杨树优良无性系‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’选育研究

吴中能 ，于一苏 ，苏晓华 ，刘俊龙 ，丁昌俊 ，苗婷婷

（1.安徽省林业科学研究院，安徽 合肥 230031；2.中国林科院林业研究所，北京 100091）

杨树是安徽省主要造林树种之一。上世纪80年代始，安徽省林业科学研究院参加由中国林科院主持的“欧美杨良种选育”“欧美杨胶合板材纸浆材新品种选育”等国家林业攻关项目，上世纪90 年代初承担世界银行贷款造林项目“欧美杨良种选育及推广”科研课题。先后鉴定了‘中涡1 号’等9 个杨树新品种，选育了‘皖林1 号’等5 个良种，杨树育种取得了丰硕的成果。特别是江淮流域，随着良种的推广，传统育种上存在的一些不足也逐渐显现：育种目标以通用性为主，未针对特定区域开展定向育种，过分追求速生，未能把抗逆性作为主要筛选指标，尤其未考虑花粉、种絮对环境污染；栽培品种主要为I-69 杨与I-63 杨子代，亲缘关系近，大面积种植易产生病虫害暴发，影响生态系统稳定性。

本次选育‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’的主要目的是解决江淮地区杨树主栽品种少、部分品种退化、林分结构稳定性较差、人工林生产力低下、飞絮现象严重等实际问题，按照生态育种原则和多阶段筛选程序，历经18 年研究，通过亲本选择、杂交、苗期选择和多点田间测试，结合速生性、丰产性、抗病性、木材品质、纸浆造纸性能等指标综合评价选育出的杨树优良新品种（无性系）。‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’继承了父母本美洲黑杨速生、干形通直圆满、适应性强等遗传特点，出材率高、材质佳，且具较强的抗病虫、抗风和耐水湿性能，可作为纸浆材、胶合板材培育，不仅适合在安徽省沿江、江淮、淮北平原栽植，也可在长江中下游至黄河以南平原区推广。‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’是针对江淮流域选育的新品种，适应安徽省发展，其作为雄性不飞絮品种，可为江淮地区杨树品种更新换代提供良种，对于有效控制杨树春季飞絮、减少环境污染具有重要意义。

1 试验地概况

‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’等无性系苗期试验地位于安徽省林科院合肥苗圃，区试林位于蚌埠市淮上区小蚌埠镇金台村、桐城市新安镇龙潭村、安庆市大观区南埂林场。试验地概况见表1。

表1 试验地概况

2 材料与方法

2.1 试验材料

2002 至 2004 年课题组采用 50×15、50×河南4 号、50×10/17、50×4 四个杂交组合，获得杂交苗5 000 余株，经3 次强度筛选，筛选出24 个优良无性系：50×15 组合有5 个系号，分别为15-129、15-24、15-27、15-74、15-1；50×河南 4 号组合有 2个系号，分别为 H-17、H-133；50×10/17 组合有 13个系号，分别为 17-93、17-169、17-66、17-57、17-40、17-51、17-58、17-170、17-63、17-24、17-161、17-89、17-181；50×4 组合有 4 个系号，分别为 4-20、4-3、4-16、4-15。其中‘江淮 1 号杨’（15-129）属美洲黑杨，母本为美洲黑杨50 号杨（Populus deltoides cl.‘55/65’），父本为美洲黑杨 S3226 （P. deltoides‘3226’，代号 15）；‘江淮 2 号杨’（17-57）属美洲黑杨，母本为美洲黑杨50 号杨，父本为美洲黑杨10/17 杨（P.deltoides cl.‘10/17’）。2007 至2017 年开展苗期测试和区域化造林试验，对照为I-69 杨。

2.2 研究方法

2.2.1 区域化试验

淮上、桐城、大观试验地均采取完全随机区组设计，6 株1 小区，3 次重复。造林密度淮上为4 m×5 m，桐城为4 m×6 m，大观4 m×8 m。淮上为2007 年春插干造林，桐城和大观为2008 年春植苗造林。前3年实行林粮间作，主要作物是油菜、小麦等。每年年终测定各区试林参试无性系胸径、树高和单株材积。

2.2.2 材性分析

2011、2018 年分别对参试的无性系进行材性分析。每个无性系取样木2～3 株，用孔径0.5 cm 生长锥在样木胸径部位南北方向（与树干垂直）采集木芯。

（1）基本密度测定。以Smith 饱和含水率法测定，按公式 Pi=（Cmw/Cn-0.346）计算。式中：Pi 为基本密度（g/cm），Cmw 为饱和含水率时试样重（g），Cn 为绝干重（g）；气干密度按 Pq=Cn/Vq 计算。式中Vq 为气干材体积（cm）。排水法测量体积。

（2）纤维形态观测。用乔菲芮氏离析法，先进行木材离析，后制片。在显微镜下利用MV200C 摄像头观测纤维，测定纤维长度（mm）、纤维宽度（μm）、纤维腔径（μm）和壁厚，每个系号随机测量50 根完整的纤维，求平均值；再计算壁腔比、长宽比等，统计纤维长度和宽度的频率分布。

2.2.3 统计分析方法

利用EXCEL、DPS 数据处理软件对试验数据进行单、双因素方差分析和多重比较，并根据区试林数据，应用相应数学模型，综合分析各无性系的稳定性、适应性。

3 结果与分析

3.1 物候期

由表2 可知，‘江淮1 号杨’萌芽期、展叶期比I-69 杨提前3～5 d，封顶期比I-69 杨推迟7 d，生长期比I-69 杨长8 d。‘江淮2 号杨’萌芽期比I-69杨提前2 d，封顶期比I-69 杨推迟4 d，生长期比I-69 杨长 5 d。‘江淮 1 号杨’和‘江淮 2 号杨’生长期都比I-69 杨长。

表2 物候期调查

3.2 育苗、造林成活率

由表 3 可知，‘江淮 1 号杨’和‘江淮 2 号杨’育苗成活率均达到95%以上，高于I-69 杨3%～4%。

表3 育苗成活率调查

据2007 至2008 年下半年对淮上、桐城、大观试验地造林成活率的调查，‘江淮1 号杨’和‘江淮2号杨’平均成活率达90%，均高于I-69 杨，见表4。

表4 造林成活率调查/%

3.3 生长量

由表5 可知，‘江淮1 号杨’平均胸径是I-69 杨的112.1%，平均材积是I-69 杨的131.2%；‘江淮2杨’平均胸径是I-69 杨的104.5%，平均材积是I-69杨的111.2%。根据准上、桐城、大观三地9 年生数据，采用DPS 分析软件“一年多点区域试验统计分析”对3 种杨树材积进行统计分析（表6、表7）。方差分析表明，无性系间材积差异极显著。经LSD 检验，‘江淮1 号杨’材积与I-69 杨存在极显著差异，‘江淮2 号杨’材积与I-69 杨存在显著差异，‘江淮1 号杨’‘江淮2 号杨’生长明显优于 I-69 杨，尤其是‘江淮1 号杨’，表现较快的生长速度。

表5 9 年生无性系生长量

表7 各无性系材积LSD 检验

由表6 可知，无性系与地点间交互作用差异不显著，说明不同地点气候、土壤条件等对‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’生长影响不大，表现较高的稳定性和适应性。

表6 区域试验方差分析（材积）

3.4 材性分析

3.4.1 无性系木材密度

木材密度是木材性质的一项重要指标，根据木材密度估计木材的实际重量，推断木材的工艺性质和木材的干缩、膨胀、硬度、强度等木材物理力学性质。木材密度以基本密度和气干密度两种为最常用。对造纸工业来说，木材密度大的材质坚硬，机械制浆过程中磨浆电耗太高；密度小的木材原料消耗量过大，影响制浆设备的生产能力。一般选择密度在0.35～0.65 g/cm的木材作为造纸原料。气干密度指木材在一定的大气状态下达到平衡含水率时的重量与体积比。气干密度大，说明木材份量重，硬度大、强度高。

由表 8 可知，‘江淮 1 号杨’和‘江淮 2 号杨’4年生基本密度的变化范围在0.362～0.386 g/cm，气干密度在0.476～0.518 g/cm；11 年生基本密度的变化范围在 0.377～0.381 g/cm，气干密度在 0.501～0.507 g/cm，均低于I-69 杨。3 个无性系中，‘江淮1 号杨’的基本密度和气干密度都是最小。随着年份增长，‘江淮1 号杨’的基本密度及气干密度略有增长，‘江淮2号杨’则略有下降，I-69 杨基本密度及气干密度分别下降了9.26%、11.94%。经双因素方差分析，不同无性系间、不同年份间的基本密度、气干密度均无显著差异。

表8 各无性系木材密度分析

3.4.2 木材纤维形态

由表 9 可知，4 年生‘江淮 1 号杨’和‘江淮 2 号杨’平均纤维长度在0.963～0.966 mm，11 年生平均纤维长度在0.970～0.980 mm，属中级纤维长度范围。4 年生和 11 年生‘江淮 1 号杨’和‘江淮 2 号杨’平均纤维长度略低于I-69 杨。‘江淮1 号杨’和‘江淮 2 号杨’4 年生纤维长宽比为 50.5～50.81，11 年生长宽比为46.79～48.29，均高于40，可作为纤维工业原料。‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’4 年生纤维壁腔比为0.29～0.34，11 年生壁腔比为0.30，均小于1，均属上等原料。

表9 4 年生和11 年生各无性系纤维形态

3.5 抗逆性

3.5.1 耐水湿性

沿江是安徽省杨树主要栽培区之一，受长江洪水的影响，沿岸洲滩地存在季节性上水，因此耐水湿性是杨树造林品种选择首要因素之一。大观试验地属江滩地，每年都有季节性上水，深度1～2 m，但不过顶。2010 年7 月，长江流域发生了罕见的洪涝灾害，试验林上水深度达3 m 以上，持续3 个多月，‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’保存良好。其中‘江淮1号杨’基部出现轻度破肚现象，‘江淮2 号杨’基部中度破肚，至2011 年，杨树破肚现象愈合，生长趋于正常。可见‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’具有一定的耐水湿性。

3.5.2 抗病虫性

溃疡病是影响造林成活率重要因素之一，优良品种应具有较强的抗病性。2008 至2010 年课题组连续3 年对桐城市试验林各无性系溃疡病进行了每木调查（见表10）。‘江淮1 号杨’属于高抗类型，‘江淮2 号杨’与I-69 杨属于中抗类型。经调查，‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’与I-69 杨均未发现锈病、褐斑病等叶部和枝干病害。对淮上、桐城、大观三地试验林蛀干害虫连续3 年调查显示，‘江淮1号杨’和‘江淮2 号杨’虫株率均在5%以下，3 年后主干已无天牛危害，可见其对蛀干害虫桑天牛有一定抗性（安徽省危害杨树天牛主要是桑天牛）。

表10 桐城点溃疡病调查统计

3.5.3 抗风性

沿江地区杨树造林常面临风害。据观测，2012年大观试验林曾遭遇特大台风，‘南抗3 号’风倒（倾斜）了67%、‘中嘉2 号’风倒（倾斜）了 88%、‘湘林90’风倒（倾斜）了12%，而‘江淮1 号杨’和‘江淮2 号杨’未出现风倒、风折和断梢现象，抗风折性较强。

4 结论与讨论

（1） 历经 18 年研究，选育出‘江淮 1 号杨’和‘江淮2 号杨’两个雄性无性系。在同等立地条件下，9 年生‘江淮1 号杨’材积比I-69 杨大20.1%～62.3%，蓄积量每年达 1.414～2.626 m/667m；‘江淮 2号杨’比I-69 杨大5.8%～17.2%，蓄积量每年达1.021～2.467 m/667m。木材基本密度为 0.377～0.381 g/cm，气干密度 0.501～0.507 g/cm，纤维长度为0.97～0.98 mm，长宽比、壁腔比均符合造纸条件的要求。育苗、造林成活率高，适应性强，抗旱、抗寒、较耐涝、抗风折、抗锈病、抗褐斑病等叶部和皮部病害，对蛀干害虫桑天牛有较强抗性。

（2）‘江淮 1 号杨’和‘江淮 2 号杨’2013 年通过省级良种审定。安徽省种苗总站将其作为雄性杨树良种在全省9 个苗圃进行推广。结合中央林业财政项目、长防林项目、血防林项目等，在安庆、铜陵、芜湖、蚌埠、阜阳、亳州等近10 个市（县）推广‘江淮1 号杨’和‘江淮 2 号杨’6 666.67 hm，在湖北、江苏、山东、河南、湖南等省份引种推广，取得了良好的经济、社会和生态效益。

（3）‘江淮 1 号杨’和‘江淮 2 号杨’均为雄性不飞絮杨树，速生、优质、抗性强，大面积栽植，可有效地控制春季飞絮，减少环境污染。它们可作为胶合板材、纸浆材等工业原料林培育，也是兴建绿色通道、农田林网及“四旁”绿化的多品系造林主栽优良无性系，不仅适合在安徽省沿江、江淮、淮北平原栽植，也可在长江中下游至黄河以南平原区推广。