吳俊多， 沈 松， 李蓮芳， 張青青， 楊歷雨， 楊永潔，葉桂榮， 吳柏良， 馬 敬， 李楊濤， 鄭川玲， 楊 博， 劉 進(jìn)

（西南林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，云南 昆明650224）

云南松（Pinus yunnanensis），松科（Pinaceae）松屬，常綠喬木，天然分布于海拔1 500 ～2 500 m 的云貴高原地區(qū)及周邊，具有耐干旱貧瘠土壤和材質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)，是分布區(qū)主要的植被類型和重要的鄉(xiāng)土造林用材樹(shù)種之一［1-3］.種子繁殖是苗木培育的主要方式之一，確定適宜的采種期可有效提高種子質(zhì)量和播種品質(zhì).韓云花等［4］指出，灰楸（Catalpa fargesii）的鮮質(zhì)量、出種率和千粒質(zhì)量隨采種期的不同呈規(guī)律性變化，10 月底至11 月中旬是最佳采種期；喻方圓［5］指出，每年的9 月8 日至10 月31日，隨采種時(shí)間后延，金錢松（Pseudolarix amabilis）種子的出籽率逐漸提高；陳穎等［6］開(kāi)展喜樹(shù)（Camptotheca acuminata）秋、冬和雪后3 個(gè)采收期的種子發(fā)芽研究，雪后采種的發(fā)芽高峰較秋季采種提前6 d，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)分別提高34. 8%和148.8%，采種期對(duì)種子品質(zhì)具有重要影響.前人研究表明，林木的果實(shí)是較為穩(wěn)定的遺傳性狀，不同家系的果實(shí)性狀呈現(xiàn)顯著的差異［7-8］.雙德良等［7］根據(jù)油桐（Vernicia fordii）家系間果實(shí)形態(tài)、數(shù)量和產(chǎn)量等性狀的差異現(xiàn)象，進(jìn)行其優(yōu)良家系和單株良種選擇；候遠(yuǎn)瑞等［8］利用番荔枝（Annona squamosa）果實(shí)表型性狀的差異篩選出具有不同優(yōu)良性狀的家系.

已有研究指出，云南松不同時(shí)間采種顯著影響其種實(shí)的質(zhì)量和品質(zhì)［9-10］；徐楊等［11］指出，云南松群體內(nèi)不同個(gè)體的種實(shí)性狀具有豐富的遺傳變異.目前結(jié)合采種時(shí)間和母樹(shù)研究種實(shí)性狀變化的文獻(xiàn)較少，在已有研究的基礎(chǔ)上，本研究于彌渡第一代云南松無(wú)性系種子園混合家系種子培育苗木營(yíng)造的11 a生人工林中，隨機(jī)選擇10株采種母樹(shù)為研究對(duì)象，從10 月底（10 月27 日）到翌年3 月中旬（3 月19日），共分6次（前3 次采種間隔時(shí)間約1 個(gè)月，后3次約為半個(gè)月）采集球果，在時(shí)間和個(gè)體差異的尺度上分析球果和種子的變化規(guī)律及其對(duì)種實(shí)的影響，豐富云南松種實(shí)成熟相關(guān)資料，為云南松以家系為主選擇最佳采種時(shí)間提供科學(xué)依據(jù).

1 采種地及其林分概況

采種地位于昆明市宜良縣祿豐村國(guó)有林場(chǎng)的尖山林區(qū).尖山林區(qū)的地理位置為24°33′70″N，103°09′54″E，海拔約1 980 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候.據(jù)資料記載，林區(qū)年均氣溫約17.5 ℃，最熱月（8月）和最冷月（1 月）的月平均氣溫分別為22.0 ℃和8.6 ℃，年均降水量995.3 mm，年相對(duì)濕度約68%，干、濕季分明，降雨主要集中于每年的5—10月，無(wú)霜期約260 d［12-13］；處于云南省中部地區(qū)，屬云南松的分布中心.

采種的云南松為采用2 a生實(shí)生苗造林的11 a生人工林，其種子來(lái)源于彌渡第一代無(wú)性系種子園自由授粉的混合家系；林地坡度10° ～15°，位于北坡，經(jīng)過(guò)1 次疏伐和修枝撫育，郁閉度0.5 ～0.6，林木生長(zhǎng)良好.

2 研究方法

在林分內(nèi)隨機(jī)選擇10 株形質(zhì)指標(biāo)優(yōu)良的I 或II級(jí)優(yōu)勢(shì)木作為采種母樹(shù)，滿足結(jié)實(shí)較多、可供多次采種需求.采種前測(cè)定母樹(shù)胸徑、樹(shù)高、枝下高和冠幅.當(dāng)年成熟和宿存球果的判斷依據(jù)如下：云南松的主干和側(cè)枝每年生長(zhǎng)一個(gè)節(jié)段（即每年發(fā)一輪枝），當(dāng)年成熟球果位于主稍或側(cè)枝頂端第1 輪分枝的下一輪分枝處，宿存球果則分布于其下分枝處，根據(jù)宿存球果所在枝輪的位置可區(qū)分球果成熟的年份［9，14］；首次采集時(shí)，當(dāng)年預(yù)成熟球果為綠色，極易辨認(rèn)，據(jù)此統(tǒng)計(jì)當(dāng)年預(yù)成熟及宿存1 a 和2 a球果數(shù)（表1）.首次采種時(shí)，根據(jù)當(dāng)年成熟球果的數(shù)量和采種次數(shù)（6 次：分別為2017 年10 月27 日、12 月02 日、2018 年1 月05 日、2 月10 日、2 月26日和3 月19 日）確定每次采種球果數(shù).球果數(shù)量較多的每次采集12 個(gè)，部分母樹(shù)因球果數(shù)量不足，相應(yīng)減少采集球果數(shù)至5 ～10 個(gè).

采種時(shí)從上、中、下3 部分以及東、南、西、北4個(gè)方向均勻選取球果，如母樹(shù)球果數(shù)量不足，則優(yōu)先從不同方向選擇球果.多個(gè)球果著生于同一輪枝節(jié)的則每次只采1 個(gè)，若球果成熟出現(xiàn)種鱗開(kāi)裂且種子脫落，則不作為采集對(duì)象.采種當(dāng)日將其帶回室內(nèi)測(cè)定球果橫徑和縱徑（橫徑測(cè)定球果直徑最大處），每一球果分別裝入信封并編號(hào)，置于60 ℃的烘箱中［11］，烘至球果種鱗開(kāi)裂、種子可自由脫落時(shí)，將種子取出測(cè)定其粒數(shù)、質(zhì)量以及取種時(shí)所產(chǎn)生的種翅和種鱗碎屑等雜質(zhì)的質(zhì)量（除計(jì)數(shù)外，于自然風(fēng)干至恒重時(shí)測(cè)定），后將球果烘至恒重，測(cè)定其烘干質(zhì)量.

以母樹(shù)（M1～M10分別為第1 ～10 株采種母樹(shù)的代號(hào)）和采種時(shí)間（T1～T6分別為第1 ～6 次采種時(shí)間的代號(hào)）為因素，構(gòu)成2 因素包含60 個(gè)處理組合的完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，其中，處理組合1 ～10 為第一批次采種的，11 ～20 為第二批次，以此類推，每個(gè)處理組合包含不等概的5 ～12 個(gè)重復(fù)（即球果數(shù)）.

相關(guān)指標(biāo)計(jì)算公式如下：

表1 采種母樹(shù)的生長(zhǎng)指標(biāo)Tab. 1 Information of maternal trees

其中，mMDW表示平均單個(gè)球果的烘干總質(zhì)量（g/個(gè)），mDW為單個(gè)球果烘干質(zhì)量（g/個(gè)）；mSW為單個(gè)球果的種子氣干質(zhì)量（g），mIW為單個(gè)球果的雜質(zhì)烘干質(zhì)量（g），mWC是母樹(shù)平均單個(gè)球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），mSP為母樹(shù)平均球果出種率（%），mFW為單個(gè)球果鮮質(zhì)量（g/個(gè)），mTSW是每一母樹(shù)的種子千粒質(zhì)量（g），n為每一球果種子數(shù)（粒），N為每一母樹(shù)的球果數(shù)（個(gè)）.

采用Excel 2003 和SPSS 22.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析，若處理組合或因素水平間差異顯著或極顯著，則以Duncan’s檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較.

3 結(jié)果與分析

3.1 球果尺寸隨母樹(shù)和采種時(shí)間的變化 處理組合球果的橫、縱徑分別為29. 6 ～46. 6 mm 和51.21 ～85.7 mm（表2）.不同處理組合的此2 指標(biāo)呈現(xiàn)極顯著的差異（P≈0.000 ＜0.01），其中，處理組合1、11、21、31、41 和51（M1的T1～T6）的橫徑極顯著地大于除處理組合3（M3的T1）、10（M10的T1）、30（M10的T3）、53（M3的T6）和59（M9的T6）外的其他處理組合，即橫徑較大的處理組合集中于M1、M3、M9和M10的4 株母樹(shù)；處理組合1、11、21、31、41 和51（M1的T1～T6）的縱徑均顯著或極顯著地大于其他處理組合，與橫徑相同，即M1的球果尺寸最大，且顯著大于其他母樹(shù)球果.

母樹(shù)是影響球果橫、縱徑的主導(dǎo)因子，其對(duì)球果尺寸具有極顯著的差異影響（P≈0.000 ＜0.01），單株母樹(shù)間球果尺寸的變異極為豐富（10 株母樹(shù)橫、縱徑分別呈現(xiàn)具有極顯著差異的5 和6 類），表明球果的尺寸大小主要由母樹(shù)決定，即受遺傳控制為可選擇的性狀，在云南松遺傳改良中，可通過(guò)幼樹(shù)選擇繁育，獲得理想尺寸要求的球果.除第一和最后一次采種外，其余時(shí)期的球果顯著縮?。ū?），這是因?yàn)榉N鱗隨球果成熟而收縮.而最后一次采種時(shí)球果橫縱徑增大，是由球果成熟時(shí)種鱗開(kāi)裂（種子未脫落）引起的.從球果橫縱徑的變化，表明每年10 月底后滇中的云南松球果趨于成熟，可準(zhǔn)備采種.

3.2 球果的質(zhì)量及水份含量變化分析處理組合的單個(gè)球果干質(zhì)量和含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15.4 ～50.4 g/個(gè)和8.9% ～51.8%（表4），與橫縱徑相同，不同處理組合的此2 指標(biāo)也呈現(xiàn)極顯著的差異（P≈0.000 ＜0.01）.其中，處理組合1、11、31、50、51 和59（M1的T1、T2、T4和T6；M9的T6；M10的T5）的球果干質(zhì)量極顯著地重于其他處理組合，與球果橫縱徑類似，球果干質(zhì)量最大的處理組合集中于M1、M9和M10等3 株母樹(shù)；球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的為處理組合1（M1T1），其極顯著地大于除處理組合2、3、4、6、8、9、10、11、21、23、26、27、28 和30（M2、M3、M4、M6、M8、M9和M10的T1；M1的T2；M1、M3、M6、M7、M8和M10的T3）外的其他處理組合（表5），即含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大的主要集中于1 ～3批次（10 月26 至次年1 月5 日）所采的球果，該時(shí)期球果中水分含量較高，表明成熟初期的球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，此時(shí)期采種制種過(guò)程相對(duì)較長(zhǎng).球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)也可作為表征種子成熟的指標(biāo)之一，于含水量下降期開(kāi)展采種，可提高制種效率.

表4 處理組合的球果干質(zhì)量和含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)Tab. 4 Mean dry weights and moisture contents of a cone in the TCs

表 4（續(xù)）

影響球果干質(zhì)量的主導(dǎo)因子仍為母樹(shù)，母樹(shù)間的球果干質(zhì)量具有極顯著的差異（P≈0. 000 ＜0.01），M1的單個(gè)球果干質(zhì)量（47.7g）極顯著地大于其他采種母樹(shù)（表5），即云南松球果較大的單株較少；不同采種時(shí)間的球果干質(zhì)量也具有極顯著差異（P≈0.000 ＜0.01），第6 次采種時(shí)的球果干質(zhì)量極顯著地大于除第一和第二次的其余采種時(shí)期（表5）.

母樹(shù)與采種時(shí)期的交互作用對(duì)球果干質(zhì)量具有極顯著的差異影響（P=0.007 ＜0.01），表明球果質(zhì)量量受母樹(shù)和采種時(shí)間的共同作用，采種期內(nèi)母樹(shù)的球果質(zhì)量仍發(fā)生變化，可能是不同母樹(shù)球果的成熟期不一致引起的.

影響球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的主導(dǎo)因子為采種時(shí)期（表5），其對(duì)球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)具有極顯著的差異影響（P≈0.000 ＜0.01）.采種期內(nèi)，含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)從高到低變化隨時(shí)間呈慢（10 月27 日-翌年1月5 日）-快（1 月6 日-2 月26 日）-慢（2 月27日-3 月16 日）的趨勢(shì)，即1 月6 日至2 月26 日期間球果的含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)急劇下降，該階段是球果成熟的高峰期.同樣，不同母樹(shù)的球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)具有極顯著的差異（P≈0.000 ＜0.01），即不同母樹(shù)其整個(gè)成熟期球果平均含水量也不同，結(jié)合采種時(shí)間含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異，進(jìn)一步表明母樹(shù)間球果成熟期參差不齊的現(xiàn)象.

在種子園中，可根據(jù)母樹(shù)成熟時(shí)間差異分單株于不同時(shí)間采種，為種子采集獲得充足的時(shí)間，合理安排時(shí)間的同時(shí)，可獲得品質(zhì)優(yōu)良的種子.

表5 球果干質(zhì)量和含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的極差分析Tab. 5 Range analysis of the dry weights and moisture contents

3.3 不同采種時(shí)間和母樹(shù)對(duì)球果出種率和種子千粒質(zhì)量的影響處理組合間球果（鮮果）的出種率和種子千粒質(zhì)量分別為1.7% ～4.1%和10.4 ～20.6 g，均具有極顯著的差異（P≈0.000 ＜0.01）.

其中，處理組合56（M6的T5）的出種率極顯著地高于處理組合36、45、46、54 和55（M6的T4和T5；M5的T4和T6；M4的T6），以上處理組合均極顯著地高于其他處理組合，即球果出種率較大的集中于第5 和6 批次采種，并集中于部分母樹(shù)，表明出種率同時(shí)受采種時(shí)間和母樹(shù)的共同作用.種子千粒質(zhì)量最大的處理組合40（M10的T4，20.1 g）極顯著地高于其他處理組合，同時(shí)，處理組合10、20、30、50 和60（M10的T1～T3和T5～T6）僅低于處理組合40，表明選擇家系采種可獲得千粒質(zhì)量較大的種子（表6）.

表6 處理組合的出種率和千粒質(zhì)量Tab. 6 Mean seed yield and 1 000-seed weights of the TCs

表 6（續(xù)）

極差分析結(jié)果表明（表7），母樹(shù)仍然是影響單個(gè)球果出種率和種子千粒質(zhì)量的主導(dǎo)因子，其對(duì)此2 指標(biāo)具有極顯著的差異影響（P≈0.000 ＜0.01）.母樹(shù)M5 和M6 的單果出種率極顯著地大于其他母樹(shù)，M6 和M10 的出種率和種子千粒質(zhì)量分別極顯著地高于其余母樹(shù)，選擇不同家系采種對(duì)提高種子收獲量具有重要作用.采種時(shí)間對(duì)以上2 指標(biāo)也具有極顯著的差異影響（P≈0.000 ＜0.01），隨采種時(shí)間延后，球果的出種率呈上升趨勢(shì)，其主要受采種期球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)和干質(zhì)量的影響.

表7 出種率和千粒質(zhì)量的極差分析Tab. 7 Range analysis of the seed yield and 1 000 -seed weights of cone

3.4 球果和種子指標(biāo)間的相關(guān)分析Person相關(guān)分析結(jié)果（表8），球果橫徑和縱徑與干質(zhì)量、含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)和種子千粒質(zhì)量間均呈極顯著正相關(guān)（R=0.161 ～0.873，P≈0.000 ＜0.01），表明球果尺寸大小可指示其質(zhì)量、含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)和種子質(zhì)量狀況，采種時(shí)選擇尺寸較大的球果可獲得相對(duì)較優(yōu)的種子，與前述結(jié)果相一致.球果出種率則與球果橫徑、干質(zhì)量和含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈極顯著的負(fù)相關(guān)（R=-0.558 ～-0.189，P≈0.000 ＜0.01），表明球果尺寸和含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，其出種率則越低，符合球果出種率變化規(guī)律.

表8 相關(guān)分析Tab. 8 The correlation analysis

4 結(jié)論和討論

4.1 結(jié)論以滇中地區(qū)11 a 生云南松人工林為對(duì)象，分6 個(gè)時(shí)期對(duì)10 株母樹(shù)進(jìn)行采種，采用2 因子完全隨機(jī)設(shè)計(jì)分析球果和種子性狀的變化.處理組合的球果橫徑、縱徑、干質(zhì)量、含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)、出種率和種子千粒質(zhì)量分別為29. 6 ～46. 6 mm、51.21 ～85. 7 mm、15. 4 ～50. 4 g/個(gè)、8. 9% ～51.8%、1.7% ～4.1%和10.4 ～20.6 g，不同處理組合的以上指標(biāo)均具有極顯著的差異（P≈0.000 ＜0.01）.其中，影響球果橫徑、縱徑、干質(zhì)量和種子千粒質(zhì)量的主要因子為母樹(shù)，影響球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的則為采種時(shí)間；相關(guān)性分析結(jié)果，橫徑和縱徑與球果干質(zhì)量、含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)及種子千粒質(zhì)量間均呈極顯著正相關(guān)（R=0. 161 ～0. 873，P≈0. 000 ＜0.01），即球果尺寸可指示種實(shí)的質(zhì)量.

4.2 討論云南松人工林主要采用種子繁殖，適宜的時(shí)間采種可獲得優(yōu)質(zhì)種子，有益于壯苗培育［15］.據(jù)資料記載，云南松球果的成熟期為每年的12 月至次年3 月，成熟球果的種鱗于2—3 月開(kāi)裂釋放種子，部分球果則宿存于枝條上逐漸開(kāi)裂，宿存時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)9 a［9，14］.李濱等［10］于12 月至3 月對(duì)西昌地區(qū)的云南松采種研究指出，球果干質(zhì)量、含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)和千粒質(zhì)量隨采種時(shí)間的推遲逐漸下降，出種率則不斷提高，其中球果含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)于12月份穩(wěn)定在40%左右，1 月份后迅速下降.本研究采種的初始時(shí)間提前48 d，結(jié)束時(shí)間則相對(duì)一致；含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)、出種率和種子千粒質(zhì)量隨采種時(shí)間的變化呈相同的變化規(guī)律.本研究與已有研究具有共性，也有差異，不同之處受云南松采種地不同決定.球果尺寸隨采種期延后，呈現(xiàn)縮小的趨勢(shì)，是由于采種時(shí)球果已發(fā)育成熟，隨時(shí)間變化，球果尺寸隨體內(nèi)的含水量下降而種鱗縮小.

針葉樹(shù)種的球果和種子性狀受環(huán)境和遺傳因子的雙重調(diào)控，已有研究指出，遺傳因素是控制球果和種子性狀變異的主要因子［11，15-17］.徐亮等［16］指出，岷山柏（Cupressus chengiana）種群間球果和種子的大小具有顯著的遺傳變異；王慶華等［17］研究禿杉（Taiwania flousiana）8 個(gè)種源52 個(gè)家系球果和種子的形態(tài)變異指出，群體內(nèi)的分化差異大于群體間，表明同一群體內(nèi)存在豐富的遺傳多樣性.在本研究中，同一林分中不同母樹(shù)的橫徑、縱徑、干質(zhì)量、含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)、出種率和種子千粒質(zhì)量均具有極顯著的差異，與已有研究結(jié)果相似，即單株間球果和種子現(xiàn)狀呈現(xiàn)極顯著變異，進(jìn)一步為云南松遺傳改良的單株選擇奠定理論基礎(chǔ).

致謝西南林業(yè)大學(xué)徐婷婷、凌麗芳、李阿花、顏杰和夏云杉等同學(xué)參與了指標(biāo)的測(cè)定和數(shù)據(jù)的收集整理，在此謹(jǐn)致謝意.