1. 研究目的与意义
1.杨树研究意义
木材是林业经济中最主要的产品之一，需求量巨大，用途多样，也是一种真正意义上环保的、可再生的材料。随着生态建设越来越受到重视，而国民经济对木材需求的大幅增加，在天然林资源枯竭和我国天然林保护工程实施的背景下，人工林产业蓬勃发展，而人工林造林、抚育及其木材质量等相关研究尤为重要。杨树（populus）具有生长快、成材早、产量高、易于更新的特点，是世界中纬度平原地区栽培面积最大、木材产量最高的速生用材树种之一，是我国重要的速生丰产林和短周期工业用材林首选树种，也是世界人工林发展的重要三大速生树种之一（方升佐，2008）。杨树材色浅、密度低、无气味、加工性能较好，大径级杨木用作胶合板原料，小径级杨木可生产纸浆和重组木（郑睿贤，1995），也是重要的纤维用材树种。美洲黑杨（p. deltoides）早在二十世纪七十年代引入我国。八九十年代，我国研究人员以南方型美洲黑杨无性系和北方型美洲黑杨中的山海关杨为主体亲本，培育了一批基本适应江淮流域生态条件的新品种（苏晓华等，2004）。它们具有速生、优质、高产以及适应性强、木材用途广等特点，是速生用材及绿化造林的主要树种，具有良好的经济和生态效益，在我国杨树产业中占有重要的地位（徐有明等，2011）。美洲黑杨的优良无性系在全世界诸如亚欧美等国家的杨树生产过程中占有极其重要的位置，是优良的纤维板、纸浆生产原料（徐纬英，2004）。大量研究表明，不仅在不同树种间，而且在相同树种的不同种源、家系和无性系间，在相同种源、家系以至无性系内不同株间和株内半径、四周和高度方向的不同部位间，木材性质也有差异，不仅遗传结构不同的树木有生长和材性差异，而且具有相同遗传结构的树木在不同生长环境和栽培措施下，生长和材性也有差异。家系和无性系间变异一般是受遗传控制的，是林木育种学家最感兴趣的一个变异层次，为选择材质优异、材料均匀的品系提供了机会。在单位时间内培育出优质、高产、高效的特用林分是黑杨派新性无系引种、选择与定向培育的目标（童再康，2002）。对于广泛推广的无性系，不仅要具备良好的集约栽培品质，其木材还要达到一定的力学性能和化学性能，满足木材工业化生产的质量要求，适用于大规模的加工利用（潘彪，2014）。本文以17个美洲黑杨无性系为研究对象，其中s、l、t系列为1991年美国南方美洲黑杨原产地引进的无性系，首次在国内进行营林试验；i-69为南京林业大学自20世纪70年代初从意大利引进的美洲黑杨南方型无性系，在国内生长良好，nl-95、nl-895系列为i-69和i-45杂交后代，是目前的推广种。本次研究将i-69、nl-95、nl-895作为对照无性系。在研究杨树人工林生长和木材性质及其变异规律的基础上，深入探讨人工林杨树生长性状、木材性质与不同无性系来源之间的关系，探明不同遗传结构对木材性质影响的规律，为杨树人工林的定向培育提供理论先导和科学依据。在综合生长和木材力学、化学性质的基础上初步筛选出最佳无性系进行定向培育，使杨树人工林真正达到速生、丰产、优质和多用途指标的统一，以满足国民经济各部门对木材质量越来越高的要求。课题来源于十二五国家科技支撑项目。
2.纤维形态研究意义
2. 国内外研究现状分析
最早对现代木材解剖构造变异进行的系统研究是rendle和clkar在1934年进行的研究。国内木材学创始于唐耀自1934年起的研究，先后发表了《华北重要阔叶树材之鉴定》、《华南重要阔叶树材之鉴定》等学术论文。木材纤维形态是木材重要的解剖构造特征，也是评价该种木材是否适宜作为纤维原料的重要依据之一，也是纸浆材遗传改良研究的主要内容。
国外对木材纤维形态的研究很多。1964年，zobel研究了火炬松管胞长度的种源变异情况。barnes等（1994）对展叶松（pinus patula）全同胞家系子代的测定表明，管胞长度受遗传控制；基因与环境的互作效应对管胞长度影响很显著。muneri和balodis（1998）研究了展叶松管胞的树内变异。结果表明，25年生树木比14年生的具有更长管胞，且管胞长度差异较大，管胞长度随年轮增长而增长；管胞长度从基部向上呈增长趋势。
木材纤维形态在我国也较早受到关注。早在60年代，中国林科院材性室曾就杨属的一些树种一般特征进行了综合记载，并对4种杨树木材的纤维形态进行研究（成俊卿，1960；朱惠方，1962）。80年代后，木材纤维形态的研究报道日益增多，林科院对15个欧美杨无性系木材纤维长度的变异模式、木材密度变异模式等进行了研究（姜笑梅，1997）。中国林科院把人工林杨树性质与单板和胶合板质量关系结合起来进行研究，证明单板厚度偏差与解剖性质中的纤维宽度、导管比量、木纤维比量相关极显著，与纤维长度、胞壁厚度、壁腔比、导管长和木射线比量相关显著，胶合板的胶合强度与解剖性质相关最密切（鲍甫成，2000）。王嘉楠等（2006）对人工林杨树进行了系统测试，发现在径向上，木材纤维长度、纤维宽度、长宽比自髓心向外逐年增大，到一定年轮达最大值，此后再逐渐减小或保持平稳；而纤维壁厚、壁腔比变化幅度不大。纤维形态各指标的径向变异均要大于轴向变异。陈柳晔等（2017）对杨树新品系秦白杨系列纤维形态进行了测定，认定三个秦白杨品系均可大面积推广，适宜制造家具等木材制品。
3. 研究的基本内容与计划
本试验拟将不同无性系按照不同年轮制取木材试样，进行酸解，制片，通过光电显微镜进行观察测定。对17个南方型美洲黑杨无性系木材纤维形态进行研究，并分析无性系间的差异，归纳纤维形态的时间变异规律。
本试验计划于2018年3月-4月进行无性系木材纤维形态测定，5月分析数据并撰写论文。
4. 研究创新点
杨树纸浆造纸取用的木材一般为十几年生的中小径阶树木。本试验的研究对象为25年生的大径阶杨树，通过分析总结杨树木材纤维形态的时间变异规律，可以对杨树制浆造纸林最佳砍伐年龄的制定和造林抚育计划提供准确建议。
