15个杨树新品系苗期耐寒试验研究

赵玉恒，贯春雨，王福森，李树森，李晶

(黑龙江省森林与环境科学研究院,黑龙江 齐齐哈尔 161005)

15个杨树新品系苗期耐寒试验研究

赵玉恒，贯春雨，王福森，李树森，李晶

(黑龙江省森林与环境科学研究院,黑龙江 齐齐哈尔 161005)

采用超低温冷冻储存箱，在-40 ℃时，设置3、5、7 d等3个时间梯度，以电解质渗出率作为抗寒指标，对15个杨树参试品种(品系)进行室内耐寒试验，以扦插成活率为指标，进行冷冻恢复试验。结果表明，在-40 ℃时，各参试品种(品系)的耐寒能力由高至低的顺序依次为031357>小黑杨>东风岗1号杨>031950>041710>2111>78-25>A5-10>043136>031622>041931>030703>041131>031201>040903，不同冷冻时间电解质渗出率由低至高的顺序为3 d >5 d>7 d；以扦插成活率为指标，各参试品种(品系)冷冻后恢复生长扦插成活率由高至低的顺序依次为041931>78-25>2111>小黑杨>031622>东风岗1号>031950>031357>030703>043136>041710>041131>040903>A5-10>031201；不同冷冻时间冷冻恢复生长扦插成活率由高至低的顺序依次为3 d>5 d>7 d。

杨树；耐寒；电导率；电解质渗出率；生长恢复

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

杨树具有生长快、易繁殖、适应范围广、抗逆性强、木材产量高、分布及用途广等优良特性，是平原地区主栽树种之一。黑龙江省是我国森林资源大省，其中杨树种植面积和木材产量所占比重很大，很多自主杂交和从国内外引入的杨树品种(品系)因不能忍受低温而遭淘汰，因此，耐寒是该区域杨树良种选育的重要指标[1-6]。树木遭受低温侵害后细胞膜透性显著提高，因此，可以根据细胞膜透性的变化来作为鉴定种或品种抗寒力的指标。在试验室内采用超低温冷冻储存箱进行苗期耐寒试验，根据电解质渗出率和冷冻恢复扦插试验可以早期初步判断品种(品系)的耐寒能力，为所选品种的早期选择和适生区域的划分提供科学依据。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

试材取自黑龙江省森林与环境科学研究院绿源基地杨树苗木繁育圃，选择15个苗期和大树均表现较好的1年生扦插苗，以小黑杨为对照，详见表1。

表1 参试杨树品种(品系)及来源

*雄花经秋水仙素处理

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采用完全随机区组设计，温度在-40 ℃时设置3 d、5 d和7 d三个时间梯度，参试品种(品系)15个，以小黑杨为对照，3次重复，测定各参试品种(品系)电解质渗出率和冷冻恢复扦插成活率。

1.2.2 电导率测定 选择生长健壮、无病虫害的当年生扦插苗，剪下20 cm长的梢头作为电导率测定试材，余下地上部分用于冷冻恢复扦插试验。一切容器和用具事先均用蒸馏水和重蒸馏水冲洗干净。将试材在室温下解冻0.5 h，用自来水反复冲洗晾干，按0.2～0.3 mm剪片。用METTLER AE200电子天平精确称取3 g，每时间梯度重复3次，共9份。称出的试样先用蒸馏水洗二次，再以重蒸馏水冲洗二次，晾干后放入洁净的50 mL的三角瓶中，并加盖瓶塞，按设计将试样分别标记好，同时放入-40 ℃超低温冷冻储存箱中冷冻，分别于3 d、5 d和7 d后取出，在室温或恒温20 ℃下解冻30 min，每瓶加30 mL重蒸馏水，加盖瓶塞静置12～18 h待测，用DDS-307型电导率仪分别测定并记录上述浸提液电导率，以代表试样的电解质外渗值。将测定过的样品放入100 ℃的HH-6恒温水浴锅中煮沸10～15 min，静置12～18 h，再测定并记录其煮沸电导率，以代表试样中电解质的总含量，计算电解质渗出率。

计算公式：

1.2.3 冷冻恢复扦插试验 将种条剪成12 cm长插穗，用蒸馏水洗净后做好标记，用塑料袋包好，与上述试验材料同时放入同时取出。在温室内作低床，将营养杯装上沙壤土，按行摆好后浇透水待用。插穗取出后在室温下恢复8 h，按试验设计扦插于营养盒内，并按品种标记好位置，观察并记录其生长情况。

2 结果与分析

2.1 自然条件下不同品种(品)电解质渗出率比较

对各参试品种(系)自然状态下的电解质渗出率进行测定(表2)，以电解质渗出率为抗寒性指标，抗寒能力由高到低的顺序为小黑杨(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%)>东风岗1号杨(38.94%)>031950(39.29%)>040903(39.84%)。结果表明，在自然状态下所有参试品种(品系)的平均电解质渗出率为31.61%，未有超过40%的品种(品系)，苗期均可安全越冬。

2.2不同冷冻时间对不同品种(品系)电解质渗出率的影响

用SPSS统计分析软件对各参试品种(品系)的电质渗出率进行方差分析(表3)，结果表明，品种(品系)间和时间间均存在极显著差异，区组间差异不显著。

表2 抗寒性试验电解质渗出率方差分析

注：检验值0.000为99%可靠性(即0.01水平)有差异，检验值0.005为95%可靠性(即0.05水平)有差异。

以电解质渗出率作为抗寒指标，在-40 ℃时，各参试品种(品系)的耐寒能力由高至低的顺序依次为031357>小黑杨>东风岗1号杨>031950>041710>2111>78-25>A5-10>043136>031622>041931>030703>041131>031201>040903。为进一步检验不同品种(品系)间存在的差异，我们进行了多重比较(表4)，结果表明，在低温处理后，各参试品种(品系)的电解质渗出率差异极显著。其中，031357、小黑杨和东风岗1号杨电解质渗出率最小，与其他品种间的差异极显著，说明抗寒能力最强，031950、041710、2111和78-25抗寒能力较强，A5-10、043136、031622和041931抗寒能力中等，其余相对较弱。

表3不同品种(品系)电解质渗出率多重比较

品种(品系)电解质渗出率/%显著性/F=41．458∗∗0．050．011234561234567803135737．896aA小黑杨38．161aAB东风岗1号杨40．579bABC03195041．336bcBC04171041．529bcC211141．933bcC78-2543．426cCDA5-1046．081dDE04313647．508dE03162248．234dEF04193148．523dEFG03070351．026dFGH04113151．691dGH03120153．194deH04090354．297eH

以电解质渗出率作为抗寒指标，在-40 ℃时，不同冷冻时间电解质渗出率由低至高的顺序为3 d >5 d>7 d。为进一步检验不同冷冻时间间存在的差异，我们进行了多重比较(邓肯法)，结果表明(表4)，冷冻3 d和5 d间的电解质渗出率几乎无差异，与冷冻7 d间的电解质渗出率差异极显著。

表4 不同冷冻时间电解质渗出率多重比较表

从整体看，低温冷冻时间长短对电解质渗出率的影响较大，在试验温度-40 ℃冷冻3 d后，15个参试品种(品系)只有040903(50.08%)1个品系电解质渗出率高于50%，冷冻5 d后， 040903(50.32%)和031201(50.71%)2个品系高于50%，冷冻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%)、东风岗1号杨(51.51%)9个品种(品系)高于50%，结果表明，相同温度冷冻时间越长，电解质渗出率越高，在-40 ℃冷冻时间达7 d时，电解质渗出率会明显提高，抗寒能力强的品种相对较低，抗能力弱的相对较高，但对大多数参试品种(品系)的苗木不会造成严重伤害。

2.3不同冷冻时间对不同品种(品系)冷冻恢复扦插成活率的影响

试验结果表明，以扦插成活率为指标，在-40 ℃时，不同品种(品系)间和不同冷冻时间间冷冻后恢复生长扦插成活率均达到极显著水平(表5)。各参试品种(品系)冷冻后恢复生长扦插成活率由高至低的顺序依次为041931>78-25>2111>小黑杨>031622>东风岗1号杨>031950>031357>030703>043136>041710>041131>040903>A5-10>031201；各冷冻时间间冷冻后恢复生长扦插成活率由高至低的顺序依次为3 d>5 d>7 d。

表5 不同冷冻时间生长恢复试验成活率方差分析结果

注：检验值0.000为99%可靠性(即0.01水平)有差异，检验值为0.005为95%可靠性(即0.05水平)有差异。

为进一步验证品种间冷冻恢复扦插成活率的差异，我们进行了多重比较(表6)，结果表明，041931、78-25、2111、小黑杨、031622、东风岗1号杨、031950和031357间差异不显著，扦插成活率较高，说明其抗寒能力较强。

表6 不同品种(品系)冷冻恢复试验扦插成活率多重比较结果

为进一步验证不同冷冻时间对各参试品种(品系)冷冻恢复扦插成活率的影响，我们进行了多重比较(邓肯法)(表7)，结果表明，冷冻3 d、5 d与7 d间差异极显著，说明相同温度冷冻时间越长，扦插成活率越低。

表7 不同冷冻时间生长恢复试验扦插成活率多重比较结果

注：检验值0.000为99%可靠性(即0.01水平)有差异，检验值0.005为95%可靠性(即0.05水平)有差异。

3 结论与讨论

3.1 测定结果表明，抗寒能力与电解质渗出率成反比，电解质渗出率低于50%不会造成伤害，在缓慢解冻后均可恢复正常生长。本试验各参试品种(品系)自然状态下电解质渗出率为23.35%～39.84%，苗期均可安全越冬。

3.2 在黑龙江省平原地区，历史最低温度一般在-35 ℃左右，个别地区极端低温达-40 ℃左右，且持续时间不会超过3 d。我们将试验温度设定为-40 ℃，设置3 d、5 d和7 d三个时间梯度。抗寒能力强的品种(品系)电解质渗出率为37.9%～41.9%，由低至高依次为031357、小黑杨、东风岗1号杨、031950、041710、2111，抗寒能力较强的品种(品系)电解质渗出率为43.4%～48.5%，由低至高依次为78-25、A5-10、043136、041622和041931，抗寒能力一般的品种(品系)电解质渗出率为51.0%～54.3%，由低至高依次为030703、041131、031201和040903。电解质渗出率与冷冻时间成正比，其中，在5 d以内差异不显著，达7 d时差异极显著，抗寒能力强的品种电解质渗出率在50%以下，抗寒能力弱的品种在50%以上。

3.3 抗寒能力强的品种(品系)冷冻后扦插成活率较高，反之亦然；冷冻时间对扦插成活率影响较大，冷冻时间越长扦插成活率越低，反之亦然。本试验抗寒能力强的品种在-40 ℃冷冻7 d后扦插成活率仍在50%以上，由高至低依次为041931、2111、78-25、小黑杨和东风岗1号杨，抗寒能力较强的品种在-40 ℃冷冻5 d扦插成活率在50%以上，由高至低依次为031622、041131、031950和031357，抗寒能力中等的品种在-40 ℃冷冻3 d扦插成活率在50%以上，由高至低依次为A5-10、041710、030703、043136，抗寒能力一般的品种(品系)在-40 ℃冷冻3 d扦插成活率在50%以下，由高至低依次为040903和031201。

[1] 张洁,张钢,李金花，等.电导法和电阻抗图谱法测定脱锻炼期间欧美杨×大青杨F 1 子代抗寒性[J].植物生理学报,2012, 48 (1): 44-50

[2] 王明庥,黄敏仁,陈道明,等. 黑杨派无性系的抗寒性研究[J].南京林产工业学院学报,1982(4):105-110

[3] 朱湘渝,王瑞玲,佟永昌,等.欧美杨新品种抗寒性的研究[J].林业科学研究,1990(5):487-490

[4] 林善枝,张志毅.杨树抗冻性的研究现状[J].植物学通报,2001,18(3):487-490

[5] 姜兴林,吕荣江,张雪松,等.九个不同产地的大青杨抗寒性研究[J].林业科学研究,1991,4(5):574-577

[6] 李晶,王福森,李树森,等.几个杨树新品系抗寒性测定试验[J].防护林科技,2012(1):59-61

[7] 陈华豪,丁华豪,丁思统,等.林业应用数理统计[M].辽宁:大连海运学院出版社,1988

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

赵玉恒(1965-),男,黑龙江望奎人,硕士,高级工程师,现从事森林保护研究.