4種柳樹無性系生物學(xué)特性對(duì)比試驗(yàn)

崔長健 肖杰 翟雨涵 趙凌全

摘要：為比較不同柳樹的生物學(xué)特性，以齊齊哈爾地區(qū)適生的4種無性系垂柳（CL14、CL 26、CL 21、CL 17）1年生苗為試驗(yàn)材料，對(duì)其物候、株高、形態(tài)特征、成活率及繁殖率進(jìn)行為期2年觀測(cè)研究，并利用WPS進(jìn)行生長趨勢(shì)分析，分析垂柳4種無性系一年生苗木物候期及生長節(jié)律。結(jié)果表明：4月上旬開始萌芽，4月中旬開始展葉，速生期于7-8月份，9月下旬生長基本停止；葉變色期于9月中旬，落葉期于10月中旬；CL 26當(dāng)年生扦插苗平均高?1.50 m，分別比對(duì)照品種CL 14和CL 21大3.4%和?22.4%，一年生苗期CL 26株高生長與CL 14有顯著差異，與CL 21有極顯著差異。CL 26苗期生長節(jié)律表明，樹高生長出現(xiàn)?3 個(gè)高峰在垂柳生長速生關(guān)鍵期加強(qiáng)水肥管理，可促進(jìn)苗木快速生長；在成活率方面：CL 14、CL 26的成活率均為95％，CL 21的柳樹成活率是50%；CL 17的成活率是50%，較前兩種略遜色一籌。

關(guān)鍵詞：柳樹；物候期；生長節(jié)律；成活率；

Abstract： A 2-year observation study was conducted on the phenology， plant height， morphological characteristics， survival rate， and reproduction rate of four clones of weeping willow （cl14， cl26， cl21， cl17） suitable for growing in Qiqihar. The growth trend analysis was conducted using WPS to analyze the phenology and growth rhythm of the four clones of weeping willow. The results showed that germination began in early April， leaf expansion began in mid April， and the rapid growth period was from July to August， The growth basically stops in late September; The leaf discoloration period is in mid September， and the leaf shedding period is in mid October; The average height of the annual cutting seedlings of cl26 is 1.50 meters， which is 3.4% and 22.4% higher than the control varieties cl14 and cl21， respectively. During the one-year seedling stage， there is a significant difference in height growth between cl26 and cl14， and a very significant difference with cl21. The growth rhythm of Cl26 seedlings indicates that there are three peaks in tree height growth. Strengthening water and fertilizer management during the critical period of rapid growth of weeping willows can promote rapid growth of seedlings; In terms of survival rate， the survival rates of cl14 and cl26 are both 95%， and the survival rate of willow trees in cl21 is 50%; The survival rate of cl17 is 50%， slightly inferior to the first two.

Keywords： willow tree; Phenological period; Growth rhythm; Survival rate；

柳樹是楊柳科（ Salicaceae） 柳屬（ Salix） 植物的泛稱，落葉喬木或灌木，全球約520多種，具有速生、耐寒性強(qiáng)、根系比較發(fā)達(dá)、樹干柔軟、葉子細(xì)長等特點(diǎn)。中國是世界上柳樹的主要分布區(qū)域之一，我國已記錄了257個(gè)種122個(gè)變種33個(gè)變型^[1]，是世界上最大的分布區(qū)域。天然環(huán)境下，柳樹種間和屬間的親緣關(guān)系密切，具有豐富的遺傳多樣性。柳樹是一種重要的防護(hù)林、水土保持林、景觀林和用材林，用途十分廣泛。柳樹是一種重要的防護(hù)林、保土林、景觀林和用材林，用途十分廣泛。在此背景下，大力發(fā)展柳樹產(chǎn)業(yè)，對(duì)緩解木材供需矛盾，改善城市生態(tài)環(huán)境，改善城市風(fēng)貌，提高城市景觀質(zhì)量，都有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。柳樹的垂直分布廣泛^[2]在發(fā)達(dá)國家，與柳樹有關(guān)的研究開始得比較早，從微觀^[3-5]到宏觀^[6-12]都比較系統(tǒng)。但是速生、觀賞性強(qiáng)且在黑龍江地區(qū)物候期較長的柳樹品種，確是比較缺乏。

在我國平原地區(qū)，柳樹是重要的造林綠化樹種，它是防護(hù)林、水土保持林、風(fēng)景林及用材林的重要組成樹種。具有較高的生態(tài)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)效益^［13］。近年來，受自然與人類活動(dòng)雙重影響，尤其是在人類活動(dòng)不斷增多的情況下，對(duì)坡地進(jìn)行了大規(guī)模的開墾，導(dǎo)致了黑土區(qū)土壤侵蝕加劇，生態(tài)環(huán)境不斷惡化。同時(shí)在小流域水土不斷流失的情況下，對(duì)柳樹的需求量又逐漸增大，在水土保持過程中可以起到不可替代的作用。

因此本文針對(duì)黑土區(qū)水土流失嚴(yán)重、土壤退化以及水土保持林建設(shè)中存在的主要問題，以4種柳樹為研究對(duì)象，以防治水土流失為重點(diǎn)，篩選出最優(yōu)柳樹新品種為目的，以探索最優(yōu)的水土流失治理模式為目標(biāo)，從水土保持林植物材料對(duì)比入手，開展水土保持林優(yōu)良品種的物候期及生長節(jié)律對(duì)比研究，進(jìn)行篩選其適合黑土地區(qū)生長，并能夠速生的新材料，應(yīng)用于小流域治理當(dāng)中，并通過扦插、組織培養(yǎng)等方式對(duì)優(yōu)良品種進(jìn)行擴(kuò)繁和區(qū)域化試驗(yàn)，篩選出最具有地方特色，集生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、于一身的優(yōu)良水土保持新材料。

1 研究區(qū)概況

富拉爾基區(qū)位于北緯47°12'，東經(jīng)123°40′。年平均氣溫4℃，屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。春季風(fēng)大少雨，夏季炎熱多雨，秋季降溫迅速，冬季漫長寒冷干燥，多西北風(fēng)。年平均氣溫0.7℃，最高氣溫37.5℃，最低氣溫-39℃，≥10℃年積溫為2598.1℃，無霜期為115天左右，早霜9月，晚霜10月，年平均降水量396mm左右，降水時(shí)間多集中在7-8月份，解凍期4月下旬，結(jié)凍期11月中旬。土壤為黑鈣土、砂土。平均土層厚度50cm，pH值中性偏堿。富拉爾基區(qū)有一江一河和眾多湖泡，水域?qū)拸V。地表徑流量達(dá)0.085億m³，嫩江富區(qū)江段年平均流量為172億m³，為區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)用水，提供足夠的水源。柳樹區(qū)域化試驗(yàn)布局在位于齊齊哈爾市富拉爾基區(qū)的黑龍江省林科院齊齊哈爾分院試驗(yàn)基地和齊齊哈爾市綠昊苗圃。

2研究方法

選擇CL14、CL 26、CL 21、CL 174個(gè)柳樹無性系進(jìn)行定點(diǎn)定位定期觀察。

將4份柳樹無性系2年生枝條截成長15cm的插穗，選取均勻一致的插穗扦插于試驗(yàn)地。扦插后澆透水，正常管理，當(dāng)苗高20cm時(shí)，進(jìn)行抹芽，保留壯芽1個(gè)，開始觀察其物候期，形態(tài)特征及生長節(jié)律，平均10d進(jìn)行1次測(cè)量并拍照記錄。同時(shí)進(jìn)行標(biāo)記，保證每次測(cè)量的是同一株樹苗。

釆用wps2023 Excl整理并統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用SPSS 22對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作分析。

3結(jié)果與分析

3.1形態(tài)特征

4種柳樹均為喬木，而且是雄株，樹干非常筆直，樹冠呈長橢圓形，枝間分枝角為26.5度，冠幅較大，平均?2.85m。樹干下半部分縱向有裂痕，顏色為灰色。苗期樹干上半部分部樹皮光滑，顏色為深紅色，4種柳樹的老枝都比較光滑，顏色呈灰綠色或淺褐色。芽的形狀為先端鈍圓，銳角三角形，同時(shí)有少量細(xì)絨毛。葉呈針形，先端漸尖或尾尖，基部呈倒三角形，較為平展。短枝上的葉長3.5-11.0 cm，喬木，雄株，主干直立，冠長卵狀，分枝角為26.5°，冠幅為2.72m。主干基部有淺淺的縱紋，灰褐色。幼年樹干上半部的樹皮平滑，呈暗紅色，老齡的枝條平滑，呈灰綠或淡棕色?；ɡ俪嗜切?，頂端鈍，具絨毛。葉披針狀，頂端漸尖，或有尾尖，底部呈楔狀，扁平。短枝葉片的長度在3.5～11.0cm之間，寬0．4 ～- 1．7 cm，葉柄長0.25～0.65cm，有絨毛和1～2個(gè)腺體的基部。初生的葉片具托葉，呈傾斜的三角形或直線狀，隨后漸漸脫落。長枝葉葉長5.3～16.8 cm，寬?0．5～2．4cm，葉柄長0.3～0．9 cm。花與葉同時(shí)開放，雄花絮圓柱形，黃綠色，花絮長?1．8～2．6cm，粗6～7 mm，花藥為卵形，黃綠色，花粉淡黃色；盾狀苞片，頂部漸尖或尾部尖，黃綠色，被一根比苞片更長的絨毛覆蓋，在背面和腹部各有一腺體。

3.2四種柳樹物候期觀測(cè)結(jié)果

項(xiàng)目組分別于2021年-2022年的柳樹生長期，在齊齊哈爾市富拉爾基區(qū)科研基地和齊齊哈爾種畜場(chǎng)綠浩苗圃開展了經(jīng)過初選的柳樹無性系物候期觀測(cè)記錄工作。經(jīng)過2年的觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，4個(gè)供試柳樹品種（cl26、cl21、cl14、cl17）的物候期為：4月9日-15日為芽膨大期、4月26-30日為芽開放期、4月30日-5月2日為展葉期、4月15日-4月25日為花絮出現(xiàn)期、5月2日-5月6日為開花始期、9月4日-9月9日為頂芽形成期、9月13日-9月20日為葉始變色期、10月7日-10月11日為葉全變色期、10月14日-10月25日為落葉始期。

在齊齊哈爾市，這4種柳樹4月上旬芽會(huì)開始生長，4月中旬開始，花會(huì)進(jìn)行開放，芽同時(shí)進(jìn)行生長，花會(huì)在4-5天后展開葉子，然后在第2天就會(huì)開花、9月上旬生長停止，10月15日左右落葉。（表1）

3.3生長節(jié)律研究

從2022年7月20日開始測(cè)定CL17，CL14，CL21，CL26株高，直至柳樹落葉期。在綠昊苗圃試驗(yàn)地，由表2可見，CL26當(dāng)年生扦插苗平均高?1.50 m，分別比對(duì)照品種CL14和CL21大3.4%和?22.4%，一年生苗期CL26株高生長與CL14有顯著差異，與CL21有極顯著差異。CL26苗期生長節(jié)律表明，樹高生長出現(xiàn)?3 個(gè)高峰，從總體上看，樹高生長持續(xù)時(shí)間較長，直至9月中下旬還有生長，經(jīng)苗期觀察結(jié)果表明，CL26快速生長的最大原因是其快速生長的持續(xù)時(shí)間較長。

由表2可知，CL17、CL26、CL14的當(dāng)年生長量均高于CL21，平均高出30%。最大的17號(hào)高出35%。由此可見其中CL14、CL26、CL17垂柳生長速率較快。

經(jīng)對(duì)1年生4個(gè)無性系垂柳株高單因素方差分析（one-way ANOVA）檢驗(yàn)，CL14與CL21差異顯著（P＜0.05），與其他植物差異不顯著（P＞0.05）；CL21與其他植物差異顯著（P＜0.05）；CL26與CL21差異顯著（P＜0.05），與其他植物差異不顯著（P＞0.05）；CL17與CL21差異顯著（P＜0.05），與其他植物差異不顯著（P＞0.05）。

經(jīng)每次測(cè)量后，通過WPS2023 處理可得圖一四種柳樹生長走勢(shì)圖如下：

4種不同無性系柳樹，株高生長在7-8月為快速生長期，8-9月為緩慢生長期，9月中旬開始出現(xiàn)停滯的狀態(tài)，生長曲線為典型的“S”曲線，8月中旬之前除CL17生長緩慢以外，其余生長速率幾乎一樣，但最后發(fā)現(xiàn)直至9月中下旬，CL26還在生長，同時(shí)可出現(xiàn)3個(gè)峰值，由此可見，CL26生長周期長是CL26速生的最主要因素。

3.4成活率及繁殖率比較研究

扦插2個(gè)月后調(diào)查無性系的成活率并計(jì)算，不同品種的成活率、繁殖力評(píng)價(jià)結(jié)果如表4所示。

從表3中可以發(fā)現(xiàn)，CL14、CL26的成活率均為95％，CL21的柳樹成活率是50%；CL17的成活率是50%，較前兩種略遜色一籌；

4結(jié)論與討論

柳樹物候期分為，芽生長期、芽長出期、葉開展期、花絮萌發(fā)期、芽開放期、頂芽生成期、葉初變色期、葉全變色期、落葉期等。在齊齊哈爾市，這4種柳樹4月中上旬芽會(huì)開始生長，4月中旬開始，花會(huì)進(jìn)行開放，芽同時(shí)進(jìn)行生長，花會(huì)在4-5天后展開葉子，然后在第二天就會(huì)開花，7、8月份為速生期，9月上旬生長停止，10月15日左右落葉。

CL26當(dāng)年生扦插苗平均高?1.50 m，分別比對(duì)照品種CL14和CL21大3.4%和?22.4%，一年生苗期CL26株高生長與CL14有顯著差異，與CL21有極顯著差異。CL26苗期生長節(jié)律表明，樹高生長出現(xiàn)?3 個(gè)高峰，7-8月份是速生期，其生長量最快，從總體上看，樹高生長持續(xù)時(shí)間較長，直至9月中下旬還有生長，經(jīng)苗期觀察結(jié)果表明，CL26快速生長的最大原因是其快速生長的持續(xù)時(shí)間較長。

CL26及CL14扦插成活率幾乎一樣的情況下，但是CL21生長速率更快，所以在大面積推廣過程中，更應(yīng)推廣CL26。以4種柳樹無性系苗木年生長節(jié)律的觀測(cè)研究為基礎(chǔ)，對(duì)4種柳樹9個(gè)無性系生長期進(jìn)行劃分，針對(duì)不同無性系的生長階段制定不同的栽培方案在生產(chǎn)中是十分必要且切實(shí)可行。速生期是植株生長的關(guān)鍵期^［14］，通過研究4種柳樹的速生期，并在對(duì)應(yīng)時(shí)期加強(qiáng)水肥管理，可有效促進(jìn)柳樹這種植物的快速生長。

4個(gè)垂柳新無性系均能適應(yīng)本地土壤、氣候等因子、生長迅速、適應(yīng)性強(qiáng)、適宜本地大面積推廣。4～5月應(yīng)重點(diǎn)做好抗旱工作，確保苗木成活，7～8月苗木高生長高峰期，是管理的關(guān)鍵，應(yīng)及時(shí)降漬排水、除去雜草、同時(shí)進(jìn)行病蟲害防治、追施肥料、創(chuàng)造苗木快速生長的適宜條件，確保齊苗壯苗，提高優(yōu)質(zhì)苗出圃率。

對(duì)CL17、CL26、CL14、CL21垂柳的形態(tài)特征、物候期及生長節(jié)律等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，證明其CL14、CL26、CL17垂柳生長量明顯高于CL21垂柳，CL14，CL26，CL17等垂柳樹可以作為建筑工程，也可以作為農(nóng)用用途。結(jié)果表明，CL17、CL26和CL14三種柳樹在營造速生林、三北防護(hù)林、進(jìn)行低洼小流域治理和園林城市綠化等方面都有非常良好的應(yīng)用前景，在我國有著很好的發(fā)展空間。其中CL26、CL17垂柳更具有速生的優(yōu)勢(shì)，長勢(shì)更迅猛，更適合大面積推廣且在短的時(shí)間內(nèi)可以培養(yǎng)出水土保持的柳樹新材料，從而在為黑土區(qū)小流域治理提供一份力量，在生產(chǎn)過程中，可以快速生長成木材，解決木材緊缺的情況，長成大樹以后還可以應(yīng)用于風(fēng)景園林中，應(yīng)用效果更好。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國科學(xué)院《中國植物志》編輯委員會(huì)．中國植物志： 第20卷?第2分冊(cè)?[M].北京： 科學(xué)出版社， 1984．

[2] 任憲威.樹木學(xué)[M]. 北京：中國林業(yè)出版社， 1997.

[3] Pohjonen V. Selection of species and clones for biomass willow forestry in Finland[J].Acta Foresttalia Fennica，1991，221（221）：1-58.

[4] Nakai A， Y Yurugi， H Kisanuki. Stress responses in Salix gracilistyla?cuttings subjected to repetitive alternate flooding and drought[J].Trees，2010，24（6）：1087-1095.

[5] Tsarouhas V， U Gullberg， U Lagercrantz. Mapping of quantitative trait loci （QTLs） affecting autumn freezing resistance and phenology in Salix[J].Theoretical and applied genetics，2004，108（7）： 1335-1342.

[6] R?nnberg- W?stljung A C， C Glynn， M Weih. QTL analyses of drought tolerance and growth for a Salix dasyclados × Salix viminalis?hybrid in contrasting water regimes[J].Theoretical and Applied Genetics，2005，110（3）：537-549.

[7] Hanley S， J Barker， J Van Ooijen， et al. A genetic linkage map of willow （Salix viminalis） based on AFLP and microsatellite markers [J].Theoretical and Applied Genetics，2002，105（6/7）：1087-1096.

[8] Skvortsov A K. Willows of Russia and adjacent countries[M]. Beijing： Science Press，1999

[9] Kuzovkina Y A. Establishment and Maintenance of Living Structures Madeof Willow （Salix） Stems[J].Arboriculture & Urban Forestry，2008，34（5）：290-295.

[10] Ball J， J Carle， A Del Lungo. Contribution of poplars and willows to sustainable forestry and rural （21）：3-9. development[J].Unasylva，2005，56.

[11] Sviatlana T， J ?árka， M William， et al. A Genetic Study of a Salix Germplasm Resource Reveals New Insights into Relationships Among Subgenera， Sections and Species[J].Bioenerg. Res，2008，1： 67-79.

[12] Dorn R D. A systematic study of Salix section Cordatae in North America[J].Canadian Journal of ?Botany，1975，53（15）：1491-1522.

[13] Dorn R D. A taxonomic study of Salix section Cordatae subsection Luteae （Salicaceae）[J].Brittonia，1995，47（2）：160-174.