广西翅荚木优良种源与家系早期选择

侯远瑞，钟 瑜，黄小荣，申文辉，庞世龙

（广西壮族自治区林业科学研究院 国家林业和草原局中南速生材繁育重点实验室广西优良用材林资源培育重点实验室，广西南宁 530002）

翅荚木（Zenia insignis）为苏木科（Caesalpiniaceae）翅荚木属落叶大乔木，又名任豆、任木和砍头树，树高20 ～30 m，胸径100 cm[1-3]。天然分布于广西、广东、湖南、贵州和云南等省（自治区），越南北部也有分布。其树干通直圆满、出材量高、材质轻，木材结构细密、抗压抗弯力强、色泽纯清、纹理通直、水浸后不翘不裂、不易变形、不易受虫蛀、容易干燥且便于加工，是优良的家具材和胶合板材。木材纤维长、韧性好、出浆率高，也是优良的造纸用材[4]。树叶粗蛋白质含量达24.6%，是良好的家畜饲料[5]。胸径年均生长量达1.42 cm，树高年均生长量达1.32 m，根系发达且穿透力强，能通过岩石缝隙向深处生长。翅荚木是广西岩溶地区作为石漠化治理和退耕还林的主要造林树种[6]，在四川、湖北、湖南、江西和浙江等地引种栽培，表现出良好的速生性[7-12]。

目前，对翅荚木的研究主要集中在种子与苗木培育[13-17]、栽培技术[18-19]、生理生态特性[9,20]、材性及利用[4,21]等方面，对其子代林进行优良种源和家系选择方面的研究未见报导。本研究收集了广西主要产区的翅荚木种源及优良单株种质，对其子代生长性状进行测定与分析，初步筛选出优良种源和优良家系，为翅荚木遗传改良提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西南宁市北郊老虎岭林区（108°21'E，22°56'N），属南亚热带季风气候，年均气温21.7 ℃，最高气温39.4 ℃，最低气温-1.5 ℃，1月均温11.8 ℃，7月均温27.6 ℃，年均降水量1 347.2 mm。海拔135 ～181 m，坡度20°，坡向东南坡，坡位中坡至上坡。土壤为页岩发育而成的砖红壤。造林地为马尾松人工林采伐迹地。

1.2 试验材料

翅荚木种子采自广西4 个种源地，选择20年生以上、生长健壮、干形通直的母树，按单株分别采种（表1）。2012年春培育试验苗木，育苗基质为黄心土，育苗容器为12 cm×14 cm 可降解的无纺布育苗袋。1年生造林苗木高80 cm、地径0.6 cm。

表1 翅荚木种质资源情况Tab.1 Germplasm resources of Z.insignis

1.3 试验设计

2013年3月营建试验林，采用剪去苗木顶梢、保留基部20 cm 的截干苗造林。每个家系种植1 个小区，每小区种植15 株，各小区在相同的立地条件下随机排列，造林密度1 665 株/hm2。栽植1 个月后检查成活率，及时补植，确保成活率99%以上。造林当年及后2年，每年除草和施肥各1 次，当年每株施复合肥（含N、P和K各15%）100 g，第2及第3年每株施复合肥300 g。2017年12月测定试验林胸径和树高，每个家系测定10 株生长良好的活立木，根据胸径和树高推算林木单株材积（V单，m3），计算公式为：

式中，D为胸径（cm），H为树高（m）。

1.4 数据处理

采用Excel 2019 和SPSS 21.0 软件进行处理，并进行单因素方差分析与多重比较。计算变异系数（CV，%）、子代遗传力（h2）、现实遗传增益（△Gl，%）、遗传增益（△G，%）和育种值（Z），计算公式如下：

式中，S为标准差；为群体平均值；F为方差值；Sl为选择差；Y为家系平均值；c为校正值，当F大于1.0且子代数大于4时，c与h2相等。

将各性状的得分值相加，得到每个家系的综合得分，根据综合得分值进行排序。

2 结果与分析

2.1 不同种源生长差异及遗传分析

凤山种源的胸径与靖西、平果和忻城种源差异极显著（P＜0.01）；靖西、平果和忻城种源的胸径分别比凤山种源高7.77%、11.26%和18.25%（表2）。靖西种源的树高与凤山、平果和忻城种源差异极显著（P＜0.01）；凤山、平果和忻城种源的树高分别比靖西种源高19.08%、28.79%和18.23%。凤山和靖西种源的单株材积与平果和忻城种源差异极显著（P＜0.01）；平果和忻城种源的单株材积分别比靖西和凤山种源高33.98%和39.81%。翅荚木作为用材树种，材积是其主要的经济性状指标。方差分析表明，不同种源间胸径、树高和单株材积差异极显著（P＜0.01）（表3）。优良种源材积遗传力为0.931，具有很强的遗传控制力，忻城和平果种源的现实遗传增益分别为17.15%和12.28%，遗传增益分别为15.97%和11.43%，说明种源选择有较大的增产增收作用。

表2 翅荚木各种源的生长性状Tab.2 Growth traits of different Z.insignis provenances

表3 翅荚木各生长性状的方差分析Tab.3 ANOVA on growth traits of Z.insignis

2.2 不同家系生长差异及遗传分析

不同家系间胸径、树高和单株材积差异极显著（P＜0.01），表明从子代中选择优良家系可行，选择潜力大（表3）。各家系的胸径、树高和单株材积的遗传力分别为0.868、0.894 和0.839，表明其生长性状受到较强的遗传控制，可以通过优良家系选择进行遗传改良（表4）。变异系数表现为单株材积＞胸径＞树高，表明树高性状最稳定，选择潜力最小，材积的选择潜力最大。

表4 翅荚木各家系生长性状方差分析Tab.4 ANOVA on growth traits of Z.insignis families

2.3 家系综合育种值分析

选择排名前10%的优良家系，共11个，其平均胸径、树高和单株材积比总体均值分别高出30.05%、25.78%和94.31%（表5）。其中平果、忻城和凤山种源分别有7、3和1个家系入选。

表5 翅荚木优良家系综合育种值Tab.5 Comprehensive breeding values of Z.insignis superior families

续表5 Continued

2.4 家系遗传增益估算

11 个优良家系的平均现实遗传增益和遗传增益均表现为单株材积＞胸径＞树高，材积的平均遗传增益分别是胸径和树高的3.03 和3.43 倍（表6）。PG2 的胸径遗传增益最大，FS14 最小，相差3.36 倍；PG3 家系的树高遗传增益最大，XC7 最小，相差3.72倍；PG2 的单株材积遗传增益最大，PG7 最小，相差2.76倍。

表6 翅荚木优良家系遗传增益Tab.6 Genetic gains of Z.insignis superior families(%)

3 结论与讨论

翅荚木4 个种源间的胸径、树高和单株材积差异极显著，表明优良种源的选择潜力较大。以材积为主要经济指标,初步选出忻城和平果两个优良种源，其材积遗传增益分别为15.97%和11.43%，其单株材积分别比靖西和凤山种源高39.81% 和33.98%。根据育种值综合评分法，以10%的入选率在105 个家系中选出了11 个优良家系，其中平果种源有PG2、PG3、PG7、PG8、PG11、PG14 和PG33 等7个家系；忻城种源有XC7、XC8 和XC19 等3 个家系；凤山种源只有FS14 入选；90%的优良家系来自优良种源。优良家系的平均材积遗传增益达78.90%，是其胸径和树高遗传增益的3 倍多，说明材积比胸径和树高的遗传改良潜力大；优良家系的平均材积遗传增益是优良种源的4 ～6倍，表明优良家系比优良种源具有更大的增产增效潜力。

关于大叶栎（Quercus griffithii）[22]、红椎（Castanopsis hystrix）[23]、湿地松（Pinus elliottii）[24]、火炬松（P.taeda）[24]、火力楠（Michelia macclurei）[25]和米老排（Mytilaria laosensis）[26]等树种的林木种源收集评价及家系的早期选择已有研究，吴际友等[27]学者对火炬松的研究认为以5年生作为最低年龄进行早期选择较可靠，优良种源及家系的早期选择是可行的。本研究初步选出的5年生翅荚木优良种源平均胸径、树高和单株材积分别为5.86 cm、7.33 m 和0.014 0 m3，优良家系平均胸径、树高和单株材积分别为7.27 cm、8.83 m 和0.023 9 m3，与当地的速生乡土树种红椎的生长水平相当[28]。本研究选出的翅荚木优良种源及优良家系对其现实生产及进一步的遗传改良有重要参考价值。但由于试验林尚处在幼龄期，其生长性状不稳定，有待持续的观测研究。