CN105918044A - 一种促进杉木种子园高产稳产的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种促进杉木种子园高产稳产的方法，包括(1)种子园设计；(2)亲本选择与配置；(3)定向施肥；(4)控高技术。本发明效果显著，适用于中国南方杉木种子园的建设，对中国以及世界其他各国的林木种子园建设也有重要的参考价值。

Description

一种促进杉木种子园高产稳产的方法

一、技术领域

本发明属于生物学领域中林木遗传育种。尤其涉及林木种子园的建设和高产稳产的技术与措施等。

二、背景技术

林木种子园是由人工选择的优树无性系或子代家系为材料建立起来的种植园(王明庥，1988)，它是林木育种上的一个重要环节，上承各种遗传育种成果，下接林业生产和多世代育种(钟伟华，1993)。世界上最早的林木无性系种子园是荷兰人于1880年在爪哇创建的；20世纪40年代开始，北欧国家先后建立了欧洲赤松、挪威云杉和落叶松等林木种子园。20世纪50年代开始，美国、加拿大、日本、新西兰和澳大利亚也相继建立林木种子园。其中美国主要建立了南方松无性系种子园，至1989年，共营建了3940hm²南方松种子园，来自种子园种子生产的苗木在美国南方造林面积约占造林总面积的85％(钟伟华，1993)。自20世纪60年代，世界各国普遍建立林木种子园，我国从1964年开始建立杉木无性系种子园。据不完全统计，大约有50多个国家建立了89个树种的林木种子园。

目前世界各国林木种子园均存在产量低且不稳定等多种问题，但是仍被育种界视为不可缺少的手段。从报道的数据来看，世界林木种子园平均产量每亩不足1公斤。

杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)是我国南方重要造林树 种,它生长快、材性好、用途广；其分布范围十分广泛，遍及我国亚热带的l7个省(区)。我国杉木种子园的建设最早从60年代中期开始，在20世纪70年代到80年代初建立的初级种子园的基础上逐步向改良代杉木种子园发展。1967年南京林业大学在福建省洋口国有林场建立了全国第一个杉木嫁接种子园。在第一代改良的基础上，施季森等主持制定了杉木多世代遗传改良方案，进行了第2代改良，并于1984至1985年在沙县官庄国有林场建成我国第一个杉木第2代生产性种子园，面积为1313hm²。随后14个杉木分布省(区)都陆续开展了杉木种子园的建设。

我国营造于70年代中、后期的多数杉木种子园，平均亩产种子仅约1.7-4kg。各地产量差异也很大，少数高产种子园平均亩产6-10kg，但均存在明显的“大小年”；而大部分种子园的亩产量在1kg以下(迟健，1988)；湖南省江华县三江尾杉木初级种子园进入开花结实盛期平均亩产种子2.0kg(汪昌国，2002)。

在很长一段时间，由于种子园产量低，人们自然将扩大面积作为提高产量的一个重要手段，然而面积过大，无法进行精细管理，其结果没有达到预期目标，因此，合理控制面积是重要手段之一。

选择高产优良无性系作为建园材料，是种子园高产的遗传基础，是关键因素。杉木种子园建园材料应该是来自本地以及其他省份的亲缘关系较远的优良无性系，而大多数种子园仅仅依据人为判断的亲缘关系进行选择和配置，很多是“拉郎配”，造成花期遇而不交，配合力低等问题，从而造成产量低。

杉木种子园施肥效果随立地条件、施肥技术(肥料种类、配比、施肥时 间及数量)而异，目前仍然缺乏保持种子园稳产高产的施肥技术。

杉木球花在嫁接母树树冠上的垂直分布呈明显的成层性,约90％的雄球花集中在树冠的中下层,80％以上的雌花则着生于中上层。随着树体不断的高生长，开花结果枝不断往上升高，导致结果面积不断缩小，而采摘难度又不断增加，产量和实际收获量得不到保障，因此，对种子园内植株进行控高是保证种子产量稳产高产的措施之一。

目前，我国杉木已经进入第三代种子园的建设，但是种子园产量问题一直没有得到解决。不仅种子产量低，而且种子产量有大小年的存在(迟健，1988；方乐金，2000；许忠坤等，2011)。严重影响杉木种子园良种的发展进程以及良种的推广和普及，同时也给种子园本身的经营带来负面影响。

三、发明内容

本发明目的是，提供一种促进杉木种子园高产稳产的方法。

本发明目的是这样实现的：促进杉木种子园高产稳产的方法，包括：(1)种子园设计；(2)亲本选择与配置；(3)定向施肥；(4)控高技术。

具体的方案是：

1.种子园设计：采用双亲谱系清楚且子代遗传增益高的材料进行交配设计,控制共祖率和减少近交。将育种群体划分成较小的亚群体,将没有亲缘关系的材料归为一个亚群体；在同一个亚群体内能自由授粉交配,不同亚群体间不能自由授粉。亚群体间是相对封闭的，而在亚群体内则是“开放”的。以亚群体区域即大区为界，亚群体大区间设有相对隔离距离,避免亚群体间发生近交。单个杉木种子园面积控制在100-150亩。

2.亲本选择与配置：选择那些通过多年亲本配对测定和观测并且已经“自由恋爱”的亲本组合，依据这些组合的结实量和子代生长表现为选择指标。亚群体中亲本个数为5-10个。

3.定向施肥：根据不同地区立地条件和杉木种子园母树的开花结实特征，测定母树和土壤中营养元素含量状况，建立针对不同区域杉木种子园稳产高产的最优施肥技术方案，包括营养诊断、施肥种类、施肥配比、施肥量和施肥时间等关键技术。

(1)营养诊断：调查和测定种子园母树生长、产量及种子品质，分析测定叶片及土壤中的营养元素含量(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、B、Mo、Cu、Mn等)，掌握种子园树体需肥特点和土壤供肥特性。

(2)施肥试验：开展田间定位施肥试验，确定最佳施肥方案。根据杉木种子园树体需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，正确处理好杉木的结实养分补充和花芽分化期前的控肥促花措施的矛盾关系，采用正交试验设计，开展不同施肥种类、施肥配比、施肥量和施肥时间的田间施肥试验。

A.在较贫瘠的土壤上(平均有机质含量小于2％)，开展以复合肥(N、P2O5、K2O各15％)和有机肥混施的试验，复合肥施肥量分别为0kg、0.3kg、0.6kg和0.9kg；有机肥为腐熟的猪粪，施肥量分别为0kg、1kg、2kg和3kg；施肥时间分别为6月下旬；结果树施肥次数为1次。

B.在土壤肥力中等的土壤上(平均有机质含量2-3.5％)，开展N(尿素)、P(过磷酸钙)、K(氯化钾)配方施肥和有机肥混施试验，N肥施肥量分别为0kg、0.25kg、0.5kg和0.75kg，P肥施肥量分别为0kg、0.1kg、0.25kg和0.5kg，K肥施肥量分别为0kg、0.1kg、0.25kg和0.5kg；有机肥为腐熟的猪粪，施肥量分别为0kg、0.7kg、1.4kg和2.1kg；施肥时间6月下旬；施肥次数为1次。

C.在土壤肥力较好的土壤上(平均有机质含量大于3.5％)，开展N、P、K配方施肥试验，N肥施肥量分别为0kg、0.2kg、0.4kg和0.6kg，P肥施肥量分别为0kg、0.1kg、0.2kg和0.3kg，K肥施肥量分别为0kg、0.1kg、0.2kg和0.3kg；施肥时间6月下旬；施肥次数分别为1次。

根据试验结果初步确定配方施肥方案，然后进行中试、校正与完善；利用营养诊断标准，采用养分平衡法并考虑各种养分的利用率及土壤可能吸附的比例，提出种子园高产稳产的施肥配方。

4.控高技术：利用杉木开花结实的特点，结合经营管理和采摘便利的需要，把树体调节在2.5-3.0米，使整株树冠的上中下位能够均衡开花结实，达到高产稳产的目的。

本发明有益效果，种子产量明显增加，适用于中国南方杉木种子园的建设，对中国以及世界其他各国的林木种子园建设也有重要的参考价值。

四、具体实施方式

结合实施例对本发明进行详细描述。

实例1：杉木精选高效种子园

1、种子园设计：

种子园建立地点位于广东省乐昌市龙山林场金鸡水库工区，2009年定砧，2010冬-2012年冬嫁接，营建面积为90亩；种子园设计采用SPQG3.0版软件对入选亲本进行最优排列，加大降低近亲繁殖力度，利用亲本在开花期的排他性，解决近交问题。

2、入选亲本材料的选择和确定：

A.1992年通过广东省以及全国杉木协作组分布在各地的测定林中所选的优良杂交组合、优良种源、优良无性系共153份亲本材料建立二代种子园；

B.经过多年的结实量测定，初选出生长量和结实量“双指标”位居前50名，外加从福建等外省种子园中以双指标为选择标准选出的11个优良家系，合计61个家系作为精选高效种子园预选亲本，于2000年建立第一个精选高效种子园的测定园(A区)；

C.2002年以同样的选择标准从A区和二代种子园里，在第一个精选高效种子园的测定园(A区)里选择出“双指标”前30名优良家系建立第二个精选高效种子园的测定园(B区)；

D.2004年采用同样的方法，通过B区、二代种子园、A区和98年二代子代林中，选择出“双指标”前18名的家系(其中确定6个表现突出的家系作为种子园骨干家系)建立第三个精选高效种子园的测定园(4区)；

E.2006年按上述同样的方式建立了16个家系(含骨干家系)的第4个精选高效种子园的测定园(即5区)，这个区的材料是在重复了4区材料选择方法，通过5年对各区的家系结实和子代测定结果，补充或更替了部分优良家系；

F.以5区为固定模式，2010年建立精选高效种子园。2008年的子代测定林主要是4区2007年生产的种子营造的，之前每年都有子代测定，但是以08年最为全面；

G.根据湖南科技大学文亚锋博士提取的、包括种子园应用亲本在内的100个家系的亲本在日本精选的分子标记分析，精选高效种子园的15个亲本均没有亲缘关系。

H.乐昌市杉木高产种子园亲本组成：81杂I-1、81杂III-1、西山9142、西山9148、三江林场40、乐平14×乐30、八一20×连西5、福建7026。

3、定向施肥方案

A.在较贫瘠的土壤上，最佳的施肥方案为6月下旬每株母树1次施入有机肥2kg、磷肥0.5kg；

B.在土壤肥力中等的土壤上，最佳的施肥方案为6月下旬每株母树1次施入有机肥1.4磷肥0.5kg；

C.在土壤肥力较好的土壤上，最佳的施肥方案为6月下旬每株母树1次施入有机肥1.0kg，磷肥0.5kg。

4、控高技术

A.在砧木定植当年，视植株生长情况开始实施截梢处理，截梢方案是：在主干出现第3级分枝开始进行(距离嫁接口约40-50cm)截梢处理；未出现第3级分枝的，等待至第3级分枝出现后截梢，直至全园截梢完毕；截梢时间安排在夏、秋季进行；

B.当分枝距离即间距高于20cm时，人为控制分枝间距：在分枝上方20cm出截断主干，使其在截口产生分枝；截梢处理可在植株高生长期内持续进行，植株最终高度确定在2.5-3.0米；

C.最后一次截梢的处理方式：下剪剪口应在最后一级分枝处，最好是分枝高于剪口。当分枝过于浓密时，可去掉弱小、分枝方向重叠的分枝。

5、本发明实施效果：

A.2013-2015年度精选高效种子园种子产量

表1 2013-2015年度精选高效种子园种子产量

B.精选高效种子园种子苗木造林生长表现

2008年精选高效种子园种子苗木造林林，2014年11月400平方米样方每木调查结果：平均树高为9.05米，平均胸径为14.68cm。

表2 2008年杂交组合生长量排名

(表中数据为2014年度6年生时胸径指标)

注：表格内加粗字体的家系为入选精选高效种子园的亲本。

表3 2012-2015年度单系种子园种子产量

实例2：杉木新概念单系种子园

(表3)为了验证实例1中杉木骨干家系的配置合理与否，于2000年建立了两亩(150株)单系种子园，母本为龙杉4号，用其他6个骨干家系作父本，轮换使用。验证结果与种子园亲本选择结果相吻合，均达到了高产的目的。

Claims (3)

1.一种促进杉木种子园高产稳产的方法，其特征是包括1)种子园设计；2)亲本选择与配置；3)定向施肥；4)控高；

具体的方案如下：

1)种子园设计：采用双亲谱系清楚且子代遗传增益高的材料进行交配设计,控制共祖率和减少近交；将育种群体划分成若干面积较小的亚群体,将没有亲缘关系的材料归为一个亚群体；在同一个亚群体内能自由授粉交配,不同亚群体间不能自由授粉；亚群体间是相对封闭的，而在亚群体内则是“开放”的；以亚群体区域即大区为界，亚群体大区间设有相对隔离距离,避免亚群体间发生近交；

2)亲本选择与配置：选择那些通过多年亲本配对测定和观测并且已经“自由恋爱”的亲本组合，依据这些组合的结实量和子代生长表现为选择指标；亚群体中亲本个数为5-10个；

3)定向施肥方案：

A.在较贫瘠的土壤上，施肥方案为6月下旬每株母树1次施入有机肥2kg、磷肥0.5kg；

B.在土壤肥力中等的土壤上，最佳的施肥方案为6月下旬每株母树1次施入有机肥1.4kg、磷肥0.5kg；

C.在土壤肥力较好的土壤上，最佳的施肥方案为6月下旬每株母树1次施入有机肥1.0kg，磷肥0.3kg；

4)控高技术：

A.在砧木定植当年，视植株生长情况开始实施截梢处理，截梢方案是：在主干出现第3级分枝开始进行(距离嫁接口约40-50cm)截梢处理；未出现第3级分枝的，等待至第3级分枝出现后截梢，直至全园截梢完毕；截梢时间安排在夏、秋季进行；

B.当分枝距离即间距高于20cm时，人为控制分枝间距：在分枝上方20cm出截断主干，使其在截口产生分枝；截梢处理可在植株高生长期内持续进行，植株最终高度确定在2.5-3.0米；

C.最后一次截梢的处理方式：下剪剪口应在最后一级分枝处，最好是分枝高于剪口。当分枝过于浓密时，可去掉弱小、分枝方向重叠的分枝。

2.根据权利要求1所述的促进杉木种子园高产稳产的方法，其特征是广东省杉木高产种子园亲本组成如下：81杂I-1、81杂III-1、西山9142、西山9148、三江林场40、乐平14×乐30、八一20×连西5和福建7026。

3.根据权利要求1所述的促进杉木种子园高产稳产的方法，其特征是单个杉木种子园面积控制在100-150亩。