金黑楊抗逆速生新品種選育技術研究

周玉泉

(山西省桑干河楊樹豐產林實驗局，山西 大同 037006)

金黑楊抗逆速生新品種選育技術研究

周玉泉

(山西省桑干河楊樹豐產林實驗局，山西 大同 037006)

以金黑楊無性系1號、2號、3號為試驗材料，108楊為對照，在晉北、晉中、晉南進行區域化造林試驗，測定6年生時金黑楊無性系的生長量，對比金黑楊與108楊的抗性及材性，并采用隸屬函數法進行綜合評價。結果表明，金黑楊3個無性系的樹高、胸徑、材積和抗蟲性均高于108楊，且除樹高外，其它指標均顯著高于108楊；金黑楊1號、2號的抗寒性指標均高于對照，1號的材性最好。綜合隸屬函數值最高的是金黑楊1號(11.550 1)，其次是2號(9.959 8)和3號(8.020 3)；108楊的最小，僅為2.292 6.金黑楊3個無性系均是適合在山西楊樹適生地區推廣應用的高效、高產楊樹新品種。

金黑楊無性系；楊樹新品種；生長量；抗性；材性；綜合隸屬函數值

楊樹是楊屬(Populus)樹種的統稱，是世界性人工林栽培樹種。據第8次全國森林資源清查，我國楊樹人工林面積達854×104hm2，占全國人工林面積的18.14%，在減緩全球木材供需矛盾、維護生態平衡、加快人造板工業和紙漿工業的發展、促進農村經濟發展等方面發揮著重要作用。建國以來，山西省楊樹人工林建設呈現出飛速發展的態勢。

20世紀80年代中期以來，山西省楊樹豐產林實驗局與德國進行了3期(歷時13 a)的國際合作項目，在山西省懷仁縣金沙灘林場收集了楊樹資源1 000余個，優樹100多株，并進行了多種雜交組合，獲得了大量的雜交苗。筆者以金黑楊無性系1號、2號、3號為試驗材料，108楊為對照，從2008年開始在山西省侯馬市進行區域化造林試驗，對其6年生時的生長量、抗逆性、材性進行測定，并采用綜合隸屬函數法分析金黑楊3個無性系品種的樹高、胸徑、材積和抗蟲性等。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金黑楊無性系1號、2號、3號是1993年以南抗楊2號為母本，美洲美黑楊(赤峰)為父本雜交獲得的雜種子代，并在山西省楊樹局薛家莊林場、科技中心和落陣營林場及晉中、晉南等地建立了品種比較林，同時進行長期繁殖獲得的優良無性系。

1.2 試驗地概況及試驗方法

1.2.1 試驗地概況

試驗地位于山西省西南部的侯馬市，地理坐標為35°24′2″～35°52′9″N，111°23′5″～111°41′1″E，屬溫帶季風氣候區。年平均氣溫12.6 ℃，1月最冷，平均氣溫為-2.4 ℃；7月最高，平均氣溫為26.1 ℃.全年平均無霜期197 d，年平均降水量516 mm，多集中在6月至8月。土壤為褐土、草甸土、鹽土等，土層較厚，土壤質地好。

1.2.2 區域化試驗設計

2008年采用經采穗圃幼化和復壯的金黑楊1號、2號、3號無性系種條，在金沙灘林場科技苗圃統一進行扦插育苗。將1年生苗在侯馬試點進行區域化造林對比試驗，以108楊為對照。采用9株小區、3次重復的完全隨機區組試驗，造林密度為3 m×2 m，整地規格為1 m×1 m×1 m.試驗地四周用1行新疆楊作保護隔離帶。

1.2.3 林木生長量調查分析

2014年秋季，于苗木生長停止后進行樹高、胸徑生長量的測定。在3次重復區組試驗的基礎上進行每株活立木的生長量調查，并統計分析其平均值。

1.2.4 抗逆性研究方法

1) 抗蟲性試驗。于2009年至2011年，選擇樹齡1 a～3 a的試驗林木，在紗網全封閉條件下投放光肩星天牛成蟲，觀察光肩星天牛產卵和孵化情況。

2) 抗寒性生理測定。2009年10月中旬，在每個小區選取5株生長健壯的試驗林木，剪取靠近基部、生長部位相同、粗細一致的健康嫩莖，用塑封袋封口標記帶回實驗室。先用自來水沖洗，再用去離子水洗凈。處理完后，置于-20 ℃的恒溫箱內處理24 h，測定其中的丙二醛(MDA)、脯氨酸(PRO)、可溶蛋白(SP)及超氧化物歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)的含量，每個處理3次重復。

1.2.5 材性分析

依據國家標準GB/T 2677.8，GB/T 2677.10和GB/T 744分別測定6年生金黑楊無性系和108楊的纖維形態、木質素含量、綜纖維素含量和α-纖維素含量，每個系號重復5次。

1.2.6 優良品種選育

品種多性狀綜合評價采用模糊數學隸屬函數計算法。隸屬函數公式為：

正相關：U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，

負相關：U(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin).

式中：U(Xi)——隸屬函數值；Xi——某一指標的測定值；Xmax——某一指標內的最大值；Xmin——某一指標內的最小值。

2 結果與分析

2.1 生長量分析

林木的生長性狀與生態環境緊密相關，水、熱、光條件較好的地區，楊樹速生性能突出。侯馬市6年生金黑楊品種試驗林生長調查結果見表1.

表1 6年生金黑楊新品種生長量比較

由表1可看出，今黑楊3號的樹高最大，平均值為15.8 m；1號的胸徑和材積最大，平均值分別為19.9 cm和1.096 m3.3 個金黑楊品種的樹高、胸徑和材積均高于對照。方差分析表明，金黑楊3個無性系的樹高與對照無顯著差異，胸徑和材積均顯著高于對照。金黑楊3個無性系比對照有更強的速生性，更適合于短輪伐期楊樹豐產林的集約經營。

2.2 抗逆性分析

2.2.1 抗蟲性比較

抗性育種是楊樹抗逆性研究的重要內容之一。光肩星天牛是我國楊樹主產區的主要蛀干害蟲之一。2009年至2011年，光肩星天牛3次產卵試驗調查結果見表2.

表2 光肩星天牛刻槽產卵重復對比試驗 個

由表2可以看出，金黑楊1號、2號品種光肩星天牛3年間刻槽產卵數量為0個，3號品種光肩星天牛3年間刻槽產卵數量平均為0.3個，對照的刻槽產卵數量則高達6.3個。進一步分析表明，金黑楊3個無性系品種光肩星天牛刻槽產卵數之間無顯著差異，而對照光肩星天牛刻槽產卵數明顯高于金黑楊3個無性系品種(p<0.05)。試驗表明，金黑楊3個無性系品種較對照對光肩星天牛有更強的抗性。2.2.2 抗寒性比較

植物抗寒性是植物應對低溫傷害的自身機能反應。植物在低溫脅迫下會出現復雜的生理生化反應，植物在越冬期抗寒能力的一系列變化是多個因子綜合作用的結果，利用單個的孤立指標難以反映出某種植物真實的抗寒能力。為了彌補單個指標評定植物抗寒能力的片面性，使評定結果更接近于自然真實情況，筆者通過測定金黑楊和108楊健康嫩莖中MDA，PRO，SP，PPO，POD，SOD 6種酶的含量，對金黑楊及對照108楊的抗寒性進行了對比，評價結果見表3.

表3 金黑楊抗寒性綜合評價結果

由表3可知，-20 ℃低溫處理楊樹嫩莖，不同品種生理指標值大小順序不同。其中，對照的MDA含量最大(7.98 mmol/g)，其次是1號(7.12 mmol/g)、3號(6.93 mmol/g)，2號最小(6.85 mmol/g)。2號的PRO含量最大(22.58 μg/g)，其次是1號(22.45 μg/g)、對照(20.31 μg/g)，3號最小(19.98 μg/g)。1號的SP含量最大(14.68 mg/g)，其次是3號(14.56 mg/g)、2號(14.34 mg/g)，對照的最小(11.56 mg/g)。1號的PPO活性最大(282.05 μ/g)，其次是2號(255.56 μ/g)、對照(212.24 μ/g)，3號最小(198.38 μ/g)。2 號的POD活性最大(1 269.23 μ/g)，其次是1號(1 262.33 μ/g)、3號(1 113.36 μ/g)，對照最小(881.63 μ/g)。1號的SOD活性最大(348.76 μ/g)，其次是3號(345.93 μ/g)、2號(343.81 μ/g)，對照的最小(340.24 μ/g)。

不同指標方差分析表明，除SOD外，其它指標均達到顯著差異水平。且對照的MDA含量明顯高于金黑楊的3個無性系，PRO含量及PPO活性明顯低于金黑楊1號、2號品種，SP含量及POD活性明顯低于金黑楊的3個無性系。

植物器官在衰老或逆境下，往往發生膜質過氧化作用，MDA含量可反映植物遭受傷害的程度。PRO含量和SP含量的急劇增加可提高植物的抗寒性，PPO，POD和SOD是組成植物保護酶抗氧化防御系統的組分，其活性大小可反映細胞對逆境的適應能力。與對照相比，金黑楊主要通過增加PRO和SP含量和PPO，POD及SOD活性來提高其抗寒能力，從而使植株在低溫下遭受傷害的程度顯著減小或減輕，尤其以金黑1號、2號的抗寒性更強。

2.3 材性分析

造紙對木材的纖維形態有要求，即要有較高的柔性、彈性和長寬比，制漿纖維長寬比大于35～45時，就有很好的交織性能，從而保證有較好的強度。金黑楊3個無性系材性測定結果見第10頁表4.

從表4看出，金黑楊3個無性系的綜纖維素含量均顯著高于對照，纖維長度和纖維寬度均大于對照，木質素含量均顯著低于對照。說明用金黑楊3個無性系造紙的撕裂度較對照好，與對照相比更適合制漿造紙。3個無性系長寬比較對照小，說明3個無性系的成紙強度較對照低。但1號金黑楊的長寬比與對照更為接近，可見金黑楊3個無性系中，1號更適合制漿造紙。

2.4 金黑楊多性狀綜合評價

以生長量、抗蟲性、抗寒能力以及木材材性等指標為依據，選擇13個指標，利用模糊數學隸屬函數法對金黑楊3個品種及對照108楊進行綜合評定，結果見表5.

表4 無性系間材性的比較

表5 金黑楊與對照楊的隸屬函數值及綜合評價結果

13個指標綜合評價結果表明，金黑楊1號綜合隸屬函數值最高(11.550 1)，其次是金黑楊2號、3號，隸屬函數值分別為9.959 8和8.020 3.而對照108楊的綜合隸屬函數值最小，僅為2.292 6.

3 結論

金黑楊3個無性系的生長量和抗蟲性均高于對照(108楊)，對照的MDA含量明顯高于金黑楊的3個無性系品種；PRO含量及PPO活性明顯低于金黑楊1號、2號品種，SP含量及POD活性明顯低于金黑楊的3個無性系;且金黑楊3個無性系造紙的撕裂度較對照好，成紙強度較對照低。綜合評價結果表明，隸屬函數值最高的是金黑楊1號(11.550 1)，其次是2號(9.959 8)和3號(8.020 3)，對照108楊的綜合隸屬函數值僅為2.292 6.可見，金黑楊3個無性系的生長量、抗逆性、材性等綜合性狀均優于108楊，是適合在晉南地區推廣應用的高效、高產楊樹新品種。

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Study on New Stress-resistance and Fast-growing Varieties Breeding Technology ofP.×deltoidesL.‘Jinheiyang’

Zhou Yuquan

(ShanxiProvincePoplarHigh-yieldForestBureau，Datong037006，China)

Regional afforestation experiments were carried out in the northern, middle and southern part of Shanxi province usingP.×deltoidesL.‘Jinheiyang 1,2 and 3’as testing materials andPopulus×euramerlicanacv. ‘Guariento’ as contrast. The resistance and wood properties ofP.×deltoidesL.‘Jinheiyang’ andPopulus×euramerlicanacv. ‘Guariento’ were compared and evaluated comprehensively using membership function method by measuring the growth amount when they were 6-year-old. Results showed that the height, DBH, volume and insect resistance ofP.×deltoidesL.‘Jinheiyang’ were higher than that of the contrast and the indices were significantly higher than that of the contrast except the tree height.The cold resistance indices ofP.×deltoidesL.‘Jinheiyang 1,2’ were higher than those of the control, and the wood properties of .×deltoidesL.‘Jinheiyang 1’ were the best. The comprehensive membership function value ofP.×deltoidesL.‘Jinheiyang 1’ was the highest(11.550 1), then wereP.×deltoidesL.‘Jinheiyang 2’ (9.959 8) andP.×deltoidesL.‘Jinheiyang 3’ (8.020 3), while the value of the contrast was lowest(only 2.292 6).P.×deltoidesL.‘Jinheiyang 1,2 and 3’ belonged to the high efficient and high yield new poplar varieties that could be extended and planted in the poplar suitable regions in Shanxi province.

P.×deltoidesL.‘Jinheiyang’; New poplar varieties; Growth; Resistance; Wood properties; Comprehensive membership function value

2017-01-23

山西省煤炭可持續發展基金

周玉泉(1965— )，男，山西山陰人，2005年畢業于山西農業大學，高級工程師。

S792.119

A

1007-726X(2017)02- 0007- 04