中雄4号杨选育研究

李晶，王福森，李树森，贯春雨，王红梅

(1.黑龙江省森林与环境科学研究院, 黑龙江 齐齐哈尔 161005；2.齐齐哈尔大学生命科学与农林学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

杨树是人们生活中最为熟悉的树种之一，是一个历史悠久、广分布范、种类繁多且与人民经济生活有特别密切关系的树种[1]。因其速生、丰产且材质优良，在改善和提高人们生活水平方面发挥重要作用。中国杨树育种工作始于20世纪40年代，但真正有计划的杨树育种研究是从50年代开始的[2，3]。经几代育种人的努力，选育出的新品种材积平均生长量提高了10%～20%。黑龙江省松嫩平原及三江平原幅员辽阔，土层深厚，适宜杨树生长。因气候及立地条件等因素限制，各地适宜栽培的杨树基因资源相对较少，且多数品种栽培区域较窄，满足不了适地适树的要求，仍需通过杂交、引种、选种及转基因等科学手段，在不同栽培区筛选出更多适宜的杨树新品种，达到多品种造林的需求。我们于1997年从中国林业科学研究院林业研究所引入美洲黑杨×甜杨无性系39个，经苗期筛选、品系评比、区域化试验与示范、抗逆性试验等科学手段，历时20年，成功筛选出杨树新品种中雄4号杨。在区域化试验林内，10年生以上时中雄4号杨比对照品种小黑杨材积生长量提高69%～152%，适合在松嫩平原及环境相似的三北地区大面积推广应用。

1 亲本来源与优良无性系筛选

1.1 亲本来源

1997年，我们从中国林业科学研究院林业研究所引入美洲黑杨×甜杨无性系39个。见表1。

表1 引种美洲黑杨×甜杨杂交无性系名录

注：※编号A5-10为中雄4号杨，以下均称中雄4号杨

1.2 苗木繁育

表2 各年度繁育品系数量

在齐齐哈尔绿源林业科技示范基地(以下简称绿源基地)苗木繁育圃内进行扦插繁殖，当年成活并保留22个品系，6年后淘汰生长不良的品系，只剩中雄4号杨和A7-13两个品系，各年度繁殖情况见表2。

1.3 苗期生长节律调查

以小黑杨为对照，我们对中雄4号杨、A5-13当年扦插苗进行了生长节律调查，见表3。

表3 几个杨树品种苗期高生长量统计表 cm

结果表明，1年生中雄4号杨苗高和地径生长量与小黑杨相近，其同品系A5-13生长量远低于中雄4号杨和对品种小黑杨。小黑杨高生长速生期在8月中旬左右，径生长速生期在7月中旬至8月上旬，中雄4号杨高生长速生期在7月下旬至8月上旬，径生长速生期在8月中旬左右，在此期间加强水肥管理可提高苗木质量。

2 基因资源保存

2003年，在绿源基地建立杨树基因库1处，收集187个杨树品种(系)，其中，定植中雄4号杨23株，造林成活率和保存率均为100%，长势良好，无严重病虫危害，在2004年极特殊干旱年份(年降水量294.6 mm)无干梢现象。15年生中雄4号杨树高、胸径和材积生长量分别为17.13 m、19.7 cm和0.251 4 m3，分别比对照品种小黑杨高43.59%、62.01%和253.59%。见表4。

表4 杨树基因库部分品种(品系)秋季调查表

注：林龄14 a

3 形态特征与物候期

3.1 形态特征

中雄4号杨为雄株，树冠窄卵形，树干通直，树皮浅黄绿色，基部浅纵裂，分枝角适中。短枝叶卵圆形，尾尖，基部微心形。叶片长度与其最大宽度的比值为1.2～1.5。雄花紫红色，小花36～40朵。萌枝叶阔卵形，叶面不平整，叶脉处下凹。叶缘微波浪状，边缘有较密圆齿状锯齿。1年生萌条具中棱5～6条，生长期苗茎绿色，秋冬季中上部紫红色。气孔白色，圆形或短线形。叶片长4.9～12.6 cm，宽4.3～12.3 cm，叶脉5～7对。叶柄向阳面紫红色。芽红褐色，卵形或长卵形，饱满，帖生，渐尖，有粘脂。

3.2 物候期

2009年，我们对绿源基地杨树基因库内部分杨树品种(品系)进行了物候观测。由表5可知，中雄4号杨在齐齐哈尔地区4月中旬花芽膨大开裂，4月下旬开花，4月末至5月上旬展叶，8月中上旬封顶，9月下旬叶全变色，10月上旬落叶，生长期132 d以上，与青山杨物候一致，与小黑杨物候接近，比银中杨落叶早。中雄4号杨属于发芽和落叶均较早品种，适合在北方寒冷的气候条件下正常生长。

表5 杨树基因库部分品种(品系)物候观测记录表 日-月

4 区域化试验与示范

中雄4号杨适合在温和、半湿润、半干旱气候条件下的沙壤土、黑土及草甸土上生长。选用 2根 1干、 2根 2干苗或2年生母根造林。密度可选用 2 m×4 m、3 m×4 m、4 m×4 m等规格。该项试验研究重点定位在黑龙江省中西部松嫩平原地区，主要有龙江县错海林场、富裕县富裕林场、齐齐哈尔绿源基地和大庆市大同区红旗林场。各地主要气象因子见表6。

表6 区域化试验与示范林区主要气象因子

2016年，我们对各地试验林内中雄4号杨及对照品种小黑杨进行了生长情况调查，见表7。

表7 各地区域化试验与示范林生长情况

由表7可知，中雄4号杨在10年生以上生长优势显著，比当地主栽品种小黑杨材积生长量提高69%～152%，是营造速生用材林的优良杨树新品种。

区域化试验与示范结果表明，中雄4号杨适合在我省松嫩平原中、西部地区及气候条件相似的三北平原地区栽培。

5 抗逆性

我们主要针对中雄4号杨的抗寒、耐旱、耐盐碱和抗病虫进行研究。

5.1 抗寒

在试验室内，设置-25 ℃、-30 ℃、-35 ℃和-40 ℃四个温度梯度，采用超低温冷藏箱对8个杨树品种(品系)进行耐寒性测定。用DDS-307型电导率仪测定参试品种(品系)的电导率，计算电解质渗出率作为抗寒性指标，我们采用LSD法进行了多重比较，见表8。

表8 不同品种电解质渗出率多重比较表

结果表明，不同低温处理后，各参试品系的电解质渗出率差异极显著。电解质渗出率由大到小依次为10>小黑杨>030703>031950>黑青杨>2111>98-68-200>中雄4号。其中，中雄4号电解质渗出率最低，证明其抗寒能力在参试品种(品系)中最强。在做电导率测定试验的同时，我们进行了冷冻恢复试验。结果表明，参试品种(品系)穗条冷冻后，在水培初期，萌芽时间延长，放叶时间也相应推迟，温度越低延长的时间就越长一些，但都能恢复生长，未出现冻害和死亡现象。至水培生根放叶生长一个月后，冷冻穗条的生长与对照基本无明显差异。说明包括中雄4号在内的各参试品系在经历最低-40 ℃时都能恢复正常生长，无冻害发生。

5.2 耐旱

据2003—2012年齐齐哈尔的降水情况，2004年降水量和生长期降水量分别为近10年平均值的63.6%和60.5%，从2004年月降水量看，6月和7月生长期降水不足100 mm，分别比近7年生长期平均降水量少22.2%和27.8%，蒸发量则分别高4.3%和7.4%。2005年年降水量总体不少，但秋季9月和10月降水量仅15.1 mm，造成严重秋旱，使绿源基地评比林内部分浅根性及速生性品种(品系)因缺水而无法将水分运输到树梢，轻者枯梢，重者致死，而中雄4号杨在这种恶劣环境下仍能正常生长，说明它具有较强的抗旱能力。

5.3 耐轻度盐碱

在绿源基地，选用黑土、盐碱土及园土做扦插基质，试验地土壤为对照，黑土单独作为一个重复，盐碱土与园土按比例配制，分别为1∶5、1∶4、1∶3、1∶2、1∶1。参试品种中雄4号、LB1、LB2，以小黑杨为对照，在大花盆内进行扦插试验。见表9。

表9 不同品种(品系)在不同扦插基质内扦插成活和保存情况 %

各参试品系在普通土和黑土中扦插成活率与保存率均达90%以上，当盐碱土与园土以不同比例混合后，各参试品系扦插成活率和保存率均不同程度受到影响，且随盐碱土的比例提高，成活率和保存率均不同程度下降，当盐碱土超过三分之一时，成活率和保存率均为零。结果证明，中雄4号杨耐轻度盐碱，适宜的土壤pH值8.65以下，忍耐pH值为范围为8.65～9.05，超过9.05时达到半致死或致死。

5.4 抗病虫

中雄4号杨苗期对杨黑斑病、灰斑病、青杨叶锈病等病害及白杨叶甲、柳蓝叶甲、柳金刚钻、潜叶跳象、刺蛾及潜叶蛾等虫害抗性较强，无严重受害现象；幼林期对主要枝干害虫(有杨干象、青杨天牛、白杨透翅蛾)及主要叶部害虫(有潜叶跳象)抗性较强。幼林期对溃疡病、破腹病、烂皮病等主要干部病害和锈病、灰斑病等主要叶部病害抗性较强。在早春寒冷的特殊年份，中雄4号杨大苗基部有轻微日灼现象，可采用苗茎基部涂白等措施进行防控。

6 材性

中雄4号杨材质优良，纤维长度为1 351 μm，长宽比为64.2，水分、灰分及总木素含量低于小黑杨，材质洁白，轻软，11年生时木材气干密度为0.41 gcm-3，适合用于营造纸浆等工业用材林、农田防护林及园林绿化。

7 小结

平原地区适合杨树生长，因地理位置、气候、土壤及立地条件等诸多因素限制，多数地区造林品种单一，易造成病虫害大面积发生，严重影响木材质量和产量。我国杨树良种选育研究工作始于20世纪50年代，20世纪70年代通过杂交育种、引种及选种的方式在我国选育出群众杨、小黑杨、北京杨、合作杨、小意杨、白城杨、昭林杨等品种，并大面积推广。20世纪80年代初引进并推广了I214杨、沙兰杨、I69杨、I72杨，同时对我国乡土杨树种质资源进行了系统的遗传变异研究，并开始系统收集和研究国外杨树资源。本研究基于北方寒冷的气候特点及平原地区立地条件，从中国林业科学研究院引入杨树杂交无性系，在黑龙江省不同栽培区进行区域化试验与示范，成功筛选出杨树新品种中雄4号杨，为实现多品种造林、有效降低病虫危害、提升木材质量和产量提供了保障。中雄4号杨具有速生、材质优良、抗寒、耐旱、耐轻度盐碱、抗病虫等优良特性，无性繁殖容易，区域化试验与示范林生长稳定，林分整齐，是优等的纸浆材工业原料，还是营造速生丰产林、防护林及园林绿化的优良品种。适合在松嫩平原及环境相似的三北地区大面积推广应用。