杨树不同无性系根系生长的比较

吴丽云，令狐荣钢，阚荣飞，王媛媛，江秀莲，陆发利

（山东省临沂市林业监测规划站，山东 临沂 276000）

根系是植物与外界环境进行物质和能量交换的主要场所之一，其分布特征反映了植物对环境的利用程度和适应性，其形态及构型在很大程度上决定着植物获取养分的能力[1]。长期以来，杨树因其生长迅速、适应性强、繁殖容易和木材用途广，被广泛用于农田防护林、护路林及防风固沙林的建设中，发挥了巨大的生态和经济效益。但杨树品种繁杂、良莠不齐，年均生产力日渐低下。本研究以20个杨树无性系根系生长为基础，探讨不同无性系根系长度、数量、分布等的差异并进行聚类分析，力图为杨树良种的选育、人工林丰产栽培和抚育管理提供一定的理论依据。

1 试验地概况

试验地位于山东省临沂市费县，地处35°1′—35°33′N，117°36′—118°19′E。试验地属暖温带季风区大陆性气候，四季分明，光照充足，年平均日照时数2 538h，无霜期平均196d，年均降水量860 mm，年均气温13.4℃。试验地土壤湿润肥沃，土质为沙壤土。

2 材料与方法

2.1 参试材料

2007年引进20个国内外优良杨树无性系，分别为：T26（1号）、102（2号）、中驻6号（3号）、W141（4号）、W07（5号）、W03（6号）、中林23（7号）、109（8号）、黑2（9号）、中洛759（10号）、桑迪（11号）、中菏1号（12号）、2001（13号）、NL351（14号）、I351（15号）、中驻1号（16号）、50杨（17号）、I107（18号）、I108（19号）、L35（20号）。

2.2 试验方法

杨树无性系人工试验林于2008年3月栽植，苗木为1年生扦插苗，采用随机区组试验设计，每个品种3个区组、3次重复，每个重复6株，株行距为3m×5m。造林后进行正常的人工管理。2011年12月对5年生杨树无性系人工试验林进行全面调查，测量胸径、树高、冠幅，利用胸径的几何平均数寻找每个无性系的平均木，并以2m为一个区分段对平均木进行树干解析，用挖掘机于树根2m×2m范围内挖取树根，测量不同无性系根总长度、数量和基部直径，称量根桩和根鲜质量。

3 结果与分析

3.1 不同杨树无性系不定根分布特征比较

根系是植物的主要吸收器官，植物依靠根系从土壤中吸收水分和营养物质。根系长度（或密度）以及根系数量、分布的深度、分布的广度对植物的生长起着重要的作用，能较好地反映出植物对水分和营养物质的吸收能力。

表1 20个杨树无性系根数量差异显著性

从表1可看出，20个杨树无性系根总长度和数量均具有较大的差异。从根总长度看，最大的为中驻1号，总长度达到35.6m，NL351、T26和中驻6号次之；最小的为109，总长度仅为15.4m。从根总数量看，最大的为中驻1号，共65根，中驻6号、W07和I107紧随其后；最小的为W03和109，均为24根。按根基部直径划分，基部直径在2cm以下的根占根总数量的60%～80%，基部直径为2～4 cm的根占根总数量的20%～30%，而基部直径在4 cm以上的根只占根总数量的10%左右（I107除外，其基部直径在4cm以上的根占到将近20%）。细而长的植物根系能够增加根系的外表面积，使根系与土壤的接触面积增加，即增加了根系的总吸收面积，提高了根系对水分和营养物质的吸收利用率。

2.2 不同杨树无性系根系生长情况比较

根系对树木生长整个生命过程的作用，主要表现在生理和机械支持2个方面，同时它还参与多种有机化合物的合成。因此根系发育如何，直接影响到地上部分的生长。根又是植物的三大营养器官之一，在植物的生长发育中起着极为重要的作用。由图1可以看出，中驻6号、NL351和中驻1号的根桩鲜质量和根鲜质量均较大；102、109和中洛759的根鲜质量较小；W141、W03、黑2、I351、I107和I108的根鲜质量大于根桩鲜质量，其他无性系的根桩鲜质量大于根鲜质量或基本与根鲜质量相等。

图1 20个杨树无性系5年生苗根系生长量

2.3 不同杨树无性系根系聚类分析

聚类分析采用系统聚类分析中最具统计特点、应用较多的离差平方和的方法，其基本思想是分类正确，则同类样本间的离差平方和较小，类与类之间的离差平方和应当较大。进行聚类分析时，以调查样方为分析对象，以根冠比、单位地上部所具有的根长和根桩质量为划分依据，通过系统聚类法进行分类，分析结果如图2。

图2 20个杨树无性系聚类分析结果

根据杨树不同无性系的相似程度，以欧式距离0.6为阈值，可将20个杨树无性系分成6类。第1类包括W07、中洛759、2001和I107等4个无性系，其可细分为2个亚类，第1亚类由W07、中洛759和2001等3个无性系组成，第2亚类只有1个无性系：I107。第2类包括W141、L35、黑2等10个无性系。这一大类可以分为3个亚类，其中W141、L35、黑2、I108和中菏1号组成第1亚类；第2亚类为W03、109和桑迪；中林23和I351为第3亚类。第3类由NL351和中驻1号等2个无性系组成。第4类包括2个无性系：102和50杨。第5类和第6类都只含有1个无性系，分别是T26和中驻6号。各无性系之间的距离系数越大，说明它们的遗传差异越大，亲缘关系越远。

3 结论

通过对20个杨树无性系的根系生长进行比较研究，结果表明，20个杨树无性系的根系主要集中在0～50cm土层中，根系以垂直根和水平根为主，根与地面的夹角较小，基本保持水平。中驻1号根总长度最长，数量最多，根的鲜质量也最大。20个无性系根基部直径绝大部分在2cm以下；同时，通过聚类分析，20个杨树无性系可分为6类9个亚类，其中中驻1号、中驻6号、NL351和T26生长较好。

[1]李勇，黄小芳，丁万隆.根系分泌物及其对植物根际土壤微生态环境的影响[J].华北农学报，2008，23（S1）：182－186