淳安县姥山林场杉木初级种子园高产稳产技术

5年来,对杉木初级种子园采取了以土壤管理、树体管理、人工辅助授粉、病虫害防治为主的技术措施,五年平均亩产种子7.46kg,比对照增产65.78%。

浙江省杉木种子园丰产技术研究

五年中布置了多项试验，对浙江省杉木投产种子园丰产经营技术作出了进一步的研究；调查了浙江几个主要杉木一代种子园的经营管理水平及年度产量变化情况；进行了影响杉木种子园种子产量的生物因子和环境因子的系统监测和收集。在此基础上总结出杉木种子园丰产技术系列。认为建园亲本材料的选择和配置、园址的选定是种子园优质高产的基础；提高母树正冠率等树体管理、人工辅助授粉是关键；科学施肥、密度管理、病虫害防治等配套经营管理措施是种子园种子稳产高产的保证。

姥山马尾松1代种子园良种选育

经过１０多年努力，姥山马尾松１代无性系种子园建成投产，经造林测定，６年生子代林的树高、胸径、村积生长量分别比对照提高１５．２％、１８．４％、５６．８％．良种效益显著，并经浙江省林木良种审定委员会审定通过。

截干矮化马尾松二代无性系种子园开花结实的遗传变异

利用已进入正常开花结实期的截干矮化马尾松二代无性系种子园,以研究其开花结实的遗传变异规律。结果表明,种子园雌、雄球花量及球果数在无性系内分株间差异不显著,但在无性系间均达极显著水平,其遗传变异系数变化在37.85%~53.50%,无性系重复力皆在0.71以上。根据开花结实的调查结果,种子园无性系主要聚为雌多雄少（偏雌）、雄多雌少（偏雄）、雌雄均多（偏中）和雌雄均少（偏少）4种类型,其分别占总无性系的25.00%、29.55%、38.64%和6.82%,种子园中20%的高产无性系提供了开花结实总量的41.27%~49.15%。相关分析结果认为,理想的截干矮化马尾松二代高产无性系母树的主要形态特征为：冠幅宽、分枝长、分枝角大、树冠宽卵圆形或圆球形。在种实性状上,除种子千粒质量外,球果大小和出籽性状在母树树冠阴面与阳面间差异极显著,且均以树冠阳面高于阴面,说明充足的光照有利于提高种子园种子产量。

24年生马尾松生长、形质和木材基本密度的种源变异与种源区划

利用设置在浙江省淳安县姥山林场的24年生49个产地的马尾松种源试验,以研究和揭示已达主伐年龄时马尾松生长、形质和木材基本密度的种源差异和地理变异模式,通过聚类进行种源区划并选择优良种源。结果表明:马尾松生长、形质和木材基本密度皆存在显著的种源差异,种源胸径、树高和材积生长及树干通直度呈典型的纬向倾群变异模式,这种变异主要是由其产地水热资源条件差异引起的。较之于北部种源,南部的种源生产力水平高且树干通直。种源木材基本密度虽与产地经纬度相关性较小,但却与产地年均温、1月均温、无霜期和≥10℃积温呈显著的负相关。性状遗传相关分析结果显示,选择生产力高的速生种源可同时改良树干通直度,但会明显降低其木材基本密度。根据种源聚类结果,可将马尾松划分为南部、中部和北部3个种源区,并分别纸浆材和锯材筛选出19个和6个优良种源,这些优良种源主要来自马尾松的南部种源区,部分来自中部种源区。

马尾松无性系种子园球果产量的遗传变异

对马尾松一代无性系种子园投产后连续６ａ不同产地和产地内无性系的球果产量进行了统计分析。研究表明，产地和无性系是球果产量的重要变异来源，但产地内无性系的方差分量是产地的５倍；产地和无性系平均遗传力都较高，分别为０．７３～０．７９和０．７０～０．８５。种子园在不同年份间的球果产量变化很大，在群体总变异中所占的方差分量比例最大（材料Ⅰ为３７．０４％，材料Ⅱ为４８．９６％），具有明显的大小年。种子园内无性系对球果总产量的贡献率因组成的无性系不同而有较大差异，年份间也有差异。由不同产地无性系组成的种子园中球果产量的基因型×年份互作效应极为显著，方差分量占总变异的１４．１７％，应予以重视。最后对该种子园无性系按产量高低和稳定性分成五种类型。

马尾松年轮宽度和木材基本密度的种源变异及早期选择

针对浙江省淳安县姥山林场的24年生49个产地马尾松种源试验林,采集植株胸高处木芯,分析种源年轮宽度和木材基本密度的年龄效应。结果表明:除近髓部1～5轮年轮段的木材基本密度外,其他年龄段的年轮宽度和木材基本密度皆存在显著的种源差异,进一步说明通过种源选择可实现木材生产力和木材基本密度的遗传改良。不同年轮段木材基本密度的种源变异相对稳定,而年轮宽度的种源变异则易受环境的影响,幼龄材年轮宽度的种源变异较小,仅为成熟材的63.29%。来自不同种源区的种源年轮宽度的径向变异规律相似,皆表现出先增后减的变化趋势,在6～10轮达到最大值;年轮木材基本密度径向变化规律则与年轮宽度不同,表现为随年龄增长先增加后逐渐稳定的"S"型变化趋势,并据此筛选出广西横县、恭城、忻城,广东乳源和福建南靖5个木材基本密度径向均匀性高的纸浆材优良种源。不同年轮段年轮宽度和木材基本密度的相关分析显示,约在8年生选择径向生长快的种源会明显地降低其木材基本密度。基于性状早晚相关分析,认为可在7年生时先淘汰生长较差的种源,在12年生再开展种源生长和木材基本密度的联合选择。

杉木种子园种子品质性状变异及遗传参数

为进一步了解杉木Cunninghamialanceolata种子品质遗传变异规律,对浙江省22个不同世代不同类型种子园,连续4a采种、取样和测定,系统地分析了种子千粒质量、涩籽率、发芽率、发芽指数、芽苗长度和活力指数等6项品质性状的变异、遗传力和遗传相关。结果表明,种子活力指数表型变异与遗传变异均最大,涩籽率变异次之,芽苗长度变异最小。种子千粒质量遗传力最大,涩籽率次之,其后依次为芽苗长度、发芽率、活力指数和发芽指数。千粒质量与各性状具有轻度和中度的遗传相关关系,涩籽率在遗传上除与千粒质量呈轻度负相关外,与其他性状没有相关关系,发芽率与发芽指数以及发芽指数、芽苗长度与活力指数遗传相关紧密。

氮沉降模拟对不同种源木荷幼苗叶片生理及光合特性的影响

以浙北、闽北和赣南3个木荷代表性种源为试验材料,比较不同氮沉降水平下,木荷幼苗叶片的光合-光响应曲线、氮和磷含量、光合色素含量及可溶性蛋白含量之间的差异。结果表明:(1)中、低氮沉降水平促进了木荷幼苗叶片的光合能力,降低了呼吸消耗,叶片氮含量及叶绿素含量增高,叶片磷含量及可溶性蛋白含量降低,光合同化物易于积累;而高氮沉降水平时对光合能力的促进作用减小甚至产生危害。(2)木荷不同种源间叶片利用光能的程度差异较大,浙江杭州种源净光合速率较高,利用弱光的能力强,易发生光抑制现象,光合同化物不易积累;福建建瓯种源利用强光能力强,暗呼吸速率较低,同化物最容易积累;江西信丰种源光合能力和暗呼吸速率介于浙江杭州和福建建瓯种源之间。(3)低氮沉降水平对北部浙江杭州种源促进性强,叶片叶绿素和可溶性蛋白含量增加,光合能力增强,同时暗呼吸速率降低;中氮沉降水平对福建建瓯种源生产力促进最大,而叶绿素及可溶性蛋白含量在此水平下却较低;低氮沉降水平显著促进了南部江西信丰种源的净光合速率及利用弱光能力,呼吸消耗却并未显著增长,叶片可溶性蛋白增多。因此,在森林土壤磷含量较低的环境下,木荷育种不仅要考虑不同种源间的生长差异,同时也要充分考虑氮沉降的影响,才能达到最佳效果。

微红梢斑螟的发生和防治研究

微红梢斑螟是危害松类的嫩梢、球果、芽和干的重要害虫。该虫在浙江省一年发生2至3代,以初龄幼虫在冬芽、枯梢或以中老龄幼虫在害梢中越冬。4月下旬至6月下旬,7月中旬至9月中旬和9月下旬至10月中旬分别是越冬代,第1、2代成虫出现期。在马尾松、湿地松和火炬松种子园中的观察,了解了幼虫钻蛀芽、梢、果和干的不同习性,以及该虫发生与绒茧蜂、长体茧蜂等天敌的关系。通过研究,提出了灯诱杀虫、早春喷梢、打孔注射和保护天敌的防治措施。

马尾松遗传参数估算和优良家系评选

对浙、赣两省二批马尾松天然林优树子代测定林的研究表明,家系生长性状和分枝性状具有丰富的遗传变异,通过选择可望获得较大的遗传增益;树高、地径、冠幅、分枝长和分枝角受中度或强度的遗传控制,分枝数和分枝粗呈弱度至中度遗传;生长性状和分枝性状之间存在着不同程度的遗传相关,为间接选择和多性状选择提供了可能;高径生长的遗传型×环境互作效应(GEI)显著,而冠幅的GEI效应不显著。采用育种值评定法初选出40个较为优良的家系,并对遗传参数估算精度和育种值评定法效果进行了讨论。

马尾松纸浆材重要经济性状配合力及杂种优势分析

报道了马尾松不同种源优良无性系 6× 6全双列交配的 7a生遗传测定林的分析结果。研究发现 ,树高、胸径和材积生长、干物质积累及木材基本密度等纸浆材主要经济性状的一般配合力 (GCA)和特殊配合力 (SCA)效应极为显著 ,但显性基因效应起主导地位 ,加性基因效应次之。基因上位效应则因性状而异 ,仅对木材基本密度作用显著 ,而对树高、胸径、材积生长和干物质积累作用较小或可忽略。马尾松生长和材质材性指标的遗传控制模式不同于玉米、杉木等研究结果 ,这可能与交配亲本来源于不同地理种源及经过一般配合力间接选择有关。马尾松生长性状普遍存在自交衰退现象 ,一般配合力小的亲本自交衰退程度有增加的倾向。马尾松不同交配组合间的杂种优势差异巨大 ,正反交杂种优势在总体上大致相似。研究虽然发现一般配合力较高的亲本间杂交在材积增加和干物质积累等性状上会产生强杂种优势的倾向 ,却无明显的规律可寻。以干物质指数作为主要筛选指标 ,初选出

马尾松测交系杂交子代生长性状遗传分析

利用设置在浙江省淳安县2份不同测交系交配设计子代遗传测定林材料,对马尾松生长性状进行遗传分析。结果表明:2份测定材料的树高、胸径和材积等生长性状的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)效应都极为显著。在材料Ⅰ(杂交亲本为随机选择)中,生长性状的遗传控制是以加性基因效应为主,显性基因效应次之;而材料Ⅱ(杂交亲本经过生长选择)中正好相反,显性基因效应起主导作用,加性基因效应次之。根据2份材料材积的GCA效应值,各选出4个优良母本和2个优良父本,而基于杂交组合材积配合力总效应值(TCA),2份材料各初选出10个优良杂交组合,其平均材积增益分别是测验群体的32.20%和33.90%,是对照的52.44%和103.69%。2份材料树高、胸径和材积的全同胞家系遗传力值很高,分别为0.8819、0.9173和0.9204,与0.5614、0.6643和0.6769,说明马尾松生长性状受较强的遗传控制。

马尾松生长性状交配效应的遗传分析及杂交组合选择

利用2份6×6全双列交配设计子代测定林材料,对马尾松生长性状的配合力、杂种优势和自交效应等进行分析。结果表明:2份测定材料的树高、胸径和材积等生长性状的一般配合力、特殊配合力和正反交效应都极为显著,这些性状的遗传是由加性和非加性基因共同控制,其中非加性效应起主导作用,加性基因效应相对较小,而基因上位效应材料Ⅰ(1992年制种)明显大于材料Ⅱ(1993年制种)。马尾松生长性状的特殊配合力效应明显大于一般配合力效应,这可能与亲本来源于不同地理种源和经过一般配合力间接选择有关。马尾松生长性状普遍存在自交衰退现象,2份材料中各亲本树高、胸径和材积的平均自交衰退程度分别为-17.8%^-18.4%、-23.3%^-27.7%和-44.3%^-50.6%,一般配合力小的亲本自交衰退程度呈明显增加趋势。马尾松不同交配组合间的杂种优势差异巨大,正反交杂种优势在总体上大致相似。以材积为评选指标,2份材料各选出10个优良杂交组合,其平均材积增益分别为测验群体的59.41%和41.76%,是对照的100.58%和74.61%。

施氮对木荷3个种源幼苗根系发育和氮磷效率的影响

以浙北、闽北和赣南3个木荷有代表性的种源作为试验材料,通过人工控制施氮来研究氮沉降对林地贫瘠土壤上木荷幼苗生长和氮磷效率的影响。实验分为4个处理组,分别人工喷施NH4NO3溶液0、50、100和200 kg N hm-.2a-1。结果表明:氮沉降对木荷幼苗生长产生了不同程度的促进作用。木荷幼苗根系干物质重、总长、平均直径、根总表面积和总体积增加了33%—73%,其中>0.5mm直径的根系生长最为显著,根系呈粗壮舒张型。随氮水平的提高,氮磷吸收效率与根系总长、根系体积、根系平均直径和总表面积相关性增强。在中氮水平下,木荷幼苗根系氮吸收效率受>0.5mm根长的作用显著,而磷吸收效率与≤0.5mm,0.5—1.0mm和≥1.0mm 3种直径根系根长均显著相关。木荷种源间差异显著,福建建瓯种源根系发达,氮磷的利用效率更高,低氮水平对其根系生长促进作用显著;浙江杭州种源在低氮水平下,地上部分生长促进作用显著,苗高和地径较对照分别增长34%和26%,而根系生长发育迟缓,对氮素响应迟钝;低氮促进江西信丰种源整体增长,但随氮水平提高,地下部生长抑制加强。

马尾松不同产脂力无性系光合特性差异分析

以6个马尾松不同产脂力无性系为试验材料,研究和比较其光合生理特征的差异性。结果表明:不同产脂力无性系净光合速率的日变化皆呈现单峰曲线,峰值出现在09:00—11:00。高产脂力无性系1 d中净光合速率最高为9.81μmol·m-2·s-1,日均值5.57μmol·m-2·s-1,分别为低产脂力无性系的1.29和1.22倍。由光响应曲线分析可知,高产脂力无性系表现出较强的利用强光的能力,其光饱和点最高达1 200μmol·m-2·s-1,饱和点时的最大净光合速率为低产脂力无性系的2.28倍,而光补偿点低至45μmol·m-2·s-1,利用弱光的能力增强。由CO2响应曲线分析可知,高产脂力无性系羧化效率为低产脂力无性系的1.8倍,说明其对CO2的转化效率较高。高产脂力无性系的光合能力强于低产脂力无性系,在强光高温条件下能够迅速启动自我防御措施,特别是在强光条件下,可以保持高效的光合能力,具有较强的环境适应能力。

基于马尾松测交系子代的生长、干形和木材密度的配合力分析

利用设置在浙江省淳安县姥山林场的14年生测交系交配设计(测交系未经过一般配合力测定)的遗传测定林,研究马尾松生长、干形和木材基本密度的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)及所受的遗传控制。结果表明:马尾松胸径、树高、木材基本密度和干物质积累量皆存在显著的GCA和SCA效应,其全同胞家系遗传力在0.746～0.908间,受较强的遗传控制,其中胸径、木材基本密度和干物质积累量受加性基因效应控制为主、显性基因效应次之,树高受基因的显性效应控制略高于加性效应,而树干通直度完全由加性基因效应影响。统计分析表明,来自中南部的1134、1127和5906测交系其胸径、树高和木材干物质积累量的GCA为正值且较高,而来自北部安徽的3203测交系木材基本密度的GCA最高。在9个待测系中,5476、5158、3205的胸径、树高、木材干物质积累量和树干通直度的GCA均较高,但5476和5158的木材基本密度的GCA则较低,与木材基本密度GCA较高的5910和3205差异显著。马尾松SCA的大小则独立于GCA,因性状和组合而异。依据单株干物质积累量大于总体平均值的20%及树干通直度得分不小于4的选择标准,筛选出7个优良杂交组合,其单株干物质积累量的现实增益和遗传增益分别为22.68%～67.34%和20.25%～60.13%。

马尾松2个世代种子园6年生家系生长的遗传变异与增益比较

【目的】研究与评价马尾松一代、二代无性系种子园的遗传增益及改良效果,指导马尾松良种选育、生产及应用。【方法】利用营建在浙江省淳安县燕山林场和福建省邵武市卫闽林场的6年生马尾松一代和二代自由授粉家系遗传测定林,分析不同世代种子园子代生长性状的遗传变异,并进行家系育种值估算及生长评价。【结果】马尾松不同世代的种子园子代生长差异很大,其树高、胸径和单株材积等生长量显著大于马尾松优良天然林分的混系子代,其中一代种子园子代各家系单株材积表型值和育种值分别大于优良天然林分混系55.78%~84.62%和40.66%~71.39%,二代其值分别大于优良天然林分混系58.96%~108.97%和42.97%~91.89%,二代种子园子代的平均生长量和遗传稳定性总体上高于一代种子园子代。树高、胸径和单株材积等主要生长性状在世代内家系间的生长差异均达极显著水平,在一代种子园子代中最优家系的树高、胸径和单株材积分别大于最差家系21.94%、30.72%和97.75%,在二代种子园子代中最优家系的树高、胸径和单株材积分别大于最差家系23.42%、29.60%和90.09%,说明种子园中对亲本材料的再选择非常重要。依据子代的单株材积育种值在两测定点的位次及其变幅大小,将38个家系分成速生型、较速生稳定型、较速生不稳定型和慢生型4类,各类所占家系数分别有23.68%、26.32%、21.05%和28.95%,其中速生型和较速生稳定型家系所对应的亲本无性系可作为新建马尾松二代无性系种子园的优良建园材料。种子园子代主要生长性状的地点×家系、区组×家系的互作效应极显著,说明各家系在不同立地环境中生长表现不一致。【结论】马尾松无性系种子园良种效益显著,二代增益大于一代。通过选择速生型和较速生稳定型家系将有助于种子园建园亲本的再选择、现有种子园的留优去劣疏伐和重建新的种子园。鉴于子代主要生长性状的基因型与环境互作使各家系在不同立地环境中生长表现不同,建议对子代生长表现突出、结实量较多的无性系进行单系采种利用。

不同林龄马尾松的种源选择效果

利用1984年营造的马尾松全分布区种源试验林在5,10,15,20和25年生时测定材料,分析种源主要生长性状在不同测定年龄的遗传变异和早期优良种源选择效果。结果表明:胸径、树高和材积等马尾松主要经济性状在种源间存在差异,这种差异有随试验林年龄增长而不断加大的趋势,25年生时各性状最大种源比最小种源分别大94.85%,47.66%和355.68%。虽然材积等主要生长性状在不同年龄间生长与秩次相关均极显著,但由于不同种源的早晚生长习性不尽相同,过早开展种源选择可能会误选或漏选部分优良种源,如把正确入选率控制在90%以上,则马尾松种源试验优良种源早期选择的合理年龄应在10～15年生,其相应的选择强度为材积遗传增益>20%或种源入选率在30%～40%。

马尾松亲本遗传距离与子代生长性状相关性分析

利用ISSR标记分析了马尾松测交亲本遗传距离与11年生子代生长性状的相关性，发现亲本遗传距离在0．158～0．657范围时与子代各生长性状的相关性较低，而当遗传距离在0．264～0．529区间时与子代胸径、材积性状的相关系数分别为0．493和0．469，一元线性回归拟合效果均达显著水平，表明随着亲本间遗传距离的增大，马尾松胸径、材积等性状呈显著线性增加。当遗传距离位于0．357～0．529区间时，遗传距离与生长性状的相关系数比其在0．264～0．529区间时的相关系数增加，与材积性状相关系数为0．635。本研究证实马尾松亲本间ISSR分子遗传差异对于子代生长预测和杂交亲本选配具有一定参考价值，但由于相关系数较小，尚不能提供决定性作用，而在本研究基础上建立更完善的分子标记实验模型，将利于有效进行马尾松杂种优势辅助聚合。