安庆地区杨树优良无性系选育初报

2019-07-07苗婷婷吴中能于一苏刘俊龙曹志华

四川林业科技 2019年5期

苗婷婷，吴中能，于一苏，刘俊龙，孙慧，曹志华

(安徽省林业科学研究院，安徽合肥 230031)

杨树具有速生、适应性强、分布广、易无性繁殖等优点，是安徽省主要的用材树种之一，安徽省杨树推广面积在2014年达到 886 666.67 hm2，占全省林业用地面积近1/5。目前杨树产业发展受到了多方面的制约，主要问题有杨树飘絮污染生态环境、多代无性繁殖出现品种生理老化、性能退化等[1]。解决这些问题最有效、最根本的办法就是要进行杨树的遗传改良和新品种选育[2～3]，选育既速生、丰产、优质又无飞絮的雄性杨树优良无性系，逐步取代现有飞絮品种。

安徽省林科院和中国林科院合作，自2002年以来一直从事于雄性杨树选育与应用研究工作。江淮1号杨、江淮2号杨是通过人工控制授粉水培杂交后经苗期多次选择，从20个系号中筛选出的表现良好的雄性杨树无性系。江淮1号杨母本为美洲黑杨55号杨，(Populus deltoides cl.’55/65’)，该品种干挺拔圆满，速生性好，较抗光肩星天牛，并且在华北地区的造林成活率较高，父本为美洲黑杨S3226(Populus deltoids ‘3226’)，生长迅速，材质优良，抗性强。江淮2号杨母本为美洲黑杨55号杨，父本为美洲黑杨10/17杨，(Populus deltoides cl.‘10/17’)。2007年、2008年项目组分别在安徽省蚌埠市淮上区、桐城市新安镇、安庆市大观区营造三片区试林，本文对安庆试验林的18个杨树无性系进行11年的跟踪调查，比较了各无性系间的生长能力，分析其生长性状遗传变异性，并对它们的生长适应性进行了综合评价，现将初步研究结果总结如下。

1 试验地概况

安庆市大观区地处安徽省安庆市区西部，南濒长江，东与迎江区毗邻，E116°59′03″，N30°29′03″。属北亚热带湿润季风气候，年均气温16.6 ℃，多年平均极端最高气温为39 ℃，极端最低气温为 -7.6 ℃，年均日照时数 1 976.3 h，年均降水量 1 390 mm，年均蒸发量 1 476 mm，无霜期248 d。四季分明，气候温和，雨量适中，霜少雪稀。试验地位于大观区海口镇南埂村南埂林场，是受长江与皖河冲击而成的滩地，土壤为冲积潮土类，土层深厚，质地砂壤，肥力中等。林地存在季节性上水。

2 材料与方法

2.1 试验材料

2008年4月在安徽省安庆市大观区海口镇南埂村南埂林场采取植苗造林方式营造区域化试验林，主要有15-129( 江淮1号杨)、17-57( 江淮2号杨)、17-58(黄淮3号杨)、4-20、17-169等18个无性系，以I-69杨、皖林1号(Z3)作为对照，皖林1号是安徽省林业科学研究院于2000年左右选育出的速生、高效的雌性杨树品种。采用完全随机区组设计，5～10株一小区，3次重复。造林密度4 m×8 m，长方形配置，行向顺水流方向。造林当年溃疡病严重，成活率不高，第2年春季进行了补植。每年年末对试验林进行年终调查，包括胸径、树高及病虫害发生情况等。试验林采取常规管理，前3年实行林粮间作，以耕代抚，主要农作物为小麦、油菜。

2.2 数据处理

用DPS软件进行单因素Duncan新复极差法方差分析和主成分分析，并利用隶属函数法[4-5]对各无性系生长适应性进行综合评价，遗传性状分析参照沈熙环编著的林木育种学[6]。主要计算公式如下[7]：

(1)材积计算公式

V=0.19328321D2H+0. 007734354DH +0. 82141915D2

(1)

(2)

(3)

(4)

(Xj为第j个因子的得分值；Xmax和Xmin分别为第j个因子得分的最大值和最小值)

(5)

(Wj表示第j个公因子在所有公因子中的重要程度，Pj为各无性系第j个公因子的贡献率)

(6)

(D为用综合指标评价所获得的各无性系生长适应性综合评价值)

3 结果与分析

3.1 各无性系保存率和生长进程

各无性系的保存率及生长进程详见表1，由表1可知，18个无性系的平均保存率为55.74%，其中江淮1号杨(15-129)的保存率最高，为95%，17-169的保存率最低，为11.5%。试验林平均保存率较低的主要原因是溃疡病发生和每年6—8月份林地季节性上水，造成部分无性系因抗病性、耐涝性差保存率较低。而江淮1号杨保存率最高说明其对溃疡病有较强抗性和耐涝性。各无性系胸径、树高生长量最大值多出现在造林后第2～5年，连年生长量分别达到3.8 cm～5.7 cm、3.3 m～4.5 m。其中，江淮1号杨、江淮2号杨胸径、树高的连年生长量均较高，最大连年生长量分别是 5.1 cm、3.7 m和5.3 cm、3.5 m，分别比I-69杨高出10.9%、12.1%和15.2%、6.1%。后期连年生长量虽有所减小，但一直在稳定增长。江淮1号杨和江淮2号杨胸径、树高得多年平均生长量为2.91 cm·a-1、2.14 m·a-1和2.59 cm·a-1、2 m·a-1，比I-69杨分别高出15.0%、14.4%和2.4%、7.0%，说明江淮1号杨、江淮2号杨有较大生长潜力。

3.2 各无性系生长量比较

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，能够反映无性系在试验地区的生长特性表现情况[8～9]。由表2可知，11年生的各杨树无性系中，江淮1号杨表现最好，胸径和树高为32.95 cm和25.6 m，比I-69杨分别高出16.64%和15.32%。18个杨树无性系的平均材积为0.5188 m3，超过平均值的无性系有10个，江淮1号杨的单株材积为0.6916 m3，高出平均值33.31%，高出皖林1号20.04%和I-69杨51.51%。江淮1号杨的理论蓄积量为217.8645 m3·hm-2、实际蓄积量为206.9715 m3·hm-2，均居首位，分别高出平均值33.31%和124.36 %。

表2 11年生各无性系生长量

Tab.2 Growth of each clone in 11 years

3.3 性别鉴定及耐水湿性观察

试验林2012年春始花。自2012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，同时结合桐城市、蚌埠市两片试验林开花特性，确定每个无性系的性别，本试验林中除江淮1号杨、江淮2号杨和17-169外，均为雌性。此外，因试验林地处长江流域外滩，每年6—8月会季节性上水，所以每年调查时都对试验林木的耐水湿性进行了记录，发现有的树皮出现了浸水开裂的现象。详见表3。

表4各无性系性别及树皮开裂情况统计表

Tab.4 Statistics on the sex and bark cracking of each clone

3.4 生长性状遗传变异分析

对试验林中11年生16个杨树无性系(对照除外)各生长性状遗传变异进行分析，结果见表4和表5。方差分析结果(见表4)显示，这16个杨树无性系胸径、树高和单株材积在无性系间都为极显著差异(p<0.0001)。各无性系生长性状存在不同程度的遗传变异，其中单株材积的变异系数远大于胸径和树高，胸径变异程度略高于树高，树高的变异系数较小，为6.37%。各生长性状重复力为59.3%～66.36%，均超过50%，说明各无性系的生长性状受到中等以上水平的遗传控制，具有较高的遗传稳定性。江淮1号杨单株材积相对于16个无性系平均值的遗传增益为13.81%，位列第一。

表4 16个杨树无性系11年生各生长性状方差分析

Tab.4 Variance analysis of growth traits in 11-year-old poplar clones

表5 16个杨树无性系11年生各生长性状遗传变异情况

Tab.5 Genetic variation of various growth traits in 11-year-old poplar clones

性状均值最小值最大值标准差变异系数/%重复力/%胸径/cm29.1822.4532.953.1810.9059.3树高/m23.420.125.61.496.3766.19单株材积/m30.51910.69160.27210.124523.9866.36

3.5 生长适应性分析

为了进一步研究杨树试验林中各无性系生长情况，本文采用DPS软件对18个无性系的6个指标(保存率、胸径、树高、材积、性别及耐水湿性)进行主成分分析，得到4个综合指标，其贡献率分别为47.89%、18.27%、16.02%和14.19%，累计贡献率为96.37%，其余可忽略不计。详见表6。根据贡献率大小可知各综合指标的相对重要性，再根据各综合指标的指标值，用隶属函数值和权重计算出各无性系生长适应性综合评价值(见表7)。

由表7可知，江淮1号杨的综合评价值D为0.8895，排名第1，表明其生长适应性是最强的，依次分别是17-58(黄淮3号)、H-17和江淮2号杨，综合评价值分别为0.7482、0.6561和0.6438，综合表现中上等，均超过皖林1号和I-69两个对照。

表6各综合指标系数及贡献率