楊樹優(yōu)良無性系‘江淮1 號楊’和‘江淮2 號楊’選育研究

吳中能 ，于一蘇 ，蘇曉華 ，劉俊龍 ，丁昌俊 ，苗婷婷

（1.安徽省林業(yè)科學(xué)研究院，安徽 合肥 230031；2.中國林科院林業(yè)研究所，北京 100091）

楊樹是安徽省主要造林樹種之一。上世紀(jì)80年代始，安徽省林業(yè)科學(xué)研究院參加由中國林科院主持的“歐美楊良種選育”“歐美楊膠合板材紙漿材新品種選育”等國家林業(yè)攻關(guān)項目，上世紀(jì)90 年代初承擔(dān)世界銀行貸款造林項目“歐美楊良種選育及推廣”科研課題。先后鑒定了‘中渦1 號’等9 個楊樹新品種，選育了‘皖林1 號’等5 個良種，楊樹育種取得了豐碩的成果。特別是江淮流域，隨著良種的推廣，傳統(tǒng)育種上存在的一些不足也逐漸顯現(xiàn)：育種目標(biāo)以通用性為主，未針對特定區(qū)域開展定向育種，過分追求速生，未能把抗逆性作為主要篩選指標(biāo)，尤其未考慮花粉、種絮對環(huán)境污染；栽培品種主要為I-69 楊與I-63 楊子代，親緣關(guān)系近，大面積種植易產(chǎn)生病蟲害暴發(fā)，影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

本次選育‘江淮1 號楊’和‘江淮2 號楊’的主要目的是解決江淮地區(qū)楊樹主栽品種少、部分品種退化、林分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差、人工林生產(chǎn)力低下、飛絮現(xiàn)象嚴(yán)重等實際問題，按照生態(tài)育種原則和多階段篩選程序，歷經(jīng)18 年研究，通過親本選擇、雜交、苗期選擇和多點田間測試，結(jié)合速生性、豐產(chǎn)性、抗病性、木材品質(zhì)、紙漿造紙性能等指標(biāo)綜合評價選育出的楊樹優(yōu)良新品種（無性系）?！? 號楊’和‘江淮2 號楊’繼承了父母本美洲黑楊速生、干形通直圓滿、適應(yīng)性強等遺傳特點，出材率高、材質(zhì)佳，且具較強的抗病蟲、抗風(fēng)和耐水濕性能，可作為紙漿材、膠合板材培育，不僅適合在安徽省沿江、江淮、淮北平原栽植，也可在長江中下游至黃河以南平原區(qū)推廣?！? 號楊’和‘江淮2 號楊’是針對江淮流域選育的新品種，適應(yīng)安徽省發(fā)展，其作為雄性不飛絮品種，可為江淮地區(qū)楊樹品種更新?lián)Q代提供良種，對于有效控制楊樹春季飛絮、減少環(huán)境污染具有重要意義。

1 試驗地概況

‘江淮1 號楊’和‘江淮2 號楊’等無性系苗期試驗地位于安徽省林科院合肥苗圃，區(qū)試林位于蚌埠市淮上區(qū)小蚌埠鎮(zhèn)金臺村、桐城市新安鎮(zhèn)龍?zhí)洞?、安慶市大觀區(qū)南埂林場。試驗地概況見表1。

表1 試驗地概況

2 材料與方法

2.1 試驗材料

2002 至 2004 年課題組采用 50×15、50×河南4 號、50×10/17、50×4 四個雜交組合，獲得雜交苗5 000 余株，經(jīng)3 次強度篩選，篩選出24 個優(yōu)良無性系：50×15 組合有5 個系號，分別為15-129、15-24、15-27、15-74、15-1；50×河南 4 號組合有 2個系號，分別為 H-17、H-133；50×10/17 組合有 13個系號，分別為 17-93、17-169、17-66、17-57、17-40、17-51、17-58、17-170、17-63、17-24、17-161、17-89、17-181；50×4 組合有 4 個系號，分別為 4-20、4-3、4-16、4-15。其中‘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 （P. deltoides‘3226’，代號 15）；‘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（P.deltoides cl.‘10/17’）。2007 至2017 年開展苗期測試和區(qū)域化造林試驗，對照為I-69 楊。

2.2 研究方法

2.2.1 區(qū)域化試驗

淮上、桐城、大觀試驗地均采取完全隨機區(qū)組設(shè)計，6 株1 小區(qū)，3 次重復(fù)。造林密度淮上為4 m×5 m，桐城為4 m×6 m，大觀4 m×8 m?；瓷蠟?007 年春插干造林，桐城和大觀為2008 年春植苗造林。前3年實行林糧間作，主要作物是油菜、小麥等。每年年終測定各區(qū)試林參試無性系胸徑、樹高和單株材積。

2.2.2 材性分析

2011、2018 年分別對參試的無性系進(jìn)行材性分析。每個無性系取樣木2～3 株，用孔徑0.5 cm 生長錐在樣木胸徑部位南北方向（與樹干垂直）采集木芯。

（1）基本密度測定。以Smith 飽和含水率法測定，按公式 Pi=（Cmw/Cn-0.346）計算。式中：Pi 為基本密度（g/cm），Cmw 為飽和含水率時試樣重（g），Cn 為絕干重（g）；氣干密度按 Pq=Cn/Vq 計算。式中Vq 為氣干材體積（cm）。排水法測量體積。

（2）纖維形態(tài)觀測。用喬菲芮氏離析法，先進(jìn)行木材離析，后制片。在顯微鏡下利用MV200C 攝像頭觀測纖維，測定纖維長度（mm）、纖維寬度（μm）、纖維腔徑（μm）和壁厚，每個系號隨機測量50 根完整的纖維，求平均值；再計算壁腔比、長寬比等，統(tǒng)計纖維長度和寬度的頻率分布。

2.2.3 統(tǒng)計分析方法

利用EXCEL、DPS 數(shù)據(jù)處理軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行單、雙因素方差分析和多重比較，并根據(jù)區(qū)試林?jǐn)?shù)據(jù)，應(yīng)用相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，綜合分析各無性系的穩(wěn)定性、適應(yīng)性。

3 結(jié)果與分析

3.1 物候期

由表2 可知，‘江淮1 號楊’萌芽期、展葉期比I-69 楊提前3～5 d，封頂期比I-69 楊推遲7 d，生長期比I-69 楊長8 d。‘江淮2 號楊’萌芽期比I-69楊提前2 d，封頂期比I-69 楊推遲4 d，生長期比I-69 楊長 5 d?！?1 號楊’和‘江淮 2 號楊’生長期都比I-69 楊長。

表2 物候期調(diào)查

3.2 育苗、造林成活率

由表 3 可知，‘江淮 1 號楊’和‘江淮 2 號楊’育苗成活率均達(dá)到95%以上，高于I-69 楊3%～4%。

表3 育苗成活率調(diào)查

據(jù)2007 至2008 年下半年對淮上、桐城、大觀試驗地造林成活率的調(diào)查，‘江淮1 號楊’和‘江淮2號楊’平均成活率達(dá)90%，均高于I-69 楊，見表4。

表4 造林成活率調(diào)查/%

3.3 生長量

由表5 可知，‘江淮1 號楊’平均胸徑是I-69 楊的112.1%，平均材積是I-69 楊的131.2%；‘江淮2楊’平均胸徑是I-69 楊的104.5%，平均材積是I-69楊的111.2%。根據(jù)準(zhǔn)上、桐城、大觀三地9 年生數(shù)據(jù)，采用DPS 分析軟件“一年多點區(qū)域試驗統(tǒng)計分析”對3 種楊樹材積進(jìn)行統(tǒng)計分析（表6、表7）。方差分析表明，無性系間材積差異極顯著。經(jīng)LSD 檢驗，‘江淮1 號楊’材積與I-69 楊存在極顯著差異，‘江淮2 號楊’材積與I-69 楊存在顯著差異，‘江淮1 號楊’‘江淮2 號楊’生長明顯優(yōu)于 I-69 楊，尤其是‘江淮1 號楊’，表現(xiàn)較快的生長速度。

表5 9 年生無性系生長量

表7 各無性系材積LSD 檢驗

由表6 可知，無性系與地點間交互作用差異不顯著，說明不同地點氣候、土壤條件等對‘江淮1 號楊’和‘江淮2 號楊’生長影響不大，表現(xiàn)較高的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。

表6 區(qū)域試驗方差分析（材積）

3.4 材性分析

3.4.1 無性系木材密度

木材密度是木材性質(zhì)的一項重要指標(biāo)，根據(jù)木材密度估計木材的實際重量，推斷木材的工藝性質(zhì)和木材的干縮、膨脹、硬度、強度等木材物理力學(xué)性質(zhì)。木材密度以基本密度和氣干密度兩種為最常用。對造紙工業(yè)來說，木材密度大的材質(zhì)堅硬，機械制漿過程中磨漿電耗太高；密度小的木材原料消耗量過大，影響制漿設(shè)備的生產(chǎn)能力。一般選擇密度在0.35～0.65 g/cm的木材作為造紙原料。氣干密度指木材在一定的大氣狀態(tài)下達(dá)到平衡含水率時的重量與體積比。氣干密度大，說明木材份量重，硬度大、強度高。

由表 8 可知，‘江淮 1 號楊’和‘江淮 2 號楊’4年生基本密度的變化范圍在0.362～0.386 g/cm，氣干密度在0.476～0.518 g/cm；11 年生基本密度的變化范圍在 0.377～0.381 g/cm，氣干密度在 0.501～0.507 g/cm，均低于I-69 楊。3 個無性系中，‘江淮1 號楊’的基本密度和氣干密度都是最小。隨著年份增長，‘江淮1 號楊’的基本密度及氣干密度略有增長，‘江淮2號楊’則略有下降，I-69 楊基本密度及氣干密度分別下降了9.26%、11.94%。經(jīng)雙因素方差分析，不同無性系間、不同年份間的基本密度、氣干密度均無顯著差異。

表8 各無性系木材密度分析

3.4.2 木材纖維形態(tài)

由表 9 可知，4 年生‘江淮 1 號楊’和‘江淮 2 號楊’平均纖維長度在0.963～0.966 mm，11 年生平均纖維長度在0.970～0.980 mm，屬中級纖維長度范圍。4 年生和 11 年生‘江淮 1 號楊’和‘江淮 2 號楊’平均纖維長度略低于I-69 楊。‘江淮1 號楊’和‘江淮 2 號楊’4 年生纖維長寬比為 50.5～50.81，11 年生長寬比為46.79～48.29，均高于40，可作為纖維工業(yè)原料?！? 號楊’和‘江淮2 號楊’4 年生纖維壁腔比為0.29～0.34，11 年生壁腔比為0.30，均小于1，均屬上等原料。

表9 4 年生和11 年生各無性系纖維形態(tài)

3.5 抗逆性

3.5.1 耐水濕性

沿江是安徽省楊樹主要栽培區(qū)之一，受長江洪水的影響，沿岸洲灘地存在季節(jié)性上水，因此耐水濕性是楊樹造林品種選擇首要因素之一。大觀試驗地屬江灘地，每年都有季節(jié)性上水，深度1～2 m，但不過頂。2010 年7 月，長江流域發(fā)生了罕見的洪澇災(zāi)害，試驗林上水深度達(dá)3 m 以上，持續(xù)3 個多月，‘江淮1 號楊’和‘江淮2 號楊’保存良好。其中‘江淮1號楊’基部出現(xiàn)輕度破肚現(xiàn)象，‘江淮2 號楊’基部中度破肚，至2011 年，楊樹破肚現(xiàn)象愈合，生長趨于正常?？梢姟? 號楊’和‘江淮2 號楊’具有一定的耐水濕性。

3.5.2 抗病蟲性

潰瘍病是影響造林成活率重要因素之一，優(yōu)良品種應(yīng)具有較強的抗病性。2008 至2010 年課題組連續(xù)3 年對桐城市試驗林各無性系潰瘍病進(jìn)行了每木調(diào)查（見表10）?！? 號楊’屬于高抗類型，‘江淮2 號楊’與I-69 楊屬于中抗類型。經(jīng)調(diào)查，‘江淮1 號楊’和‘江淮2 號楊’與I-69 楊均未發(fā)現(xiàn)銹病、褐斑病等葉部和枝干病害。對淮上、桐城、大觀三地試驗林蛀干害蟲連續(xù)3 年調(diào)查顯示，‘江淮1號楊’和‘江淮2 號楊’蟲株率均在5%以下，3 年后主干已無天牛危害，可見其對蛀干害蟲桑天牛有一定抗性（安徽省危害楊樹天牛主要是桑天牛）。

表10 桐城點潰瘍病調(diào)查統(tǒng)計

3.5.3 抗風(fēng)性

沿江地區(qū)楊樹造林常面臨風(fēng)害。據(jù)觀測，2012年大觀試驗林曾遭遇特大臺風(fēng)，‘南抗3 號’風(fēng)倒（傾斜）了67%、‘中嘉2 號’風(fēng)倒（傾斜）了 88%、‘湘林90’風(fēng)倒（傾斜）了12%，而‘江淮1 號楊’和‘江淮2 號楊’未出現(xiàn)風(fēng)倒、風(fēng)折和斷梢現(xiàn)象，抗風(fēng)折性較強。

4 結(jié)論與討論

（1） 歷經(jīng) 18 年研究，選育出‘江淮 1 號楊’和‘江淮2 號楊’兩個雄性無性系。在同等立地條件下，9 年生‘江淮1 號楊’材積比I-69 楊大20.1%～62.3%，蓄積量每年達(dá) 1.414～2.626 m/667m；‘江淮 2號楊’比I-69 楊大5.8%～17.2%，蓄積量每年達(dá)1.021～2.467 m/667m。木材基本密度為 0.377～0.381 g/cm，氣干密度 0.501～0.507 g/cm，纖維長度為0.97～0.98 mm，長寬比、壁腔比均符合造紙條件的要求。育苗、造林成活率高，適應(yīng)性強，抗旱、抗寒、較耐澇、抗風(fēng)折、抗銹病、抗褐斑病等葉部和皮部病害，對蛀干害蟲桑天牛有較強抗性。

（2）‘江淮 1 號楊’和‘江淮 2 號楊’2013 年通過省級良種審定。安徽省種苗總站將其作為雄性楊樹良種在全省9 個苗圃進(jìn)行推廣。結(jié)合中央林業(yè)財政項目、長防林項目、血防林項目等，在安慶、銅陵、蕪湖、蚌埠、阜陽、亳州等近10 個市（縣）推廣‘江淮1 號楊’和‘江淮 2 號楊’6 666.67 hm，在湖北、江蘇、山東、河南、湖南等省份引種推廣，取得了良好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。

（3）‘江淮 1 號楊’和‘江淮 2 號楊’均為雄性不飛絮楊樹，速生、優(yōu)質(zhì)、抗性強，大面積栽植，可有效地控制春季飛絮，減少環(huán)境污染。它們可作為膠合板材、紙漿材等工業(yè)原料林培育，也是興建綠色通道、農(nóng)田林網(wǎng)及“四旁”綠化的多品系造林主栽優(yōu)良無性系，不僅適合在安徽省沿江、江淮、淮北平原栽植，也可在長江中下游至黃河以南平原區(qū)推廣。