方法

1.1 材料来源

利用国有郯城县马陵山林场杞柳种植资源库的种质资源，采用自由杂交的方法获取自由授粉种子F1 实生苗，从杂种苗平茬萌芽（条）中选择优良单株，从市内杞柳传统人工林区选择芽变优系，通过表型优良单株选择，对中选实生苗优良单株（墩）和芽变优系（墩）进行无性系林期测定，获得的23 个无性系。

1.2 试验地点

临沭县郑山街道办事处北沟头村。

1.3 试验设计

采用随机区组设计。3 次重复，小区面积6.5 m2，以常规栽培品种“048”为对照（CK)；株行距为40×10 cm，南北行向栽植；四周设置保护行带，行带宽度为1.2 m，品种为常规栽培种“048”。

1.4 扦插时间

2017年7月23-25日。

1.5 调查内容

（1）气干密度指数：测量去皮干白条的重量和体积，计算气干密度。气干密度与品质呈正相关，气干密度观测值即为气干密度指数测算因子。

（2）光洁度指数：用目测法测定试样表面的叶迹数量、有害生物危害突起物及其他斑点等的数量，计算叶（痕）迹密度。由于痕迹密度与品质呈负相关，故将其倒数作为测算因子。

（3）柔性指标：对未经捆绑而未被矫正“（”型弯曲的干白条，先预测其平均高，以此为标准从样本中选取3 根标准条（作为3 次重复）,分别用测定“（”型弯曲的弦长和弓形高，计算弓弦比。弓弦比与柳条的柔性品质呈正相关，故将其测定值作为柳条柔性指数的测算因子。

（4）韧性指标：对经温水处理过的干白条弓形弯折，当达到最大弯折点即外凸面出现纤细毛刺状物翘起时，量取试样两端点及弯折点之间的距离，计算弯折弧度角。干白条（用水浸泡条件下）可弯折的角度与品质呈正相关，故将其测定值作为韧性指数的测算因子。

1．6 性状指数计算方法

符合正向化要求的或已被正向化的性状平均观测值占参选总体相应性状观测值总平均数的比值，计算公式如下：

式中yi为i 系号的性状指数，n 为参试无性系总数，m 为某性状观测值总个数。i 为无性系序号标志，j 为某性状观测值序号标志，zij为第i 系号某性状第j 个观测值的正向化变换数值。zij、yi越大表明无性系在相应性状方面表现越优。

1.7 数据统计及分析方法

数据整理采用Microsoft Excel 工作表，数据分析采用“SPSS Statistics Base 19.0”综合分析系统软件。

2 试验结果

2.1 气干密度指数类群划分

以气干密度指数为依据进行聚类，23 个无性系可划分为3 个类群，如图1。

第一类群：高密度类群。包括rkx-1 共1 个系号，占总数的4.35%。

第二类群：中密度类群。包括038-14、061-3、061-6、059-2、2、047-3、5、053-1、055-2、023-12 共10 个系号。占总数的43.48%。

第三类群：低密度类群。包括047-17、059-1、058-6、047-31、055-1、048、033-31、040-7、048-12、058-7、054-1、048-7 共12 个系号，占总数的52.17%。

在供试的22 个系号中，共有16 个系号的气干密度指数高于对照048，其中rkx-1 的气干密度指数最高，达到1.2644。

2.2 光洁度指数类群划分

以各无性系光洁度指数为依据进行聚类，23个无性系号可分为三个类群，如图2。

第一类群：光洁类群。包括055-1、058-6、053-1、048-12、058-7、038-14、061-3、rkx-1 共8 个 系号，占总数的34.78%。

第二类群：较光洁类群。包括等047-31、048-7、047-32、048、055-2、047-17、023-12、5、033-31、2、054-1、059-2、059-1 共13 个 系 号。占 总 数 的56.52%。

第三类群：不光洁类群。包括061-6、040-7 共2个系号，占总数的8.7%。

在供试的22 个系号中，共有11 个系号的光洁度指数高于对照048，其中055-1 的光洁度指数最高，达到1.2085，较对照高出25%。

2.3 柔性指数类群划分

以柔性指数为依据进行聚类，23 个无性系号分为三个类群，如图3。

第一类群：柔软类群。包括等rkx-1、053-1 等2个系号，占总数的8.7%。

第二类群：较柔软类群。包括5、047-32、048-12、055-1、023-12、059-1、055-2、061-3、059-2、048-7、054-1、48（CK）等12 个系号。占总数的52.17%。

第三类群：硬条类群。包括058-6、040-7、038-14、047-17、061-6、033-31、2、047-31、058-7 等9 个系号，占总数的39.13%。

柳条的柔性越好，商品价值越大，编制工人的劳动强度越低。在供试的22 个系号中，13 个系号的柔性指数超过对照048，有12 个系号的柔性指数大于1。其中rkx-1 的柔性指数最大，达1.9048，这与田间雨后弓形坠弯、干白条的“（”型弯曲现象表现一致。

2.4 韧性指数类群划分

以韧性指数为聚类因子进行聚类，23 个无性系可分为3 个类群，如图4。

第一类群：韧性类群。包括rkx-1、053-1、023-12、005、048-12 共5 个系号，占总数的21.74%。

第二类群：中韧类群。包括002、048-7、048、061-3、040-7、047-17、054-1、059-1、033-31 共9个系号，占总数的39.13%。

第三类群：低韧性类群。包括061-6、055-2、038-14、047-31、058-7、047-32、055-1、058-6、059-2 共9 个系号，占总数的39.13%。

柳条的韧性随测定部位的不同而不同，呈现出从基部到梢部逐渐增大的趋势。在供试的22 个系号中，有7 个系号的韧性指数超过对照048，其中rkx-1 的韧性最强。

3 结论

3.1 本研究利用测算的品质性状指数，采用系统聚类方法，对23 个供试无性系进行聚类分析，通过类群划分，筛选出超过对照品种的4 个品质优良类群。其中16 个系号的气干密度指数、11 个系号的光洁度指数、13 个系号的柔性指数、7 个系号的韧性指数高于对照048。

3.2 经过聚类分析，rkx-1 气密度高，055-1、058-6、053-1、048-12、058-7、038-14、061-3、rkx-1 共8 个系号光洁度高，rkx-1、053-1 共2 个系号柔性好，rkx-1、053-1、023-12、005、048-12 共5 个系号韧性强，其中rkx-1 无性系4 个指标均高，053-1 无性系3 个指标高，1 个指标中等，可优先作为优良无性系在生产中加以推广应用。

3.3 本研究首次将柔性指标从韧性指标中分离出来，解决了以往研究中柔、韧性状不分且仅测定韧性指标的模糊观念。