20 个杨树无性系生长特性比较

赵珮 ，曹帮华* ，吴丽云 ，周传庆，杨德菊

(1.山东农业大学农业生态与环境重点实验室，山东 泰安 271000;2.临沂市林业局，山东 临沂276000;3.费县林业局，山东 费县273400;4.费县国有祊河林场，山东 费县 273400)

杨树具有生长快、成材早、产量高、易于更新的特点，是世界中纬度平原地区栽培面积最大、木材产量最高的速生用材树种之一。我国20 世纪70年代引入美洲黑杨、欧美杨等无性系品种，80年代杨树在我国的淮海地区、江汉平原及江浙沿海等地得到了大面积推广［1-3］。随着我国经济的发展，纸浆材、纤维材、板材等工业用材量急剧增加，速生杨以其速生、丰产的优良性能在全国得到了快速发展，造林面积成倍增加［4］。目前，全国速生丰产林面积约600 万hm2，但杨树品种繁杂、良莠不齐，年平均生产力9 112 m3/hm2，远低于新西兰、瑞典、巴西等林业发达国家的水平［5-6］。根据目前林业发展的趋势，引进新的优良杨树品种是杨树发展亟待解决的问题，但速生杨品种较多，品种间的差异较大，新品种的盲目引进和推广势必为林业生产的发展带来一定损失，经验表明，只有经过试验示范，选择适宜当地自然环境及栽培模式的新品种，才能获得良好的经济效益。本试验中选择目前引种较多的20 个优良杨树无性系进行1年生扦插苗的栽植对比试验，栽植后4年对林分进行全面调查，以期获得各无性系品种的生长特性表现和差异情况，为指导试验区的杨树引进和栽培品种的选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为20 个国内外优良杨树无性系品种，依次标记为1～20 号。

表1 20 个杨树无性系名称及编号对照表Table 1 Comparison table of 20 poplar clones names and their numbers

1.2 试验地概况

试验地位于山东省东南部的费县，地处北纬35°1＇～35°33＇，东经117°36＇～118°19＇，属低山丘陵区，土质为沙壤土。平均气温为13.4℃，极端最高气温为39.1℃，极端最低气温为-18.3℃，年平均降水量为856.4 mm，最大降水量为1 249.2 mm，最少年降水量524 mm，降水量的75%在汛期，形成春旱、夏涝、秋又旱的特点。

试验林于2008年3月营造，利用的20 个杨树无性系1年生扦插苗胸径为2 cm 以上，苗高为2～3 m。采用完全随机区组试验设计，每个品种3 个区组、每小区9 株，3 次重复，造林株行距3 m×5 m。造林后进行正常的人工管理。

1.3 研究方法

2 结果与分析

2.1 不同杨树无性系胸径生长量分析

2.1.1 不同杨树无性系带皮和去皮胸径生长量比较

对不同杨树无性系5年生苗带皮和去皮胸径进行测量，绘制柱形图见图1。从图中可以看出，各无性系的胸径生长量存在显著差异;带皮胸径变动范围在7.66～11.62 cm，去皮胸径的变动范围在7.08～10.28 cm;带皮胸径生长量最大的系号依次为中驻6 号、50 杨、桑迪，去皮胸径生长量最大的系号依次为中驻6 号、桑迪、NL351;带皮和去皮胸径生长量最低的均为中洛759、2001、I-107 号。带皮和去皮胸径所反映的各无性系间胸径生长量差异情况基本一致，即胸径生长量最高的为中驻6 号，生长量最低的为中洛759。

2.1.2 不同杨树无性系胸径生长量比较

对各无性系5年生苗平均带皮胸径进行多重比较，结果如表2 所示。根据杨树无性系间胸径生长量差异1%显著水平的字母标记，可以看出中驻6 号与中洛759之间，及两系号与其他无性系之间均有极显著差异;50 杨与桑迪、NL351、中驻1、W141、黑2 和L35 间无极显著差异，与其他无性系间差异极显著;中菏1 号、I-351、102 、W07、109、W03、I-108、中林23 间无极显著差异;中林23、2001、I-107、T26 间无极显著差异;中驻6 号胸径生长量明显优于其他所有无性系。

图1 20 个杨树无性系5年生苗带皮、去皮胸径生长量Fig.1 DBH growing amount in and out bark of 5a seedling of 20 poplar clones

表2 20 个杨树无性系5年生苗胸径、树高、材积生长量差异显著性表Table 2 DBH，height and volume comparisons of 5-year-old seedling of 20 poplar clones

2.2 不同杨树无性系树高生长分析

2.2.1 不同杨树无性系树高生长比较

如表2 所示，对各无性系5年生苗的树高进行多重比较，结果表明，树高生长量在不同杨树无性系间具极显著差异(P=0.000 1)。5年生苗树高生长量最高的为中驻6 号和102，均为11.3 m，生长量最低的为I-107，只有8 m。中驻6 号与102 无极显著差异，与其他无性系差异极显著;桑迪、中菏1 号、W141 间无极显著差异，与其他无性系差异极显著;W07、2001、NL351、W03、109、中驻1 号、黑2、I-351 间无极显著差异;I-108、中洛759、T26、中林23 间无极显著差异;I-107与其他各无性系间差异极显著。

2.2.2 不同杨树无性系树高和胸径生长相关性比较

将各无性系的胸径和树高列入同一坐标系，得到各系号5年生苗胸径和树高生长关系(图2)，从图中可以看出，各系号胸径和树高的生长均存在一定的相关性，根据这个特征可以针对目的无性系进行调查，利用胸径和树高的数据建立胸径树高关系曲线，为今后立木材积的估算提供依据。

图2 20 个杨树无性系5年生苗树高和胸径生长相关性Fig.2 Height and DBH growth correlation of 5a seedling of 20 poplar clones

2.3 不同杨树无性系材积生长分析

2.3.1 不同杨树无性系材积生长量比较

如表2 所示，20 个杨树无性系5年生苗带皮材积在各无性系间存在显著差异(P=0.000 1)。材积的变动范围在20 716.19～54 021.87 cm3，生长量前3 位的无性系为中驻6 号、50 杨和NL351，其中材积生长量最高的是中驻6 号，达到5 4021.87 cm3;材积生长量较低的无性系为T26、I-107 和中洛759，其中生长量最低的为中洛759，仅有20 716.19 cm3。根据各杨树无性系间材积生长量差异1%显著水平的字母标记，可以看出，中驻6 号材积生长量明显高于其他无性系，与其他无性系间存在极显著差异;50 杨和NL351 间不存在极显著差异，但与除桑迪外的其他无性系间差异极显著;W07、109、W03、I-351、I-108、L35、102 间不存在极显著差异;T26、I-107 和中洛759 间不存在显著差异，与其他无性系间差异极显著。

图3 20 个杨树无性系5a 生苗材积生长曲线Fig.3 Volume growth curve of 5a seedling of 20 poplar clones

2.3.2 不同杨树无性系材积生长曲线比较

根据树干解析的结果计算出各无性系每年的材积生长量，绘制各无性系的材积生长曲线(第5年材积为去皮材积)，如图3 所示。从图中可以看出，各无性系均呈现J 型增长。一年生扦插苗材积差异不大，扦插后的2年各无性系生长量均比较缓慢，从第4年开始各无性系的生长量大幅增加，各无性系间差异逐渐拉大，材积曲线出现大幅上扬和交叉。根据图中曲线分布可以看出，20 个无性系中，5年生苗去皮材积生长量最低的为I-107，最高的为中驻6号。

2.3.3 不同杨树无性系材积连年生长量比较

图4 20 个杨树无性系5年生苗连年生长量Fig.4 Continuous annual growth amount of 5a seedling of 20 poplar clones

连年生长量指林木生长进程中各年度的当年生长量，一般林木材积的连年生长量幼年时低，随后逐年增大，一定年龄达到峰值，随着林龄增长，通过生长高峰期后，连年生长量下降，本试验中的各杨树无性系均为5年生苗，就杨树生长总体来看尚处幼龄期。从图4 中可以看出，各无性系连年生长量均呈递增趋势，1年生苗栽植后的两年生长量较低，随后大幅增长，说明了无性系经过缓苗期后，逐渐适应了当地的立地条件并开始迅速生长;第1年时各系号间差别不大，随着年龄的增加，材积连年生长量差异逐渐增大，至第5年材积连年生长量已达到差异显著水平。无性系3 中驻6 号连年生长量明显高于其他无性系，1 号T26 明显低于其他无性系;中驻6 号、黑2、NL351、50 杨、L35 第5年连年生长量递增明显，说明这些无性系连年生长量处在显著上升阶段;T26、W07、中驻1 号第5年连年生长量与第4年差别不大，但他们的共同点是第4年连年生长量较第3年差别大，说明这几个系号的连年生长量虽仍在增长，但已逐渐趋于稳定等接近峰值。

2.3.4 不同杨树无性系带皮、去皮实验形数比较

树干材积与比较圆柱体体积之比称为形数［7］。实验形数是我国南京林业大学林昌庚教授根据正形数设计出的，是用以测算树干干形饱满度的指标［8］。理论上实验形数具有正形数不受树高影响和胸高形数测算较容易的优点，并且实验形数的稳定性较好［9-10］。根据实验形数的定义，有

式中:f∍——实验形数，V——树干材积，g1.3——胸高断面积，h——树高。

分别计算带皮和去皮实验形数，并绘制柱形图(图5)。

图5 20 个杨树无性系5年生苗带皮、去皮实验形数比较Fig.5 Comparison of experimental form in and out bark of 5a seedling of 20 poplar clones

从图中可以看出，由于带皮和去皮材积以及相对应的胸高断面积的差异，使得各无性系的带皮和去皮实验形数不尽相同，从而说明树皮对树干的形状有一定影响;但无论带皮实验形数还是去皮实验形数，所反映的各系号实验形数变动趋势存在显著的一致性，说明各无性系干形虽均受到树皮的影响，但这种差异在对不同无性系干形进行比较时基本可以忽略，利用带皮或去皮实验形数都可以反映各无性系的干形差异。从图中可以看出，20 个无性系的带皮实验形数的变动范围在0.273～0.399，去皮实验形数的变动范围在0.281～0.392;实验形数反映的是树干的饱满程度，实验形数越大则树干饱满度越高，故各无性系中树干饱满度最高的为13 号无性系2001，饱满度最低的为2 号无性系102。

3 结论

林木胸径、树高和材积生长量是反映林木生长特性的重要指标，通过对20 个杨树无性系进行胸径、树高和材积3 方面的差异性比较，可以综合反映20 个杨树无性系在试验地区的生长特性表现情况，为今后的试验区目的无性系选用和推广提供依据。结果表明，20 个杨树无性系中，胸径、树高、材积生长量均在各无性系间表现出极显著差异。中驻6 号胸径生长量明显优于其他所有无性系，I-107、T26、中洛759 胸径生长表现较差;5年生苗树高生长量最高的为中驻6 号和102，生长量最低的为I-107;材积生长量最高的是中驻6号，达到54 021.87 cm3，明显高于其他无性系，与其他无性系间存在极显著差异，材积生长量较低的无性系为T26、I-107 和中洛759，其中生长量最低的为中洛759。综合来看，中驻6 号为最适于试验地区推广栽植的无性系，50 杨、桑迪、NL351 表现也较好，可供选择;I-107 和中洛759 不宜在试验区栽植。

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