楊樹無性系區(qū)域化造林試驗研究

劉俊龍，吳中能，苗婷婷，孫慧，曹志華

（安徽省林業(yè)科學研究院，合肥230031）

楊樹是我國速生豐產(chǎn)林和短周期工業(yè)用材林主要樹種，其輪伐期短、適應性強、木材用途廣、發(fā)展前景好[1-3]。大力發(fā)展楊樹產(chǎn)業(yè)，對于增加森林資源，改善生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結構，促進農(nóng)民增收，都具有十分主要的意義[4-6]。安徽省是楊樹栽培大省，目前楊樹栽培面積超過533 333.33 hm2，形成了良好的楊樹產(chǎn)業(yè)體系，但楊樹飛絮和多代無性繁殖出現(xiàn)的生理老化、性能退化等問題，已成為制約楊樹栽培和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。為此，安徽省林科院楊樹課題組與中國林科院楊樹團隊開展合作，以美洲黑楊種質資源為試驗材料，在對大量黑楊種質資源遺傳評價的基礎上，選擇速生多抗優(yōu)良親本，以速生、干形好、出材率高、抗病蟲害、材質優(yōu)良且以無絮環(huán)保為育種目標，開展雜交育種和新品種選育研究。本試驗在雜交獲5 000 多個原株基礎上，經(jīng)過多次苗期選擇，篩選出25 個無性系用于在安徽省進行區(qū)域化造林試驗，以期為楊樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 試驗地概況

試驗地位于蚌埠市淮上區(qū)小蚌埠鎮(zhèn)金臺村，117°19′38″E、33°00′03″N。屬北亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)與暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)的過渡帶，四季分明，氣候溫和，雨量適中，光照充足。年均氣溫15.4℃；年降水量950 mm；平均無霜期215 d；土壤為黃棕壤，土層深厚，土壤較黏重，肥力中等，有機質含量在1%左右。

2 材料與方法

2.1 材料

2002 年，利用美洲黑楊進行人工控制授粉雜交獲得雜種種苗，對雜種超級苗扦插加速無性系化。通過苗期試驗淘汰、篩選出F1 代25 個無性系。2006 年對這25 個無性系，進行造林對比試驗，于2013 年選育出適合安徽省沿淮、淮北平原、沿江等地的楊樹新品種雄性江淮1 號楊、江淮2 號楊。江淮1 號楊、江淮2 號楊具有扦插育苗及造林成活率高，抗旱、抗寒、耐澇、抗風折、抗銹病強，抗病蟲害等性狀，同時具有造林生長快、生長量大，干形通直，材質優(yōu)良，適應性強等性狀。

江淮1 號楊（15-129）屬美洲黑楊，母本為美洲黑楊50 號楊（Populus deltoides cl.‘55/65’），父本為美洲黑楊S3226（Populus deltoids‘3226’）。江淮1 號楊繼承了父母本美洲黑楊速生、干通直圓滿、適應性強等遺傳特點。2013 年經(jīng)安徽省林木良種委員會審定，將“15-129”定名為“江淮1 號楊”，并取得良種證書。2014 年，江淮1 號楊向國家林業(yè)局申請植物新品種權。江淮2 號楊（17-57）屬美洲黑楊，母本為美洲黑楊50 號楊，父本為美洲黑楊10/17 楊（Populus deltoides cl‘10/17’）。江淮2 號楊繼承了父母本美洲黑楊速生、干通直圓滿、適應性強等遺傳特點，2013 年 將“17-57”定名為“江淮2 號楊”，取得良種證書。

2.2 方法

2.2.1 研究方法

2007 年采用插干的方式進行造林試驗，完全區(qū)組設計，密度4 m×5 m，6 株1 小區(qū)，3 次重復，每年持續(xù)不間斷觀測。觀測指標：每年年末對25 個參試無性系和對照Ⅰ-69 生長性狀進行調查研究，實測樹高、胸徑，計算單株材積；形態(tài)性狀：指標有干形、頂端優(yōu)勢、樹皮形態(tài)、分枝角度、分枝密度、側枝粗度、側枝長度、葉片長度、葉片寬度；雌雄性別：在試驗林始花年份開始觀測開花情況，確定每個無性系的性別；病蟲害：觀測記錄試驗林病害種類及輕重程度、蟲害種類及輕重程度。此次調查數(shù)據(jù)以2017年底調查為依據(jù)。

2.2.2 統(tǒng)計分析方法

利用Excel2018、DPS2.4 數(shù)據(jù)處理軟件對各個無性系各性狀進行單、雙因素方差分析和多重比較，并按相應的數(shù)學模型分析生長量、品種穩(wěn)定性的相關性，進行綜合評價[4,7-8］。

3 結果與分析

3.1 無性系雌雄性別鑒定

試驗林2011 年春始花。自2011 年起，對該片試驗林各無性系開花特性進行了不間斷的調查；同時結合安慶市桐城市和大觀區(qū)兩片試驗林開花特性觀測，確定每個無性系的性別。結果見表1。

3.2 無性系生長量差異分析

在蚌埠市淮上區(qū)小蚌埠鎮(zhèn)試驗林中，9 年生江淮1 號楊、江淮2 號楊平均胸徑生長量分別達30.24 cm、28.86 cm，平均樹高生長量達26.2 m、27.0 m，平均材積生長量達0.709 8 m3、0.666 7 m3，均超過對照。對照I-69 平均胸徑生長量達28.07 cm，平均樹高生長量達25.1m，平均材積生長量0.591 2 m3（見表1）。從插干品種對比試驗林調查來看，參試無性系成活率均達到85%以上，江淮1 號楊（15-129）、江淮2 號楊（17-57）兩個無性系在育苗、造林成活率高于對照2%～10%，造林保存率達到95%以上，較對照高。

根據(jù)表1 可知，9 年生各楊樹無性系生長量比較中，江淮1 號楊（15-129）表現(xiàn)最好，胸徑、樹高、材積分別達30.24 cm、26.2 m、0.709 8 m3；與對照相比，平均胸徑、平均樹高生長量分別超過7.7%、4.0%。楊樹無性系的平均材積為0.514 7 m3/株，超過平均值的無性系有11 個，江淮1 號楊（15-129）、江淮2 號楊（17-57）材積分別高于平均值37.9%、29.5%，其材積年均生長量分別超過對照20.1%、12.8%。

從表2 可知，對不同品種、不同時期楊樹生長狀況進行雙因素方差分析，結果顯示，不同無性系、時間對楊樹胸徑、樹高均有極顯著的影響（p=0.0 001＜0.01）。

通過隸屬函數(shù)分析計算，得出各楊樹無性系生長表現(xiàn)的綜合得分。結果表明，江淮1 號楊（15-129）表現(xiàn)最好，綜合評價得分2.865 7，排名第1；17-89、江淮2 號楊（17-57）、17-58 排名分別位于第2-4位；對照I-69 綜合排名第6；H4-133、H-17、N-179生長量得分綜合排名較低，表現(xiàn)較差，詳見表3。

表1 無性系生長量比統(tǒng)計

表2 無性系試驗林胸徑、樹高、材積生長量方差分析

3.3 無性系形態(tài)特征觀測

由表4 可知，參試無性系系的冠徑在6.24～11.26 m。其中17 系列、4 系列和15 系列的冠徑均超過8.00 m；H 系列、N 系列的冠幅較小，冠徑均值僅7.00 m。無性系冠幅波動范圍較大。其中排前3 的分別為17-58、17-89 和4-15，冠幅分別為11.26 m、11.01 m和10.65 m；N179 的冠幅較小，僅為6.24 m。參試的品種品系中，17-169、4-20、江淮1 號楊（15-129）、4-3、17-58、4-15、17-89、江淮2 號楊（17-57）和4-16 均干形通直，其余品種干形直。參試的各品種品系中，9 年生樹齡的側枝平均粗度在8～9 cm，其中17-63、17-169、4-15、17-89、17-181 等側枝粗度達到10 cm，而側枝粗度≤7 cm 的僅有17-40、江淮1號楊（15-129）、江淮2 號楊（17-57）、H-17、江淮2號楊（17-57）、N179，除1-129、江淮2 號楊（17-57）胸徑生長量較大外，其余的生長量均偏小。從形數(shù)分析來看，大部分參試品種品系的形數(shù)≤4.0，均在0.37～0.39，系數(shù)較大的H-17 及N179 分別達到0.41、0.42。由此看出，所參試的黑楊派品種品系中，江淮1 號楊（15-129）、江淮2 號楊（17-57）等較對照冠幅較小、干型通直、側枝粗度較小、分枝角度小，且尖削度小，因此出材率高。

表3 無性系生長量表現(xiàn)綜合評價

表4 各無性系系形態(tài)指標比較

3.4 江淮1 號楊（15-129）、江淮2 號楊（17-57）無性系物候期觀

從整個物候期觀測記錄來看，各無性系之間物候期存在一定的差異。其中江淮1 號楊（15-129）生長期長，萌芽、展葉期比對照提前3～7 d，落葉期12月上旬，生長天數(shù)265 d，未發(fā)生凍害、干梢等現(xiàn)象；江淮2 號楊（17-57）萌芽、展葉期比對照提前3 d，落葉期11 月底至12 月初，生長天數(shù)262 d，未發(fā)生凍害、干梢等現(xiàn)象，見表5。

表5 江淮1 號楊（15-129）、江淮2 號楊（17-57）物候期

3.5 江淮1 號楊（15-129）、江淮2 號楊（17-57）無性系抗性調查

通過多年的定點定株觀測、苗期常規(guī)觀測及每年病蟲害調查，參試無性系除少數(shù)有感染枝干病害、葉部銹病，個別無性系有腐爛病外，大部分無性系均表現(xiàn)較強的抗病蟲害特征。特別是江淮1 號楊（15-129）在葉部銹病及潰瘍病上表現(xiàn)較強的抗性；江淮2 號楊（17-57）抗?jié)儾∩圆?，但病害等級極低，不足以對林木造成威脅；江淮1 號楊（15-129）、17-89、17-58 等具有較抗?jié)?、抗風折以及抗褐斑病、銹病等葉部和皮部病害，對蛀干害蟲有一定抗性。

4 結論與討論

經(jīng)2002 至2007 年5 年的多點觀測，2007 至2016 年9 年的造林試驗，參試無性系材積生長量最大的為江淮1 號楊（15-129），其次是17-89 和江淮2 號楊（17-57），且均超過對照。其中17-89 為黃淮3 號楊，雌性，已被中國林科院進行了良種審定，并取得了植物新品種權。

根據(jù)試驗觀測，江淮1 號楊（15-129）繼承了父母本美洲黑楊速生、干通直圓滿、適應性強、生長周期長等遺傳特點。9 年生江淮1 號楊（15-129）比對照，平均胸徑、平均樹高生長量分別超過7.7%、4.0%；從抗病蟲性能看，江淮1 號楊（15-129）干部病害和葉片病害感病指數(shù)低于對照，美國白蛾和楊小舟蛾危害較輕，蛀干害蟲基本沒有發(fā)生；從樹形及分枝角度，江淮1 號楊（15-129）屬于窄冠幅、側枝較細型美洲黑楊，適合高密度種植。

江淮2 號楊（17-57）繼承了父母本美洲黑楊速生、干型干通直圓滿、適應性強等遺傳特點。其材積年均生長量高于平均值29.5%，超過對照12.8%；從苗期及造林表現(xiàn)來看，江淮2 號楊（17-57）耐水濕性強，對銹病及食葉蛀干害蟲等病蟲害有較強的抗性，且有較高的遺傳增益。

江淮1 號楊（15-129）、江淮2 號楊（17-57）均為雄性不飛絮品種，且具有育苗、造林成活率高的特點，屬于速生、抗性強較好的優(yōu)良品種，為解決目前因楊樹飛絮帶來的生態(tài)環(huán)境問題、豐富安徽省林木良種資源具有較高的推廣價值，適宜在長江流域栽植。