本发明涉及一种从本地种源“混系普通苗”中用“无性繁殖”的方式选择杉木用材林良种的方法，属于林业领域，林木遗传育种范畴。
背景技术：
在上个世纪50年代我国就已经进行了杉木良种选择，初始是在母树林中大面积混合选择、继而是在母树子代林中选择。
70年代末的杉木良种选择方式：(1)从母树林中混系采种；(2)从母树林中选择“小量优树”为采种；(3)从母树林中优树的子代林中选择采种母树。
按上述方式采种，有以下缺点：1)采种母树选择周期性长；2)优良母树选择不科学；3)种质混杂；4)良种增产效果不确定；5)良种亲本来源不能准确确定。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种用“无性繁殖的方法来选育杉木用材林良种，该方法解决了“有性育种”中后代增产效果不确定性的缺陷；而且能准确甄别某一无性系良种在不同生产阶段的生长表现；能在一个生产周期内选择出新的品种，缩短了良种选择时间，。
本发明提供的技术方案是：一种杉木无性系用材林良种的选择方法：在用混系种子播种的杉木生产性苗圃中，选择1年生杉木普通苗作亲本，用无性繁殖的方式每一亲本原株培育成一个无性系，再从参试的所有无性系中选择1个特别优秀的无性系确定为良种，选择年龄25-30年，具体选择方法如下：
从林木生长表现、林木形质指数、木材力学特性和伐蔸状态及繁殖能力四个方面进行选择，选择其中表现特别优秀的一个为杉木用材林良种，所述四个方面的数量指标是：
1)林木生长性状
杉木用材林良种的生长性状是：单株立木蓄积量最大、当年材积增长量最多、纯光合效益比值最大；
2)形质指数
杉木用材林良种的形质指数是：树干通直圆满、树冠浓密、冠幅较窄、树皮较薄，树皮率小、冠径比大、径高比大、形数大、形率高、尖削度小；
3)木材力学特性
杉木用材林良种的主要力学性质是：木材密度大、含水率低、干缩性小、抗弯力大、抗拉力大；
4)伐蔸状态及繁殖能力
杉木用材林良种繁殖能力是：伐蔸的伐面正常、没有出现“空心”或“腐朽”；伐蔸当年的萌芽力强、萌芽数多。
通过本发明方法选择得到的杉木用材林良种命名为“金林1号”。
所述的方法，优选地，本地种源的亲本原株是在本地用混系种子播种的杉木生产性苗圃中，按1/50000选择1年生杉木普通苗作亲本原株。
所述的方法，其中，所述的用无性繁殖的方式每一亲本培育成一个无性系是每一亲本原株经无性繁殖后扦插为一个无性系，根据林木30年生时的调查数据分别计算单一无性系的立木蓄积，并进行排序，取前10位为优良无性系。
所述的方法，进一步地，根据杉木用材地良种选择的四个方面33个指标进一步地对各优良无性系进行综合评价、计分排序，得分最高的为用材林良种。
所述的方法，所述选择年龄为30年。
本发明是从杉木本地种源中用“无性繁殖”方式培育成无性系，再从优良无性系中选择用材林良种。根据试验设计的要求，为了避免“遗传漂移”的不确定性给生产带来的危害，无性系试验的时期必须达到能使目标产品的经济性状充分表现出来的长度，就培育大径材为目的的杉木育种而言，其试验必须达到至少一个轮伐期的长度，这是国际公认的准则，对于杉木来说，也就是至少要25年。本发明是按照30年来选择杉木无性系良种的。
本发明具有以下有益效果：
(1)开创了“杉木良种选择”又一新途径；
(2)创新了杉木良种选择方式，用“逐步淘汰选择”方式取代“一次性选择”方式；
(3)能在一个生产周期内选择出新的品种，缩短了良种选择时间；
(4)选择方法科学，共设立了33个指标(其中：生长性状指标3个、形质指数9个、生理特性指标3个、繁殖能力指标3个、材性指标15个)，详细介绍了品种的各种特性；
(5)选择方法简单，不需要大面积的试验基地，也不需要深奥的数理统计技术；
(6)选择结果准确可靠，是在杉木成熟期进行选择的，解决了“遗传漂移”给后代增产效果带来不确定性的缺陷。
(7)亲本原株是从生产性苗圃中按1/50000选择出来的，选择标准高。
(8)后代是采用无性繁殖的方式培育出来的，其后代能100％完整地保持母本的特性。
(9)克服了“有性繁殖”给后代的增产效益带来不确定性的缺陷。
(10)能准确甄别某一品种某种性状在某一时间段的生长表现。
具体实施方式
下面通过具体实施方式的详细描述来进一步阐明本发明，但并不是对本发明的限制，仅仅作示例说明。
一选择年龄30a
本发明是杉木“有性创造变异和无性选择利用”有利功能结合的“杉木复合无性系选育”。根据试验设计的要求，为了避免“遗传漂变”的不确定性给生产带来的危害，无性系试验的时期必须达到能使目标产品的经济性状充分表现出来的长度，就培育大径材为目的的杉木无性系育种而言，无性系试验必须达到至少一个轮伐期的长度，这是国际公认的准则，对于杉木来说，也就是至少要25年。本发明是按照30年来选择杉木无性系良种的。
二选择步骤和入选比例
第一步：在用本地混系种子播种的杉木生产性苗圃中，按1/50000选择1年生杉木普通苗作亲本原株，用无性繁殖的方式每一亲本原株培育成一个无性系。
第二步：从参试190个无性系中选择1个特别优秀的无性系确定为“金林1号”。
入选比例：0.526％。
三亲本来源
亲本是从本地种源，是按1/50000从本地混系种子培育的生产性苗圃中选出的杉木1年生普通苗。
所谓混系种子就是以“一般配合力”为理论基础建立的杉木母树林的混系种子。无性系亲本原株是湖南省会同县母树林混系种子在零陵地区生产性苗圃培育的1年生普通苗。1979年-1982年，分别从湖南省零陵地区(现为湖南省永州市)8个生产性苗圃中按1/50000选择亲本(亲本原株按选择年度及顺序流水号编号)，并在零陵地区林业科学研究所培育成无性系造林苗。有222个无性系于1986年在湖南省永州市金洞林场参加田间试验(其中有：1年生杉木混系普通苗无性系190个【湖南本地种源】、1年生“优良家系苗”无性系32个【福建引进种源】)。每一亲本经无性繁殖后扦插为一个无性系。2016年对这190个杉木无性系进行了33个指标(生长性状指标3个、形质指标9个、生理指标3个、繁殖指标3个、木材材性指标15个)的比较，其中79172表现特别优秀(见表8)，因此确定79172为杉木用材林良种“金林1号”。
四选择方法
1986年造林，2016年10月根据林木30年生时的调查数据按公式分别计算单一无性系的立木蓄积，并进行排序，取前10位为优良无性系。并在2016年11-12月每一优良无性系伐平均木3株、整个无性系林分均值的伐平均木6株，按以下方式量测；并从伐根处向上截取1.3米长的圆筒进行木材力学性质分析。
伐木量测方法：
立木伐倒后立即进行：
⑵树高、胸径量测；
⑵d1.3处、hd/4处和hd/2处的带皮和去皮直径量测；
⑶每株伐木2个最长枝量测；
⑷枝桠和嫩叶全部称重，估算单株林木的叶量；
⑸在伐倒木中、上部取有代表性的完全叶1000g；
⑹随机取2000叶用1/10000g电子称称量、计算千叶重；
⑺随机取500叶用游标卡尺量测其单叶长、宽(2/3叶长处的宽度为单叶宽度)，取200叶测叶厚(每次用千分游标卡尺量测5～8叶、用其结果计算单叶厚)。
除叶面量测和称重外，其余工序都是在野外现场完成。
注：d1.3处是指离地面1.3m的直径、hd/4处是指整个树高1/4处的直径、hd/2处是指整个树高1/2处的直径。
伐木计算公式：
⑴立木材积
v立＝0.7854*d1.32*(h+3)*0.43
式中v：立木材积(m3)；d1.3：胸径(㎝)；h：树高(m)
⑵树皮率
树皮率＝(1-g去/g带)*100％
式中g去：去皮断面积(㎝2)；g带：带皮断面积(㎝2)
⑶径高比
径高比＝d1.3/h
⑷尖削度
尖削度按t0.5即平均尖削度
t0.5＝(d0-d0.5)/l
式中d0:基部直径；d0.5:h/2处直径；l:1/2树高
⑸冠径比
冠径比＝冠幅/胸径
⑹形率
q＝di/d1.3
式中：q：形率；di：任意一处直径(㎝)；d1.3：胸径(㎝)
⑺形数
公式⑴f1.3＝q22
⑵f1.3＝q2-c＝q2-0.2
⑶f1.3＝0.14+0.66*q22+0.32/q2*h
⑷f1.3＝0.6*q2+1.04/q2*h
式中：f1.3：形数；q2：1/2树高处形率；h：树高
⑻伐前一年材积增长率
根据所有伐倒木区分段材积绘制出材积生长曲线图，从图中找出各年龄段近似增长材积值。
伐前一年材积增长率：
p％＝(1-伐期前二年去皮材积/伐期前一年去皮材积)*100％。
杉木优良品种主要是从林木生长表现、林木形质指标、木材力学特性和伐蔸及萌芽能力等四个方面进行比较，选择其中表现特别优秀的一个品种为杉木无性系用材林良种。
4.1林木生长表现
林木生长表现的优劣主要体现在单株立木蓄积数量、当年材积增长数量和纯光合效益的比值上。单株立木蓄积量最大、当年材积增长量最多、纯光合效益比值最大的品种就是优良品种。
4.1.1单株立木蓄积
在30年生时，“金林1号”单株立木蓄积、优良系单株立木蓄积均值、无性系单株立木蓄积均值见表1。
表130a时优良无性系的径高比和尖削度
从表1中可以得出：30年生时的单株立木蓄积“金林1号”是0.5527m3；优良系是0.5065m3；整个无性系是0.3210m3；
“金林1号”的单株立木蓄积是优良无性系的109.12％，是整个无性系林分的172.18％。
立木蓄积：“金林1号”>优良系>整个无性系。
4.1.2伐前一年单株立木蓄积增长数量
经材积生长率公式计算得出：伐前一年单株立木材积增长率为6.76％。
在30年生时，“金林1号”立木材积增长量、优良系立木材积增长量均值、无性系立木材积增长量均值见表2。
表229a时优良无性系当年材积增长量和叶面光合效率
从表2中可以得出伐前一年蓄积增长量“金林1号”是0.03736m3、优良系均值是0.03423m3、整个无性系均值是0.02170m3。
伐前一年单株立木蓄积增长量金林1号”是优良系的109.14％、是整个无性系的172.17％。
伐前一年材积增长：“金林1号”>优良系>整个无性系。
4.1.3伐倒前一年的纯光合效益比值
单株林木的年纯光合效益是指林木当年叶面积和叶体积与当年增长材积的比值。
伐倒前一年林木的纯光合效益比值见表2。
从表2中可以看出：伐前一年林木的纯光合效益
叶面积：材积“金林1号”、优良系均值、整个无性系均值分别是2750：1；3059：1；4631：1；
叶体积：材积“金林1号”、优良系均值、整个无性系均值分别是0.663：1.0；0.757：1.0；1.0747：1.0。
在同样叶面积的情况下，“金林1号”的纯光合效益是优良系的111.24％、是整个无性系的168.40％；
在同样叶体积的情况下，“金林1号”的纯光合效益是优良系的114.22％、是整个无性系的152.10％。
纯光合效益：“金林1号”>优良系>整个无性系。
4.2形质指标
杉木用材林良种选择总的要求是：树干通直圆满、树冠浓密、冠幅较窄、树皮较薄等因素。一般是用树皮率、林木冠型、形率和形数、径高比和尖削度等方面来体现。树皮率小、冠幅窄、冠径比大、径高比大、形数大、形率高、尖削度小的无性系为优良品种。
4.2.1树皮率
按公式计算的各杉木无性系类型的树皮率见表2。
表330a时优良无性系的树皮率
从表3中可以看出：
“金林1号”，d1.3处、h/4处、h/2处的树皮率分别是：16.31％、17.02％、19.30％；
优良系，d1.3处、h/4处、h/2处的树皮率分别是：16.44％、19.04％、21.67％；
整个无性系，d1.3处、h/4处、h/2处的树皮率分别是：17.00％、19.42％、21.92％。
“金林1号”的树皮率在d1.3处比优良系小0.79％、比整个无性系小4.06％；在h/4处比优良系小10.61％、比整个无性系小12.36％；在h/2处比优良系小10.94％、比整个无性系小11.95％。
树皮率：“金林1号”<优良系<整个无性系。
4.2.2林木冠型
实践中是用冠径比来体现林木冠型状态。冠幅小、冠径比值小则表明该林木是浓密窄冠，是理想的树形。
按公式计算的各杉木无性系类型林木的冠径比见表4。
表430a时优良无性系的冠径比和伐蔸萌芽能力
从表4中可以看出:
“金林1号”30a时其冠幅是5.688㎡，胸径是27.40㎝，冠径比是20.76：1；
优良系30a时其冠幅是6.076㎡，胸径是26.24㎝，冠径比是23.16：1；
整个无性系30a时其冠幅是5.808㎡，胸径是21.80㎝，冠径比是26.14：1。
“金林1号”30a时的冠幅比优良系窄6.39％、比整个无性系窄2.07％；30年时的冠径比比优良系大10.36％、比整个无性系大20.58％。
冠幅：“金林1号”<优良系<整个无性系。
冠径比：“金林1号”>优良系>整个无性系。
4.2.3形率与形数
形率是指树干2.5m处的直径与d1.3处(即胸高处直径的比值)，是影响树干出材率的重要因子。形数与形率成正比例关系，形数大则形率也大。形数大、形率大则表明该林木干形通直、粗壮，木材品质好。
按公式计算的各杉木无性系类型的形数、形率见表5。
表530a时优良无性系的形率和形数
从表5中可以看出：
“金林1号”30a时其平均形数、h/4处、h/2处的形率分别是0.558、0.883、0.824；
优良系30a时其平均形数、h/4处、h/2处的形率分别是0.513、0.847、0.719；
整个无性系30a时其平均形数、h/4处、h/2处的形率分别是0.498、0.823、0.706。
“金林1号”3a年时的平均形数比优良系大8.77％、比整个无性系大12.05％；30年时h/4处的形率比优良系大4.25％、比整个无性系大7.29％；h/2处的形率比优良系大14.60％、比整个无性系大16.71％。
形数：“金林1号”>优良系>整个无性系。
形率：“金林1号”>优良系>整个无性系。
4.2.4径高比和尖削度
径高比是指林木胸径与整个树高的比值；尖削度是指树干自下而上直径减少的程度，即是树干任意部位直径与某一固定位置(一般是指树干1.3m处)直径之比的％值。径高比值大表明该林木干形通直、粗壮，木材品质好；林木尖削度小则表明该林木干材好、出材率高。
按公式计算的各杉木无性系类型的径高比和尖削度见表1。
从表1中可以看出：
“金林1号”30a时其径高比是1.429㎝：1.0m；尖削度是1.061；
优良系30a时其径高比是1.340㎝：1.0m；尖削度是1.071；
整个无性系30a时其径高比是1.288㎝：1.0m；尖削度是1.088。
“金林1号”30a时径高比比优良系大6.64％、比整个无性系大10.95％；30a时尖削度比优良系小0.93％、比整个无性系小2.48％。
径高比：“金林1号”>优良系>整个无性系。
尖削度：“金林1号”<优良系<整个无性系。
4.2.530a伐蔸表面情况和萌芽能力
从表4中可以看出：30a对各优良无性系和对照进行伐倒，每种伐蔸表现如下：
伐面直径比较：“金林1号”的平均值是30.67㎝、优良无性系是27.96㎝、而一般无性系是23.32㎝；
伐面状态比较：“金林1号”伐面正常、没有出现空心或腐朽；优良无性系50％伐面出现空心或腐朽；一般无性系则是60％的伐面出现空心或腐朽；
当年的萌芽情形比较：“金林1号”当年生产萌芽条是15.67根/蔸、优良无性系8.33根/蔸、一般无性系是7.35根/蔸。
4.3木材力学特性
林木中木材密度大、含水率低、干缩性小、抗弯力大、抗拉力大的木材是用材林中最理想木材。
4.3.1木材三种密度
木材三种密度是指木材的气干、全干和基本密度。
实验室测得的木材三种密度结果见表6。
表630a时优良无性系木材密度和干缩率
从表6中可以看出：
“金林1号”30a时气干密度0.3936g/cm3、全干密度0.3765g/cm3、基本密度0.3348g/cm3；
优良系30a时气干密度0.3880g/cm3、全干密度0.3524g/cm3、基本密度0.3189g/cm3；
整个无性系30a时气干密度0.3902g/cm3、全干密度0.3567g/cm3、基本密度0.3236g/cm3。
“金林1号”30a时的气干密度比优良系大1.44％，比整个无性系大0.87％；
“金林1号”30a时的全干密度比优良系大6.84％、比整个无性系大5.55％；
“金林1号”30a时的基本密度比优良系大4.99％、比整个无性系大3.46％。
气干密度：“金林1号”>优良系>整个无性系
全干密度：“金林1号”>优良系>整个无性系。
基本密度；“金林1号”>优良系>整个无性系。
4.3.2木材含水率
实验室测得的木材含水率结果见表6。
从表7中可以看出：
“金林1号”30a时木材含水率12.38％；
优良系30a时木材含水率11.64％；
整个无性系30a时木材含水率11.84％。
“金林1号”30a时的木材含水率比优良系大6.62％、比整个无性系大4.56％。
木材含水率“金林1号”>优良系>整个无性系
4.3.3木材干缩率
实验室测得的木材弦向、径向和体积的木材干缩率结果见表7。
从表6中可以看出：
“金林1号”30a时木材干缩率：弦向是5.57％、径向是2.95％、体积8.0％；
优良系30a时木材干缩率：弦向是6.39％、径向是2.89％、体积9.4％；
整个无性系30a时木材干缩率：弦向是6.42％、径向是3.01％、体积9.2％。
“金林1号”30a时木材干缩率弦向比优良系小12.83％、比整个无性小13.24％；径向比优良系大2.08％、比整个无性系小1.99％；体积比优良系小14.89％、比整个无性系小13.04％。
木材干缩率“金林1号”<优良系<整个无性系。
4.3.4木材全部抗压
实验室测得的木材横纹全部抗压、局部抗压结果见表8。
表730a时优良无性系的木材物理力学性质分析
从表7中可以看出：
“金林1号”30a时木材横纹全部抗压:弦向6.678mpa、径向5.759mpa，30年时木材横纹局部抗压：弦向11.057mpa、径向10.384mpa；
优良系30a时木材横纹全部抗压:弦向6.131mpa、径向5.310mpa，30年时木材横纹局部抗压：弦向10.272mpa、径向9.524mpa；
整个无性系30a时木材横纹全部抗压:弦向6.124mpa、径向5.216mpa，30年时木材横纹局部抗压：弦向10.321mpa、径向9.536mpa。
“金林1号”30a时木材横纹全部抗压弦向比优良系大8.92％、比整个无性系大9.05％；径向比优良系大8.46％、比整个无性系大10.41％；
“金林1号”30a时木材横纹局部抗压弦向比优良系大7.64％、比整个无性系大7.13％；径向比优良系大9.03％、比整个无性系大8.89％。
木材抗压能力“金林1号”>优良系>整个无性系.
4.3.5木材顺纹抗弯弹性模量、顺纹抗弯强度
实验室测得的木材顺纹抗弯弹性模量、顺纹抗弯强度结果见表7。
从表7中可以看出：
“金林1号”，30a时木材顺纹抗弯弹性模量是8745.594mpa、顺纹抗弯强度是77.166mpa；
优良系，30a时木材顺纹抗弯弹性模量是8251.189mpa、顺纹抗弯强度是72.042mpa；
整个无性系，30a时木材顺纹抗弯弹性模量是8267.108mpa、顺纹抗弯强度是71.938mpa。
“金林1号”30a时木材顺纹抗弯弹性模量比优良系大5.99％、比整个无性系大5.79％；顺纹抗弯强度比优良系大7.11％、比整个无性系大7.27％。
木材抗弯能力“金林1号”>优良系>整个无性系
4.3.6木材顺纹抗压、抗拉强度
实验室测得的木材顺纹抗压、抗拉结果见表7。
从表7中可以看出：
“金林1号”，30a时木材顺纹抗压是49.185mpa、抗拉强度是120.344mpa；
优良系，30a时木材顺纹抗压是46.351mpa、抗拉强度是98.559mpa；
整个无性系，30a时木材顺纹抗压是46.567mpa、抗拉强度是99.000mpa。
“金林1号”30a时木材顺纹抗压比优良系大6.11％、比整个无性系大5.62％；
木材顺纹抗拉强度比优良系大22.10％、比整个无性系大21.56％。
木材抗拉能力“金林1号”>优良系>整个无性系。
4.4伐蔸及萌芽能力
伐蔸的伐面正常、没有出现“空心”或“腐朽”表明：在此一年龄段其亲本的生长还未出现“减退”。伐蔸在第二年的萌芽数多则表明该品种繁殖能力强。
伐蔸的伐面状态及在基因库中第二年的萌芽能力见表4。
4.4.1伐面状况
从表4中可以看出：
“金林1号”，30a采伐时其伐面直径是30.67㎝，全部表现正常，没有出现“空心”或伐面腐朽；
优良系，30a时采伐时伐面直径是27.96㎝，50％的伐蔸要么是“空心”、要么是伐面腐朽；
整个无性系，30a时采伐时伐面直径是23.32㎝，78％的伐蔸要么是“空心”、要么是伐面腐朽。
“金林1号”30a时伐面直径比优良系大9.69％、比整个无性系大31.52％；且全部伐蔸表现正常，而优良系的伐蔸则有50％是“空心”或“腐朽”、整个无性系有80％是“空心”或“腐朽”。
4.4.2伐蔸当年萌芽能力
2016年11-12月亲本采伐后伐蔸移植在采穗圃。经2017年4月12日和10月8日调查，各亲本的萌芽条数见表4。
从表4中可以看出：
“金林1号”，2017年亲本的萌芽条数平均是15.67/蔸；
优良系，2017年亲本的萌芽条数平均是8.33株/蔸；
整个无性系，2017年亲本的萌芽条数平均是7.56株/蔸。
“金林1号”采伐后第二年亲本萌芽条数是优良系的1.88倍、是整个无性系2.07倍。
伐蔸当年萌芽能力：“金林1号”>优良系>整个无性系
五综合评价
为了公平、公正地评选出优良品种，首先对各品种进行综合评分。
5.1评价指标和计分标准
如前所述，参与评价的指标33个。因此首先在每个指标中对10个优良无性系和整个无性系林分的均值进行排序计分，第一位计11分、第二位计10分，以此类推，最后一位计1分。计分汇总结果见表8。
表8优良无性系评价项目计分汇总表
5.2评选结果
从表8中可以看出：
“金林1号”综合评分为350分；
优良系综合评分为192分；
整个无性系综合评分为126分。
根据同一标准评分，“金林1号”得分最多。
综上所述，经严格评选“金林1号”为本地种源“混系普通苗”无性系优良品种，即是本地种源杉木无性系用材林良种。