劉 巍,蔄勝軍,彭儒勝,尹 杰,吳建軍
(1.遼寧省楊樹研究所,遼寧 蓋州 115213;2.遼寧省實驗林場,遼寧 清原 113309)
楊樹是楊柳科Salicaceae楊屬Populus樹種的統稱,是我國乃至世界重要人工林栽培樹種。遼寧省楊樹人工林面積為31.3萬hm2,總蓄積量2 245萬m3,不僅肩負著遼寧省生態文明建設的使命,而且還承擔著商品材生產的重任。楊樹引種是楊樹遺傳改良的重要途徑之一,也是提高楊樹生產力的主要手段之一[1]。20世紀60年代以后,遼寧省楊樹研究所從國內外相繼引進了大量的楊樹品系并進行區域對比栽培試驗,如沙蘭楊、健楊、荷蘭3930、I-45/51楊等,豐富了楊樹品種資源選擇空間,極大地促進了遼寧省楊樹良種選育進程,同時也獲得了重大的經濟效益[2-4]。近年來,隨著生態文明建設的發展,社會對速生、抗逆性強的楊樹良種的需求日益增長,引進和選育適應性和抗逆性強的速生楊樹品種是生產急需解決的問題。
歐美楊111Populus×euramericana‘Bellotto’是意大利楊樹研究所利用人工控制授粉,通過有性雜交試驗所獲得的雜交無性系,雌性植株。母本為美洲黑楊(編號為P.deltoides‘217/958’),父本是自由授粉的歐美楊無性系。1984年由中國林業科學研究院張綺紋研究員從意大利引入,2000年引入到遼寧省錦州市,為選育出適合遼寧中南部平原地區推廣栽植的速生抗逆新品種,對其進行苗期、多點田間試驗、抗病性、木材品質和制漿造紙性能等指標的引種試驗研究。
苗期性狀測定試驗地位于凌海市金城鎮,年均氣溫8.4 ℃,最高氣溫39.5 ℃,最低氣溫-25.6 ℃,年均降雨量550~620 mm,無霜期170~180 d。土壤為沙壤土,偏堿性,地下水位2~3 m。
多點區域對比試驗地位于遼寧省黑山縣、綏中縣和盤山縣。黑山縣年平均氣溫8 ℃,最低氣溫-27.6 ℃,最高氣溫35 ℃,年均降水量586 mm,無霜期165 d左右。綏中縣年均氣溫9.8 ℃,最高氣溫38.1 ℃,最低氣溫-25.2 ℃,年均降水量652.5 mm,無霜期176 d左右。盤山縣年平均氣溫8.8 ℃,最高氣溫35.2 ℃,最低氣溫-28.2 ℃,年均降水量605 mm,無霜期170 d左右。
苗期生長進程測定試驗材料主要有歐美楊111P.×euramaricana‘Bellotto’、014楊P.×euramaricana‘014’、LX-6(P.×Liaoningensis)×P.pseudo-simonii和中遼1號楊P.×euramaricanacl.‘Zhongliao1’,中遼1號楊為對照種。試驗苗木為2015年扦插繁殖的當年生幼苗,扦插苗圃位于凌海市金城鎮。
葉銹病觀測試驗材料主要有歐美楊111、中遼1號楊、014楊、小青楊P.pseudo-simonii、遼寧楊P.×Liaoningensis和中綏12號P.deltoides×P.cathayana‘Zhongheifang12’,中遼1號為對照種。試驗苗木為2016年扦插繁殖的當年生幼苗,株行距為30 cm×60 cm,扦插苗圃位于凌海市金城鎮。
無性系多點區域對比試驗材料主要有歐美楊111、中遼1號楊、K99P.×euramaricanacl.‘K99’、03-04-111、03-04-174、93-8-18,中遼1號楊為對照種。
1.3.1 苗高生長進程測定
試驗苗木于2015年4月下旬扦插育苗,株行距為30 cm×60 cm,隨機區組設計,3次重復,每小區100株,5月下旬開始,每小區固定15株掛牌標記,共計45株,每隔10 d采用測高尺測量苗高生長量,直到苗木停止生長結束。
1.3.2 多點區域生長對比試驗
2011年春季,利用1年生根樁苗在遼寧省黑山縣建立區域對比試驗林,4個品系,隨機區組設計,3次重復,株行距4 m×6 m,對照種為中遼1號楊。2012年春季,利用1年生根樁苗在綏中縣建立區域對比林,4個品系,隨機區組設計,3次重復,株行距3 m×6 m,對照種為中遼1號楊。2014年秋季,利用1年生根樁苗在盤錦石山種畜場林場建立區域對比試驗林,4個品系,隨機區組設計,3次重復,株行距2 m×6 m,對照種為中遼1號楊。
1.3.3 楊樹苗期葉銹病抗病性評價
2020年,遼寧省楊樹葉銹病發生較為嚴重。8月末,對苗圃扦插的不同類別的6個品系進行葉銹病調查,每個品系按其栽植圃地隨機抽取15株調查,每株按不同方位隨機選取數片葉子,總葉數50片以上。感病指數=∑(各病級代表數值×該病級葉片數)×100%/(最高病級代表數值×調查總葉片數)。楊樹葉銹病分級標準[5]及抗性分級[6]見表1、2。

表1 楊樹葉銹病分級標準
1.3.4 木材材性及制漿性能測定
2020年,以黑山縣試驗林10年生歐美楊111和中遼1號楊為材料,分別測定與紙漿造紙相關的材性指標,包括纖維素含量、木質素含量和基本密度等。纖維形態檢測采用瑞典產L&W纖維質量分析儀測量;木材基本密度測定方法參照國家標準GB1933-2009;綜纖維素含量測定參照國家標準GB/T 2677.10-1995。制漿采用硫酸鹽法,堿量15%,硫化度20%,材性及制漿性能測定由中國制漿造紙研究院有限公司完成。

表2 楊樹葉銹病抗性分級
該品種具有典型的歐美楊形態特征,雌株,樹干通直,樹冠窄卵形,樹皮灰褐色,幼樹較光滑,大樹下部皮孔開裂明顯;徑與中部分枝夾角50°左右;1年生幼莖較光滑,早春初放葉略紅,以后新生葉淺綠色,短枝葉葉基平截,葉尖闊尾尖,中葉脈與下端第二葉脈夾角60°,萌生葉長寬接近1∶1,葉正面綠色,反面淺綠,具細鋸齒,葉尖短尾尖,葉基微心形,具2個腺點,中葉脈與下端第二葉脈夾角60°左右,葉柄與中葉脈比為1∶1.7。該品種在年均氣溫9 ℃,年均降雨量500 mm,無霜期180 d左右的遼西地區生長良好,造林成活率高。
楊樹苗木的年生長高度是衡量苗木質量的重要指標之一,是楊樹苗木分級的主要依據[7]。試驗所測定品系均為速生的黑楊類無性系,由表3可知,歐美楊111苗高年生長量最大,達285.4 cm,超過對照種中遼1號楊5.35%。各品系苗高年生長基本符合“S”型生長規律,4個楊樹品系苗高生長均從7月中下旬開始進入速生期,至8月末速生期結束,歐美楊111速生期內苗高凈生長量為223.3 cm,占全年生長量的78.24%。9月以后,各品系生長變慢呈直線漸趨停止。各無性系在速生期內的8月8日至8月18日期間高生長凈增量均很小,可能與該時間段天氣少雨干旱有關。

表3 苗高年生長進程 cm
由表4可知,在遼寧黑山縣,10年生歐美楊111平均胸徑23.87 cm,平均樹高17.5 m,平均材積0.425 m3,分別超過對照種中遼1號楊的20.31%、6.71%和35.35%。在遼寧綏中縣,8年生歐美楊111平均胸徑28.29 cm,平均樹高19.5 m,平均材積0.577 m3,分別超過對照種中遼1號楊的18.12%、11.43%和36.08%。在遼寧盤山縣,6年生歐美楊111平均胸徑22.32 cm,平均樹高17.0 m,平均材積0.377 m3,分別超過對照種中遼1號楊的18.16%、9.68%和32.28%。

表4 歐美楊111多點區域試驗結果
楊樹葉銹病是苗期發生普遍且危害嚴重的葉部病害,是比較嚴重的楊樹病害之一[5]。為評價歐美楊111的抗病能力,以6個不同類型的楊樹品系為對象,對楊樹葉銹病進行田間測定。由表5可知,6個不同類型楊樹品系對葉銹病的抗性表現出較大的差異,發病率60.3%~100%,感病指數24.7~94.4。其中歐美楊111感病指數為24.7,屬于抗病型品種,中遼1號楊感病指數為28.7,也屬于抗病型品種,但歐美楊111抗葉銹病能力稍好于中遼1號楊。

表5 不同楊樹品種抗葉銹病比較
由表6可知,10年生歐美楊111木材基本密度0.354 g·cm-3,纖維素含量為49.64%,高于對照種中遼1號。歐美楊111木質素含量為24.09%,與中遼1號楊相當。纖維長度是評價造紙植物原料和制漿質量的重要指標之一[8],歐美楊111纖維長度892 μm,長寬比為31.0,滿足纖維長寬比大于30的制漿性能標準,說明該品種的纖維較為細長,具備較好的纖維抄造性能,成紙的柔韌性和纖維間的結合性相對較好,滿足制漿造紙行業的需求,是較好的纖維用材品種。

表6 10年生歐美楊111和中遼1號楊木材材性
由表7可知,在相同硫酸鹽法蒸煮條件下(堿量為15%,硫化度為20%),歐美楊111的紙漿卡伯值(殘余木素含量)較高,黑液殘堿略低于中遼1號楊,粗漿得率和細漿得率與中遼1號楊相當。在打漿度45.0°SR下,2種楊樹硫酸鹽化學漿的抗張強度均較好,裂斷長都超過7 km,撕裂指數超過12 mN·m-2·g-1,其中歐美楊111的撕裂指數為13.5 mN·m-2·g-1、抗張指數為77.4 N·m·g-1、斷裂長為8.43 km,均略好于對照種中遼1號楊。由此看來,歐美楊111的制漿性能良好、紙漿得率高、漿紙物理強度良好,可滿足絕大部分紙種性能需求。

表7 10年生歐美楊111和中遼1號楊制漿性能比較
歐美楊111在遼寧綏中縣、黑山縣和盤山縣的區域生長對比試驗中,材積生長量均超過對照種中遼1號楊30%以上,表現出明顯的速生優勢。歐美楊111對楊樹葉銹病具有較強的抗性,屬于抗病型品種。同時,該品種的木材材性和制漿性能良好,紙漿得率高,漿紙物理強度良好,可滿足制漿造紙行業的需求。另外,該品種在遼寧中南部地區未發現有凍害現象,具有較好的抗寒性,且干形好、遺傳穩定、容易繁殖,是適合于遼寧中南部地區推廣應用的高產抗病楊樹新品種。