南疆喀什吳屯楊的引種研究

金 華，何遠龍，鄒吉祥，丁曉麗，周榮飛，姜國斌

（1大連民族大學，遼寧大連116600；2喀什林業局，新疆喀什844000；3喀什大學生物與地理科學學院，新疆喀什844000)

南疆喀什吳屯楊的引種研究

金 華1，何遠龍2，鄒吉祥1，丁曉麗3，周榮飛2，姜國斌1

（1大連民族大學，遼寧大連116600；2喀什林業局，新疆喀什844000；3喀什大學生物與地理科學學院，新疆喀什844000)

農田防護林是南疆三大生態安全屏障的重要組成部分。為優化南疆防護林體系結構、提高生物多樣性和生態防護效果，以引種到南疆喀什地區的吳屯楊和新疆鄉土樹種新疆楊為研究材料，采用樣地調查法對不同立地條件下的2種楊樹的樹高、胸徑、保存率和累積生長量進行調查研究。結果表明，在3個試驗樣地中，吳屯楊的平均胸徑均高于新疆楊，2種楊樹的平均樹高無顯著差異。造林3年內2種楊樹的樹高累積生長量上升速度較快，栽植2年后，吳屯楊的胸徑累積生長量高于新疆楊。在含鹽量高達0.76%的伽師縣，吳屯楊的保存率仍達到37.37%，高于新疆楊，說明吳屯楊的耐鹽能力比新疆楊強，且吳屯楊的生長狀況優于新疆楊。本研究為吳屯楊在南疆大面積推廣種植提供了實踐依據。

吳屯楊；新疆楊；鹽堿；生長狀況

0 引言

新疆喀什地區屬極度干旱區，鹽堿化較嚴重，這種干旱區的土壤鹽堿化問題一直備受關注。中國有鹽堿地2700萬hm2，約占全國土地面積的1/4[1]。新疆鹽漬土面積1.05萬km2，占現有耕地面積的33.4%，且土壤鹽漬化有繼續惡化的趨勢[2]。發生鹽堿化通常是多種原因造成的，而絕大部分鹽分都來自地下水，不同礦化度的地下水通過土體毛管作用而蒸發損失，將所攜帶的水溶性鹽積累于土體中，該途徑是鹽分累積過程最基本和普遍的方式[3]，傳統的漫灌方式也可導致地下水位升高，加劇土壤鹽堿化[4]。土壤鹽堿化的加劇改變了植物的生存環境，最終導致植物無法存活，所以在荒漠化土地造林除了要考慮防風固沙外還應考慮植物的耐鹽能力，選擇耐鹽性強的抗逆性樹種、有效利用鹽堿化邊際性土地對改善生態環境和促進經濟發展具有重要意義。

吳屯楊(Populus wutunensis)是天然雜交種，是在遼寧新民地區的自然環境條件影響下形成的優良楊樹品種（2008年通過遼寧省林木良種審定委員會審定）。吳屯楊適應性強，生長速度快，具有耐鹽堿、耐干旱能力強的特點[5]，是營造防護林具有發展潛力的一個樹種。新疆楊(Populus bolleana)是銀白楊(Populus alba)的變種，栽種于中國西部各省區，在新疆南部分布較多，抗干旱，較耐鹽堿，生長較快，是西部地區造林綠化的重要樹種之一[6]。抗逆性速生吳屯楊是姜國斌課題組在遼寧西部新民縣大柳屯鄉吳屯村發現的，一種被當地老百姓稱之為“吳屯楊”的楊樹無性系，在當地的自然環境下高徑生長表現優異。多年的試驗地和盆栽試驗對比，確定了該樹種的抗逆和速生等優良特性[7-8]。抗逆性速生吳屯楊已在遼寧省西部的阜新蒙古族自治縣、新民縣以及大連等地推廣應用，前期研究主要在實驗室條件下進行吳屯楊的耐鹽性研究[9]，尚未在鹽堿化的南疆地區推廣應用。筆者通過引種到南疆喀什地區的吳屯楊和當地鄉土樹種新疆楊在不同立地條件下的對比研究，評價引種的吳屯楊在南疆的適生性，為吳屯楊在中國南疆地區推廣提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

喀什地區地處歐亞大陸中部，中國西北部，新疆維吾爾白治區西南部。位于東經 73°27′—79°57′、北緯35°20—40°18′[10]，屬暖溫帶大陸性干旱氣候帶，四季分明，降水稀少，蒸發旺盛，年平均降水量為71.4 mm，年蒸發量高達2633 mm。夏季炎熱，但酷暑期短；冬無嚴寒，但低溫期長；春夏多大風，沙暴、浮塵天氣。年平均氣溫11.7℃，1月最冷，平均氣溫-6.5℃，極端最低氣溫-24.4℃；7月最熱，平均氣溫25.9℃，極端最高氣溫49.1℃；年無霜期約224天。喀什地區地下水資源較為豐富，境內生長著天然沙生植物約為73種，主要包括胡楊、胡頹子、駱駝刺、紅柳和豬毛菜等[11]。

1.2 研究材料

供試材料分別為吳屯楊和作為對照的當地鄉土樹種新疆楊的1年生扦插繁殖苗。吳屯楊是通過遼寧省審定、經由單株選育的天然雜交種小鉆類楊樹。

1.3 樣地設置及調查

在喀什地區選擇鹽堿程度不同的3個試驗地點（表1），分別為莎車縣米夏鄉16村（東經77°15′10.5″、北緯38°28′27.7″）、麥蓋提縣 4 鄉14 村（東經77°47′34.1″、北緯39°07′14.1″）、伽師縣伽師林場（東經76°48′22.5″、北緯39°26′50″），均為狹長型地塊。于2010年10月將吳屯楊（2675棵）和新疆楊（2572棵）扦插繁殖苗定植于各試驗地，采用條狀對比試驗設計，每個試驗地點同時栽種新疆楊和吳屯楊，多行交替栽植，株行距為1.5 m×2 m，定植后每年對2種楊樹的樹高和胸徑進行調查，采集土壤樣品，分析吳屯楊和新疆楊的生長指標。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 造林成活率與保存率 造林第1年秋季分別調查2種楊樹的存活株數，存活數株數與栽植總數的百分比為存活率；造林第3年秋季分別調查2種楊樹的存活數與栽植總數的百分比為保存率。

表1 樣地概況

1.4.2 生長量測定 對樣地每株林木的樹高、胸徑（樹高低于2 m，測量地徑）進行調查，胸徑、地徑采用卡尺測量，樹高采用米尺測量。

1.4.3 土壤養分分析 采用多點采集土壤分析樣品法，按蛇形對3個試驗地點的土壤進行取樣，使用土鉆進行分層取土壤樣品(0～60 cm)，按照土壤農化分析要求對土樣進行分析測定[12]，凱氏定氮法測定氮的含量，碳酸氫鈉浸提-比色法測定磷的含量，氫氧化鈉熔融-火焰光度法測定鉀的含量，重量法（殘渣烘干法）測定土壤含鹽量，pH值計測定土壤pH值，雙指示劑滴定法測定CO32-和HCO3-含量，EDTA間接絡合滴定法測定SO42-含量，硝酸銀法測定Cl-含量，EDTA滴定法測定Ca2+和Mg2+含量，火焰光度法測定Na+、K+含量。

1.5 數據處理方法

試驗數據用Excel軟件整理后，采用SPSS 22.0進行單因素方差分析(ANOVE)。

2 結果與分析

2.1 試驗樣地的土壤狀況分析

土壤鹽堿化程度的高低主要由土壤溶液中8種離子含量和pH值的范圍而確定[13]。從圖1可以看出，各試驗地點的鹽分離子中陽離子主要以Na+、K+為主，是土壤鹽漬化的主要鹽分離子，其次是Ca2+和Mg2+。陰離子主要以 SO42-為主，其次是 Cl-和 HCO3-，CO32-含量約為0 g/kg。3個試驗地點的0～60 cm土層的氮、磷、鉀含量較為豐富（圖2），其中麥蓋提縣的鉀、磷含量較高，伽師縣的氮含量較高，各試驗地點的土壤肥力均能滿足楊樹在生長期間對養分的需求。

圖1 各試驗樣地的8種離子含量

圖2 各試驗樣地的氮、磷、鉀含量

從表2可以看出，3個試驗地點的樣地的含鹽量數值均處于較高水平。在0～60 cm土層中，各試驗地點間含鹽量差異較大，伽師縣的含鹽量顯著均高于其他2個試驗地點(P＜0.05)。3個試驗地點在0～60 cm土層中的pH值均高于8.0，說明各試驗樣地均為鹽漬化的堿性土地。

表2 各試驗樣地土壤含鹽量和pH值

2.2 試驗樣地中2種楊樹的存活狀況

從表3中可以看出，不同試驗樣地2種楊樹的存活率和保存率均有一定差別。莎車縣2種楊樹的存活率和保存率最高，吳屯楊的存活率和保存率均為74.42%，新疆楊的存活率和保存率均為73.46%，2種楊樹的存活率和保存率均無明顯差異。在麥蓋提縣2種楊樹存活率和保存率有一定程度的下降趨勢，伽師縣2種楊樹存活率和保存率最低，吳屯楊的保存率為37.37%，遠高于新疆楊的保存率。

表3 各試驗樣地2種楊樹的存活狀況%

2.3 不同試驗樣地中2種楊樹生長情況

2.3.1 3年總生長量 由圖3可以看出，同一種楊樹在不同試驗樣地中胸徑生長狀況差異顯著(P＜0.05)。在3個樣地中，莎車縣2種楊樹平均胸徑最大，顯著高于其他2個試驗樣地(P＜0.05)，麥蓋提縣和伽師縣2種楊樹平均胸徑無顯著差異(P＞0.05)。3個試驗樣地中，吳屯楊平均胸徑均高于新疆楊，且差異顯著(P＜0.05)。

圖3 不同樣地中2種楊樹胸徑的生長狀況

由圖4可以看出，2種楊樹平均樹高的變化與圖3相似，同一種楊樹在不同試驗樣地中樹高生長狀況差異顯著(P＜0.05)。2種楊樹的平均樹高在伽師縣、麥蓋提縣和莎車縣之間差異均顯著(P＜0.05)，莎車縣2種楊樹平均樹高最大，伽師縣2種楊樹平均樹高最小。3個試驗樣地中吳屯楊平均樹高與新疆楊無顯著差異(P＞0.05)。

圖4 不同樣地中2種楊樹樹高的生長狀況

圖5 胸徑累積生長量

2.3.2 累積生長量 由圖5可以看出，造林3年期間2種楊樹在3個試驗地點的胸徑累積生長量均呈上升趨勢，造林第1年到造林第2年的胸徑累積生長量上升較慢，吳屯楊的胸徑累積生長量與新疆楊上升速度無明顯差異，造林第2年到造林第3年的胸徑累積生長量上升較快，在造林第3年吳屯楊的胸徑累積生長量均高于新疆楊。3個試驗地點中，莎車縣2種楊樹胸徑累積生長量上升速度較快，麥蓋提縣的吳屯楊樹高累積生長量上升速度遠高于新疆楊。

由圖6可以看出，造林3年期間2種楊樹在3個試驗地點的樹高累積生長量均呈上升趨勢，且造林3年期間上升速度均較快。造林第1年2種楊樹平均樹高差異不大，造林3年期間吳屯楊和新疆楊樹高累積生長量差異較小。3個試驗地點中，莎車縣2種楊樹樹高累積生長量上升速度最快。結合圖5可以看出，造林3年內吳屯楊相對新疆楊生長速度較快，吳屯楊樹高累積生長量與新疆楊無明顯差別，但吳屯楊胸徑累積生長量高于新疆楊。

圖6 樹高累積生長量

3 結論

研究表明，2種楊樹均具有較強的耐鹽堿能力，在鹽堿含量較高的土壤中均呈逐年增加的生長趨勢。在3個試驗樣地中，吳屯楊的平均胸徑均高于新疆楊，2種楊樹的平均樹高無顯著差異。造林3年內2種楊樹的樹高累積生長量上升速度較快，栽植2年后，吳屯楊的胸徑累積生長量高于新疆楊。在含鹽量高達0.76%的伽師縣，吳屯楊的保存率仍達到37.37%，高于新疆楊，說明吳屯楊的耐鹽能力比新疆楊強，且吳屯楊的生長狀況優于新疆楊。吳屯楊較適合在新疆喀什地區推廣種植。

4 討論

南疆地區干旱性氣候及灌溉水管理不當導致了當地土壤鹽漬化嚴重[3]。通過對3個試驗地點的土壤進行分析，發現各試驗樣地的鹽漬化程度存在較大差異，均為pH值較高的堿性鹽漬化土地。各試驗樣地中Na+、K+為主要鹽分離子，較高的 Na+、K+離子易使土壤發生堿化，形成堿性土地[14]，是該地區發生鹽堿化的主要原因。植物生長過程對鹽脅迫非常敏感，鹽脅迫明顯抑制植物的正常生長[15-18]。在鹽脅迫下，吳屯楊的脫落酸積累量低于荷蘭楊和歐美楊，且抗鹽系數較小，說明吳屯楊具有較強的耐鹽性[19-20]。在南疆地區進行區域種植實驗可以發現，在立地條件不同的試驗樣地中，吳屯楊和新疆楊平均樹高無顯著差異，平均胸徑差異較顯著，隨著鹽堿化程度的加重，2種楊樹平均樹高和平均胸徑均呈降低趨勢，在不同立地條件下的3個試驗地中，吳屯楊生長狀態均優于新疆楊，在伽師縣吳屯楊和新疆楊均有較好的保存率，說明2種楊樹均具有較好的耐鹽能力和適生性，其中吳屯楊的生長狀況優于新疆楊。楊樹的樹高生長和胸徑生長存在一定的正相關關系，在樹高生長、胸徑生長方面均存在差異，這與王寶慶、王樹鳳等[21-22]的研究結果一致。

楊樹是世界上分布最廣、適應性最強的樹種之一[23-24]，且速生楊樹具有較高的經濟價值[25]。新疆楊具有抗逆性強、生長速度快的特點，是構成南疆地區農田防護林的主要樹種之一。對3個試驗地點的2種楊樹連續3年的調查，發現2種楊樹在各試驗樣地中的生長狀況良好，隨著造林年限的增加2種楊樹生長速度較快，尤其造林第2年到第3年2種楊樹的胸徑累積生長量上升明顯，造林3年期間，不同立地條件下的吳屯楊的生長速度高于新疆楊。說明南疆喀什地區較適合吳屯楊新品種的推廣種植。

綜上所述，吳屯楊具有抗逆性強、易繁殖、生長速度快、材質優等優良特性，在南疆的生長狀況比當地鄉土樹種新疆楊好，本研究認為較適合在當地推廣種植。南疆氣候干旱少雨，土壤鹽堿化嚴重，導致新疆楊以外的其他楊樹樹種很難存活，所以南疆地區防護林樹種主要以新疆楊為主，林木品種過于單一。吳屯楊可適應南疆麥蓋提縣的土壤和氣候條件，引種推廣種植不但可以帶來巨大的經濟效益，同時對豐富南疆地區的生物多樣性和鹽堿地的改良具有重要意義。

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Introduction of Populus wutunensis in Southern Xinjiang

Jin Hua1,He Yuanlong2,Zou Jixiang1,Ding Xiaoli3,Zhou Rongfei2,Jiang Guobin1
(1College of Environment and Resource,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,Liaoning,China;2Kashgar Department of Forestry,Kashgar 844000,Xinjiang,China;3Department of Biology and Geography Science,Kashgar University,Kashgar 844000,Xinjiang,China)

The shelter forest for farmland is an important component of the three largest ecological safety barriers of southern Xinjiang.To optimize the shelter forest system structure of southern Xinjiang and improve the biodiversity and ecological protection effect,an investigation was carried out on tree height,chest height diameter,survival rate and accumulative growth amount of two kinds of poplars(materials of this study,namely,Populus wutunensisintroduced to Kashgar region of southern Xinjiang andPopulus bolleana,a native tree species of Xinjiang)under different site conditions adopting the sample-plot survey.Results showed that the average value of chest height diameter ofPopulus wutunensiswas higher than that ofPopulus bolleana,and there was no significant difference between the average tree height values of the two kinds of poplars in 3 experimental places.Within three years after plantation,the tree heights and accumulative growth amounts of the two kinds of poplars rose fast.After plantation for two years,the chest height diameter and accumulative growth amount ofPopulus wutunensiswere higher than those ofPopulus bolleana.The survival rate ofPopulus wutunensiscould be still up to 37.37%in Jiashi county(soil salt content was up to 0.76%),which was higher than that ofPopulus bolleana;it showed that the salt-tolerance ability ofPopulus wutunensiswas stronger than that ofPopulus bolleana,and the growth status ofPopulus wutunensiswas better than that ofPopulus bolleana.This investigation provides a practical basis for large-area promotion and cultivation ofPopulus wutunensisin southern Xinjiang.

Populus wutunensis;Populus bolleana;Salt and Alkali;Growth Status

S792.11

A論文編號：cjas16120003

遼寧省重點農業攻關計劃項目“林木遺傳資源保護及良種選育”(2008207001)；中央高校基本科研業務費資助項目“新疆吳屯楊規模化示范及開發研究”(DC201501070103)；新疆維吾爾自治區高校科研計劃重點項目“吳屯楊在喀什地區生態環境下與新疆楊的適應性比較研究”(XJEDU2011I46)；遼寧省科學事業公益研究基金項目“抗逆速生楊樹新品種“吳屯楊”推廣示范及開發研究”(2015003016)。

金華，女，1971年出生，吉林延邊人，教授，研究方向為植物遺傳育種。通信地址：116600遼寧省大連市經濟技術開發區遼河西路18號 大連民族大學環境與資源學院，Tel：0411-87631440，E-mail：jhua@dlnu.edu.cn。

姜國斌，男，1956年出生，遼寧大連人，教授，研究方向為森林培育。通信地址：116600遼寧省大連市經濟技術開發區遼河西路18號大連民族大學環境與資源學院，Tel：0411-87656278，E-mail：jgb@dlnu.edu.cn。

2016-12-04，

2017-03-07。