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杨树(Populus)是我国重要的速生树种之一,具有极高的经济和生态价值,在东北地区,尤其半干旱区已选育多个优良品种,但由于自然条件限制,传统杨树培育措施因为立地条件差、密度大、水肥管理薄弱等原因,普遍存在林木生长缓慢、出材率低等问题,极大限制了杨树良种的推广与应用。尤其近些年,随着经济的发展以及天然林禁止商业性采伐政策的颁布,东北地区杨树木材的需求量越来越大,而肥料、水分等价格越来越高,优化培育条件,提高林木质量,对于加快我国东北地区林业生态及经济建设具有重要意义。本研究以2018年栽植,5个不同种植密度的3个杨树品种‘白林三号’小黑杨(Populus simonii×Populus nigra‘Bailin-3’),‘小黑’小黑杨(Populus nigra‘xiaohei’),‘小黑14’小黑杨(Populus simonii×Populus nigra‘xiaohei-14’)为试验材料(后用白林三号、小黑、小黑14代替),对其测定不同密度与氮肥处理条件下各品种的生长和木材性状差异,主要分析结果如下:(1)密度与氮肥对杨树树高、胸径、材积以及冠幅等生长指标影响极大。在相同施氮条件下,随着造林密度的增大,各品种树高、胸径和材积的增长量以及冠幅逐渐降低;高密度条件下提高施氮量以及低密度条件下减少量施氮量,对杨树生长更加有利。对树高、胸径和材积生长量以及冠幅四个生长指标进行多性状综合评价,结果表明,白林三号、小黑和小黑14最佳处理分别为D6N1、D6N2、D5N1,各品种树高增长量分别为3.14m/a,2.75 m/a、2.89 m/a;胸径增长量分别为4.42 cm/a、3.58 cm/a、3.69 cm/a;材积增长量分别为0.02903 m~3/a、0.01956 m~3/a、0.01966 m~3/a;南北冠幅分别为3.70 m、3.45 m、3.37 m;东西冠幅分别为4.12 m、3.56 m、3.48 m。(2)不同处理条件下叶片性状测定分析结果表明,密度、密度与氮肥的交互作用对叶长、叶宽以及宽长比有显著影响(P<0.05),氮肥对于叶长、叶宽以及宽长比影响不显著(P>0.05);白林三号的叶片宽而短,其宽长比为0.71,小黑和小黑14叶片窄而长,其宽长比分别为0.63和0.61。叶片含水率研究结果表明,随着造林密度的增大,叶片含水率逐渐升高;白林三号、小黑和小黑14分别在D5N1、D6N3、D4N2处理条件下的比叶重最大,分别为206.32 g/m~2、227.45 g/m~2、250.15 g/m~2。多性状综合分析结果表明,白林三号、小黑、小黑14最佳的处理分别为D4N2、D5N2、D4N1,各品种叶片长分别为68.59 mm、69.95 mm、68.46 mm;叶片宽分别为45.95 mm、41.94 mm、41.05 mm;叶片宽长比分别为0.72、0.60、0.60;叶片含水率分别为64.65%、59.84%、61.52%;比叶重分别为198.85 g/m~2、224.47 g/m~2、242.64 g/m~2。(3)生理指标测定结果表明,密度与氮肥对杨树叶片叶绿素含量、可溶性蛋白、可溶性糖含量以及叶片含氮量有显著影响(P<0.05),各生理性状在8月初到9月初存在上升趋势。在高密度下,叶片生理性状随施氮量呈先上升后下降趋势;中密度条件下,叶片生理性状随施氮量逐渐增大;低密度条件下随氮肥水平的升高,叶片生理性状逐渐减弱。多性状综合评价分析结果得出白林三号、小黑和小黑14生理指标最佳的处理为D3N3、D3N1、D4N1,其9月初叶绿素含量分别为1.93 mg/g、2.02 mg/g、1.62 mg/g;可溶性蛋白含量分别为7.36 mg/g、6.88 mg/g、6.43 mg/g;可溶性糖含量分别为7.43 mg/g、9.54mg/g、6.49 mg/g;叶片含氮量分别为10.18 mg/g、8.67 mg/g、10.09 mg/g。(4)密度与氮肥对3个杨树品种的木材密度、纤维宽度、半纤维素含量无显著影响(P>0.05),对纤维长、纤维素含量、木质素含量和木材氮元素含量影响较大,在不同处理间差异达极显著水平(P<0.01)。随着密度的减小,纤维长、逐渐增大,高密度下施加中等水平的施氮量,低密度下施加低水平的施氮量对纤维素含量与木材氮元素含量有利。多性状综合分析结果显示白林三号最佳处理为D5N1,其纤维长度为706.43μm、纤维素含量为503.98%,木质素含量为14.86%;小黑最佳的处理为D5N1,其纤维长度达到663μm,纤维素含量为53.04%,木质素含量为16.30%;小黑14最佳的处理为D5N2纤维长度达到725.52μm,其纤维素含量为52.48%,木质素含量为16.18%。密度、氮肥与各性状相关分析结果显示,密度与杨树生长、叶片表型和叶片生理大部分性状存在显著相关(-0.912<r<0.330),与木材性状相关性较小(-0.224<r<0.168);施氮量与各性状相关性均较弱或不相关(-0.146<r<0.486);木材性状与其余性状间相关性较弱或不相关(-0.438<r<0.538)。综合生长性状、叶片表型性状、叶片生理性状、木材性状和施氮量进行分析,白林三号、小黑、小黑14最佳的处理分别为D6N1、D4N1、D5N1,其生长性状Qi值分别为2.222、2.101、2.220;叶片表型Qi值分别为2.137、2.166、2.141;叶片生理Qi值分别为1.929、1.889、1.842;木材性状Qi值分别为2.097、2.179、2.136。