第一章文献综述
人工用材林生产的目的是为了获取优质且高产的木材产品。材性遗传改良是提高木材材质的最根本措施,是林木定向培育的主要手段,是森林加工利用的基础,它对提高林地生产力及林业综合效益具有极其重要的意义。由于我国森林资源相对匮乏,远不能满足国民经济和社会发展对林产品的需要, 林业的国际竞争力不足。因此,林产品进口无论从数量上还是金额上均大于出口, 这一格局并没有因2001年12月11日我国正式加入世贸组织而有大的改变，中国每年仍需进口大量的木材，来满足国内木材的需求。因此，面对天然林资源的日益萎缩，人工林的培育已成为当前林木生产的重要途径。在发展人工林过程中，人们不仅要注重林分生长量，更要密切关注其质量，加大对人工林用材树种遗传改良的研究力度，使之向集约经营、定向培育、速生高产和短周期的方向发展，已成为当务之急。木材材性变异是林木材性遗传改良的基础，对加工和高效利用木材资源，改善森林经营措施，优化林木材质，发挥林木的多功能和多效益，改善生态环境，促进林业的可持续发展有重要意义。林木改良过程中涉及的材性性状遗传变异幅度、遗传控制、遗传相关以及多性状综合遗传改良是国内外林木遗传改良的主要研究内容。 国外木材育种工作开展得比较早，1935 年 Schreiner 发现了材质遗传改良的可能性，1962 年 Zobel 等用试验证明了林木材质遗传性的存在。自 20 世纪 50 年代以来，林木材性的遗传变异和改良研究开始受到各国育种工作者的普遍关注，并取得了一定的成果。我国的材性改良研究进展缓慢，直到 80 年代以后随着主要用材树种的遗传改良列入国家科技攻关项目开始才真正得到重视和发展。木材的品质是通过材性指标来描述的,例如木材密度、木材强度、纤维长度和纤维素含量等, 这些指标的高低是对木材品质的定量描述。
1.1木材基本密度的研究现状
木材基本密度是一个很重要的木材性状，它是一个复合性状，与木材的力学性质和纸浆产量及纸的质量密切相关，决定单位体积的干物质产量，在很大程度上，得浆率和纸张的质量受到木材基本密度的影响（姜笑梅等,1994）。由于木材密度既影响木材的力学强度，又直接或间接地决定木材及纤维制品的产量和品质，因而，木材密度对纤维用材的改良来说是仅次于生长量的重要选择参数。通过木材密度的研究对于揭示木材性质的变异规律和提高树木改良效益具有重要意义。木材密度的变化是组成木材的细胞直径、细胞长度和细胞壁厚度的变化，以及不同种群类细胞所占体积比例变化的结果（王金满，1997）。 木材基本密度对木材产量的影响非常大，木材基本密度的微小变化（+0.04g/cm3）将致使每公顷干物质产量发生巨大变化(Zobel 等，1972)。已有充分的证据证实木材基本密度主要受遗传因素的影响，这为定向选择提供了可能。同时，木材密度是林木育种及材质改良工作要测定的重要项目，国内外采取多种方法，对木材密度遗传变异规律进行了研究。研究范围涉及树种内、种源间、林分间、家系间、个体间和个体内的变异和遗传控制。
1.1.1木材基本密度的种源变异
当将一个树种引种至新环境，其木材性质会发生较大的变化，有时难以预测。为改良木材和最终产品性质及有效利用木材，必须认识和研究材性的变异模式、所受遗传控制、生长和环境及木材性质对产品的影响等。种源试验和优良种源选择是林木遗传改良最基础的工作（刘青华等，2009）。1821 年法国 De Vilmorinz 最早开展了林木种源试验，之后美欧等国家相继开展了林木种源试验，主要是关于欧洲赤松（Pinus sylvestris）、挪威云杉（Picea abies）和火炬松的种源试验，并且证明了来自不同产地的种源其生长、材性和适应性等存在显著的遗传差异（Blumenrother et al. ,2001）。刘青华等（2009）利用设置在浙江省淳安县姥山林场的 49 个产地的 24 年生马尾松种源试验林，发现了马尾松木材基本密度存在显著的种源差异，种源木材基本密度变幅为 0.3970-0.4519g/cm3,最大和最小种源相差 13.8%。Miranda 等(2001)对葡萄牙蓝桉（Eucalyptus globulus）3 个地点 37 个种源 9 年生试验林的研究结果表明，来自澳大利亚种源的木材密度显著受种源影响，而不受地点影响。但是也有不同的情况，在 Wright 等（1989）对卵果松（P.oocarpa）和展叶松（P. patula）种源试验以及 Mugasha 等（1996）对卡西亚松（P.kesiya）和卵果松的种源试验研究中，发现种源间木材密度没有显著差异。
第二章材料与方法
2.1 试验林概况
试验林位于福建省龙岩市上杭县白砂林场内，2001 年采种，2003 年上山造林，共 68个家系，以当地一般马尾松人工林采集种子繁殖的材料为对照（73 号）。试验设计为完全随机区组，5 株小区，20 次重复，栽植密度为 1605 株/hm2。
2.2 生长量调查与取样
2.2.1 生长量调查
马尾松试验林树高、胸径的调查由白砂林场在 2009 年 12 月份至 2010 年 1 月份完成。
2.2.2 取样
2010 年 12 月针对 7 年生的种子园子代试验林内的 68 个家系和 1 个对照，每个家系从不同重复中选择 15 株生长最优的单株作为材性测定的样本，并在胸高位置处钻取木芯。钻取木芯时，方位一致为正北方。共钻取木芯 1035 根。钻取好的木芯及时装在准备好的吸管中，并注明基本信息。
第三章 结果分析................................... 24-43
3.1 马尾松材积分析................................... 24-27
3.2 木材基本密度................................... 27-29
3.3 木材纤维形态 ................................... 29-32
3.4 木材微纤丝角 ................................... 32-34
3.5 木材综纤维素含量 ................................... 34-36
3.6 综合分析 ................................... 36-43
3.6.1 变异系数及遗传力估算................................... 36-37
3.6.2 相关性分析 ................................... 37-39
3.6.3 综合指数选择................................... 39-43
第四章 结论与讨论 ................................... 43-45
4.1 结论................................... 43-45
4.1.1 马尾松生长性状家系家系间................................... 43
4.1.2 马尾松速生家系的选择................................... 43
4.1.3 马尾松材性性状的变异................................... 43
4.1.4 马尾松测定性状的相关性 ................................... 43-44
4.1.5 马尾松优良家系的选择................................... 44-45
结论
生长性状家系间方差分析（表 3.2）表明，树高、胸径、材积在家系内的 p 值分别为0.3226、0.2454、0.2533，均大于 0.05，说明家系内差异不显著，家系间各性状的 p 值皆为0.0001，说明各性状家系间差异极显著，表明家系间有良好的选择潜力。
由马尾松家系生长量聚类结果（表 3.3），以增益超过对照 10%为阀值选择，可以选择出优良家系 2、5、6、12、17、18、19、20、22、23、24、25、26、27、28、30、31、34、35、38、42、44、45、46、48、50、52、53、56、58、60、62、63、64、67、69，家系入选率为 50.72%，材积增益为 12.96%。
由表 3.15 可以看出，树高、胸径和材积相互之间存在显著的正相关关系，相关系数在0.5396-0.9650 之间。树高、胸径和材积之间的相关系数都大于 0.7，树高和材积间的相关系数是 0.7364，胸径和材积间的相关系数是 0.9650，所以，基本可以通过对胸径的选择和测量，获得材积高产的家系。特别是在林龄较大的情况下，可以直接通过改良胸径达到改良材积的效果，而且可以免去树高的测量，对实际工作有极大的帮助。分析木材各性状间的相关性(表 3.16)，基本密度与纤维长度、纤维宽度、纤维长宽、综纤维素含量呈正相关关系，与微纤丝角呈负相关关系。因此在改良马尾松基本密度的同时可以提高纤维长度、纤维宽度、纤维长宽比以及综纤维素的含量。微纤丝角与其他性状间皆呈负相关关系，说明在改良马尾松木材微纤丝角的同时，其他的性状将会降低。综纤维素含量与其他指标间皆呈微弱的正相关关系，与纤维宽度间的相关性虽小，但达到了极显著的效果，说明改良纤维宽度，就可以提高综纤维素的含量，与其他性状间的相关性都没有达到显著效果，说明相关性不明显。