39個楊樹優(yōu)良品系苗期主要適生性指標評價與分析

王 燕，李 楠，劉 瑾*

(1.泗水縣國有黃山林場，山東 濟寧 273203； 2.山東建筑大學園林植物研究所，山東 濟南 251010)

楊樹(Populus)，為楊柳科(Salicaceae)楊屬(Populus)植物，共分為五大派：青楊派(Tacamahaca)、白楊派(Leuce)、黑楊派(Aigeiros)、胡楊派(Turanga)、大葉楊派(Leucoides)。 其具有速生優(yōu)質(zhì)，輪伐期短，適應性強，繁殖容易等特點[1]，在世界各地均有栽培，并且越來越受到人們的重視。 楊樹的育種方法有雜交育種、無性系育種、多倍體育種、抗性育種、現(xiàn)代生物技術育種等方法[2]。 在中國，楊、柳、榆、槐、椿等被譽稱為“黃河流域5大造林樹種”[3]，是我國重要的工業(yè)用材和生態(tài)防護林樹種，也是山東省主要造林樹種，在環(huán)境保護和綠化工程中占重要地位[4]。

在引種方面，各國對楊樹育種資源的收集和保存主要通過鄉(xiāng)土楊樹基因資源收集和國外優(yōu)良楊樹種質(zhì)資源引種保存2 個途徑[5]。在法國、新西蘭、土耳其、意大利和德國等國家均建立有楊樹樹木園[6]。中國楊樹引種始于19 世紀，1949年至20 世紀80年代引進的楊樹品種和無性系主要有鉆天楊(Populus nigra var.italica )、箭桿楊(Populus nigra var.thevestina)、加拿大楊(Populus×canadensis)等60 個品系；從日本、羅馬利亞、意大利、荷蘭、比利時、法國等國引進140 多個無性系，其中引入黑楊派無性系331 個，首次建立了中國黑楊派楊樹基因庫[7]，特別是意大利的美洲黑楊南方型無性系Ⅰ-63 楊(Populus deltoides ‘Harvard’)等成功引種后，中國開啟了以黑楊為中心育種親本的階段，培育出速生兼顧抗病的眾多品種，促進了全國鄉(xiāng)土樹種改良[8]。

楊樹的育種工作也存在諸多問題，諸如育種策略簡單、育種方法及程序落后、育種目標不明確、栽培品種退化、新品種更新?lián)Q代慢等問題[9]；部分地區(qū)的楊樹育種工作取得了較大成就，選育出的優(yōu)良楊樹品種也發(fā)揮了較大作用[10]。

2010年和2016年， 山東相繼啟動實施了世界銀行貸款山東生態(tài)造林項目和歐洲投資銀行貸款山東沿海防護林項目，楊樹被納入項目用材型生態(tài)防護林營造樹種。 為滿足項目多品系造林的規(guī)劃設計要求，項目單位相繼開展了楊樹品系引種試驗。 泗水縣平原地區(qū)土層深厚[11]，土壤微堿性[12]，氣候溫暖濕潤，非常適合楊樹生長。 針對楊樹優(yōu)良品系欠缺和項目多品系造林的需求，山東泗水縣承擔了篩選適合項目區(qū)栽植的優(yōu)良品系的試驗研究。 在山東泗水縣做楊樹的優(yōu)良品系適生性評價研究，目的在于為項目的生態(tài)造林篩選出具有優(yōu)良適生的楊樹品系以及項目的用材型生態(tài)防護林的多品系營造技術提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗基地

泗水縣地處魯中南，以丘陵山區(qū)為主，屬于暖溫帶大陸性季風型氣候，年平均降水量為550～950 mm，多集中6—8月。 由于受地理位置、地形和氣候等因素的綜合影響，降水量從山區(qū)向平原逐漸遞減[13]，即由東南部山丘區(qū)的800 mm 到西北部平原區(qū)的675 mm[14]。 四季分明，春秋短暫、夏季炎熱、多雨，冬季寒冷干燥，全年平均氣溫11～14℃，年日照時數(shù)為2300～2900 h[15]，日照率52%～65%，無霜期為180 d 到220 d。 試驗地位于泗水縣國有苗圃，經(jīng)度為117°16′77″E，緯度為35°39′67″N，土壤為褐土，質(zhì)地為輕壤或粘壤，土層深厚，pH值7.0～7.5，呈微堿性，排灌設施齊全[16]。

1.2 試驗材料

在前期研究的基礎上，從68 個來自全國各地的楊樹優(yōu)良品系中篩選出適合山東地區(qū)生長的39 個楊樹品系，作為此次試驗的試驗材料。 各品系編號、名稱、來源詳見表1。

表1 試驗材料來源及名稱Table 1 List of poplar varieties

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗時間

為確保世界銀行、歐洲投資銀行等國際金融組織貸款造林項目的順利開展，在總結(jié)以往世界銀行貸款造林項目經(jīng)驗教訓的基礎上，根據(jù)項目楊樹多品系造林的設計目標要求，試驗時間安排在2018年3月中旬。

1.3.2 整地作床

早春對育苗地塊耕前施足基肥，主要以有機肥料為主并混入適量復合肥和少量硫酸亞鐵，結(jié)合深耕將肥料均勻的混合在土中， 耕地深度為40 cm 左右。將圃地耕細整畦，畦長(南北向)為60 m，寬2 m，并用5%高錳酸鈣溶液噴地消毒備用。

1.3.3 插穗處理

39 個楊樹優(yōu)良品系的插條均采用1年生苗木的中、下部為接穗，其長度為12～15 cm， 扦插前對插穗進行浸泡，使穗條充分的吸水，以利提高成苗率。

1.3.4 扦插時間與方法

3月中旬開始扦插育苗，在插穗裝桶內(nèi)用濕布覆蓋防止風干， 方法是用打一個與插穗相同粗度的洞， 要求上下接通垂直而略向北傾斜， 后將插穗插入孔內(nèi)，使插穗上口與畦面平，然后壓實并用細土覆蓋，覆土厚度不超0.5 cm，扦插時不要傷及插穗上的側(cè)芽，扦插株距為30 cm，行間距50 cm，扦插后要充分灌水，及時加強澆水、松土、防治病蟲害等管理工作。

1.3.5 試驗設計與數(shù)據(jù)采集

采用完全隨機區(qū)組設計， 每小區(qū)行的長度為3 m、寬為2 m，重復3 次；每小區(qū)間設立1 m 長度的其它楊樹品系作為保護行。 于扦插當年10月30日，對39 個楊樹品系的成苗率、米徑、樹高及苗木性狀進行了調(diào)查和數(shù)據(jù)采集。其方法是：除全面清查育苗扦插成苗率外， 其它幾項的調(diào)查均采用每個楊樹品系抽查10 個樣株，然后取其每組的平均數(shù)。 按順序記載39 個品系的編號、米徑、苗高及成苗率。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 和SPSS 22.0 軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析。 在0.5 置信水平上用Duncan 法進行多重比較，用Excel 作圖和進行權重分析， 再用SPSS 22.0 進行Pearson 相關性分析，最后用Excel 計算隸屬函數(shù)進行模糊綜合評價。

用Pearson 相關性分析，對楊樹39 個品系的指標進行相關性分析，滿足以下條件：

選擇39 組數(shù)據(jù)，分別對其米徑增長量、苗高增長量和成苗率進行相關性分析。 各指標為定量數(shù)據(jù)且滿足正態(tài)分布。

用隸屬函數(shù)評價方法，對各楊樹品系進行綜合性評價。 計算公式如下：

①、②式中:X 表示第i 個指標值，Xmin表示第i 個指標的最小值，Xmax表示第i 個指標的最大值。若該指標與楊樹的適生性指標負相關，則采用反隸屬函數(shù)公式②計算其隸屬函數(shù)值[17-18]。

2 結(jié)果與分析

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，將39 個楊樹品系的米徑、苗高、成苗率整理匯總于表2 中。 由表2 可知，39 個楊樹品系的米徑平均值在1.18±0.19 cm～2.62±0.33 cm 之間，其中生長量最大的是NL-669 平均值為2.62 cm，米徑生長量最小的是中綏12 號為1.36 cm； 苗高平均值在2.22±0.37 m～3.82±0.19 m 之間， 其中生長量最好的是L35，達到了3.82 m，生長最差的是T72×042，其值為2.32 m；成苗率在26%～98%之間，其中成苗率最高的是耐鹽堿2 號為98%，成苗率最低的是中荷-1 號為26%。 綜合米徑生長量、樹高生長量以及成苗率結(jié)果表明，NL-669、L35、耐鹽堿2 號等楊樹品系最適宜在該地生長；中綏12 號、T72×042 等品系米徑生長量、高生長量以及成苗率均較低，不適宜在該地區(qū)生長。

表2 39 個楊樹品系米徑、苗高和成苗率相關數(shù)據(jù)匯總表Table 2 Plants height （AH）, diameter at one meter height （DOH） and survival rate （SR）

2.1 成苗率

根據(jù)39 個楊樹品系存活率數(shù)據(jù)，繪制苗期成苗率柱狀圖1。 由圖1 可知，耐鹽堿2 號、NL-895、I-109、14、2104、遼育3 號、咸寧7 號、L35、A118的成苗率都在80%以上， 耐鹽堿2 號的成苗率最高， 為98%。 遼育2 號、JM-4、NL-669、T66、L-802、L324、I-69、T26、 卡帕茨、中荷1 號成苗率較低，在50%以下，中荷1號的成苗率成最低，為26%。 結(jié)果表明，扦插接穗在不進行特殊處理的條件下， 耐鹽堿2 號、NL-895、I-109、14、2104、 遼育3號、 咸寧7 號、L35、A118 楊樹品系成苗率高，易于繁殖。

圖1 39 種楊樹品系苗期成苗率Figure 1 Survival rate of 39 poplar varieties under seedling stage

2.2 高生長

39 個楊樹品系1年生苗高生長量詳見圖2。其中L35、咸寧7 號、遼育3 號、L-802、中林23、 蓋楊、 遼育2 號、NL-669、I-69、I-107、I-109、中荷1 號平均樹高生長量較大，高達3.6 m 以上；A5、中綏12 號、2104、T72×042、A118 樹高生長量較小， 低于2.5 m 以下。 高生長結(jié)果表明，L35、咸寧7 號、遼育3號、L-802、 中林23、 蓋楊、 遼育2 號、NL-669、I-69、I-107、I-109、 中荷1 號適宜在泗水縣的立地條件下生長。

圖2 39 種楊樹品系苗期樹高生長量Figure 2 Height of 39 poplar varieties under seedling stage

2.3 米徑生長

由圖3 可知，NL-669、T66 平均米徑生長量較大，分別為2.62 cm 和2.56 cm。L-802、T26、中荷-1 號、咸寧7 號、L324、NL-895、NL-1388、JM-4、 咸寧10 號、I-107、遼育3 號、I-69、中林46、蓋楊、W-141、遼育2 號平均米徑均生長量在2.0 cm—2.5 cm 之間。中黑防3 號、2104、歐黑X小黑407、中綏12 號、A118 平均米徑生長量較小， 平均米徑均小于1.5 cm。 結(jié)果表明，NL-669、NL-895、T26、T66、咸寧7 號、L-802、L-324、 中荷1 號、NL-1388 米徑生長量均在2.30 cm 以上，適宜泗水縣的立地條件。

圖3 39 種楊樹品系苗期米徑生長量Figure 3 Growth of diameter at one meter of 39 poplar varieties under seedling stage

2.4 各指標間Pearson 相關性分析

通過對各品系株高、米徑、成苗率相關性分析可知(表3)，39 個楊樹品系之間米徑與苗高和成苗率差異顯著， 米徑與苗高呈極顯著正相關，相關系數(shù)為0.802；米徑與成苗率呈極顯著負相關， 相關系數(shù)為-0.431，詳見表3。

表3 各品系生長量及成苗率相關性Table 3 Pearson correlation analysis of seedling growth indexes

2.5 39 個楊樹品系適生性綜合評價

楊樹品系綜合評價采用模糊綜合方法中的隸屬函數(shù)法結(jié)合權重來綜合評價楊樹苗期適生性的差異。 選取苗高增長量、米徑增長量、成苗率為評價指標，利用隸屬函數(shù)公式計算各指標隸屬函數(shù)值，見表4。其中，耐鹽堿2 號綜合評價得分最高，為0.905，其次是NL-895 和I-109，分別為0.895 和0.831；卡帕茨得分最低，為0.135。 綜合評價結(jié)果表明，耐鹽堿2 號、NL-895、I-109、咸寧7 號、14、遼育3 號、L35、I-107、中林46、中林23，其分值分別排在39 個楊樹品系的前10 位，適宜泗水縣的立地條件。

表4 39 個楊樹品系隸屬函數(shù)法綜合評價值和排序表Table 4 Comprehensive evaluation of 39 poplar varieties by membership function method

3 結(jié)論

(1) 試驗研究表明，耐鹽堿2 號和NL-895 的成苗率分別高達98%和92%，表現(xiàn)出極強的適應性和易繁殖性；I-109 和14 成苗率分別為89%和88%，適應性和繁殖性也很強。此外，還有咸寧7 號、遼育3 號、2104、L35、A118 共5 個品系成苗率也在80%以上。

(2) 樹高表現(xiàn)最好的是L35，均值達到了3.82 m，咸寧7 號和遼育3 號表現(xiàn)也很突出，苗高均值分別為3.76 m 和3.68 m，此外，還有9 個品系的苗高均值在3.6 m 以上。

(3) 平均米徑在2 cm 以上的共有18 個品系，其中表現(xiàn)最好的為NL-669 平均值為2.62 cm，其次為T66和L-802，米徑分別為2.56 cm 和2.46 cm。

(4) Pearson 相關性分析表明，米徑與苗高呈極顯著正相關，米徑與成苗率呈極顯著負相關。 模糊綜合評價結(jié)果表明，39 種楊樹品系適生性較好的是：耐鹽堿2 號、NL-895、I-109、咸寧7 號、14、遼育3 號。

(5) 綜合3 個指標，對其進行模糊綜合評價并結(jié)合專家確定的不同指標權重，得出的楊樹品系綜合排序與3 個獨立指標的排序存在一定差異， 除了已經(jīng)在生產(chǎn)中廣泛應用的107 楊外， 耐鹽堿2 號、NL-895、I-109、咸寧7 號、14、遼育3 號、L35、中林46、中林23 楊樹品系適合在山東生態(tài)造林項目區(qū)栽培推廣。