试验林位于临江林业局闹枝国家红松良种基地，位于吉林省临江市(47°37′ N，126°54′ E)，海拔450 m。年平均气温5℃，无霜期135 d，年降水量7501 000 mm，年蒸发量927.9 mm。

试验材料包括的170个红松无性系选优于辽宁本溪林业局草河口林场的红松天然林、吉林省露水河林业局红松天然林及临江林业局闹枝林场，利用先定砧后嫁接的方式于1978年建成无性系种子园。生产区规划面积为45 hm²，种子园设计采用完全随机设计，共计7个区组，每个区组内包括10个小区，小区面积为0.612 hm²，每个小区内170个无性系随机排列，一个小区中每个无性系栽植1株，无性系株行距为6 m×6 m。

于2015年对15区组内的170个红松无性系的生长和结实性状进行调查。利用Vertex Laser测高仪及围尺测定单株树高和胸径，剔除特异值后进行变异参数分析。对各分株进行松树球果数量测量。每个无性系随机选择10个分株，每个分株取5个球果测定单个球果鲜质量及每个球果内含有的松子数量即单塔出籽量。每个无性系随机选择1 000粒种子，分成10份，利用天平测定每100粒种子的质量作为百粒质量，对获得数据乘以10作为无性系千粒质量。对测定千粒质量后的种子进行分组沙藏，制种后播种到盆中，测定不同无性系的发芽率，发芽率在方差计算过程中进行反正弦数据转换。

所有数据利用SPSS 19.0软件进行分析。单株材积(V)按实验形数法^[16]计算：V=(H+3)g_1.3f (式中：H为红松树高，红松立木平均实验形数f为0.33，g_1.3为胸高处横断面积)；无性系重复力(R)采用续九如^[17]的方法进行估算：R=1-1/F (式中：F为方差分析的F值)；表型变异系数(PCV)采用公式^[18]:PCV = S/X × 100%(式中：S为表型标准差, X为某一性状群体平均值)。表型相关系数(r)采用公式^[18]：${r_{p12}} = \frac{{{{{\mathop{ Cov}} }_{p12}}}}{{\sqrt {\sigma _{p1}^2 \cdot \sigma _{p2}^2} }}$(式中：Cov_p12为2个性状的表型协方差，σ²_p1、σ²_p2分别为2性状的表型方差)；采用布雷金多性状综合评定法对无性系进行综合评定^[18]：${Q_i} = \sqrt {\sum\limits_{j = 1}^n {{a_i}, } } $，a_i=X_ij/X_jmax，(式中：Q_i为综合评价值， X_ij为某一性状的平均值，X_jmax为某一性状的最优值，n为评价指标的个数)；遗传增益(△G)估算采用公式^[19]：△G=RW/X，(式中：W为选择差，R为性状的重复力，X为某一性状的平均值)。

对2015年170个红松无性系的生长和结实性状进行方差分析，结果(表 1)表明：38年生时的红松无性系树高、胸径、单株材积、单株球果数、单塔出籽量、单株出籽量、球果鲜质量和千粒质量各性状差异均达极显著水平(P < 0.01)，发芽率在各无性系间的差异不显著(P=0.280)。方差分析结果说明不同无性系间存在真实的生长和结实性状遗传差异。

170个红松无性系各指标遗传变异参数分析结果(表 2)表明：无性系树高的平均值为11.08 m，变幅为7.0114.60 m，最大值是最小值的2.08倍；胸径的平均值为28 cm，最大值(44.50 cm)是最小值(12.00)的3.70倍；单株材积平均值为0.302 m³，变幅为0.0440.841 m³；单株球果数的平均值为28.31个，不同无性系间变化较大，最大值为最小值的12倍；单塔出籽量的平均值为63.06 g，变幅为52.2081.80 g；单株出籽量的平均值为1 815.33 g，变幅为493.208 351.2 g；球果鲜质量的平均值为344.04 g，变幅为263.70464.80 g；千粒质量的平均值为728.16 g，变幅为662.20834.00 g；发芽率的平均值为93.91%，但无性系间差异较小，变幅为88.10%99.80%；各指标表型变异系数的变化范围为3.57%(发芽率)66.09%(单株出籽量)。除发芽率外，各指标的重复力均较高(R>0.45)，胸径、单株材积和单株球果数的重复力最高，均达0.90。

红松无性系各指标间的相关系数见表 3。从生长指标看，树高、胸径和单株材积3个指标间达极显著正相关(0.680 < r < 0.975)；从种实性状看，单株球果数、单塔出籽量、单株出籽量、球果鲜质量和千粒质量之间均达极显著正相关(0.411 < r < 0.996)，而发芽率与其它种实性状间相关均不显著(-0.123 < r < 0.038)。结合生长和结实性状看，胸径和单株材积与单株球果数、单塔出籽量及单株出籽量间均达到极显著正相关(0.201 < r < 0.227)，胸径与球果鲜质量(r=0.195)及千粒质量(r=0.158)、单株材积与球果鲜质量(r=0.192)呈显著正相关，树高与球果鲜质量(r=0.162)、千粒质量(r=0.158)、单塔出籽量(r=0.158)的相关系数也达到显著水平，说明生长和种实间大部分性状相关性达到显著水平，生长量越大的红松其种子产量越高，这为选择生长量大、结实量高的红松优良遗传型提供了可能。

利用胸径和单株材积为评价指标对各无性系进行综合评价，Q_i值见表 4。以10%的入选率对无性系进行选择，无性系110、610、710、34、14、31、210、74、114、138、37、119、39、127、118、69和314共17个入选，入选的17个无性系单株材积平均值为0.569 m³，较总体平均值高88.41%，遗传增益为79.42%，胸径平均值为37.02 cm，较总体平均值高32.14%，遗传增益为28.98%。

以结实性状(千粒质量和单株出籽量)为标准，对各无性系进行综合评价，结果见表 5。以10%的入选率对无性系进行选择，84、83、138、1110、85、82、88、123、820、126、137、81、86、810、510、1210和210共17个无性系入选，入选无性系千粒质量平均值为762.09 g，较总平均值高4.67%，遗传增益为2.19%，单株出籽量平均值为4 606.45 g，较总体平均值高153.75%，遗传增益为142.99%。

以生长和结实性状(单株材积、单株出籽量和千粒质量)为标准，对各无性系进行综合评价，Q_i值见表 6。以10%的入选率对无性系进行选择，14、84、83、138、85、82、1110、88、123、126、820、137、81、86、11、12和810共17个无性系入选。入选无性系在单株材积、单株出籽量和千粒质量的遗传增益分别为25.21%、137.44%和2.23%。无性系138在3种评价方法中均入选，表明这个无性系生长及结实性状均较优良，可作为材果兼用优良无性系来应用。

遗传和变异是林木育种研究的主要内容，是林木遗传改良的基础^[20]。物种的个体、群体之间都存在着不同程度的形态变异^[21]，张恒庆等对天然红松的遗传变异研究结果表明，大部分变异来自群体内的个体间^[22]。对红松不同个体间的遗传变异进行研究可以在丰富的红松育种资源中选择出优良的生产材料推广应用。本研究中，除种子发芽率外，170个红松无性系间各生长和结实性状差异均达极显著水平(P < 0.01)，表明不同无性系间各指标差异较大，对不同无性系各性状评价选择具有重要意义，其中，树高、胸径和单株材积的表型变异系数分别为11.72%、21.39%和43.41%，比梁德洋等^[23]对37年生50个红松无性系的研究结果稍高，这可能与样本量的大小有关。单株球果数的表型变异系数为57.93%，与张海廷等^[24]的研究结果相似，但球果鲜质量与千粒质量表型变异系数较其研究结果稍低。单株出籽量变异系数为66.09%，这与张振^[25]对红松的研究结果高1.5倍左右，这可能与材料不同有直接关系，也更说明不同种源间，乃至个体间表型差异较大，在此群体内进行材用和果用材料选择，在很大程度上会产生较高增益。

重复力是衡量性状稳定程度的指标，重复力越高意味着性状越稳定，受外界环境作用影响越小，对重复力高的性状进行表型选择，其产生的效果越好^[26]。本研究中，除种子发芽率外，各性状的重复力均大于0.45，表明在无性利用过程中，各指标可以稳定表现，尤其胸径、单株材积、单株球果数和单株出籽量的重复力均达到0.90，比那冬晨^[27]的研究结果高，表明此研究中评价结果更稳定，高变异、高重复力有利于红松优良无性系的评价选择。

38年生红松无性系的树高、胸径和单株材积平均值分别为11.08 m、28.00 cm和0.302 m³，此结果较梁德洋^[23]等对红松研究结果稍高，可能与种源、区域环境等诸多因素有关。从结实性状看，单株球果数平均值为28.31个，这与张树君等^[28]的研究结果相近。球果鲜质量和千粒质量平均值分别为344.04、728.16 g较赵建明^[29]等的研究结果稍高。从数量遗传学选择理论看，表型选择比较适合于重复力高的性状，基于本研究中各指标的高重复力，再一次表明对这批无性系评价选择会有较优效果。

相关系数代表不同性状之间的关联程度，对了解不同测定指标之间的关系具有重要作用^[30-31]。本研究中，树高、胸径和单株材积间具有极显著正相关，这与梁德洋^[23]等的研究结果相似，树高和胸径这2个生长指标相互影响，这在他人研究结果中也有体现^[32-33]。单株球果数、球果鲜质量、千粒质量、单株出籽量和单塔出籽量之间呈极显著正相关，其中，单株球果数和单株出籽量的研究结果与那冬晨^[27]的研究结果相同，而关于红松结实量和种子质量的相关关系与王行轩^[34]等的研究结果相反，研究表明结实性状的各指标存在一定关系。发芽率与其它种实性状间的相关均不显著，表明红松种子发芽与单株生长发育、球果发育等性状关系较弱，此研究与齐立志等^[35]对长白落叶松的研究结果不同，这可能与发芽条件、林分密度、采种时间、脱粒时间和树种不同等有关；而生长性状与部分结实性状相关达显著水平，这应与树体吸收营养再分配过程中生长与生殖竞争有关，其中，胸径和单株材积与单株球果数、单塔出籽量和单株出籽量呈极显著正相关，这为选择生长量大和种子产量高的红松无性系提供了理论依据。

育种目标决定育种方法，红松作为优良的用材树种，对无性系评价应该以生长性状选育为主，当作为坚果树种选育时应重点考虑结实性状。近年来，红松逐步向坚果与用材林兼用的方向发展，根据育种目标在现有无性系中进行再选择，可以最大化利用现有资源。本研究分别利用生长性状、结实性状及生长与结实相结合对无性系进行评价，各筛选出17个优良无性系，入选无性系在生长与结实性状均显示较高遗传增益，尤其无性系138在不同的评价方法中均表现较高的Q_i值，表明该无性系生长及结实均较优秀，可以作为优良无性系重点考虑。