引进欧洲垂枝桦不同种源苗期选择研究

摘要：  以引进欧洲垂枝桦不同种源为对象，并以本地白桦种源作为对照，研究引进欧洲垂枝桦不同种源的种子形态特征、发芽特性和在黑河地区的苗期生长表现。结果表明：引进欧洲垂枝桦不同种源在种子长度、种子宽度、种翅长度、种翅宽度、千粒重、发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗高、地径、地上生物量、地下生物量和全株生物量存在显著差异，而且引进欧洲垂枝桦不同种源这些指标都显著高于本地白桦对照种源，综合分析表明，引进欧洲垂枝桦新西伯利亚种源在种子形态特征、发芽特性和在黑河地区的苗期生长表现均优，可作为黑河地区欧洲垂枝桦育苗的首选种源。

关键词：  欧洲垂枝桦;  种源;  选择

欧洲垂枝桦（Betula pendula）为桦木科桦木属落叶乔木，主要分布于欧洲和亚洲北部，为该区域造林先锋树种、重要的园林绿化树种和工业用材树种[ 1 - 4 ]。为解决黑河林区原有的桦木树种品质不高、生长缓慢、出材率低等问题，黑河市林业科学院于2011年从俄罗斯西伯利亚地区引进了3个欧洲垂枝桦种源，并在黑河市建立引种研究基地。本文以引进欧洲垂枝桦不同种源为研究对象，系统研究了引进欧洲垂枝桦不同种源在种子形态特征、发芽特性和苗木生长情况等方面的差异，旨在寻找适宜黑河地区的引进欧洲垂枝桦种源。

1 材料与方法

1. 1 试验地概况

试验地位于距黑河市43 km的黑河市中俄林业科技合作园区内的合作成果繁育科研基地，地理坐标为127°20'E，49°54'N，平均海拔170 m，属寒温带大陆性季风气候，冬季漫长、寒冷而干燥，夏季短促、温暖而多雨，早春少雨易干旱，秋季降温迅速、常有冻害发生，年平均气温-1～-2 ℃，极端最低温度-45 ℃，极端最高温度38.2 ℃，日均温10 ℃以上年活动积温2 120 ℃， 年平均降雨量450～650 mm，年平均相对湿度69%，霜期9月下旬至翌年5月下旬，年无霜期为110天左右。试验地土壤为暗棕色土壤，pH值为6.6左右，质地较粘。

1. 2 试验材料

试验所用的3个欧洲垂枝桦种源分别采自俄罗斯西伯利亚地区的阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和新西伯利亚的欧洲垂枝桦天然林，并以本地白桦作为对照种源。采种时，同一种源内采种母树间距至少间隔100 m，每种源采20株树。采集种子于翌年春季进行播种育苗。

1. 3 试验方法

形态特征通过解剖镜对其进行观测描述，每个种源随机选取成熟、无病虫害种子50粒，重复测定4次;种子千粒重测定采用千粒法，每个种源随机选取成熟、无病虫害种子1 000粒，重复测定4次;种子发芽试验采用培养皿纸上法，每个种源随机选取籽粒饱满、质地均匀的种子，用0.3%KMnO4溶液消毒30 min，然后用无菌水冲洗干净，每皿放置50粒种子，每皿加水5 mL（pH5.4），重复4次，在温度为25℃、光照强度150 μmol/m2·s、光照周期12 h/d的条件下进行萌发培养，每天补充失去水分，统计不同种源的种子发芽指标;苗期试验采用单因素完全随机区组设计，每个种源4次重复，试验苗床选择背风向阳、地势平坦、排水良好的地块，土壤为暗棕色土壤，施腐熟厩肥1～2 kg/m2，深翻整平耙细，做成长20 m、宽1 m、高20 cm的苗床， 并在播种前7天用KMnO4水溶液喷洒消毒（1 g/m2），播种方式采用条状播种，播种500粒/m2，覆土厚0.5 cm，覆盖松针1 cm，每个试验小区均采用相同的常规播种育苗管理措施，至秋季苗木停止生长，统计各种源的苗木生长和生物量指标。

1. 4 数据收集与处理

欧洲垂枝桦不同种源的种子长度、种子宽度、种翅长度、种翅宽度使用电子游标卡尺直接测定，种子千粒重使用电子天平测定;种子发芽20天后，统计不同种源的发芽率（%）、发芽势（%）、发芽指数和活力指数;至秋季苗木停止生长，统计不同种源苗高（cm）、地徑（cm）和生物量（g）。苗高、地径使用卷尺测定，生物量采用平均木法，根据苗高和地径的平均值，找出平均木，挖出整株，洗净泥土，阴干后称量地上和地下的鲜重，在105℃下杀青15 min，并在80 ℃烘箱中烘72 h至恒重，然后称量其干重。所获得的试验数据应用Excel2003软件进行处理，应用SSPS 19.0软件对数据进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2. 1 引进欧洲垂枝桦不同种源种子形态特征

引进欧洲垂枝桦不同种源在种子形态特征方面存在较大差异。方差分析结果表明（P<0.05），对照、阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和新西伯利亚种源之间种子长度、种子宽度、种翅长度、种翅宽度和千粒重存在显著的差异。通过对种子长度、种子宽度、种翅长度、种翅宽度和千粒重多重比较（表1）可以看出，在种子长度方面，巴尔瑙尔、新西伯利亚、阿尔泰斯克和对照种源之间种子长度差异较大，而巴尔瑙尔种源种子长度最长，为3.15 mm;新西伯利亚和阿尔泰斯克种源种子长度次之，分别为2.98 mm和2.82 mm;对照种源种子长度最短，仅为2.15 mm。在种子宽度方面，新西伯利亚、巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源之间种子宽度差异较小，新西伯利亚、巴尔瑙尔、阿尔泰斯克与对照种源之间种子宽度差异较大，而新西伯利亚种源种子宽度最宽，为4.26 mm;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源种子宽度次之，分别为4.16 mm和4.07 mm;对照种源种子宽度最窄，仅为2.94 mm。在种翅长度方面，巴尔瑙尔、新西伯利亚、阿尔泰斯克和对照种源之间种翅长度差异较大，而巴尔瑙尔种源种翅长度最长，为3.14 mm;新西伯利亚和阿尔泰斯克种源种翅长度次之，分别为2.97 mm和2.81 mm;对照种源种翅长度最短，仅为2.14 mm;在种翅宽度方面，新西伯利亚与阿尔泰斯克和巴尔瑙尔、阿尔泰斯克和巴尔瑙尔与对照种源之间种翅宽度差异较大，而新西伯利亚种源种翅宽度最宽，为1.49 mm;阿尔泰斯克和巴尔瑙尔种源种翅宽度次之，分别为1.37 mm和1.32 mm;对照种翅宽度最窄，仅为0.94 mm;在千粒重方面，新西伯利亚与巴尔瑙尔和阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和阿尔泰斯克与对照种源之间千粒重差异较大，而新西伯利亚种源千粒重最重，为0.31 g;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源千粒重次之，分别为0.25 g和0.24 g;对照种子千粒重最轻，仅为0.11 g。

2. 2 引进欧洲垂枝桦不同种源种子发芽特性

引进欧洲垂枝桦不同种源在种子发芽特性方面存在较大差异。方差分析结果表明（P<0.05），对照、阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和新西伯利亚种源之间种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数存在显著的差异。通过对发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数多重比较（表2）可以看出，在发芽率方面，新西伯利亚、巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源之间发芽率差异较小，巴尔瑙尔、阿尔泰斯克和对照种源之间发芽率差异也较小，新西伯利亚与对照种源之间发芽率差异较大，而新西伯利亚种源发芽率最高，为46.75%;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源发芽率次之，分别为45.75%、44.51%;对照种源发芽率最低，仅为42.75%。在发芽势方面，新西伯利亚、阿尔泰斯克和巴尔瑙尔种源之间发芽势差异较小，新西伯利亚、阿尔泰斯克、巴尔瑙尔与对照种源之间发芽势差异较大，而新西伯利亚种源发芽势最高，为43.51%;阿尔泰斯克和巴尔瑙尔种源发芽势次之，分别为42.25%、42.01%;对照种源发芽势最低，仅为34.51%;在发芽指数方面，新西伯利亚、巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源之间发芽指数差异较小，新西伯利亚、巴尔瑙尔、阿尔泰斯克与对照种源之间发芽指数差异较大，而新西伯利亚种源发芽指数最高，为15.55;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源发芽指数次之，分别为15.33、14.68;对照种源发芽指数最低，仅为12.33。在活力指数方面，新西伯利亚与巴尔瑙尔和阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和阿尔泰斯克与对照种源之间活力指数差异较大，而新西伯利亚种源活力指数最高，为12.28;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源活力指数次之，分别为9.91、8.67;对照种源活力指数最低，仅为4.91。

2. 3 引进欧洲垂枝桦不同种源苗期生长情况

引进欧洲垂枝桦不同种源在苗期生长方面存在较大差异。方差分析结果表明（P<0.05），对照、阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和新西伯利亚种源之间苗高、地径、地上生物量、地下生物量和全株生物量存在显著的差异。通过对苗高、地径、地上生物量、地下生物量和全株生物量多重比较（表3）可以看出，在苗高方面，新西伯利亚与巴尔瑙尔、巴尔瑙尔与阿尔泰斯克种源之间苗高差异较小，新西伯利亚、巴尔瑙尔、阿尔泰斯克与对照种源之间苗高差异较大，而新西伯利亚种源苗高最高，为36.43 cm;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源苗高次之，分别为31.51 cm和27.93 cm;对照种源苗高最矮，仅为23.81 cm。在地径方面，新西伯利亚与巴尔瑙尔、巴尔瑙尔与阿尔泰斯克种源之间地径差异较小，新西伯利亚、巴尔瑙尔、阿尔泰斯克与对照种源之间地径差异较大，而新西伯利亚种源地径最粗，为0.59 cm;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源地径次之，分别为0.54 cm和0.51 cm;对照种源地径最细，仅为0.45 cm。在地上生物量方面，新西伯利亚、巴尔瑙尔、阿尔泰斯克和对照种源之间地上生物量差异较大，而新西伯利亚种源地上生物量最大，为6.24 g;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源地上生物量次之，分别为5.43 g和4.23 g;对照种源地上生物量最小，仅为3.51 g。在地下生物量方面，新西伯利亚、巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源之间地下生物量差异较小，阿尔泰斯克和对照种源之间地下生物量差异也较小，新西伯利亚和巴尔瑙尔与对照种源之间地下生物量差异较大，而新西伯利亚种源地下生物量最大，为2.74 g;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源地下生物量次之，分别为2.63 g和2.36 g;对照种源地下生物量最小，仅为1.96 g。在全株生物量方面，新西伯利亚、巴尔瑙尔、阿尔泰斯克和对照种源之间全株生物量差异较大，而新西伯利亚种源全株生物量最大，为8.98 g;巴尔瑙尔和阿尔泰斯克种源全株生物量次之，分别为8.06 g和6.68 g;对照种源全株生物量最小，仅为5.47 g。

3 结论与讨论

3. 1 引进欧洲垂枝桦不同种源在种子长度、种子宽度、种翅长度、种翅宽度和千粒重方面存在显著差异，而且引进阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和新西伯利亚种源的种子形态特征指标都显著高于对照种源。综合分析，由于种子長度、种子宽度、种翅长度、种翅宽度和千粒重是衡量种子饱满程度的重要量化指标，也能在某种程度上为直观判断种源种子发育提供科学依据，而且新西伯利亚种源这5项指标均较高，其中种子宽度、种翅宽度和千粒重这3项指标均优于阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和对照种源，因此，可以认定新西伯利亚种源是种子最饱满、千粒重最重、种子发育最好的欧洲垂枝桦种源。

3. 2 引进欧洲垂枝桦不同种源在种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数方面存在显著差异，而且引进阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和新西伯利亚种源在种子发芽特性指标都显著高于对照种源。综合分析，由于发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数是种子质量的重要标志，也是判断种源优劣的重要指标，而且新西伯利亚种源这4项指标均优，都高于阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和对照种源，因此，可以认定新西伯利亚种源是种子质量最好、发芽最整齐、幼苗生长能力最强的欧洲垂枝桦种源。

3. 3 引进欧洲垂枝桦不同种源在苗高、地径、地上生物量、地下生物量和全株生物量方面存在显著差异，而且引进阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和新西伯利亚种源在苗期生长情况指标都显著高于对照种源。综合分析，由于苗高、地径、地上生物量、地下生物量和全株生物量是苗期养分积累的重要指标，也是判断种源优劣的重要苗期形态指标，而且新西伯利亚种源这5项指标均优，都高于阿尔泰斯克、巴尔瑙尔和对照种源，因此，可以认定新西伯利亚种源是苗期生长量最大、生长量最高的欧洲垂枝桦种源。

参考文献

[1] 梁立东.  欧洲垂枝桦种子萌发特性研究[J].  防护林科技，2017（1）：  32 - 36.

[2] 李明文，  梁立东，  杜鹏飞.  种子处理方式对欧洲垂枝桦发芽率及苗木生长的影响[J].  防护林科技，  2017（2）：  11 - 13 + 48.

[3] 梁立东.  环境因子对欧洲垂枝桦种子萌发的影响[J].  林业科技，  2017，  42（2）：  10 - 13.

[4] 梁立东.  基质、  覆盖物、  播种深度和含水率对欧洲垂枝桦种子萌发的影响[J].  林业科技，  2017，  42（3）：  4 - 7.