王 倩，馬 燕，晁 鑫

(延安市林業(yè)勘察規(guī)劃設計院，陜西 延安 716000)

1 引言

楊樹具有速生豐產(chǎn)、生態(tài)效能好、經(jīng)濟效益大的優(yōu)點，在工業(yè)、林業(yè)、造紙業(yè)等行業(yè)有著較大的市場和廣泛的應用。但由于我國幅員遼闊，各地的氣候差異較大，不同楊樹品種的抗寒能力也存在差異。因此，在楊樹的培育中需要結(jié)合其繁殖、生長特性，通過對不同楊樹材料的試驗，分析和研究楊樹的越冬抗寒性，并利用合理的培育手段增強其抗寒能力。

2 試驗地概況

試驗地為某地苗圃，地處北溫帶，屬大陸性氣候。冬季平均氣溫為-9～-7 ℃，最低氣溫可達-26.4 ℃。冬季降水量為411 mm。土壤類型為棕土，有機質(zhì)、速效磷、速效鉀、全氮含量分別為12.9 g/kg，速效磷含量為4.8 mg/kg，速效鉀含量為45.30 mg/kg，全氮含量為1.11 g/kg。

3 材料與方法

3.1 試驗材料

試驗材料選擇遼寧省凌海市苗圃基地培育的無性系楊樹樹種，分別是遼育三號楊、K99(黑楊派雜交種)、遼河×中綏12號、小青楊(青楊派樹種)；另選用試驗地苗圃的108號楊試驗肥料對楊樹抗寒指標的影響；其他材料包括聚乙烯花盆及花盆墊、試驗土、水壺、冰箱、光照培養(yǎng)箱、尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀等。

3.2 試驗方法

3.2.1 溫度處理試驗

3.2.1.1 生長恢復

在遼育三號楊、K99、遼河×中綏12號、小青楊4個品種的楊苗中，各選出20株長勢近似的扦插苗整株枝條，并將其平均分為4組進行變溫處理，溫度變化區(qū)間為-40～25 ℃。變溫處理的方法是將枝條放置于冰箱中24 h，冷凍溫度為-40 ℃，取出1組枝條進行生長恢復試驗；之后將其取出放置在室內(nèi)24 h，室內(nèi)溫度為25 ℃，取出1組枝條進行生長恢復試驗；重復以上步驟直至完成4組枝條的處理，其中每次試驗處理的枝條需剪成18 cm長，并放入光照培養(yǎng)箱中進行水培養(yǎng)[1]。培養(yǎng)枝條時保持溫度為(25±2)℃，每日光照時間為14 h，其余10 h處于黑暗狀態(tài)，每3 d換1次水。15 d后記錄萌芽、生根情況，28 d后記錄各品種萌芽、成活情況[2]。

3.2.1.2 指標測定

采取以下方法測量楊樹的生理生化指標：丙二醛含量測定使用硫代巴比妥酸顯色法[3]，脯氨酸含量測定使用酸性茚三酮顯色法，可溶性糖含量測定使用蒽酮比色法[4]，相對電導率測定使用DDS-ⅡC型數(shù)顯電導率儀，水分飽和虧缺測定使用水分飽和法，相對含水率測定使用常壓加熱干燥法。

3.2.1.3 注意事項

將楊樹枝條進行變溫處理時應注意變溫時間和變溫順序，將各組變溫情況不同的枝條標記清楚。換水時注意水質(zhì)，減少水對楊苗生長的影響[5]。按時準確記錄楊苗萌芽情況和長勢。

3.2.2 施肥培育試驗

選取本苗圃108號楊140株，將其浸泡于水缸中24 h，之后栽入基質(zhì)為細河沙的花盆中。栽種結(jié)束之后統(tǒng)一澆水、修剪苗根，使苗根露出細河沙表面的長度低于2 cm。由于實驗起于4月份，在4～6月份每3 d澆1次水，在7～10月份每2 d澆1次水，11月至次年3月份不澆水。將140株楊苗分為14個組，每組10株，采用不同的施肥方法，施肥時間為6月15日和6月25日，將肥料分為2次施加至盆中[6]。施肥量見表1，表1中0～3分別指未施肥、最佳施肥量的1/2、最佳施肥量、1.5倍最佳施肥量。N0～N3分別指不施肥、施40 g、施80 g、施120 g尿素；P0～P3分別指不施肥、施20 g、施40 g、施60 g過磷酸鈣；分別指不施肥、施20 g、施40 g、施60 g的K2SO4[7]。

表1 各組楊苗施肥量

4 結(jié)果與分析

4.1 溫度處理試驗

4.1.1 不同處理下各品種萌芽率情況分析

在不同變溫處理下4個楊樹品種的萌芽率情況如下：遼育3號楊經(jīng)歷4次變溫下的萌芽率依次為78.97%(誤差±0.04)、65.40%(誤差±0.02)、64.37%(誤差±0.01)、59.99%(誤差±0.03)；K99經(jīng)歷4次變溫下的萌芽率依次為89.87%(誤差±0.05)、71.13%(誤差±0.03)、67.72%(誤差±0.01)、66.05%(誤差±0.03)；遼河×中綏12號經(jīng)歷4次變溫下的萌芽率依次為88.31%(誤差±0.02)、85.55%(誤差±0.03)、80.69%(誤差±0.01)、75.71%(誤差±0.04)；小青楊經(jīng)歷4次變溫下的萌芽率依次為96.46%(誤差±0.03)、96.20%(誤差±0.01)、90.41%(誤差±0.01)、89.90%(誤差±0.04)。由此可得，第1次變溫處理對萌芽率的影響較小，整體可以達到平均88%的萌芽率，但隨著變溫處理次數(shù)的增加，楊苗的萌芽率出現(xiàn)明顯的下降，第4次變溫時整體平均萌芽率降低至50%，與第1次變溫相比整體萌芽率降低了38%?？梢娡贩N在不同變溫處理次數(shù)的情況下，其萌芽率隨變溫處理次數(shù)而降低，同時，不同品種在不同變溫處理次數(shù)時，其萌芽率降低的比例也不同[8]。遼育三號楊、K99、遼河×中綏12號、小青楊的平均萌芽率分別為67%、74%、83%、93%，由此分析得出遼育三號楊整體萌芽率最低，受溫度影響最大。

4.1.2 各品種生理生化指標分析

通過計算得出各品種變溫處理后的生理生化指標數(shù)據(jù)，得出在生理生化指標接近相同的情況下，不同品種的楊苗抗寒能力不相同。利用相關(guān)分析法計算得出各生理生化指標與萌芽率的相關(guān)性數(shù)據(jù)，可知丙二醛與萌芽率相關(guān)性不大，脯氨酸和相對導電率與萌芽率有一定相關(guān)性，但關(guān)聯(lián)不大，可溶性糖、水分飽和虧缺、相對含水率與萌芽率有著明顯的相關(guān)性，對萌芽率影響較大[9]。因此，在后續(xù)的楊苗抗寒性綜合評價中，選取對萌芽率影響最大的可溶性糖、水分飽和虧缺以及相對含水率指標進行評價[10]。

4.1.3 各品種抗寒能力評價

選擇可溶性糖、水分飽和虧缺以及相對含水率作為抗寒能力評價指標。在溫度降低的過程中可溶性糖會積累增加，保護細胞質(zhì)膠體不會因寒冷而凝固，從而減少細胞內(nèi)失水和結(jié)冰的情況發(fā)生；同時，植物的相對含水率越高，其抗寒性就越好；水分飽和虧缺屬于含水率的指標，其數(shù)值與植物體內(nèi)水分含量成反比，數(shù)值越低則抗寒性越強[11]。結(jié)合以上3種指標之間的關(guān)聯(lián)性，在抗寒能力評價中采用主成分分析法。結(jié)合對主成分的分析以及第一主成分和第二主成分的權(quán)重比例，可得相對含水率對楊樹抗寒性影響最大，其次是水分飽和虧缺和可溶性糖[12]。之后將各指標進行標準數(shù)量化，使用隸屬度函數(shù)方法，函數(shù)的升降順序由主成分因子負荷量的正負決定。根據(jù)各指標函數(shù)求出其隸屬度值，結(jié)合各指標權(quán)重計算抗寒性綜合指數(shù)，計算方法為加乘法。經(jīng)過計算可得遼育3號楊、K99、遼河×中綏12號、小青楊的抗寒綜合指數(shù)分別為0.301797、0.33781、0.357704、0.973728，分析得出小青楊的抗寒性最好，遼育3號楊的抗寒性最差，抗寒性大小排序為：小青楊>遼河×中綏12號>K99>遼育3號楊。

4.2 施肥培育試驗

施肥培育試驗將楊苗分為14個小組，試驗過程中施肥計劃參考表1，培育周期結(jié)束后對丙二醛、脯氨酸和可溶性糖指標進行測定，可得出各指標在不同施肥條件下的數(shù)據(jù)(表2)。通過分析表2數(shù)據(jù)，可知在不同肥料施加處理的情況下，丙二醛、脯氨酸和可溶性糖的指標數(shù)值也存在著明顯的差異，也即不同施肥處理時楊苗的抗寒性也不同[13]。根據(jù)脯氨酸和可溶性糖的含量與抗寒性成正比，丙二醛的含量與抗寒性成反比的理論基礎(chǔ)[14]，通過對各試驗組的指標數(shù)值分析，編號為10的試驗組整體數(shù)據(jù)值最優(yōu)，其脯氨酸和可溶性糖的含量同比最高，同時丙二醛的含量同比最低。

表2 各處理下測定指標的比較

5 展望

低溫脅迫不利于植物生長，不同類植物和同類植物不同品種之間的抗寒能力不盡相同，原因是植物的抗寒性反應受多種因素和客觀條件的影響。因此，在提高植物抗寒能力的試驗中，需要首先明確影響植物抗寒性的因素，并基于此提高其抗寒能力。楊樹在我國有著廣泛的培育和種植，對林業(yè)、工業(yè)、經(jīng)濟發(fā)展等有著重要的意義，速生豐產(chǎn)林的回報率框算在15%以上，收益相比其他基礎(chǔ)行業(yè)要高很多。而植物的抗寒能力對其萌芽和生長都有深遠的影響，因此，在楊樹的培育中，必須使用多種手段提升楊樹的越冬抗寒能力?？梢詮臈顦涞倪x育入手，我國專家已經(jīng)選育出了一些抗寒性較強的楊樹品種，結(jié)合此類楊樹品種，可以分析品質(zhì)較好的楊樹品種，做進一步的選育，通過雜交試驗等培育速生、抗寒、易繁殖的優(yōu)良楊樹品種。或者使用基因工程育種方法，利用基因技術(shù)，通過在DNA分子水平上直接引入目的基因，基因篩選后選取較為穩(wěn)定的基因，從而提升楊樹的品質(zhì)和抗寒能力[15]。

6 結(jié)語

在楊樹的越冬抗寒能力研究中，采用不同品種的楊苗作為試驗材料，通過變溫處理試驗和施肥培育試驗，根據(jù)試驗結(jié)果可得：不同品種的楊樹生理生化指標存在差異，且變溫處理對楊樹枝條的萌芽率有直接影響，一次變溫處理對枝條的傷害較小，但多次變溫會使得傷害累加，對枝條造成傷害并導致萌芽率降低。同時，不同類別的施肥控制也會影響枝條的生理生化指標，從而對其抗寒性能造成影響。在楊樹的栽培過程中，應注重其受到低溫脅迫時的防治措施，合理進行抗寒性評價，通過雜交等手段培育優(yōu)質(zhì)的楊樹品種，提高其抗寒能力，使其在林業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)中有更多的應用。