周玉泉

(山西省桑干河杨树丰产林实验局，山西 大同 037006)

金黑杨抗逆速生新品种选育技术研究

周玉泉

(山西省桑干河杨树丰产林实验局，山西 大同 037006)

以金黑杨无性系1号、2号、3号为试验材料，108杨为对照，在晋北、晋中、晋南进行区域化造林试验，测定6年生时金黑杨无性系的生长量，对比金黑杨与108杨的抗性及材性，并采用隶属函数法进行综合评价。结果表明，金黑杨3个无性系的树高、胸径、材积和抗虫性均高于108杨，且除树高外，其它指标均显著高于108杨；金黑杨1号、2号的抗寒性指标均高于对照，1号的材性最好。综合隶属函数值最高的是金黑杨1号(11.550 1)，其次是2号(9.959 8)和3号(8.020 3)；108杨的最小，仅为2.292 6.金黑杨3个无性系均是适合在山西杨树适生地区推广应用的高效、高产杨树新品种。

金黑杨无性系；杨树新品种；生长量；抗性；材性；综合隶属函数值

杨树是杨属(Populus)树种的统称，是世界性人工林栽培树种。据第8次全国森林资源清查，我国杨树人工林面积达854×104hm2，占全国人工林面积的18.14%，在减缓全球木材供需矛盾、维护生态平衡、加快人造板工业和纸浆工业的发展、促进农村经济发展等方面发挥着重要作用。建国以来，山西省杨树人工林建设呈现出飞速发展的态势。

20世纪80年代中期以来，山西省杨树丰产林实验局与德国进行了3期(历时13 a)的国际合作项目，在山西省怀仁县金沙滩林场收集了杨树资源1 000余个，优树100多株，并进行了多种杂交组合，获得了大量的杂交苗。笔者以金黑杨无性系1号、2号、3号为试验材料，108杨为对照，从2008年开始在山西省侯马市进行区域化造林试验，对其6年生时的生长量、抗逆性、材性进行测定，并采用综合隶属函数法分析金黑杨3个无性系品种的树高、胸径、材积和抗虫性等。

1 材料与方法

1.1 试验材料

金黑杨无性系1号、2号、3号是1993年以南抗杨2号为母本，美洲美黑杨(赤峰)为父本杂交获得的杂种子代，并在山西省杨树局薛家庄林场、科技中心和落阵营林场及晋中、晋南等地建立了品种比较林，同时进行长期繁殖获得的优良无性系。

1.2 试验地概况及试验方法

1.2.1 试验地概况

试验地位于山西省西南部的侯马市，地理坐标为35°24′2″～35°52′9″N，111°23′5″～111°41′1″E，属温带季风气候区。年平均气温12.6 ℃，1月最冷，平均气温为-2.4 ℃；7月最高，平均气温为26.1 ℃.全年平均无霜期197 d，年平均降水量516 mm，多集中在6月至8月。土壤为褐土、草甸土、盐土等，土层较厚，土壤质地好。

1.2.2 区域化试验设计

2008年采用经采穗圃幼化和复壮的金黑杨1号、2号、3号无性系种条，在金沙滩林场科技苗圃统一进行扦插育苗。将1年生苗在侯马试点进行区域化造林对比试验，以108杨为对照。采用9株小区、3次重复的完全随机区组试验，造林密度为3 m×2 m，整地规格为1 m×1 m×1 m.试验地四周用1行新疆杨作保护隔离带。

1.2.3 林木生长量调查分析

2014年秋季，于苗木生长停止后进行树高、胸径生长量的测定。在3次重复区组试验的基础上进行每株活立木的生长量调查，并统计分析其平均值。

1.2.4 抗逆性研究方法

1) 抗虫性试验。于2009年至2011年，选择树龄1 a～3 a的试验林木，在纱网全封闭条件下投放光肩星天牛成虫，观察光肩星天牛产卵和孵化情况。

2) 抗寒性生理测定。2009年10月中旬，在每个小区选取5株生长健壮的试验林木，剪取靠近基部、生长部位相同、粗细一致的健康嫩茎，用塑封袋封口标记带回实验室。先用自来水冲洗，再用去离子水洗净。处理完后，置于-20 ℃的恒温箱内处理24 h，测定其中的丙二醛(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)、过氧化物酶(POD)的含量，每个处理3次重复。

1.2.5 材性分析

依据国家标准GB/T 2677.8，GB/T 2677.10和GB/T 744分别测定6年生金黑杨无性系和108杨的纤维形态、木质素含量、综纤维素含量和α-纤维素含量，每个系号重复5次。

1.2.6 优良品种选育

品种多性状综合评价采用模糊数学隶属函数计算法。隶属函数公式为：

正相关：U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，

负相关：U(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin).

式中：U(Xi)——隶属函数值；Xi——某一指标的测定值；Xmax——某一指标内的最大值；Xmin——某一指标内的最小值。

2 结果与分析

2.1 生长量分析

林木的生长性状与生态环境紧密相关，水、热、光条件较好的地区，杨树速生性能突出。侯马市6年生金黑杨品种试验林生长调查结果见表1.

表1 6年生金黑杨新品种生长量比较

由表1可看出，今黑杨3号的树高最大，平均值为15.8 m；1号的胸径和材积最大，平均值分别为19.9 cm和1.096 m3.3 个金黑杨品种的树高、胸径和材积均高于对照。方差分析表明，金黑杨3个无性系的树高与对照无显著差异，胸径和材积均显著高于对照。金黑杨3个无性系比对照有更强的速生性，更适合于短轮伐期杨树丰产林的集约经营。

2.2 抗逆性分析

2.2.1 抗虫性比较

抗性育种是杨树抗逆性研究的重要内容之一。光肩星天牛是我国杨树主产区的主要蛀干害虫之一。2009年至2011年，光肩星天牛3次产卵试验调查结果见表2.

表2 光肩星天牛刻槽产卵重复对比试验 个

由表2可以看出，金黑杨1号、2号品种光肩星天牛3年间刻槽产卵数量为0个，3号品种光肩星天牛3年间刻槽产卵数量平均为0.3个，对照的刻槽产卵数量则高达6.3个。进一步分析表明，金黑杨3个无性系品种光肩星天牛刻槽产卵数之间无显著差异，而对照光肩星天牛刻槽产卵数明显高于金黑杨3个无性系品种(p<0.05)。试验表明，金黑杨3个无性系品种较对照对光肩星天牛有更强的抗性。2.2.2 抗寒性比较

植物抗寒性是植物应对低温伤害的自身机能反应。植物在低温胁迫下会出现复杂的生理生化反应，植物在越冬期抗寒能力的一系列变化是多个因子综合作用的结果，利用单个的孤立指标难以反映出某种植物真实的抗寒能力。为了弥补单个指标评定植物抗寒能力的片面性，使评定结果更接近于自然真实情况，笔者通过测定金黑杨和108杨健康嫩茎中MDA，PRO，SP，PPO，POD，SOD 6种酶的含量，对金黑杨及对照108杨的抗寒性进行了对比，评价结果见表3.

表3 金黑杨抗寒性综合评价结果

由表3可知，-20 ℃低温处理杨树嫩茎，不同品种生理指标值大小顺序不同。其中，对照的MDA含量最大(7.98 mmol/g)，其次是1号(7.12 mmol/g)、3号(6.93 mmol/g)，2号最小(6.85 mmol/g)。2号的PRO含量最大(22.58 μg/g)，其次是1号(22.45 μg/g)、对照(20.31 μg/g)，3号最小(19.98 μg/g)。1号的SP含量最大(14.68 mg/g)，其次是3号(14.56 mg/g)、2号(14.34 mg/g)，对照的最小(11.56 mg/g)。1号的PPO活性最大(282.05 μ/g)，其次是2号(255.56 μ/g)、对照(212.24 μ/g)，3号最小(198.38 μ/g)。2 号的POD活性最大(1 269.23 μ/g)，其次是1号(1 262.33 μ/g)、3号(1 113.36 μ/g)，对照最小(881.63 μ/g)。1号的SOD活性最大(348.76 μ/g)，其次是3号(345.93 μ/g)、2号(343.81 μ/g)，对照的最小(340.24 μ/g)。

不同指标方差分析表明，除SOD外，其它指标均达到显著差异水平。且对照的MDA含量明显高于金黑杨的3个无性系，PRO含量及PPO活性明显低于金黑杨1号、2号品种，SP含量及POD活性明显低于金黑杨的3个无性系。

植物器官在衰老或逆境下，往往发生膜质过氧化作用，MDA含量可反映植物遭受伤害的程度。PRO含量和SP含量的急剧增加可提高植物的抗寒性，PPO，POD和SOD是组成植物保护酶抗氧化防御系统的组分，其活性大小可反映细胞对逆境的适应能力。与对照相比，金黑杨主要通过增加PRO和SP含量和PPO，POD及SOD活性来提高其抗寒能力，从而使植株在低温下遭受伤害的程度显著减小或减轻，尤其以金黑1号、2号的抗寒性更强。

2.3 材性分析

造纸对木材的纤维形态有要求，即要有较高的柔性、弹性和长宽比，制浆纤维长宽比大于35～45时，就有很好的交织性能，从而保证有较好的强度。金黑杨3个无性系材性测定结果见第10页表4.

从表4看出，金黑杨3个无性系的综纤维素含量均显著高于对照，纤维长度和纤维宽度均大于对照，木质素含量均显著低于对照。说明用金黑杨3个无性系造纸的撕裂度较对照好，与对照相比更适合制浆造纸。3个无性系长宽比较对照小，说明3个无性系的成纸强度较对照低。但1号金黑杨的长宽比与对照更为接近，可见金黑杨3个无性系中，1号更适合制浆造纸。

2.4 金黑杨多性状综合评价

以生长量、抗虫性、抗寒能力以及木材材性等指标为依据，选择13个指标，利用模糊数学隶属函数法对金黑杨3个品种及对照108杨进行综合评定，结果见表5.

表4 无性系间材性的比较

表5 金黑杨与对照杨的隶属函数值及综合评价结果

13个指标综合评价结果表明，金黑杨1号综合隶属函数值最高(11.550 1)，其次是金黑杨2号、3号，隶属函数值分别为9.959 8和8.020 3.而对照108杨的综合隶属函数值最小，仅为2.292 6.

3 结论

金黑杨3个无性系的生长量和抗虫性均高于对照(108杨)，对照的MDA含量明显高于金黑杨的3个无性系品种；PRO含量及PPO活性明显低于金黑杨1号、2号品种，SP含量及POD活性明显低于金黑杨的3个无性系;且金黑杨3个无性系造纸的撕裂度较对照好，成纸强度较对照低。综合评价结果表明，隶属函数值最高的是金黑杨1号(11.550 1)，其次是2号(9.959 8)和3号(8.020 3)，对照108杨的综合隶属函数值仅为2.292 6.可见，金黑杨3个无性系的生长量、抗逆性、材性等综合性状均优于108杨，是适合在晋南地区推广应用的高效、高产杨树新品种。

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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

山西省煤炭可持续发展基金

周玉泉(1965— )，男，山西山阴人，2005年毕业于山西农业大学，高级工程师。

S792.119

A

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