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Volume 44 Issue 1
Feb.  2023
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LAN X, CHENG X L, CUI Y T, et al. Introduction and seedling breeding of poplar clones in the mid-altitude mountain area in southwest Sichuan[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2023, 44(1): 109−114 doi: 10.12172/202204240002
Citation: LAN X, CHENG X L, CUI Y T, et al. Introduction and seedling breeding of poplar clones in the mid-altitude mountain area in southwest Sichuan[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2023, 44(1): 109−114 doi: 10.12172/202204240002

Introduction and Seedling Breeding of Poplar Clones in the Mid-altitude Mountain Area in Southwest Sichuan


doi: 10.12172/202204240002
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  • Corresponding author: 843752668@qq.com
  • Received Date: 2022-04-24
    Available Online: 2023-01-13
  • Publish Date: 2023-02-25
  • In order to select excellent poplar clones in the mid-altitude mountain area in Southwest Sichuan, further meeting the needs of local afforestation and speeding up the development of poplar industry, 28 poplar clones were introduced respectively, and Butuo county was selected to carry out the seedling test. Using ground diameter and seedling height as indexes, excellent clones suitable for growing in this area were preliminarily selected. By using the methods of variance analysis and multiple comparison analysis, the results showed that there were great differences in seedling growth traits among 1-year-old poplar clones, and Nanlin 312 was the best at seedling stage according to ground diameter and seedling height, which provided a reference for the popularization and application of excellent poplar clones in the mid-altitude mountain area s in Southwest Sichuan.
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  • [1] 俞永玮. 十个优良杨树无性系抗旱性研究[D]. 西北农林科技大学, 2021.
    [2] 刘玉梅. 3种引种杨树生长特性研究及适宜性评价[D]. 山东农业大学, 2014.
    [3] 廖小龙,李斌,史开奇等. 伊犁地区引种9个杨树无性系1年生扦插苗生长节律研究[J]. 绿色科技,2020(1):14−15. doi: 10.3969/j.issn.1674-9944.2020.01.005
    [4] 何晓华,辜云杰,张懿琳,罗建勋. 嘉陵江流域杨树无性系引种苗期试验初步研究[J]. 四川林业科技,2013,34(4):30−32. doi: 10.3969/j.issn.1003-5508.2013.04.009
    [5] 翁文源,王晓荣,李玲. 江汉平原引种不同杨树无性系生长量差异研究[J]. 湖北林业科技,2020,49(3):5−8. doi: 10.3969/j.issn.1004-3020.2020.03.002
    [6] 李文鑫. 枫香优良无性系筛选及紫叶品系叶色变化相关基因模块鉴定[D]. 中国林业科技大学, 2020.
    [7] 张时林. 四川乡土杨树在川西南山地区的苗期和造林试验[D]. 四川农业大学, 2014.
    [8] 陈建,袁伟刚,肖兴翠,等. 香椿优树半同胞家系苗期测定及家系选择[J]. 四川林业科技,2017,38(5):8−12. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.05.002
    [9] 陈晓阳, 沈熙环. 林木育种学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2005: 16-21. ·
    [10] 徐锡增,吕士行,赵荣堂. 南方型杨树引种区划的研究[J]. 南京林业大学学报(自然科学版),1984,27(4):18−28.
    [11] 王克林. 南林895杨适应性生长监测[J]. 林业科技情报,2019,51(1):4−5+9. doi: 10.3969/j.issn.1009-3303.2019.01.002
    [12] 董玉凤. 9个杨树无性系品种育苗试验及其适应性综合评价[J]. 安徽农学通报,2014,20(6):110−112.
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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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Introduction and Seedling Breeding of Poplar Clones in the Mid-altitude Mountain Area in Southwest Sichuan

doi: 10.12172/202204240002
  • 1. Butuo Forestry and Grassland Administration, Butuo 616350, China
  • 2. Sichuan Academy of Forestry, Chengdu 610081, China
  • Corresponding author: 843752668@qq.com

Abstract: In order to select excellent poplar clones in the mid-altitude mountain area in Southwest Sichuan, further meeting the needs of local afforestation and speeding up the development of poplar industry, 28 poplar clones were introduced respectively, and Butuo county was selected to carry out the seedling test. Using ground diameter and seedling height as indexes, excellent clones suitable for growing in this area were preliminarily selected. By using the methods of variance analysis and multiple comparison analysis, the results showed that there were great differences in seedling growth traits among 1-year-old poplar clones, and Nanlin 312 was the best at seedling stage according to ground diameter and seedling height, which provided a reference for the popularization and application of excellent poplar clones in the mid-altitude mountain area s in Southwest Sichuan.

  • 杨树属杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus)落叶乔木,干型通直,具有速生、丰产且材质优良等特点,加之其轮伐周期相对较短,被认定为未来生物能源重要物种之一[1]。世界范围内共有杨树100多种,我国约有50多种,主要分布于北部、西北和西南地区,用于生态防护林以及工业用材林等[2]。杨树在引种栽培方面研究较多,如廖小龙等[3]从辽宁、陕西和山东等各地引进杨树无性系种条,在伊犁地区对引种杨树无性系开展了扦插苗生长节律相关研究;何晓华等[4]在嘉陵江流域进行了杨树无性系引种苗期试验,选出欧美杨107和南方四季杨苗期表现优良的无性系;湖南省林科院杨树课题组通过引进黑杨派无性系间杂交选育的湘林-77并被审定为湖南省杨树优良无性系[5]。而无性系林业是当今世界各国林业广泛运用的营林方式之一,与传统林业相比,具有遗传增益高、育种周期短、成本低、效率高、利于保存种质资源的遗传多样性等优点[6]

    川西南二半山区是指四川西南地区以大凉山区域为代表,海拔在1800~3000 m范围内的山区,由于特殊的地理位置及较大的海拔高差,使其一半具有河谷地带的气候,一半具有高寒山区的气候特点,该区域资源丰富,昼夜温差及年光照总量大,植物光合积累较强,适宜杨树生长与栽培[7]。地处凉山州南部的布拖县是一个以农、林、牧为主的县域,林地资源丰富,拥有南方最大的白杨树林区。目前布拖县杨树人工林资源已初具规模,发展杨树人工林近880万株,面积约3467 hm2,树种主要以滇杨、大叶杨、山杨等乡土杨树为主,同时也有意杨、北京杨等引种驯化成功的杨树品种。由于受传统习惯的影响,杨树在栽培、管理以及良种化等方面都比较低效,尤其是在良种方面更为匮乏,尽管人工林面积较大,但生产力低下。本试验旨在通过引进一批国内、外的杨树品种,从苗期表现情况,初步筛选出适宜布拖县及川西南二半山区自然气候条件的优良杨树品种,以适应农业产业结构调整和增加农民收入的新形势,为建设布拖杨树大县、打造杨树产业提供可靠杨树优良品种支撑,同时也为川西南二半山区的杨树良种推广提供参考。

    • 试验地设在原布拖县林业局国有林场苗圃内,位于特木里镇则洛村,海拔2390 m,年平均日照时数1989.5 h,年平均气温2.6 ℃,年均降水量1100 mm~1400 mm,降雨季节分配不均,70%~80%的降水量集中在夏秋两季,年均无霜期237 d,土壤为山地黄壤。

    • 2015年陆续从中国林科院引进西丰6、西丰17、西丰25、西丰77、青杨1、青杨2、陕林3、陕林4;从南京林业大学引进南林35、南林74、南林95、南林220、南林312、南林447、南林895、南林1388、南林69×3244、NL80351、NL80303;从四川林科院引进南抗杨、中林美荷、I-69杨、MD19、MD20、MD110、35杨、南杨,以本地布拖大叶杨为对照进行扦插试验,具体情况见表1

      品种名称
      Variety name
      种苗来源
      Source
      年均气温/℃
      Annual temperature/℃
      年降雨量/mm
      Annual rainfall /mm
      海拔/m
      Elevation /m
      无霜期/d
      Frost-free period /d
      土壤类型
      Soil type
      气候类型
      Climate type
      西丰6青海4~6300~4002000~2500100~190栗钙土高原大陆性气候
      西丰17青海4~6300~4002000~2500100~190栗钙土高原大陆性气候
      西丰25青海4~6300~4002000~2500100~190栗钙土高原大陆性气候
      西丰77青海2~4300~5002500~2800100~190栗钙土高原大陆性气候
      青杨1青海4~10300~5002200100~190栗钙土高原大陆性气候
      青杨2青海4~10300~5002200100~190栗钙土高原大陆性气候
      陕林3陕西7~16400~800500~2000173~218黄绵土温带季风气候
      陕林4陕西7~16400~800500~2000173~218黄绵土温带季风气候
      MD19湖北12~18750~1685700~760230~300沙壤土亚热带季风气候
      MD20湖北12~18750~1685700~760230~300沙壤土亚热带季风气候
      MD110湖北12~18750~1685700~760230~300沙壤土亚热带季风气候
      南林35江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南林74江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南林95江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南林220江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南林312江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南林447江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南林895江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南林1388江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南林69×3244江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      NL80351江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      NL80303江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南抗杨陕西7~16400~800500~2000173~218沙壤土温带季风气候
      中林美荷新疆10~1320~500900150~230棕漠土温带大陆性气候
      I-69杨山东11~14550~950300180~220棕壤暖温带季风气候
      35杨江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      南杨江苏13~16700~120020~30209~238黄棕壤亚热带季风气候
      布拖大叶杨四川3~101100~14002400230~340山地黄壤亚热带滇北高原气候

      Table 1.  Relevant information of tested popular clones

    • 2016年3月扦插育苗,选取木质化程度高、侧芽饱满、无病虫害和机械损伤的1年生健壮苗木作为种条。去除苗基部、梢头,留中间段按粗度介于1.0~1.5 cm,长度20~25 cm的规格剪成插穗,以备扦插使用。田间试验采用随机区组设计,每小区10株,3次重复,扦插株行距40 cm×20 cm,插穗长15 cm~20 cm,插后地膜覆盖,常规管理。2016年10月,每个无性系封顶后,逐株对苗木的地径和苗高进行数据测定。

    • 采用Excel 2010进行数据统计,SPSS 19.0进行方差分析及LSD多重检验。

      无性系遗传力h2=(MSv-MSt)/MSv×100,式中:MSv为处理间均方;MSt为处理内均方[8]

      遗传增益△G=h2Si/X,式中,h2为性状的遗传力,Si为无性系选择差 [9]

    2.   结果与分析
    • 表2为28个杨树无性系苗高和地径的方差分析统计表,从表中看可以看出,1年生的28个杨树无性系间地径、苗高均有极显著 差异(P<0.01),表明同一生长条件下,各无性系间苗期生长性状有着较大差异,地径、苗高的遗传力在0.80以上,表明无性系生长受遗传控制均较大,且1年生引种杨树的地径遗传力略大于其苗高。

      指标
      Index
      变异来源
      Source of variation
      平方和
      Sum of squares
      df均方
      Mean square
      F显著性
      Significance
      遗传力
      Heritability
      地径
      Ground diameter
      无性系间 Between clones40.80271.5121.930.00**0.954
      无性系内 Within clones55.958120.07
      总数Total96.75839
      苗高
      Seedling height
      无性系间 Between clones638088.332723632.905.030.00**0.801
      无性系内 Within clones3818429.678124702.50
      总数Total4456518.00839
        注:“*”表示显著性水平,“**”表示在0.01水平上有极显著差异。
        Note: "*" indicates the significance level, and "* *" indicates the extremely significant difference at the level of 0.01.

      Table 2.  Variance analysis of growth characteristics of different introduced poplar clones

    • 28个杨树无性系1年生苗期地径、标准差、变异区间及遗传增益见表3。地径总平均值为0.94 cm,超过平均值的有12个无性系,其中以南林312地径最大,平均为1.48 cm,变异区间介于0.8~2.1之间,遗传增益达54.8%,与对照组相比较,地径提高了22.3%。其次是I-69杨,地径达到1.22 cm,变异区间为0.3~1.8,最小的为NL80303,地径0.63 cm,未超过对照。多重比较分析结果表明南林312与其余27个无性系间在α=0.01水平上都有极显著差异,I-69杨、南林220、布拖大叶杨、南林1388、中林美荷、南杨这6个无性系间无显著差异,但显著高于地径≤1.03 cm的其他19个无性系。

      品种
      Variety name
      均值±标准差
      Mean±S.D.
      变异区间
      Variation
      interval
      遗传增益
      Genetic
      gain
      南林3121.48±0.39A0.8~2.154.80
      I-69杨1.22±0.31B0.3~1.827.80
      南林2201.21±0.42B0.5~227.12
      布拖大叶杨1.21±0.52B0.5~2.126.79
      南林13881.20±0.4B0.3~226.11
      中林美荷1.19±0.32B0.3~1.825.09
      南杨1.18±0.34B0.7~1.823.75
      南抗杨1.14±0.18BC0.9~1.620.03
      南林351.14±0.17BC0.9~1.520.03
      西丰251.03±0.16CD0.6~1.38.89
      陕林40.97±0.1DE0.8~1.23.14
      南林950.96±0.12DEF0.8~1.21.80
      西丰170.93±0.12DEFG0.6~1.1−0.91
      西丰60.92±0.19DEFG0.4~1.1−1.92
      陕林30.92±0.15DEFG0.6~1.2−1.92
      南林69×32440.88±0.3EFGH0.4~1.6−6.64
      MD190.83±0.23FGHI0.5~1.4−11.04
      南林8950.81±0.19GHIJ0.5~1.1−13.40
      MD1100.81±0.18GHIJ0.4~1.1−13.73
      NL803510.80±0.31GHIJK0.4~1.7−14.07
      MD200.75±0.3HIJKL0.3~1.4−19.14
      35杨0.74±0.24IJKL0.3~1−20.49
      南林740.71±0.21IJKL0.4~1.1−23.53
      青杨10.70±0.26IJKL0.4~1.4−24.20
      青杨20.69±0.15JKL0.4~1−25.89
      西丰770.67±0.11KL0.5~0.9−27.24
      南林4470.65±0.16L0.4~1−29.27
      NL803030.63±0.19L0.3~1−31.96
      均值0.94±0.240.5~1.4

      Table 3.  Variation of ground diameter growth among different clones

    • 苗高生长量是杨树无性系选择的重要性状和指标,由表4可知,在供试的28个无性系中,1年生无性系苗高总平均值为170.50 cm,超过平均值的有14个,以南林895最高,苗高平均233.63 cm,相较于布拖大叶杨提高了15.3%,变异区间为135~1921,遗传增益达29.66%。其次为南林312,苗高205.50 cm,变异区间139~281,遗传增益为16.44%,优于本地布拖大叶杨。最小为南林74,苗高仅105.6 cm。多重比较分析结果表明,南林895、南林312、布拖大叶杨、南林1388之间在α=0.01水平上无显著性差异,南林895极显著高于苗高≤198.17 cm的其他24个无性系。

      品种
      Variety name
      均值±标准差
      Mean±S.D.
      变异区间
      Variation
      interval
      遗传增益
      Genetic
      gain
      品种均值±标准差变异区间遗传增益
      南林895233.63±319.12A135~192129.66
      南林312205.50±44.85AB139~28116.44
      布拖大叶杨202.67±65.25ABC110~32415.11
      南林1388201.90±44.69ABC106~30414.75
      南林220198.17±46.25BC149~30713.00
      西丰25194.07±34.02BCD141~25211.07
      中林美荷191.63±30.83BCDE134~2539.93
      南杨191.47±57.57BCDE17~3049.85
      陕林4183.63±36.86BCDE121~2566.17
      西丰17183.20±19.86BCDE142~2215.97
      I-69杨180.23±22.12BDCEF141~2174.57
      青杨2177.73±29.95BCDEF123~2433.40
      MD20173.77±51.07BCDEFGH110~2841.53
      西丰6171.97±26.57BCDEFGH107~2210.69
      MD19169.80±37.63CDEFGHI120~275−0.33
      南抗杨169.47±25.66CDEFGHI135~228−0.49
      陕林3168.97±18.55CDEFGHI132~203−0.72
      南林95163.40±26.01DEFGHIJ119~241−3.34
      MD110162.63±21.22DEFGHIJ122~204−3.70
      青杨1161.13±34.5DEFGHIJK130~287−4.40
      南林69×3244157.5±23.69EFGHIJK109~204−6.11
      南林35147.53±18.62FGHIJK119~183−10.79
      NL80351143.70±23.49GHIJK108~194−12.59
      35杨139.47±17.91HIJKL102~176−14.58
      西丰77136.73±10.54IJKL110~153−15.87
      NL80303131.00±18.74JKL101~178−18.56
      南林447127.57±16.55KL105~175−20.17
      南林74105.60±17.32L80~140−30.49
      均值170.50±40.69117~294

      Table 4.  Variation of seedling height among different clones

    • 苗期选择应以主要生长性状进行选择较为合适,因此将地径和苗高作为优良无性系的筛选因素,根据地径和苗高生长性状差异,按如下标准进行分类和初步筛选:大于总平均值加1个标准差的记Ⅰ类(优),介于平均数与平均数加1个标准差之间的记Ⅱ类(良)(见表5)。

      苗龄
      Seedling age
      性状
      Index
      Ⅰ类
      Class I
      Ⅱ类
      Class II
      优选率
      Optimum selection rate
      1年生
      One-year-old seedling
      地径
      Ground diameter
      南林312、I-69杨、南林220、
      布拖大叶杨、南林1388、中林美荷
      南杨、南抗杨、南林35、
      西丰25、陕林4、南林95
      21.40%
      苗高
      Seedling height
      南林895南林312、布拖大叶杨、南林1388、南林220、西丰25、中林美荷、南杨、陕林4、西丰17、I-69杨、青杨2、MD20、西丰63.60%

      Table 5.  Classification of screening grades of selected preferred clones

      表5所示,28个参试杨树无性系中,南林220、南林312、南林895、南林1388、中林美荷、I-69杨及本地乡土树种布拖大叶杨表现较好,能够适应布拖地区的气候和土壤条件,入选Ⅰ类。尽管南林895在苗高方面优势最为明显,但其地径低于平均值,比较纤细,还应作进一步观测;试验过程中还发现南林220、南林895、南林1388、I-69杨、布拖大叶杨在苗期生长阶段存在不同程度的锈病表现,质量有待提高。综合苗高和地径的分析结果,南林312在地径和苗高的生长上都高于其他无性系,表现最佳,可初步确定为本地区优先发展的无性系。

    3.   结论与建议
    • 引种的1年生杨树各无性系在穗条基本一致的条件下,苗期生长性状有着较大差异,地径、苗高的遗传力均在0.80以上,受遗传控制均较大。来自江苏地区的南林312、南林1388和来自新疆地区的中林美荷均对川西南二半山区的生态条件表现出良好的适应性,其中又以南林312在苗期表现最好,遗传增益最高,地径超出本地对照组的22.30%,苗高提高了1.39%,通过选择筛选,以上3个品种可初步作为适宜在布拖县以及周边条件相近地区发展的优良无性系,从而最大限度地提高造林地生产力,增加蓄积生长量,达到更好的经济效益。

      试验引进的品种多为南方型杨树,即美洲黑杨南方种源产生的无性系和欧美杨与其相似无性系[10],其中由南京林业大学选育的南林系列是一批发芽早、耐干旱瘠薄、抗虫抗病性强,适生于黄淮地区、江淮平原及长江中下游流域的优良无性系[11],而布拖县与其产地南京市总体地理纬度差异不大,两地无霜期完全一致为237 d,年降雨量仅相差84 mm,年平均温度相差5.3 ℃,由于杨树属喜光喜湿植物且属于抗逆性较强的树种,对温度具有潜在适应能力,加之试验大部分时间处于4—9月,为南方雨季时节,高温多湿的环境有利于其苗期生长,因此只要充分发挥布拖县优势气候条件,基本能满足杨树生长发育的需求,具备引种成功的基础。需要说明的是,本试验仅为苗期阶段结果,由于川西南二半山区区域跨度大、海拔落差导致立体气候差异大,且不同杨树品种对不同区域的适应性差异也较大,新品种的推广往往遵循先育苗后进行造林试验,取得成功经验后再进行逐步推广的原则[12],因此建议布拖县及周边海拔1800~3000 m相近的二半山区域,在今后的杨树品种选育推广工作中,以南林312作为优选对象,开展造林试验,进一步验证其优良特性;南林1388、中林美荷可作为备选品种进行造林品比试验,为下一步杨树无性系的良种推广做好支撑。本次试验未进行病虫害的发生与分析,在后期试验中可开展相关研究。

Reference (12)

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