江漢平原美洲黑楊雜交無性系初選

榮新軍 龍開蓮 周 偉 童 帆 黃光明 樊孝萍

(1.湖北省林科院石首楊樹研究所 石首 434400；2.石首市南岳山森林公園管理所 石首 434400)

楊樹是楊柳科楊屬樹種的統稱，是中國最重要的速生用材林樹種之一。湖北省水熱條件豐富，是南方型黑楊最適宜的栽培區，自上世紀70年代成功引種以來，南方型黑楊在湖北的栽培種植取得了前所未有的進展，其中江漢平原黑楊人工林面積超過20萬hm2，蓄積超過1 200萬m3，成為中國南方重要的楊樹速生豐產林基地，楊樹產業也成為當地經濟發展新的增長點[1]。

雜交育種是培育楊樹新品種的主要手段，國內外學者利用豐富的黑楊基因資源，通過雜交育種先后培育出‘中林46’‘丹紅楊’‘南林’系列等黑楊優良品種[2-3]。國內學者也針對黑楊雜交子代開展了遺傳測定、苗期選擇、雜交組合評價等大量研究[4-6]，但針對黑楊雜交無性系開展多年生評價及選擇的報道相對較少。本研究在江漢平原楊樹主栽區利用155個美洲黑楊雜交無性系進行5 a生造林評價，進而初選優良無性系，為該地區進一步選育速生優良黑楊新品種奠定物質基礎。

1 試驗區概況

試驗林位于湖北省石首市南口鎮官剅口村，屬于江漢平原長江灘地，典型的亞熱帶季風氣候地區，具有陽光充足、熱量豐富、無霜期長、降水充沛等特點。全年平均無霜期285 d，年平均氣溫16.4 ℃，年平均日照時數1 844.3 h，年平均降雨量1 322.6 mm。試驗地為沙壤潮土，pH值7.8，土壤顆粒均勻，質地疏松，理化性能良好。

2 材料與方法

2.1 試驗材料與設計

試驗材料包括155個美洲黑楊無性系，其中153個為前期人工雜交子代經過苗期初選后的無性系，2個無性系為對照，是當前江漢平原生長最佳的品種‘丹紅楊’和‘華石2號’。每個無性系株數8～10株不等隨機排列造林。造林苗木為兩年根一年干苗，采用插干造林。造林密度6 m×3 m，造林前2 a林下套種玉米和油菜。

2.2 調查方法及數據處理

2017～2021年每年12月在苗木生長停止后對試驗材料進行每木調查，調查內容包括樹高、胸徑。采用EXCEL和SPSS 19.0軟件進行數據處理和分析，在方差分析的基礎上，估算樹高、胸徑指標的重復力，并對表現優良的無性系進行遺傳增益估算。其中：重復力[7]：R=1-1/F

式中F為各性狀單因素方差分析F值。

遺傳增益估算[8]：ΔG=S×R/X

式中S為中選無性系某一性狀的平均值與總體平均值的離差即選擇差；R為某一性狀的重復力，X為某一性狀的群體平均值。

材積按公式V=0.000 038 371×D1.672×H1.247計算[9]。

3 結果與分析

3.1 無性系連續5 a生長量分析

連續5 a冬季對155個參試的無性系進行每木生長量調查，去除各無性系中死株及異常株數據(如斷干、分叉嚴重植株等)，每個無性系隨機選擇6株生長正常的數據進行統計分析。1～5 a生所有無性系的胸徑及樹高的平均生長情況，從中可以看出，造林5 a后，155個無性系的平均胸徑為19.47 cm，平均樹高為20.39 m；1～5 a生，胸徑的變異系數在1 a生時最大，后續4 a變化幅度不大，而樹高的變異系數在4 a生時最小，不足10%，其他年份相對變幅較小。分別統計不同無性系的生長量，5 a生時胸徑超過總體平均胸徑的無性系有82個，最大的無性系平均胸徑達到23.07 cm，超過總體平均樹高的無性系有80個，最高無性系平均樹高達到28.08 m(表1)。

表1 無性系連續5 a生長量統計表

3.2 不同林齡生長性狀方差分析

根據不同無性系5 a生胸徑和樹高生長量數據，以湖北省南方型楊樹標準材積表計算公式[9]為依據，進行不同無性系5 a生材積量的計算。對155個美洲黑楊無性系連續5 a的胸徑、樹高及材積分別進行方差分析(表2)，結果表明，不同無性系間，從1～5 a生，每年的胸徑、樹高及材積生長量差異均達到極顯著水平，從而表明從中選擇優良無性系是完全可行的。根據F值計算出不同林齡不同性狀的重復力(表2)，可以看出，1～5 a生胸徑、樹高及材積的重復力都超過了0.70，其中1 a生和2 a生的重復力皆超過0.80，尤其是2 a生樹高重復力高達0.898 4，材積重復力達到0.870 7。無性系性狀的重復力大，說明該性狀受遺傳控制較強，受環境影響較弱，對其進行性狀選擇比較可靠[10]。因此，依據5 a的生長量數據進一步在參試的無性系中開展優良無性系選擇比較可行也比較可靠。

表2 不同林齡生長性狀方差分析表

3.3 優良無性系初選評價

本研究針對不同無性系選擇的目的性狀是材積，將不同無性系材積按大小排序，按所有無性系的前10%比例進行進一步選擇，共有16個無性系入選，其中包括對照‘丹紅楊’和‘華石2號’。從表3中可以看出，155個無性系中，有10個無性系的材積生長量超過了最佳對照‘華石2號’和‘丹紅楊’。155個無性系的5 a生胸徑平均變異系數為13.98%，樹高平均變異系數為17.28%，而入選的10%比例無性系中，5 a生胸徑的變異系數幅度為1.75%～15.44%，樹高的變異系數幅度為3.13%～17.47%。16個無性系5年生材積相對總體平均材積提高比例均超過30%，最高的無性系‘HB-Ⅰ-529’材積超過平均材積達68.18%，即使比對照‘華石2號’和‘丹紅楊’的材積也分別高出23.29%和25.48%。縱觀整個材積排序前10%的16個無性系，樹高遺傳增益區間為1.07%～30.39%，其中對照‘華石2號’和‘丹紅楊’的樹高增益最低，其余14個無性系的樹高增益均超過對照，而16個無性系的胸徑增益區間為2.98%～13.39%，其中對照‘華石2號’和‘丹紅楊’的胸徑增益排在第一和第二位，超過了其他14個無性系的胸徑增益，因此，相比對照‘華石2號’和‘丹紅楊’，材積排序前10名的無性系，其樹高增長明顯，才會出現其材積明顯超過對照的結果。對于材積略小于對照的4個無性系中，無性系‘LA09-N48’的干型特別通直，明顯優于對照及其他無性系的干型，而且其樹高優勢也較明顯，出材率高，是一個很好的備選無性系。因此根據生長量及干型等因素選擇，本研究初選出11個優良無性系，即材積大于對照的10個無性系及干型良好的1個無性系，這些初選優良無性系將進一步開展多點測試及評價，為江漢平原選擇新的優良黑楊品種奠定基礎。

表3 材積排序前10%比例入選無性系生長情況表

4 結論與討論

美洲黑楊原產于北美洲密西西比河流域，具有生長適應范圍廣、生長快、材質好、抗性強等特點，是黑楊派中最具栽培利用價值的樹種[11]。自美洲黑楊引入中國以來，已成為人工雜交選育新品種的常用親本。中國利用并開展美洲黑楊雜交工作的主要目的是利用美洲黑楊的速生性[6]。當前，速生性仍是我國楊樹遺傳改良的主要目標，生長量性狀是楊樹優良無性系選擇的最重要性狀[12]。本研究也正是利用美洲黑楊雜種的優良速生性開展優良無性系的初選與評價。

本研究共對155個雜交無性系(包括2個當前江漢平原最佳黑楊良種對照)開展了連續5 a的生長量調查，結果表明155個無性系5 a生平均胸徑為19.47 cm，平均樹高為20.39 m，其中胸徑超過總體平均胸徑的無性系有82個，超過總體平均樹高的無性系有80個。不同無性系間1～5 a生生長量性狀方差分析結果表明，各年度的胸徑、樹高及材積生長量差異均達到極顯著水平，且1～5 a生胸徑、樹高及材積重復力都超過了0.70，表明對其進行性狀選擇比較可靠。根據5 a生的材積量大小，同時兼顧通直度等特性，從155個無性系中選擇出11個優良無性系，其中10個無性系的材積生長量超過最佳對照‘華石2號’和‘丹紅楊’。本研究初選出來的11個優良無性系在生長速度方面結果比較可靠，為江漢平原地區進一步選育黑楊良種提供了較好的選育材料，下一步將結合抗病蟲性、生根能力、抗澇性等性狀進行多點測試，以期從中篩選出2～3個優良無性系用于良種申報和推廣應用。