趙玉恒，貫春雨，王福森，李樹森，李晶

(黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

15個(gè)楊樹新品系苗期耐寒試驗(yàn)研究

趙玉恒，貫春雨，王福森，李樹森，李晶

(黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

采用超低溫冷凍儲(chǔ)存箱，在-40 ℃時(shí)，設(shè)置3、5、7 d等3個(gè)時(shí)間梯度，以電解質(zhì)滲出率作為抗寒指標(biāo)，對(duì)15個(gè)楊樹參試品種(品系)進(jìn)行室內(nèi)耐寒試驗(yàn)，以扦插成活率為指標(biāo)，進(jìn)行冷凍恢復(fù)試驗(yàn)。結(jié)果表明，在-40 ℃時(shí)，各參試品種(品系)的耐寒能力由高至低的順序依次為031357>小黑楊>東風(fēng)崗1號(hào)楊>031950>041710>2111>78-25>A5-10>043136>031622>041931>030703>041131>031201>040903，不同冷凍時(shí)間電解質(zhì)滲出率由低至高的順序?yàn)? d >5 d>7 d；以扦插成活率為指標(biāo)，各參試品種(品系)冷凍后恢復(fù)生長(zhǎng)扦插成活率由高至低的順序依次為041931>78-25>2111>小黑楊>031622>東風(fēng)崗1號(hào)>031950>031357>030703>043136>041710>041131>040903>A5-10>031201；不同冷凍時(shí)間冷凍恢復(fù)生長(zhǎng)扦插成活率由高至低的順序依次為3 d>5 d>7 d。

楊樹；耐寒；電導(dǎo)率；電解質(zhì)滲出率；生長(zhǎng)恢復(fù)

AbstractIn the ultra-low temperature cryogenic storage tank, the temperature gradient of 3 d, 5 d and 7 d was set at -40℃, and the 15 kinds of poplar varieties (strains) were tested with the electrolyte leakage rate as the cold index. Indoor cold test, cutting survival rate as an indicator, the frozen recovery test was conducted. Result shows that the order of cold tolerance of each tested cultivar (line) is higher than that in the order ofPopulus. stalinez Jabl.×Populus. simonii Carr.>P.simoniiCarr. ×P.nigraL.>Populusnigravar. italica×P.nigra‘DFG-1’>(Populus×pionerJabl. )×(P.simoniiCarr. ×P.nigraL.)>Populus.russkiiJabl.×P.simoniiCarr.>Populus×euramericana cv.‘DN113’×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>PopulussuaveolensFisch.>Populusdeltoides×P.suaveolensFisch.>Populussimonii Carr.×(P.deltoidsVartr×cathyanaRehd.Cl.)>PopulussimoniiCarr.×(P.deltoidsVartr×cathyana Rehd.Cl.‘Zhong-heifang-2’)>Populussimonii Carr.×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>Populus×pionerJabl.×(P.psendo-cathayana×deltoidescv‘Shan Hai Guan’)>Populus×pionerJabl.×(P.psendo-cathayana×deltoidescv. ‘Shan Hai Guan’)>(Populu×pionerJabl. )×P.simoniiCarr.>Populus.russkiiJabl.×P.simoniiCarr.The rate of electrolyte leakage from low to high is 3 d> 5 d> 7 d. The survival rate of cuttings is taken as the index, and the varieties of the tested varieties are different. The order of survival rate of the cuttings is fromPopulussimonii Carr×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>PopulussuaveolensFisch.>Populus×euramericana cv.‘DN113’×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>P.simoniiCarr. ×P.nigraL.>PopulussimoniiCarr.×(P.deltoidsVartr×cathyana Rehd.Cl.‘Zhong-heifang-2’)>Populusnigravar. italica×P.nigra‘DFG-1’>(Populus×pionerJabl. )×(P.simoniiCarr. ×P.nigraL.)>Populus. stalinez Jabl.×PopulussimoniiCarr.>Populus×pionerJabl.×(P.psendo-cathayana×deltoidescv.‘Shan Hai Guan’)>PopulussimoniiCarr.×(P.deltoidsVartr×cathyanaRehd.Cl.)>PopulusrusskiiJabl.×P.simoniiCarr.>PopulusrusskiiJabl.×(PopulussimoniiCarr. ×P.nigraL.)>PopulusrusskiiJabl.×P.simoniiCarr.>Populusdeltoides×P.suaveolensFisch.>(Populus×pionerJabl. )×P.simoniiCarr.The descending order of survival rate of frozen cuttings is 3 d> 5 d> 7 d in different freezing time.

Keywordspoplar;cold;conductivity; electrolyte leakage rate; growth recovery

楊樹具有生長(zhǎng)快、易繁殖、適應(yīng)范圍廣、抗逆性強(qiáng)、木材產(chǎn)量高、分布及用途廣等優(yōu)良特性，是平原地區(qū)主栽樹種之一。黑龍江省是我國(guó)森林資源大省，其中楊樹種植面積和木材產(chǎn)量所占比重很大，很多自主雜交和從國(guó)內(nèi)外引入的楊樹品種(品系)因不能忍受低溫而遭淘汰，因此，耐寒是該區(qū)域楊樹良種選育的重要指標(biāo)[1-6]。樹木遭受低溫侵害后細(xì)胞膜透性顯著提高，因此，可以根據(jù)細(xì)胞膜透性的變化來(lái)作為鑒定種或品種抗寒力的指標(biāo)。在試驗(yàn)室內(nèi)采用超低溫冷凍儲(chǔ)存箱進(jìn)行苗期耐寒試驗(yàn)，根據(jù)電解質(zhì)滲出率和冷凍恢復(fù)扦插試驗(yàn)可以早期初步判斷品種(品系)的耐寒能力，為所選品種的早期選擇和適生區(qū)域的劃分提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試材取自黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院綠源基地楊樹苗木繁育圃，選擇15個(gè)苗期和大樹均表現(xiàn)較好的1年生扦插苗，以小黑楊為對(duì)照，詳見表1。

表1 參試楊樹品種(品系)及來(lái)源

*雄花經(jīng)秋水仙素處理

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，溫度在-40 ℃時(shí)設(shè)置3 d、5 d和7 d三個(gè)時(shí)間梯度，參試品種(品系)15個(gè)，以小黑楊為對(duì)照，3次重復(fù)，測(cè)定各參試品種(品系)電解質(zhì)滲出率和冷凍恢復(fù)扦插成活率。

1.2.2 電導(dǎo)率測(cè)定 選擇生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲害的當(dāng)年生扦插苗，剪下20 cm長(zhǎng)的梢頭作為電導(dǎo)率測(cè)定試材，余下地上部分用于冷凍恢復(fù)扦插試驗(yàn)。一切容器和用具事先均用蒸餾水和重蒸餾水沖洗干凈。將試材在室溫下解凍0.5 h，用自來(lái)水反復(fù)沖洗晾干，按0.2～0.3 mm剪片。用METTLER AE200電子天平精確稱取3 g，每時(shí)間梯度重復(fù)3次，共9份。稱出的試樣先用蒸餾水洗二次，再以重蒸餾水沖洗二次，晾干后放入潔凈的50 mL的三角瓶中，并加蓋瓶塞，按設(shè)計(jì)將試樣分別標(biāo)記好，同時(shí)放入-40 ℃超低溫冷凍儲(chǔ)存箱中冷凍，分別于3 d、5 d和7 d后取出，在室溫或恒溫20 ℃下解凍30 min，每瓶加30 mL重蒸餾水，加蓋瓶塞靜置12～18 h待測(cè)，用DDS-307型電導(dǎo)率儀分別測(cè)定并記錄上述浸提液電導(dǎo)率，以代表試樣的電解質(zhì)外滲值。將測(cè)定過(guò)的樣品放入100 ℃的HH-6恒溫水浴鍋中煮沸10～15 min，靜置12～18 h，再測(cè)定并記錄其煮沸電導(dǎo)率，以代表試樣中電解質(zhì)的總含量，計(jì)算電解質(zhì)滲出率。

計(jì)算公式：

1.2.3 冷凍恢復(fù)扦插試驗(yàn) 將種條剪成12 cm長(zhǎng)插穗，用蒸餾水洗凈后做好標(biāo)記，用塑料袋包好，與上述試驗(yàn)材料同時(shí)放入同時(shí)取出。在溫室內(nèi)作低床，將營(yíng)養(yǎng)杯裝上沙壤土，按行擺好后澆透水待用。插穗取出后在室溫下恢復(fù)8 h，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)扦插于營(yíng)養(yǎng)盒內(nèi)，并按品種標(biāo)記好位置，觀察并記錄其生長(zhǎng)情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 自然條件下不同品種(品)電解質(zhì)滲出率比較

對(duì)各參試品種(系)自然狀態(tài)下的電解質(zhì)滲出率進(jìn)行測(cè)定(表2)，以電解質(zhì)滲出率為抗寒性指標(biāo)，抗寒能力由高到低的順序?yàn)樾『跅?23.35%)>2111(23.58%)>031622(24.52%)>030703(25.86%)>041710(29.16%)>78-25(29.18%)>031201(30.18%)>031357(31.12%)>041931(33.14%)>A5-10(33.77%)>041131(33.95%)>043136(38.20%)>東風(fēng)崗1號(hào)楊(38.94%)>031950(39.29%)>040903(39.84%)。結(jié)果表明，在自然狀態(tài)下所有參試品種(品系)的平均電解質(zhì)滲出率為31.61%，未有超過(guò)40%的品種(品系)，苗期均可安全越冬。

2.2不同冷凍時(shí)間對(duì)不同品種(品系)電解質(zhì)滲出率的影響

用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)各參試品種(品系)的電質(zhì)滲出率進(jìn)行方差分析(表3)，結(jié)果表明，品種(品系)間和時(shí)間間均存在極顯著差異，區(qū)組間差異不顯著。

表2 抗寒性試驗(yàn)電解質(zhì)滲出率方差分析

注：檢驗(yàn)值0.000為99%可靠性(即0.01水平)有差異，檢驗(yàn)值0.005為95%可靠性(即0.05水平)有差異。

以電解質(zhì)滲出率作為抗寒指標(biāo)，在-40 ℃時(shí)，各參試品種(品系)的耐寒能力由高至低的順序依次為031357>小黑楊>東風(fēng)崗1號(hào)楊>031950>041710>2111>78-25>A5-10>043136>031622>041931>030703>041131>031201>040903。為進(jìn)一步檢驗(yàn)不同品種(品系)間存在的差異，我們進(jìn)行了多重比較(表4)，結(jié)果表明，在低溫處理后，各參試品種(品系)的電解質(zhì)滲出率差異極顯著。其中，031357、小黑楊和東風(fēng)崗1號(hào)楊電解質(zhì)滲出率最小，與其他品種間的差異極顯著，說(shuō)明抗寒能力最強(qiáng)，031950、041710、2111和78-25抗寒能力較強(qiáng)，A5-10、043136、031622和041931抗寒能力中等，其余相對(duì)較弱。

表3不同品種(品系)電解質(zhì)滲出率多重比較

品種(品系)電解質(zhì)滲出率/%顯著性/F=41．458??0．050．011234561234567803135737．896aA小黑楊38．161aAB東風(fēng)崗1號(hào)楊40．579bABC03195041．336bcBC04171041．529bcC211141．933bcC78-2543．426cCDA5-1046．081dDE04313647．508dE03162248．234dEF04193148．523dEFG03070351．026dFGH04113151．691dGH03120153．194deH04090354．297eH

以電解質(zhì)滲出率作為抗寒指標(biāo)，在-40 ℃時(shí)，不同冷凍時(shí)間電解質(zhì)滲出率由低至高的順序?yàn)? d >5 d>7 d。為進(jìn)一步檢驗(yàn)不同冷凍時(shí)間間存在的差異，我們進(jìn)行了多重比較(鄧肯法)，結(jié)果表明(表4)，冷凍3 d和5 d間的電解質(zhì)滲出率幾乎無(wú)差異，與冷凍7 d間的電解質(zhì)滲出率差異極顯著。

表4 不同冷凍時(shí)間電解質(zhì)滲出率多重比較表

從整體看，低溫冷凍時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)電解質(zhì)滲出率的影響較大，在試驗(yàn)溫度-40 ℃冷凍3 d后，15個(gè)參試品種(品系)只有040903(50.08%)1個(gè)品系電解質(zhì)滲出率高于50%，冷凍5 d后， 040903(50.32%)和031201(50.71%)2個(gè)品系高于50%，冷凍7 d后，040903(61.77%)、031201(60.07%)、041131(58.48%)、041931(55.48%)、030703(55.03%)、031622(54.97%)、A5-10(53.68%)、043136(53.36%)、東風(fēng)崗1號(hào)楊(51.51%)9個(gè)品種(品系)高于50%，結(jié)果表明，相同溫度冷凍時(shí)間越長(zhǎng)，電解質(zhì)滲出率越高，在-40 ℃冷凍時(shí)間達(dá)7 d時(shí)，電解質(zhì)滲出率會(huì)明顯提高，抗寒能力強(qiáng)的品種相對(duì)較低，抗能力弱的相對(duì)較高，但對(duì)大多數(shù)參試品種(品系)的苗木不會(huì)造成嚴(yán)重傷害。

2.3不同冷凍時(shí)間對(duì)不同品種(品系)冷凍恢復(fù)扦插成活率的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，以扦插成活率為指標(biāo)，在-40 ℃時(shí)，不同品種(品系)間和不同冷凍時(shí)間間冷凍后恢復(fù)生長(zhǎng)扦插成活率均達(dá)到極顯著水平(表5)。各參試品種(品系)冷凍后恢復(fù)生長(zhǎng)扦插成活率由高至低的順序依次為041931>78-25>2111>小黑楊>031622>東風(fēng)崗1號(hào)楊>031950>031357>030703>043136>041710>041131>040903>A5-10>031201；各冷凍時(shí)間間冷凍后恢復(fù)生長(zhǎng)扦插成活率由高至低的順序依次為3 d>5 d>7 d。

表5 不同冷凍時(shí)間生長(zhǎng)恢復(fù)試驗(yàn)成活率方差分析結(jié)果

注：檢驗(yàn)值0.000為99%可靠性(即0.01水平)有差異，檢驗(yàn)值為0.005為95%可靠性(即0.05水平)有差異。

為進(jìn)一步驗(yàn)證品種間冷凍恢復(fù)扦插成活率的差異，我們進(jìn)行了多重比較(表6)，結(jié)果表明，041931、78-25、2111、小黑楊、031622、東風(fēng)崗1號(hào)楊、031950和031357間差異不顯著，扦插成活率較高，說(shuō)明其抗寒能力較強(qiáng)。

表6 不同品種(品系)冷凍恢復(fù)試驗(yàn)扦插成活率多重比較結(jié)果

為進(jìn)一步驗(yàn)證不同冷凍時(shí)間對(duì)各參試品種(品系)冷凍恢復(fù)扦插成活率的影響，我們進(jìn)行了多重比較(鄧肯法)(表7)，結(jié)果表明，冷凍3 d、5 d與7 d間差異極顯著，說(shuō)明相同溫度冷凍時(shí)間越長(zhǎng)，扦插成活率越低。

表7 不同冷凍時(shí)間生長(zhǎng)恢復(fù)試驗(yàn)扦插成活率多重比較結(jié)果

注：檢驗(yàn)值0.000為99%可靠性(即0.01水平)有差異，檢驗(yàn)值0.005為95%可靠性(即0.05水平)有差異。

3 結(jié)論與討論

3.1 測(cè)定結(jié)果表明，抗寒能力與電解質(zhì)滲出率成反比，電解質(zhì)滲出率低于50%不會(huì)造成傷害，在緩慢解凍后均可恢復(fù)正常生長(zhǎng)。本試驗(yàn)各參試品種(品系)自然狀態(tài)下電解質(zhì)滲出率為23.35%～39.84%，苗期均可安全越冬。

3.2 在黑龍江省平原地區(qū)，歷史最低溫度一般在-35 ℃左右，個(gè)別地區(qū)極端低溫達(dá)-40 ℃左右，且持續(xù)時(shí)間不會(huì)超過(guò)3 d。我們將試驗(yàn)溫度設(shè)定為-40 ℃，設(shè)置3 d、5 d和7 d三個(gè)時(shí)間梯度?？购芰?qiáng)的品種(品系)電解質(zhì)滲出率為37.9%～41.9%，由低至高依次為031357、小黑楊、東風(fēng)崗1號(hào)楊、031950、041710、2111，抗寒能力較強(qiáng)的品種(品系)電解質(zhì)滲出率為43.4%～48.5%，由低至高依次為78-25、A5-10、043136、041622和041931，抗寒能力一般的品種(品系)電解質(zhì)滲出率為51.0%～54.3%，由低至高依次為030703、041131、031201和040903。電解質(zhì)滲出率與冷凍時(shí)間成正比，其中，在5 d以內(nèi)差異不顯著，達(dá)7 d時(shí)差異極顯著，抗寒能力強(qiáng)的品種電解質(zhì)滲出率在50%以下，抗寒能力弱的品種在50%以上。

3.3 抗寒能力強(qiáng)的品種(品系)冷凍后扦插成活率較高，反之亦然；冷凍時(shí)間對(duì)扦插成活率影響較大，冷凍時(shí)間越長(zhǎng)扦插成活率越低，反之亦然。本試驗(yàn)抗寒能力強(qiáng)的品種在-40 ℃冷凍7 d后扦插成活率仍在50%以上，由高至低依次為041931、2111、78-25、小黑楊和東風(fēng)崗1號(hào)楊，抗寒能力較強(qiáng)的品種在-40 ℃冷凍5 d扦插成活率在50%以上，由高至低依次為031622、041131、031950和031357，抗寒能力中等的品種在-40 ℃冷凍3 d扦插成活率在50%以上，由高至低依次為A5-10、041710、030703、043136，抗寒能力一般的品種(品系)在-40 ℃冷凍3 d扦插成活率在50%以下，由高至低依次為040903和031201。

[1] 張潔,張鋼,李金花，等.電導(dǎo)法和電阻抗圖譜法測(cè)定脫鍛煉期間歐美楊×大青楊F 1 子代抗寒性[J].植物生理學(xué)報(bào),2012, 48 (1): 44-50

[2] 王明庥,黃敏仁,陳道明,等. 黑楊派無(wú)性系的抗寒性研究[J].南京林產(chǎn)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1982(4):105-110

[3] 朱湘渝,王瑞玲,佟永昌,等.歐美楊新品種抗寒性的研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,1990(5):487-490

[4] 林善枝,張志毅.楊樹抗凍性的研究現(xiàn)狀[J].植物學(xué)通報(bào),2001,18(3):487-490

[5] 姜興林,呂榮江,張雪松,等.九個(gè)不同產(chǎn)地的大青楊抗寒性研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,1991,4(5):574-577

[6] 李晶,王福森,李樹森,等.幾個(gè)楊樹新品系抗寒性測(cè)定試驗(yàn)[J].防護(hù)林科技,2012(1):59-61

[7] 陳華豪,丁華豪,丁思統(tǒng),等.林業(yè)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].遼寧:大連海運(yùn)學(xué)院出版社,1988

ColdToleranceof15NewStrainsofPoplaratSeedlingStage

Zhao Yuheng,Guan Chunyu, Wang Fusen, Li Shusen,Li Jing

( Academy of Forest and Environment of Heilongjiang Province, Qiqihar 161005, China)

S792.11

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.09.029

1005-5215(2017)09-0083-04

2017-06-30

趙玉恒(1965-),男,黑龍江望奎人,碩士,高級(jí)工程師,現(xiàn)從事森林保護(hù)研究.