红椿与毛红椿半同胞家系早期选择研究

陈 娟，彭 建，肖兴翠，杨勇智，杨滨豪，徐志伦，漆峥嵘

（1. 西南民族大学，四川 成都 610041；2. 四川省林业科学研究院，四川 成都 610081；3. 蓬溪县自然资源和规划局，四川 蓬溪 629100）

红椿Toona ciliatavar.ciliata和毛红椿Toona ciliatavar.pubescens都是楝科香椿属大乔木，毛红椿是红椿的变种，两个树种均生长迅速，树干通直，材质曙红，木纹美丽，都有“中国桃花心木”之称，是我国亚热带及热带地区速生珍贵用材树种，具有很高的经济价值和开发前景[1-2]。红椿在国内主要分布在福建、湖南、广东、广西、四川和云南等省区，毛红椿主要分布在江西、湖北、湖南、广东、四川、贵州和云南等省[3]。但由于红椿和毛红椿对生长条件要求均较高[4]，更新缓慢，加上人为破坏，各地资源逐渐变少，被各地列为濒危保护树种[5-6]，并先后被列为国家Ⅱ级保护濒危种[7]。

在遗传改良方面，国内外学者对红椿及毛红椿天然林的遗传多样性[8-10]、种实及苗期遗传变异[11-15]进行了大量的研究。在早期选择方面，刘军等[16-17]收集了浙江、安徽、江西等省的毛红椿，在安徽南陵及浙江开化进行了造林和早期选择；吴际友等[18-20]收集了湖南及各省的红椿家系，在汨罗进了造林和早期选择；黄红兰等[21]对江西14个毛红椿家系在赣州进行了造林和早期选择。红椿及毛红椿在四川主要分布在攀西地区，对于收集的四川省内的红椿及毛红椿优良单株的种子，与亚林所提供的毛红椿优良单株种子一起育苗，2017 年春在川中丘陵区建立了对比试验林，旨在选择出适宜在川中丘陵区发展的红椿及毛红椿优良家系，为该地区今后红椿及毛红椿造林优良家系的选择奠定基础。

1 试验材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于四川省遂宁市蓬溪县吉星镇，地理位置是 105°46′44″E，30°37′31″N，海拔 430 ～440 m。蓬溪县属中亚热带温湿季风气候区，气候温和，雨量充沛，四季分明，无霜期长，雨热同季，但降水时空分布不均匀，年平均气温16.8 ℃，极端最高温39.4 ℃，极端最低温-4.6 ℃，年平均降水量929.5 mm，年均日照数1 471.7 h。试验地造林前为抛荒田地；土壤为紫色土，有效土层厚度 60 cm 以上，pH 值 8.1，有机质含量 13.3 g·kg-1，土壤肥力中等。

1.2 试验材料

参试的18 个红椿及毛红椿半同胞家系来源于四川、江西、安徽及湖南4 个省的8 个地区，其所在地的气候情况见表1。

1.3 试验方法

18 个半同胞家系，每株种子均分单株采集，单独播种育苗，2016 年在郫县唐昌基地进行轻基质容器育苗，育苗方法参照《DB43T-1028—2015红椿苗木培育技术规程和质量分级》[22]，1 年生平均苗高20 cm，2017 年3 月造林，株行距为2 m×3 m，随机区组设计，5 株单行小区，3 次重复。造林前一年底机械全垦整地，造林时小穴整地栽植，栽后浇水定根，并覆盖薄膜保湿。造林当年除草3 次，7 月初配方施肥200 g·株-1，第2、3 年每年除草2 ～3 次，5 月前均进行配方施肥（氮 1.6∶磷 1.5∶钾 1.0）1 次，250 g·株-1。从造林第2 年的6 月开始，每年进行1 ～2 次的抹芽及修枝，保持主干生长。

1.4 数据调查与分析

造林当年底测量树高，第2 年及第3 年底测量胸径、树高。采用Excel 2010 进行数据统计，采用SPSS 19.0 进行方差分析及LSD 多重检验。其中单株材积采用四川省和滇西北阔叶树二元立木材积表，V=5.275 071 6×10-5D1.9450324H0.9388533。

遗传变异系数C=S/X×100%。式中：S为标准差；X为某一性状的群体平均值。

家系遗传力h2=(MSv-MSt)/MSv×100。式中：MSv为处理间均方；MSt为处理内均方[23]。

遗传增益△G=h2Si/X，现实增益G=（Xi-X）/X×100%。式中：h2为性状的遗传力；Si为家系选择差；Xi为个体平均数[24]。

2 结果与分析

2.1 不同家系生长比较

18 个红椿、毛红椿家系3 年生胸径、树高、单株材积方差分析结果见表2。由表2 可见，18个家系间胸径、树高、单株材积均有极显著差异（P＜0.01）。胸径、树高、单株材积的遗传力均在0.85 以上，表明18 个家系生长受遗传控制均较大，且胸径的遗传力略大于树高。

表1 参试家系的相关情况Table 1 Related information of the tested families

表2 不同家系各生长性状的方差分析†Table 2 Analysis of variance of growth traits in different families

2.1.1 不同家系胸径生长比较与变异

18 个红椿及毛红椿家系3 年生胸径生长情况见表3。由表3 可见，18 个家系的平均胸径在2.00 ～7.92 cm 之间，胸径总平均值为4.88 cm，超过平均值的有8 个家系。其中以7 号家系的胸径最大，胸径为7.65 cm，年均胸径生长量为2.55 cm，显著（P＜0.05）高于胸径≤5.67 cm 14 个家系，与3 号、8 号、5 号3 个家系间没有显著差异；家系的变异区间为7.48 ～7.92 cm，遗传增益达49.76%，现实增益达56.82%。其次是3 号和8 号家系，胸径分别为7.23 cm 和7.18 cm，年均胸径生长量分别为2.41 cm 和2.39 cm，两者之间没有显著差异，但显著高于胸径≤5.44 cm 的13 个家系，与7 号、5 号、12 号3 个家系间没有显著差异；两个家系的变异区间分别为6.90 ～7.63 cm和6.66 ～7.70 cm，2 个家系的遗传增益分别为42.16% 和41.32%，现实增益分别为48.14% 和47.19%。18 个家系的变异系数中，2、3、4、7、8、11、12、13、14、15、17 号这 11 个家系的胸径变异系数均小于15%，表明家系生长比较均匀一致，而其余7 个家系的胸径变异系数均大于15%，表明这7 个家系的胸径生长存在丰富的遗传变异，可为今后开展优良单株选择提供依据。

表3 不同家系胸径生长变异†Table 3 Growth variation of DBH in different families

2.1.2 不同家系树高生长比较

18 个红椿及毛红椿半同胞家系3 年生树高生长情况见表4。由表4 可见，18 个家系的平均树高在2.30 ～7.05 m 之间，总平均值为4.74 m，树高超过总平均值的有9 个家系，其中以7 号家系的树高生长量最大，树高为6.52 m，年均树高生长量为2.17 m，显著（P＜0.05）高于树高≤5.10 m的13 个家系，与3、8、5 号这3 个家系间没有显著差异，变异区间在6.00 ～7.05 m 之间，遗传增益达31.96%，现实增益达37.59%。其次是3号家系，树高为6.27 m，年均树高生长量为2.09 m，显著高于树高≤4.73 m 的9 个家系，与其余8 个家系间没有显著差异，家系变异区间在5.93 ～6.63 m之间，遗传增益为27.53%，现实增益为32.38%；排在第3 的家系是8 号家系，树高为5.81 m，年均树高生长量为1.94 m，显著高于树高≤4.39 m的7 个家系，与其余10 个家系间没有显著差异，家系的变异区间在5.35 ～6.28 m 之间，遗传增益为19.27%，现实增益为22.67%。18 个家系的变异系数中，2、3、4、7、8、11、12、14、15、17 号这10 个家系的树高变异系数均小于15%，表明家系树高生长比较均匀一致，而其余8 个家系的变异系数均大于15%，表明这8 个家系的树高生长存在丰富的遗传变异。

2.1.3 不同家系单株材积生长比较

18 个红椿及毛红椿半同胞家系3 年生单株材积生长情况及相关数据统计见表5。由表5 可见，18 个家系的单株材积在0.000 5 ～0.017 7 m3之间，总平均值为0.006 2 m3，超过总平均值的有7 个家系，其中以7 号和3 号家系的单株材积生长量最大，分别为0.016 0 m3和0.013 9 m3，两者之间及其与8号、5 号之间没有显著差异（P＜0.05），但显著高于单株材积≤0.008 0 m3的13 个家系，变异区间在 0.014 5 ～ 0.017 1 m3和 0.012 0 ～ 0.016 2 m3之间，遗传增益分别为139.53%和109.38%，现实增益分别为160.16%和125.54%。其次是8 号家系，单株材积为0.012 7 m3，显著高于单株材积≤0.006 6 m3的 12 个家系，与 7、3、5、12、6 号这 5个家系间没有显著差异；家系变异区间在0.011 8 ～0.013 5 m3之间，遗传增益为91.94%。18 个家系的变异系数中，2、3、7、12、15 号这5 个家系的单株材积变异系数均小于15%，表明这5 个家系的单株材积生长比较均匀一致，而除此之外的13 个家系的变异系数均大于15%，表明这13 个家系的单株材积生长存在丰富的遗传变异。

表4 不同家系树高生长变异Table 4 Growth variation of height in different families

表5 不同家系单株材积生长变异Table 5 Growth variation of individual volume in different families

2.2 不同家系早期选择

由于18 个红椿及毛红椿不同家系的胸径的遗传力大于树高和单株材积，因此以胸径为主，树高和单株材积为辅进行分类，结果见表6。由表6可见，将18 个家系分为4 个类别：Ⅰ类包括3 个家系，7、3、8 号；Ⅱ类包括3 个家系，5、11、12 号；Ⅲ类包括2 个家系，1、6 号；Ⅳ类包括10个家系，18、13、14、17、9、15、2、10、4、16 号。其遗传增益大小为Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，分别将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ定为优、良、中、差4 个类别。Ⅰ类优等家系主要分布在盐边和米易，平均胸径、树高、单株材积分别为7.35 cm、6.20 m 和0.014 2 m3，平均遗传增益分别为44.41%、26.25%和113.62%，胸径、树高的选择差分别为2.47 cm 和1.46 m，入选率16.7%；这3 个家系生长优势明显，遗传增益高，选择差较大，入选率低，可作为早期选择出的优良家系。良等家系主要来源于四川攀枝花仁和区和江西官山，其胸径、树高、单株材积分别为5.88 cm、5.54 m 和0.008 6 m3，遗传增益分别为18.06%、14.37%和34.14%，与优等家系有一定的差异，可以继续观察。中等和差等的12 个家系长势较差，则不适宜在川中丘陵区发展。

表6 不同家系生长比较与分类Table 6 Growth comparison and classification of different families

3 结论与讨论

18 个红椿及毛红椿半同胞家系间在蓬溪县经过3 a 的生长，胸径、树高、单株材积生长存在极显著差异，3 个生长性状的遗传力均在0.85 以上，受遗传控制均较大，高于在安徽南陵试验3 a的58 个毛红椿家系（胸径0.52，树高0.63）[16]及在浙江开化试验的52 个毛红椿家系的遗传力（胸径0.56，树高0.73）[17]，以及在湖南汨罗试验的20 个红椿半同胞家系5 年生（胸径0.73，树高0.72）[19]及8 年生的遗传力（胸径0.53，树高 0.23）[18]；平均胸径在 2.00 ～ 7.92 cm 之间，平均树高在2.30 ～7.05 m 之间，平均单株材积在0.000 5 ～0.017 7 m3之间，明显高于安徽南陵（胸径0.54 ～2.26 cm，树高0.78 ～2.39 m）[16]和浙江开化[17]3 年生毛红椿家系（胸径0.60 ～1.97 cm，树高1.25 ～2.47 m）的生长量，有明显的生长优势。

18 个家系的3 年生的平均胸径、树高、单株材积分别为4.88 cm、4.74 m 和0.006 2 m3，超过胸径、树高、单株材积平均值的家系分别有8 个、9 个和 7 个；3 个生长性状均以 7 号家系（SC-347）生长量最大，胸径、树高、单株材积分别为7.65 cm、6.52 m 和 0.016 0 m3， 显 著 高 于 13 个以上家系，遗传增益分别为49.76%、31.96%和139.53%，遗传增益均较大，3 个生长性状的变异系数均在15%以内，生长均匀一致；其次是3 号（SC-214）和8 号（SC-361）家系，胸径分别为7.23和7.18 cm，树高分别为6.27 和5.81 m，单株材积为0.013 9 和0.012 7 m3，胸径、树高和单株材积显著高于7 个以上家系，遗传增益分别在40%、19%和90%以上，3 个生长性状的变异系数总体低于15%，生长较为均匀一致。

以胸径为主，树高和单株材积为辅，对18 个家系进行分析比较，选择出7 号（SC-347）、3号（SC-214）和8 号（SC-361）这3 个家系入选为优等家系，平均胸径、树高、单株材积分别为7.35 cm、6.20 m 和0.014 2 m3，平均遗传增益分别为44.41%、26.25%和113.62%；这3 个家系生长优势明显，遗传增益高，选择差大，入选率低，很有可能成为适宜在蓬溪县以及周边地区发展的优良家系，但该选择只是3 a 的选择结果，按照国家《林木良种审定规范》[25]，有待继续观测与分析，并进行多点试验后，可为蓬溪县及其周边的川中丘陵区红椿和毛红椿造林提供优良家系。