15個楊樹新品系苗期耐寒試驗研究

趙玉恒，貫春雨，王福森，李樹森，李晶

(黑龍江省森林與環境科學研究院,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

15個楊樹新品系苗期耐寒試驗研究

趙玉恒，貫春雨，王福森，李樹森，李晶

(黑龍江省森林與環境科學研究院,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

采用超低溫冷凍儲存箱，在-40 ℃時，設置3、5、7 d等3個時間梯度，以電解質滲出率作為抗寒指標，對15個楊樹參試品種(品系)進行室內耐寒試驗，以扦插成活率為指標，進行冷凍恢復試驗。結果表明，在-40 ℃時，各參試品種(品系)的耐寒能力由高至低的順序依次為031357>小黑楊>東風崗1號楊>031950>041710>2111>78-25>A5-10>043136>031622>041931>030703>041131>031201>040903，不同冷凍時間電解質滲出率由低至高的順序為3 d >5 d>7 d；以扦插成活率為指標，各參試品種(品系)冷凍后恢復生長扦插成活率由高至低的順序依次為041931>78-25>2111>小黑楊>031622>東風崗1號>031950>031357>030703>043136>041710>041131>040903>A5-10>031201；不同冷凍時間冷凍恢復生長扦插成活率由高至低的順序依次為3 d>5 d>7 d。

楊樹；耐寒；電導率；電解質滲出率；生長恢復

AbstractIn the ultra-low temperature cryogenic storage tank, the temperature gradient of 3 d, 5 d and 7 d was set at -40℃, and the 15 kinds of poplar varieties (strains) were tested with the electrolyte leakage rate as the cold index. Indoor cold test, cutting survival rate as an indicator, the frozen recovery test was conducted. Result shows that the order of cold tolerance of each tested cultivar (line) is higher than that in the order ofPopulus. stalinez Jabl.×Populus. simonii Carr.>P.simoniiCarr. ×P.nigraL.>Populusnigravar. italica×P.nigra‘DFG-1’>(Populus×pionerJabl. )×(P.simoniiCarr. ×P.nigraL.)>Populus.russkiiJabl.×P.simoniiCarr.>Populus×euramericana cv.‘DN113’×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>PopulussuaveolensFisch.>Populusdeltoides×P.suaveolensFisch.>Populussimonii Carr.×(P.deltoidsVartr×cathyanaRehd.Cl.)>PopulussimoniiCarr.×(P.deltoidsVartr×cathyana Rehd.Cl.‘Zhong-heifang-2’)>Populussimonii Carr.×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>Populus×pionerJabl.×(P.psendo-cathayana×deltoidescv‘Shan Hai Guan’)>Populus×pionerJabl.×(P.psendo-cathayana×deltoidescv. ‘Shan Hai Guan’)>(Populu×pionerJabl. )×P.simoniiCarr.>Populus.russkiiJabl.×P.simoniiCarr.The rate of electrolyte leakage from low to high is 3 d> 5 d> 7 d. The survival rate of cuttings is taken as the index, and the varieties of the tested varieties are different. The order of survival rate of the cuttings is fromPopulussimonii Carr×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>PopulussuaveolensFisch.>Populus×euramericana cv.‘DN113’×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>P.simoniiCarr. ×P.nigraL.>PopulussimoniiCarr.×(P.deltoidsVartr×cathyana Rehd.Cl.‘Zhong-heifang-2’)>Populusnigravar. italica×P.nigra‘DFG-1’>(Populus×pionerJabl. )×(P.simoniiCarr. ×P.nigraL.)>Populus. stalinez Jabl.×PopulussimoniiCarr.>Populus×pionerJabl.×(P.psendo-cathayana×deltoidescv.‘Shan Hai Guan’)>PopulussimoniiCarr.×(P.deltoidsVartr×cathyanaRehd.Cl.)>PopulusrusskiiJabl.×P.simoniiCarr.>PopulusrusskiiJabl.×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>PopulusrusskiiJabl.×P.simoniiCarr.>Populusdeltoides×P.suaveolensFisch.>(Populus×pionerJabl. )×P.simoniiCarr.The descending order of survival rate of frozen cuttings is 3 d> 5 d> 7 d in different freezing time.

Keywordspoplar;cold;conductivity; electrolyte leakage rate; growth recovery

楊樹具有生長快、易繁殖、適應范圍廣、抗逆性強、木材產量高、分布及用途廣等優良特性，是平原地區主栽樹種之一。黑龍江省是我國森林資源大省，其中楊樹種植面積和木材產量所占比重很大，很多自主雜交和從國內外引入的楊樹品種(品系)因不能忍受低溫而遭淘汰，因此，耐寒是該區域楊樹良種選育的重要指標[1-6]。樹木遭受低溫侵害后細胞膜透性顯著提高，因此，可以根據細胞膜透性的變化來作為鑒定種或品種抗寒力的指標。在試驗室內采用超低溫冷凍儲存箱進行苗期耐寒試驗，根據電解質滲出率和冷凍恢復扦插試驗可以早期初步判斷品種(品系)的耐寒能力，為所選品種的早期選擇和適生區域的劃分提供科學依據。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗材料

試材取自黑龍江省森林與環境科學研究院綠源基地楊樹苗木繁育圃，選擇15個苗期和大樹均表現較好的1年生扦插苗，以小黑楊為對照，詳見表1。

表1 參試楊樹品種(品系)及來源

*雄花經秋水仙素處理

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 采用完全隨機區組設計，溫度在-40 ℃時設置3 d、5 d和7 d三個時間梯度，參試品種(品系)15個，以小黑楊為對照，3次重復，測定各參試品種(品系)電解質滲出率和冷凍恢復扦插成活率。

1.2.2 電導率測定 選擇生長健壯、無病蟲害的當年生扦插苗，剪下20 cm長的梢頭作為電導率測定試材，余下地上部分用于冷凍恢復扦插試驗。一切容器和用具事先均用蒸餾水和重蒸餾水沖洗干凈。將試材在室溫下解凍0.5 h，用自來水反復沖洗晾干，按0.2～0.3 mm剪片。用METTLER AE200電子天平精確稱取3 g，每時間梯度重復3次，共9份。稱出的試樣先用蒸餾水洗二次，再以重蒸餾水沖洗二次，晾干后放入潔凈的50 mL的三角瓶中，并加蓋瓶塞，按設計將試樣分別標記好，同時放入-40 ℃超低溫冷凍儲存箱中冷凍，分別于3 d、5 d和7 d后取出，在室溫或恒溫20 ℃下解凍30 min，每瓶加30 mL重蒸餾水，加蓋瓶塞靜置12～18 h待測，用DDS-307型電導率儀分別測定并記錄上述浸提液電導率，以代表試樣的電解質外滲值。將測定過的樣品放入100 ℃的HH-6恒溫水浴鍋中煮沸10～15 min，靜置12～18 h，再測定并記錄其煮沸電導率，以代表試樣中電解質的總含量，計算電解質滲出率。

計算公式：

1.2.3 冷凍恢復扦插試驗 將種條剪成12 cm長插穗，用蒸餾水洗凈后做好標記，用塑料袋包好，與上述試驗材料同時放入同時取出。在溫室內作低床，將營養杯裝上沙壤土，按行擺好后澆透水待用。插穗取出后在室溫下恢復8 h，按試驗設計扦插于營養盒內，并按品種標記好位置，觀察并記錄其生長情況。

2 結果與分析

2.1 自然條件下不同品種(品)電解質滲出率比較

對各參試品種(系)自然狀態下的電解質滲出率進行測定(表2)，以電解質滲出率為抗寒性指標，抗寒能力由高到低的順序為小黑楊(23.35%)>2111(23.58%)>031622(24.52%)>030703(25.86%)>041710(29.16%)>78-25(29.18%)>031201(30.18%)>031357(31.12%)>041931(33.14%)>A5-10(33.77%)>041131(33.95%)>043136(38.20%)>東風崗1號楊(38.94%)>031950(39.29%)>040903(39.84%)。結果表明，在自然狀態下所有參試品種(品系)的平均電解質滲出率為31.61%，未有超過40%的品種(品系)，苗期均可安全越冬。

2.2不同冷凍時間對不同品種(品系)電解質滲出率的影響

用SPSS統計分析軟件對各參試品種(品系)的電質滲出率進行方差分析(表3)，結果表明，品種(品系)間和時間間均存在極顯著差異，區組間差異不顯著。

表2 抗寒性試驗電解質滲出率方差分析

注：檢驗值0.000為99%可靠性(即0.01水平)有差異，檢驗值0.005為95%可靠性(即0.05水平)有差異。

以電解質滲出率作為抗寒指標，在-40 ℃時，各參試品種(品系)的耐寒能力由高至低的順序依次為031357>小黑楊>東風崗1號楊>031950>041710>2111>78-25>A5-10>043136>031622>041931>030703>041131>031201>040903。為進一步檢驗不同品種(品系)間存在的差異，我們進行了多重比較(表4)，結果表明，在低溫處理后，各參試品種(品系)的電解質滲出率差異極顯著。其中，031357、小黑楊和東風崗1號楊電解質滲出率最小，與其他品種間的差異極顯著，說明抗寒能力最強，031950、041710、2111和78-25抗寒能力較強，A5-10、043136、031622和041931抗寒能力中等，其余相對較弱。

表3不同品種(品系)電解質滲出率多重比較

品種(品系)電解質滲出率/%顯著性/F=41．458??0．050．011234561234567803135737．896aA小黑楊38．161aAB東風崗1號楊40．579bABC03195041．336bcBC04171041．529bcC211141．933bcC78-2543．426cCDA5-1046．081dDE04313647．508dE03162248．234dEF04193148．523dEFG03070351．026dFGH04113151．691dGH03120153．194deH04090354．297eH

以電解質滲出率作為抗寒指標，在-40 ℃時，不同冷凍時間電解質滲出率由低至高的順序為3 d >5 d>7 d。為進一步檢驗不同冷凍時間間存在的差異，我們進行了多重比較(鄧肯法)，結果表明(表4)，冷凍3 d和5 d間的電解質滲出率幾乎無差異，與冷凍7 d間的電解質滲出率差異極顯著。

表4 不同冷凍時間電解質滲出率多重比較表

從整體看，低溫冷凍時間長短對電解質滲出率的影響較大，在試驗溫度-40 ℃冷凍3 d后，15個參試品種(品系)只有040903(50.08%)1個品系電解質滲出率高于50%，冷凍5 d后， 040903(50.32%)和031201(50.71%)2個品系高于50%，冷凍7 d后，040903(61.77%)、031201(60.07%)、041131(58.48%)、041931(55.48%)、030703(55.03%)、031622(54.97%)、A5-10(53.68%)、043136(53.36%)、東風崗1號楊(51.51%)9個品種(品系)高于50%，結果表明，相同溫度冷凍時間越長，電解質滲出率越高，在-40 ℃冷凍時間達7 d時，電解質滲出率會明顯提高，抗寒能力強的品種相對較低，抗能力弱的相對較高，但對大多數參試品種(品系)的苗木不會造成嚴重傷害。

2.3不同冷凍時間對不同品種(品系)冷凍恢復扦插成活率的影響

試驗結果表明，以扦插成活率為指標，在-40 ℃時，不同品種(品系)間和不同冷凍時間間冷凍后恢復生長扦插成活率均達到極顯著水平(表5)。各參試品種(品系)冷凍后恢復生長扦插成活率由高至低的順序依次為041931>78-25>2111>小黑楊>031622>東風崗1號楊>031950>031357>030703>043136>041710>041131>040903>A5-10>031201；各冷凍時間間冷凍后恢復生長扦插成活率由高至低的順序依次為3 d>5 d>7 d。

表5 不同冷凍時間生長恢復試驗成活率方差分析結果

注：檢驗值0.000為99%可靠性(即0.01水平)有差異，檢驗值為0.005為95%可靠性(即0.05水平)有差異。

為進一步驗證品種間冷凍恢復扦插成活率的差異，我們進行了多重比較(表6)，結果表明，041931、78-25、2111、小黑楊、031622、東風崗1號楊、031950和031357間差異不顯著，扦插成活率較高，說明其抗寒能力較強。

表6 不同品種(品系)冷凍恢復試驗扦插成活率多重比較結果

為進一步驗證不同冷凍時間對各參試品種(品系)冷凍恢復扦插成活率的影響，我們進行了多重比較(鄧肯法)(表7)，結果表明，冷凍3 d、5 d與7 d間差異極顯著，說明相同溫度冷凍時間越長，扦插成活率越低。

表7 不同冷凍時間生長恢復試驗扦插成活率多重比較結果

注：檢驗值0.000為99%可靠性(即0.01水平)有差異，檢驗值0.005為95%可靠性(即0.05水平)有差異。

3 結論與討論

3.1 測定結果表明，抗寒能力與電解質滲出率成反比，電解質滲出率低于50%不會造成傷害，在緩慢解凍后均可恢復正常生長。本試驗各參試品種(品系)自然狀態下電解質滲出率為23.35%～39.84%，苗期均可安全越冬。

3.2 在黑龍江省平原地區，歷史最低溫度一般在-35 ℃左右，個別地區極端低溫達-40 ℃左右，且持續時間不會超過3 d。我們將試驗溫度設定為-40 ℃，設置3 d、5 d和7 d三個時間梯度。抗寒能力強的品種(品系)電解質滲出率為37.9%～41.9%，由低至高依次為031357、小黑楊、東風崗1號楊、031950、041710、2111，抗寒能力較強的品種(品系)電解質滲出率為43.4%～48.5%，由低至高依次為78-25、A5-10、043136、041622和041931，抗寒能力一般的品種(品系)電解質滲出率為51.0%～54.3%，由低至高依次為030703、041131、031201和040903。電解質滲出率與冷凍時間成正比，其中，在5 d以內差異不顯著，達7 d時差異極顯著，抗寒能力強的品種電解質滲出率在50%以下，抗寒能力弱的品種在50%以上。

3.3 抗寒能力強的品種(品系)冷凍后扦插成活率較高，反之亦然；冷凍時間對扦插成活率影響較大，冷凍時間越長扦插成活率越低，反之亦然。本試驗抗寒能力強的品種在-40 ℃冷凍7 d后扦插成活率仍在50%以上，由高至低依次為041931、2111、78-25、小黑楊和東風崗1號楊，抗寒能力較強的品種在-40 ℃冷凍5 d扦插成活率在50%以上，由高至低依次為031622、041131、031950和031357，抗寒能力中等的品種在-40 ℃冷凍3 d扦插成活率在50%以上，由高至低依次為A5-10、041710、030703、043136，抗寒能力一般的品種(品系)在-40 ℃冷凍3 d扦插成活率在50%以下，由高至低依次為040903和031201。

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ColdToleranceof15NewStrainsofPoplaratSeedlingStage

Zhao Yuheng,Guan Chunyu, Wang Fusen, Li Shusen,Li Jing

( Academy of Forest and Environment of Heilongjiang Province, Qiqihar 161005, China)

S792.11

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.09.029

1005-5215(2017)09-0083-04

2017-06-30

趙玉恒(1965-),男,黑龍江望奎人,碩士,高級工程師,現從事森林保護研究.