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杨树无性系区域化造林试验研究

2019-10-08刘俊龙吴中能苗婷婷孙慧曹志华

安徽林业科技 2019年4期
关键词:材积侧枝美洲

刘俊龙,吴中能,苗婷婷,孙慧,曹志华

(安徽省林业科学研究院,合肥230031)

杨树是我国速生丰产林和短周期工业用材林主要树种,其轮伐期短、适应性强、木材用途广、发展前景好[1-3]。大力发展杨树产业,对于增加森林资源,改善生态环境,优化农村产业结构,促进农民增收,都具有十分主要的意义[4-6]。安徽省是杨树栽培大省,目前杨树栽培面积超过533 333.33 hm2,形成了良好的杨树产业体系,但杨树飞絮和多代无性繁殖出现的生理老化、性能退化等问题,已成为制约杨树栽培和产业发展的瓶颈。为此,安徽省林科院杨树课题组与中国林科院杨树团队开展合作,以美洲黑杨种质资源为试验材料,在对大量黑杨种质资源遗传评价的基础上,选择速生多抗优良亲本,以速生、干形好、出材率高、抗病虫害、材质优良且以无絮环保为育种目标,开展杂交育种和新品种选育研究。本试验在杂交获5 000 多个原株基础上,经过多次苗期选择,筛选出25 个无性系用于在安徽省进行区域化造林试验,以期为杨树产业发展提供参考。

1 试验地概况

试验地位于蚌埠市淮上区小蚌埠镇金台村,117°19′38″E、33°00′03″N。属北亚热带湿润季风气候区与暖温带半湿润季风气候区的过渡带,四季分明,气候温和,雨量适中,光照充足。年均气温15.4℃;年降水量950 mm;平均无霜期215 d;土壤为黄棕壤,土层深厚,土壤较黏重,肥力中等,有机质含量在1%左右。

2 材料与方法

2.1 材料

2002 年,利用美洲黑杨进行人工控制授粉杂交获得杂种种苗,对杂种超级苗扦插加速无性系化。通过苗期试验淘汰、筛选出F1 代25 个无性系。2006 年对这25 个无性系,进行造林对比试验,于2013 年选育出适合安徽省沿淮、淮北平原、沿江等地的杨树新品种雄性江淮1 号杨、江淮2 号杨。江淮1 号杨、江淮2 号杨具有扦插育苗及造林成活率高,抗旱、抗寒、耐涝、抗风折、抗锈病强,抗病虫害等性状,同时具有造林生长快、生长量大,干形通直,材质优良,适应性强等性状。

江淮1 号杨(15-129)属美洲黑杨,母本为美洲黑杨50 号杨(Populus deltoides cl.‘55/65’),父本为美洲黑杨S3226(Populus deltoids‘3226’)。江淮1 号杨继承了父母本美洲黑杨速生、干通直圆满、适应性强等遗传特点。2013 年经安徽省林木良种委员会审定,将“15-129”定名为“江淮1 号杨”,并取得良种证书。2014 年,江淮1 号杨向国家林业局申请植物新品种权。江淮2 号杨(17-57)属美洲黑杨,母本为美洲黑杨50 号杨,父本为美洲黑杨10/17 杨(Populus deltoides cl‘10/17’)。江淮2 号杨继承了父母本美洲黑杨速生、干通直圆满、适应性强等遗传特点,2013 年 将“17-57”定名为“江淮2 号杨”,取得良种证书。

2.2 方法

2.2.1 研究方法

2007 年采用插干的方式进行造林试验,完全区组设计,密度4 m×5 m,6 株1 小区,3 次重复,每年持续不间断观测。观测指标:每年年末对25 个参试无性系和对照Ⅰ-69 生长性状进行调查研究,实测树高、胸径,计算单株材积;形态性状:指标有干形、顶端优势、树皮形态、分枝角度、分枝密度、侧枝粗度、侧枝长度、叶片长度、叶片宽度;雌雄性别:在试验林始花年份开始观测开花情况,确定每个无性系的性别;病虫害:观测记录试验林病害种类及轻重程度、虫害种类及轻重程度。此次调查数据以2017年底调查为依据。

2.2.2 统计分析方法

利用Excel2018、DPS2.4 数据处理软件对各个无性系各性状进行单、双因素方差分析和多重比较,并按相应的数学模型分析生长量、品种稳定性的相关性,进行综合评价[4,7-8]。

3 结果与分析

3.1 无性系雌雄性别鉴定

试验林2011 年春始花。自2011 年起,对该片试验林各无性系开花特性进行了不间断的调查;同时结合安庆市桐城市和大观区两片试验林开花特性观测,确定每个无性系的性别。结果见表1。

3.2 无性系生长量差异分析

在蚌埠市淮上区小蚌埠镇试验林中,9 年生江淮1 号杨、江淮2 号杨平均胸径生长量分别达30.24 cm、28.86 cm,平均树高生长量达26.2 m、27.0 m,平均材积生长量达0.709 8 m3、0.666 7 m3,均超过对照。对照I-69 平均胸径生长量达28.07 cm,平均树高生长量达25.1m,平均材积生长量0.591 2 m3(见表1)。从插干品种对比试验林调查来看,参试无性系成活率均达到85%以上,江淮1 号杨(15-129)、江淮2 号杨(17-57)两个无性系在育苗、造林成活率高于对照2%~10%,造林保存率达到95%以上,较对照高。

根据表1 可知,9 年生各杨树无性系生长量比较中,江淮1 号杨(15-129)表现最好,胸径、树高、材积分别达30.24 cm、26.2 m、0.709 8 m3;与对照相比,平均胸径、平均树高生长量分别超过7.7%、4.0%。杨树无性系的平均材积为0.514 7 m3/株,超过平均值的无性系有11 个,江淮1 号杨(15-129)、江淮2 号杨(17-57)材积分别高于平均值37.9%、29.5%,其材积年均生长量分别超过对照20.1%、12.8%。

从表2 可知,对不同品种、不同时期杨树生长状况进行双因素方差分析,结果显示,不同无性系、时间对杨树胸径、树高均有极显著的影响(p=0.0 001<0.01)。

通过隶属函数分析计算,得出各杨树无性系生长表现的综合得分。结果表明,江淮1 号杨(15-129)表现最好,综合评价得分2.865 7,排名第1;17-89、江淮2 号杨(17-57)、17-58 排名分别位于第2-4位;对照I-69 综合排名第6;H4-133、H-17、N-179生长量得分综合排名较低,表现较差,详见表3。

表1 无性系生长量比统计

表2 无性系试验林胸径、树高、材积生长量方差分析

3.3 无性系形态特征观测

由表4 可知,参试无性系系的冠径在6.24~11.26 m。其中17 系列、4 系列和15 系列的冠径均超过8.00 m;H 系列、N 系列的冠幅较小,冠径均值仅7.00 m。无性系冠幅波动范围较大。其中排前3 的分别为17-58、17-89 和4-15,冠幅分别为11.26 m、11.01 m和10.65 m;N179 的冠幅较小,仅为6.24 m。参试的品种品系中,17-169、4-20、江淮1 号杨(15-129)、4-3、17-58、4-15、17-89、江淮2 号杨(17-57)和4-16 均干形通直,其余品种干形直。参试的各品种品系中,9 年生树龄的侧枝平均粗度在8~9 cm,其中17-63、17-169、4-15、17-89、17-181 等侧枝粗度达到10 cm,而侧枝粗度≤7 cm 的仅有17-40、江淮1号杨(15-129)、江淮2 号杨(17-57)、H-17、江淮2号杨(17-57)、N179,除1-129、江淮2 号杨(17-57)胸径生长量较大外,其余的生长量均偏小。从形数分析来看,大部分参试品种品系的形数≤4.0,均在0.37~0.39,系数较大的H-17 及N179 分别达到0.41、0.42。由此看出,所参试的黑杨派品种品系中,江淮1 号杨(15-129)、江淮2 号杨(17-57)等较对照冠幅较小、干型通直、侧枝粗度较小、分枝角度小,且尖削度小,因此出材率高。

表3 无性系生长量表现综合评价

表4 各无性系系形态指标比较

3.4 江淮1 号杨(15-129)、江淮2 号杨(17-57)无性系物候期观

从整个物候期观测记录来看,各无性系之间物候期存在一定的差异。其中江淮1 号杨(15-129)生长期长,萌芽、展叶期比对照提前3~7 d,落叶期12月上旬,生长天数265 d,未发生冻害、干梢等现象;江淮2 号杨(17-57)萌芽、展叶期比对照提前3 d,落叶期11 月底至12 月初,生长天数262 d,未发生冻害、干梢等现象,见表5。

表5 江淮1 号杨(15-129)、江淮2 号杨(17-57)物候期

3.5 江淮1 号杨(15-129)、江淮2 号杨(17-57)无性系抗性调查

通过多年的定点定株观测、苗期常规观测及每年病虫害调查,参试无性系除少数有感染枝干病害、叶部锈病,个别无性系有腐烂病外,大部分无性系均表现较强的抗病虫害特征。特别是江淮1 号杨(15-129)在叶部锈病及溃疡病上表现较强的抗性;江淮2 号杨(17-57)抗溃疡病稍差,但病害等级极低,不足以对林木造成威胁;江淮1 号杨(15-129)、17-89、17-58 等具有较抗涝、抗风折以及抗褐斑病、锈病等叶部和皮部病害,对蛀干害虫有一定抗性。

4 结论与讨论

经2002 至2007 年5 年的多点观测,2007 至2016 年9 年的造林试验,参试无性系材积生长量最大的为江淮1 号杨(15-129),其次是17-89 和江淮2 号杨(17-57),且均超过对照。其中17-89 为黄淮3 号杨,雌性,已被中国林科院进行了良种审定,并取得了植物新品种权。

根据试验观测,江淮1 号杨(15-129)继承了父母本美洲黑杨速生、干通直圆满、适应性强、生长周期长等遗传特点。9 年生江淮1 号杨(15-129)比对照,平均胸径、平均树高生长量分别超过7.7%、4.0%;从抗病虫性能看,江淮1 号杨(15-129)干部病害和叶片病害感病指数低于对照,美国白蛾和杨小舟蛾危害较轻,蛀干害虫基本没有发生;从树形及分枝角度,江淮1 号杨(15-129)属于窄冠幅、侧枝较细型美洲黑杨,适合高密度种植。

江淮2 号杨(17-57)继承了父母本美洲黑杨速生、干型干通直圆满、适应性强等遗传特点。其材积年均生长量高于平均值29.5%,超过对照12.8%;从苗期及造林表现来看,江淮2 号杨(17-57)耐水湿性强,对锈病及食叶蛀干害虫等病虫害有较强的抗性,且有较高的遗传增益。

江淮1 号杨(15-129)、江淮2 号杨(17-57)均为雄性不飞絮品种,且具有育苗、造林成活率高的特点,属于速生、抗性强较好的优良品种,为解决目前因杨树飞絮带来的生态环境问题、丰富安徽省林木良种资源具有较高的推广价值,适宜在长江流域栽植。

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