杞柳優良無性系品質性狀指數聚類分析

孟慶蘭

（臨沂市林業局，山東 臨沂 276000）

杞柳(Salix integra)，屬楊柳科(Salicaceae),柳屬(Salix）多年生落葉灌木，其枝條柔軟，韌性強，適于編制各種生活、生產用具和工藝品等，具有較高的經濟使用價值，在臨沂市人工栽培和加工歷史悠久，是臨沂市重要的經濟林樹種。近年來，杞柳制品在臨沂市三大林產品出口中已占據第2 位，是出口創匯的拳頭產品，杞柳產業已成為臨沂市支柱產業。隨著杞柳產業的發展，杞柳品種老化混雜，有害生物危害嚴重，產量低、質量差的問題日益突出，為解決此問題，課題組于2009 立項，通過自由授粉原種株育種和自然原種株（芽變）育種兩種途徑，選育出優良無性系22 個，為正確評價23 個無性系號（含對照048）的品質特征，對決定其品質的4 個性狀指數進行研究，并以此為聚類因子，進行聚類分析，選擇出優質的杞柳優良無性系系列新品種，以滿足我市杞柳產業發展對杞柳品種多元化要求之亟需。

1 材料與方法

1.1 材料來源

利用國有郯城縣馬陵山林場杞柳種植資源庫的種質資源，采用自由雜交的方法獲取自由授粉種子F1 實生苗，從雜種苗平茬萌芽（條）中選擇優良單株，從市內杞柳傳統人工林區選擇芽變優系，通過表型優良單株選擇，對中選實生苗優良單株（墩）和芽變優系（墩）進行無性系林期測定，獲得的23 個無性系。

1.2 試驗地點

臨沭縣鄭山街道辦事處北溝頭村。

1.3 試驗設計

采用隨機區組設計。3 次重復，小區面積6.5 m2，以常規栽培品種“048”為對照（CK)；株行距為40×10 cm，南北行向栽植；四周設置保護行帶，行帶寬度為1.2 m，品種為常規栽培種“048”。

1.4 扦插時間

2017年7月23-25日。

1.5 調查內容

（1）氣干密度指數：測量去皮干白條的重量和體積，計算氣干密度。氣干密度與品質呈正相關，氣干密度觀測值即為氣干密度指數測算因子。

（2）光潔度指數：用目測法測定試樣表面的葉跡數量、有害生物危害突起物及其他斑點等的數量，計算葉（痕）跡密度。由于痕跡密度與品質呈負相關，故將其倒數作為測算因子。

（3）柔性指標：對未經捆綁而未被矯正“（”型彎曲的干白條，先預測其平均高，以此為標準從樣本中選取3 根標準條（作為3 次重復）,分別用測定“（”型彎曲的弦長和弓形高，計算弓弦比。弓弦比與柳條的柔性品質呈正相關，故將其測定值作為柳條柔性指數的測算因子。

（4）韌性指標：對經溫水處理過的干白條弓形彎折，當達到最大彎折點即外凸面出現纖細毛刺狀物翹起時，量取試樣兩端點及彎折點之間的距離，計算彎折弧度角。干白條（用水浸泡條件下）可彎折的角度與品質呈正相關，故將其測定值作為韌性指數的測算因子。

1．6 性狀指數計算方法

符合正向化要求的或已被正向化的性狀平均觀測值占參選總體相應性狀觀測值總平均數的比值，計算公式如下：

式中yi為i 系號的性狀指數，n 為參試無性系總數，m 為某性狀觀測值總個數。i 為無性系序號標志，j 為某性狀觀測值序號標志，zij為第i 系號某性狀第j 個觀測值的正向化變換數值。zij、yi越大表明無性系在相應性狀方面表現越優。

1.7 數據統計及分析方法

數據整理采用Microsoft Excel 工作表，數據分析采用“SPSS Statistics Base 19.0”綜合分析系統軟件。

2 試驗結果

2.1 氣干密度指數類群劃分

以氣干密度指數為依據進行聚類，23 個無性系可劃分為3 個類群，如圖1。

第一類群：高密度類群。包括rkx-1 共1 個系號，占總數的4.35%。

第二類群：中密度類群。包括038-14、061-3、061-6、059-2、2、047-3、5、053-1、055-2、023-12 共10 個系號。占總數的43.48%。

第三類群：低密度類群。包括047-17、059-1、058-6、047-31、055-1、048、033-31、040-7、048-12、058-7、054-1、048-7 共12 個系號，占總數的52.17%。

在供試的22 個系號中，共有16 個系號的氣干密度指數高于對照048，其中rkx-1 的氣干密度指數最高，達到1.2644。

2.2 光潔度指數類群劃分

以各無性系光潔度指數為依據進行聚類，23個無性系號可分為三個類群，如圖2。

第一類群：光潔類群。包括055-1、058-6、053-1、048-12、058-7、038-14、061-3、rkx-1 共8 個 系號，占總數的34.78%。

第二類群：較光潔類群。包括等047-31、048-7、047-32、048、055-2、047-17、023-12、5、033-31、2、054-1、059-2、059-1 共13 個 系 號。占 總 數 的56.52%。

第三類群：不光潔類群。包括061-6、040-7 共2個系號，占總數的8.7%。

在供試的22 個系號中，共有11 個系號的光潔度指數高于對照048，其中055-1 的光潔度指數最高，達到1.2085，較對照高出25%。

2.3 柔性指數類群劃分

以柔性指數為依據進行聚類，23 個無性系號分為三個類群，如圖3。

第一類群：柔軟類群。包括等rkx-1、053-1 等2個系號，占總數的8.7%。

第二類群：較柔軟類群。包括5、047-32、048-12、055-1、023-12、059-1、055-2、061-3、059-2、048-7、054-1、48（CK）等12 個系號。占總數的52.17%。

第三類群：硬條類群。包括058-6、040-7、038-14、047-17、061-6、033-31、2、047-31、058-7 等9 個系號，占總數的39.13%。

柳條的柔性越好，商品價值越大，編制工人的勞動強度越低。在供試的22 個系號中，13 個系號的柔性指數超過對照048，有12 個系號的柔性指數大于1。其中rkx-1 的柔性指數最大，達1.9048，這與田間雨后弓形墜彎、干白條的“（”型彎曲現象表現一致。

2.4 韌性指數類群劃分

以韌性指數為聚類因子進行聚類，23 個無性系可分為3 個類群，如圖4。

第一類群：韌性類群。包括rkx-1、053-1、023-12、005、048-12 共5 個系號，占總數的21.74%。

第二類群：中韌類群。包括002、048-7、048、061-3、040-7、047-17、054-1、059-1、033-31 共9個系號，占總數的39.13%。

第三類群：低韌性類群。包括061-6、055-2、038-14、047-31、058-7、047-32、055-1、058-6、059-2 共9 個系號，占總數的39.13%。

柳條的韌性隨測定部位的不同而不同，呈現出從基部到梢部逐漸增大的趨勢。在供試的22 個系號中，有7 個系號的韌性指數超過對照048，其中rkx-1 的韌性最強。

3 結論

3.1 本研究利用測算的品質性狀指數，采用系統聚類方法，對23 個供試無性系進行聚類分析，通過類群劃分，篩選出超過對照品種的4 個品質優良類群。其中16 個系號的氣干密度指數、11 個系號的光潔度指數、13 個系號的柔性指數、7 個系號的韌性指數高于對照048。

3.2 經過聚類分析，rkx-1 氣密度高，055-1、058-6、053-1、048-12、058-7、038-14、061-3、rkx-1 共8 個系號光潔度高，rkx-1、053-1 共2 個系號柔性好，rkx-1、053-1、023-12、005、048-12 共5 個系號韌性強，其中rkx-1 無性系4 個指標均高，053-1 無性系3 個指標高，1 個指標中等，可優先作為優良無性系在生產中加以推廣應用。

3.3 本研究首次將柔性指標從韌性指標中分離出來，解決了以往研究中柔、韌性狀不分且僅測定韌性指標的模糊觀念。