荣新军 龙开莲 周 伟 童 帆 黄光明 樊孝萍

(1.湖北省林科院石首杨树研究所 石首 434400；2.石首市南岳山森林公园管理所 石首 434400)

杨树是杨柳科杨属树种的统称，是中国最重要的速生用材林树种之一。湖北省水热条件丰富，是南方型黑杨最适宜的栽培区，自上世纪70年代成功引种以来，南方型黑杨在湖北的栽培种植取得了前所未有的进展，其中江汉平原黑杨人工林面积超过20万hm2，蓄积超过1 200万m3，成为中国南方重要的杨树速生丰产林基地，杨树产业也成为当地经济发展新的增长点[1]。

杂交育种是培育杨树新品种的主要手段，国内外学者利用丰富的黑杨基因资源，通过杂交育种先后培育出‘中林46’‘丹红杨’‘南林’系列等黑杨优良品种[2-3]。国内学者也针对黑杨杂交子代开展了遗传测定、苗期选择、杂交组合评价等大量研究[4-6]，但针对黑杨杂交无性系开展多年生评价及选择的报道相对较少。本研究在江汉平原杨树主栽区利用155个美洲黑杨杂交无性系进行5 a生造林评价，进而初选优良无性系，为该地区进一步选育速生优良黑杨新品种奠定物质基础。

1 试验区概况

试验林位于湖北省石首市南口镇官剅口村，属于江汉平原长江滩地，典型的亚热带季风气候地区，具有阳光充足、热量丰富、无霜期长、降水充沛等特点。全年平均无霜期285 d，年平均气温16.4 ℃，年平均日照时数1 844.3 h，年平均降雨量1 322.6 mm。试验地为沙壤潮土，pH值7.8，土壤颗粒均匀，质地疏松，理化性能良好。

2 材料与方法

2.1 试验材料与设计

试验材料包括155个美洲黑杨无性系，其中153个为前期人工杂交子代经过苗期初选后的无性系，2个无性系为对照，是当前江汉平原生长最佳的品种‘丹红杨’和‘华石2号’。每个无性系株数8～10株不等随机排列造林。造林苗木为两年根一年干苗，采用插干造林。造林密度6 m×3 m，造林前2 a林下套种玉米和油菜。

2.2 调查方法及数据处理

2017～2021年每年12月在苗木生长停止后对试验材料进行每木调查，调查内容包括树高、胸径。采用EXCEL和SPSS 19.0软件进行数据处理和分析，在方差分析的基础上，估算树高、胸径指标的重复力，并对表现优良的无性系进行遗传增益估算。其中：重复力[7]：R=1-1/F

式中F为各性状单因素方差分析F值。

遗传增益估算[8]：ΔG=S×R/X

式中S为中选无性系某一性状的平均值与总体平均值的离差即选择差；R为某一性状的重复力，X为某一性状的群体平均值。

材积按公式V=0.000 038 371×D1.672×H1.247计算[9]。

3 结果与分析

3.1 无性系连续5 a生长量分析

连续5 a冬季对155个参试的无性系进行每木生长量调查，去除各无性系中死株及异常株数据(如断干、分叉严重植株等)，每个无性系随机选择6株生长正常的数据进行统计分析。1～5 a生所有无性系的胸径及树高的平均生长情况，从中可以看出，造林5 a后，155个无性系的平均胸径为19.47 cm，平均树高为20.39 m；1～5 a生，胸径的变异系数在1 a生时最大，后续4 a变化幅度不大，而树高的变异系数在4 a生时最小，不足10%，其他年份相对变幅较小。分别统计不同无性系的生长量，5 a生时胸径超过总体平均胸径的无性系有82个，最大的无性系平均胸径达到23.07 cm，超过总体平均树高的无性系有80个，最高无性系平均树高达到28.08 m(表1)。

表1 无性系连续5 a生长量统计表

3.2 不同林龄生长性状方差分析

根据不同无性系5 a生胸径和树高生长量数据，以湖北省南方型杨树标准材积表计算公式[9]为依据，进行不同无性系5 a生材积量的计算。对155个美洲黑杨无性系连续5 a的胸径、树高及材积分别进行方差分析(表2)，结果表明，不同无性系间，从1～5 a生，每年的胸径、树高及材积生长量差异均达到极显著水平，从而表明从中选择优良无性系是完全可行的。根据F值计算出不同林龄不同性状的重复力(表2)，可以看出，1～5 a生胸径、树高及材积的重复力都超过了0.70，其中1 a生和2 a生的重复力皆超过0.80，尤其是2 a生树高重复力高达0.898 4，材积重复力达到0.870 7。无性系性状的重复力大，说明该性状受遗传控制较强，受环境影响较弱，对其进行性状选择比较可靠[10]。因此，依据5 a的生长量数据进一步在参试的无性系中开展优良无性系选择比较可行也比较可靠。

表2 不同林龄生长性状方差分析表

3.3 优良无性系初选评价

本研究针对不同无性系选择的目的性状是材积，将不同无性系材积按大小排序，按所有无性系的前10%比例进行进一步选择，共有16个无性系入选，其中包括对照‘丹红杨’和‘华石2号’。从表3中可以看出，155个无性系中，有10个无性系的材积生长量超过了最佳对照‘华石2号’和‘丹红杨’。155个无性系的5 a生胸径平均变异系数为13.98%，树高平均变异系数为17.28%，而入选的10%比例无性系中，5 a生胸径的变异系数幅度为1.75%～15.44%，树高的变异系数幅度为3.13%～17.47%。16个无性系5年生材积相对总体平均材积提高比例均超过30%，最高的无性系‘HB-Ⅰ-529’材积超过平均材积达68.18%，即使比对照‘华石2号’和‘丹红杨’的材积也分别高出23.29%和25.48%。纵观整个材积排序前10%的16个无性系，树高遗传增益区间为1.07%～30.39%，其中对照‘华石2号’和‘丹红杨’的树高增益最低，其余14个无性系的树高增益均超过对照，而16个无性系的胸径增益区间为2.98%～13.39%，其中对照‘华石2号’和‘丹红杨’的胸径增益排在第一和第二位，超过了其他14个无性系的胸径增益，因此，相比对照‘华石2号’和‘丹红杨’，材积排序前10名的无性系，其树高增长明显，才会出现其材积明显超过对照的结果。对于材积略小于对照的4个无性系中，无性系‘LA09-N48’的干型特别通直，明显优于对照及其他无性系的干型，而且其树高优势也较明显，出材率高，是一个很好的备选无性系。因此根据生长量及干型等因素选择，本研究初选出11个优良无性系，即材积大于对照的10个无性系及干型良好的1个无性系，这些初选优良无性系将进一步开展多点测试及评价，为江汉平原选择新的优良黑杨品种奠定基础。

表3 材积排序前10%比例入选无性系生长情况表

4 结论与讨论

美洲黑杨原产于北美洲密西西比河流域，具有生长适应范围广、生长快、材质好、抗性强等特点，是黑杨派中最具栽培利用价值的树种[11]。自美洲黑杨引入中国以来，已成为人工杂交选育新品种的常用亲本。中国利用并开展美洲黑杨杂交工作的主要目的是利用美洲黑杨的速生性[6]。当前，速生性仍是我国杨树遗传改良的主要目标，生长量性状是杨树优良无性系选择的最重要性状[12]。本研究也正是利用美洲黑杨杂种的优良速生性开展优良无性系的初选与评价。

本研究共对155个杂交无性系(包括2个当前江汉平原最佳黑杨良种对照)开展了连续5 a的生长量调查，结果表明155个无性系5 a生平均胸径为19.47 cm，平均树高为20.39 m，其中胸径超过总体平均胸径的无性系有82个，超过总体平均树高的无性系有80个。不同无性系间1～5 a生生长量性状方差分析结果表明，各年度的胸径、树高及材积生长量差异均达到极显著水平，且1～5 a生胸径、树高及材积重复力都超过了0.70，表明对其进行性状选择比较可靠。根据5 a生的材积量大小，同时兼顾通直度等特性，从155个无性系中选择出11个优良无性系，其中10个无性系的材积生长量超过最佳对照‘华石2号’和‘丹红杨’。本研究初选出来的11个优良无性系在生长速度方面结果比较可靠，为江汉平原地区进一步选育黑杨良种提供了较好的选育材料，下一步将结合抗病虫性、生根能力、抗涝性等性状进行多点测试，以期从中筛选出2～3个优良无性系用于良种申报和推广应用。