楊樹不同無性系根系生長的比較

吳麗云，令狐榮鋼，闞榮飛，王媛媛，江秀蓮，陸發(fā)利

（山東省臨沂市林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃站，山東 臨沂 276000）

根系是植物與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的主要場所之一，其分布特征反映了植物對環(huán)境的利用程度和適應(yīng)性，其形態(tài)及構(gòu)型在很大程度上決定著植物獲取養(yǎng)分的能力[1]。長期以來，楊樹因其生長迅速、適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖容易和木材用途廣，被廣泛用于農(nóng)田防護(hù)林、護(hù)路林及防風(fēng)固沙林的建設(shè)中，發(fā)揮了巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。但楊樹品種繁雜、良莠不齊，年均生產(chǎn)力日漸低下。本研究以20個(gè)楊樹無性系根系生長為基礎(chǔ)，探討不同無性系根系長度、數(shù)量、分布等的差異并進(jìn)行聚類分析，力圖為楊樹良種的選育、人工林豐產(chǎn)栽培和撫育管理提供一定的理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于山東省臨沂市費(fèi)縣，地處35°1′—35°33′N，117°36′—118°19′E。試驗(yàn)地屬暖溫帶季風(fēng)區(qū)大陸性氣候，四季分明，光照充足，年平均日照時(shí)數(shù)2 538h，無霜期平均196d，年均降水量860 mm，年均氣溫13.4℃。試驗(yàn)地土壤濕潤肥沃，土質(zhì)為沙壤土。

2 材料與方法

2.1 參試材料

2007年引進(jìn)20個(gè)國內(nèi)外優(yōu)良楊樹無性系，分別為：T26（1號）、102（2號）、中駐6號（3號）、W141（4號）、W07（5號）、W03（6號）、中林23（7號）、109（8號）、黑2（9號）、中洛759（10號）、桑迪（11號）、中菏1號（12號）、2001（13號）、NL351（14號）、I351（15號）、中駐1號（16號）、50楊（17號）、I107（18號）、I108（19號）、L35（20號）。

2.2 試驗(yàn)方法

楊樹無性系人工試驗(yàn)林于2008年3月栽植，苗木為1年生扦插苗，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)品種3個(gè)區(qū)組、3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6株，株行距為3m×5m。造林后進(jìn)行正常的人工管理。2011年12月對5年生楊樹無性系人工試驗(yàn)林進(jìn)行全面調(diào)查，測量胸徑、樹高、冠幅，利用胸徑的幾何平均數(shù)尋找每個(gè)無性系的平均木，并以2m為一個(gè)區(qū)分段對平均木進(jìn)行樹干解析，用挖掘機(jī)于樹根2m×2m范圍內(nèi)挖取樹根，測量不同無性系根總長度、數(shù)量和基部直徑，稱量根樁和根鮮質(zhì)量。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同楊樹無性系不定根分布特征比較

根系是植物的主要吸收器官，植物依靠根系從土壤中吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)。根系長度（或密度）以及根系數(shù)量、分布的深度、分布的廣度對植物的生長起著重要的作用，能較好地反映出植物對水分和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力。

表1 20個(gè)楊樹無性系根數(shù)量差異顯著性

從表1可看出，20個(gè)楊樹無性系根總長度和數(shù)量均具有較大的差異。從根總長度看，最大的為中駐1號，總長度達(dá)到35.6m，NL351、T26和中駐6號次之；最小的為109，總長度僅為15.4m。從根總數(shù)量看，最大的為中駐1號，共65根，中駐6號、W07和I107緊隨其后；最小的為W03和109，均為24根。按根基部直徑劃分，基部直徑在2cm以下的根占根總數(shù)量的60%～80%，基部直徑為2～4 cm的根占根總數(shù)量的20%～30%，而基部直徑在4 cm以上的根只占根總數(shù)量的10%左右（I107除外，其基部直徑在4cm以上的根占到將近20%）。細(xì)而長的植物根系能夠增加根系的外表面積，使根系與土壤的接觸面積增加，即增加了根系的總吸收面積，提高了根系對水分和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率。

2.2 不同楊樹無性系根系生長情況比較

根系對樹木生長整個(gè)生命過程的作用，主要表現(xiàn)在生理和機(jī)械支持2個(gè)方面，同時(shí)它還參與多種有機(jī)化合物的合成。因此根系發(fā)育如何，直接影響到地上部分的生長。根又是植物的三大營養(yǎng)器官之一，在植物的生長發(fā)育中起著極為重要的作用。由圖1可以看出，中駐6號、NL351和中駐1號的根樁鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量均較大；102、109和中洛759的根鮮質(zhì)量較?。籛141、W03、黑2、I351、I107和I108的根鮮質(zhì)量大于根樁鮮質(zhì)量，其他無性系的根樁鮮質(zhì)量大于根鮮質(zhì)量或基本與根鮮質(zhì)量相等。

圖1 20個(gè)楊樹無性系5年生苗根系生長量

2.3 不同楊樹無性系根系聚類分析

聚類分析采用系統(tǒng)聚類分析中最具統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)、應(yīng)用較多的離差平方和的方法，其基本思想是分類正確，則同類樣本間的離差平方和較小，類與類之間的離差平方和應(yīng)當(dāng)較大。進(jìn)行聚類分析時(shí)，以調(diào)查樣方為分析對象，以根冠比、單位地上部所具有的根長和根樁質(zhì)量為劃分依據(jù)，通過系統(tǒng)聚類法進(jìn)行分類，分析結(jié)果如圖2。

圖2 20個(gè)楊樹無性系聚類分析結(jié)果

根據(jù)楊樹不同無性系的相似程度，以歐式距離0.6為閾值，可將20個(gè)楊樹無性系分成6類。第1類包括W07、中洛759、2001和I107等4個(gè)無性系，其可細(xì)分為2個(gè)亞類，第1亞類由W07、中洛759和2001等3個(gè)無性系組成，第2亞類只有1個(gè)無性系：I107。第2類包括W141、L35、黑2等10個(gè)無性系。這一大類可以分為3個(gè)亞類，其中W141、L35、黑2、I108和中菏1號組成第1亞類；第2亞類為W03、109和桑迪；中林23和I351為第3亞類。第3類由NL351和中駐1號等2個(gè)無性系組成。第4類包括2個(gè)無性系：102和50楊。第5類和第6類都只含有1個(gè)無性系，分別是T26和中駐6號。各無性系之間的距離系數(shù)越大，說明它們的遺傳差異越大，親緣關(guān)系越遠(yuǎn)。

3 結(jié)論

通過對20個(gè)楊樹無性系的根系生長進(jìn)行比較研究，結(jié)果表明，20個(gè)楊樹無性系的根系主要集中在0～50cm土層中，根系以垂直根和水平根為主，根與地面的夾角較小，基本保持水平。中駐1號根總長度最長，數(shù)量最多，根的鮮質(zhì)量也最大。20個(gè)無性系根基部直徑絕大部分在2cm以下；同時(shí)，通過聚類分析，20個(gè)楊樹無性系可分為6類9個(gè)亞類，其中中駐1號、中駐6號、NL351和T26生長較好。

[1]李勇，黃小芳，丁萬隆.根系分泌物及其對植物根際土壤微生態(tài)環(huán)境的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2008，23（S1）：182－186