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种子园

由优树无性系或家系建立起来的,以生产优质种子为目的的林地。种子园要隔离外界花粉,并采取集约经营措施。种子园往往与良种生产基地混称。种子园的优点是:①种子遗传品质好。如据美国南方松、瑞典欧洲赤松以及中国福建杉木种子园子代测定资料,材积增加一般在10%以上,且树干通直,油脂产量和品质等有显著提高。②种子结实早、结实多,且较稳定。③种子生产可以专业化,便于集约经营。④树体较矮,便于采种。

由优树无性系或家系建立起来的,以生产优质种子为目的的林地。种子园要隔离外界花粉,并采取集约经营措施。种子园往往与良种生产基地混称。种子园的优点是:①种子遗传品质好。如据美国南方松、瑞典欧洲赤松以及中国福建杉木种子园子代测定资料,材积增加一般在10%以上,且树干通直,油脂产量和品质等有显著提高。②种子结实早、结实多,且较稳定。③种子生产可以专业化,便于集约经营。④树体较矮,便于采种。⑤种子生产成本增加不多。

历史和发展

本世纪初欧洲林学家便提出单株选择和繁殖的设想,到30年代丹麦拉森(C.S.Larsen)嫁接了水青冈、欧洲白蜡、落叶松等选择出来的无性系,用以生产种子,提出了营建无性系种子园的设想。40年代末到50年代,种子园在瑞典、联邦德国、美国、英国、澳大利亚、日本、匈牙利等国相继建立。中国于60年代开始营建杉木、落叶松、湿地松等种子园。到80年代全世界已有50多个国家营建了几十个树种的种子园。美国、瑞典、芬兰、日本、新西兰等国的部分地区,已用种子园生产的种子造林。美国等还营建了第二代种子园。

种子园的种类

种子园的分类是相互交叉的(见图)。

各类种子园关系示意图

按繁殖方式分:①无性系种子园:即用优树嫁接苗、扦插苗、组织培养苗营建的种子园。②实生苗种子园:即由优树自由授粉或控制授粉的家系营建的种子园。

按繁殖材料的改良程度分:①初级种子园:由未经遗传测定的优树无性系或家系营建的种子园。它们分别称为初级无性系或实生种子园。②去劣种子园:指根据子代测定结果和树无性系(家系)开花结实习性的观测资料,在初级种子园中淘汰遗传品质低劣、结实少或花期不遇的无性系(家系)或植株的种子园。③第一代生产性种子园:有些国家叫一代半种子园。指根据子代测定结果,只选用优良无性系建立的种子园。④第二代无性系种子园:即由选育材料的子代中挑选最优家系中最优单株通过无性繁殖建立的种子园。初级实生苗种子园的改良效果低于或相当于初级无性系种子园。

按世代分:初级种子园、去劣种子园、第一代生产性种子园都属于第一代种子园;第二代无性系种子园、实生苗种子园都属于第二代种子园。凡亲本经过选育的世代称改良代,所以由这类材料建立的种子园可称改良代种子园。营建改良代种子园是提高改良效果的必经之路。

此外还有:①杂种种子园,包括种间和种源间杂种种子园;②加速世代种子园,即为克服不良气候条件或缩短开花结实发展起来的塑料大棚种子园。

种子园的建立

在营建种子园之前,应对种子园作规划设计,主要内容有:

规模

取决于:①该地区的造林任务和种子需要量;②盛产期单位面积的种子产量;③种子丰歉年间隔期长短;④为提高经营效率,并保证种子的遗传品质,中国规定生产性种子园面积不应小于6.67公顷;⑤考虑今后的发展。

园址选择

根据种子园规模选择园址。选择园址时除考虑温度、降水量外,还要避免冰雹、霜冻频繁发生地段,风口也不宜建园。在地形方面应选择地势平缓、开阔、阳光充足的地段,肥力中等,透气性、排水较好的壤质土。土壤酸碱度随树种而异,如油松应以中性偏酸性为宜。灌溉有利于树木成活、生长和结实,因此,园址最好选择在有水源的地方。园址应远离同种或近缘树种林分,如松类树种至少应保持500米以上的间隔距离,以防止外来花粉飞窜入园。这一地段称为隔离带。为便于花粉沉积,隔离带上栽种农作物、小灌木或草类,不栽植大乔木。种子园最好是圆形或方形。园址应尽可能选择在交通方便、劳力充足的地方。种子园是投资较大的林业基本建设。一经建成,即使初级种子园也要经营几十年。园址选择适当与否,对种子产量和品质关系重大。如美国东南部用相同无性系建立的两个火炬松种子园,因园址不同,生育条件有异,9年内种子平均产量分别为每公顷6.6公斤和54.4公斤。又如盛产期湿地松在中国南亚热带平均每公顷产种子21.9公斤,而比在中亚热带只有9.8公斤,多产1倍以上。种子园一般设置在优树选择的地区,但如优树产地气温低,影响开花结实,可以把种子园移向该树种分布区的南部或低海拔地区。这时必须遵循一个原则,在未经试验确证越区调用种子合理前,将来生产的种子只能供给原产地使用。

无性系(家系)数目和配置

林木多属异花授粉植物。近交,特别是自交会引起不良后果。为防止近亲繁殖,扩大所产种子的遗传基础,种子园必须具有足够数量的无性系(家系)。种子园中适宜的无性系(家系)数目,因种子园种类和面积、花粉传播距离、花期同步程度、配置距离,以及优树资源情况等而异。一般初级种子园无性系,要比第一代生产性种子园和杂种种子园多,实生种子园的家系,要比无性系种子园多。对小型的初级无性系种子园应有50个以上。杂种种子园可以选择配合力高的少数亲本组成。根据子代测定也可以选择特殊配合力高、花期一致的两个或几个无性系组成的种子园,不过这类种子园至今在生产上应用不多。

无性系(家系)的配置原则是同一无性系(家系)个体间应有最大的间隔距离,同时尽量减少无性系(家系)间固定的邻居搭配,以便保证充分随机交配,减少自交和近交率。此外,配置还要便于施工和经营管理。现在,已有很多配置方式,但所有方式都难完全满足上述要求。中国生产实践中应用较多的配置方式是顺序错位排列法。这种配置简单易行,管理方便,但固定邻居过多。

栽植密度

开花结实初期,开花量少,如果栽植过稀,因授粉不足必然会使种子减产,且品质降低。如植株死亡,会在园中造成空地。过于稀植的种子园,日后无法去劣疏伐。栽植过密,不仅建园投资大,所需繁殖材料多,也会增加抚育管理投资。种子园初植密度,因树种、立地条件、种子园种类而异。速生树种的密度小于慢性树种;肥沃地比瘠薄地小;实生苗种子园比无性系种于园的大。中国各地无性系种子园的株行距多在4~6米。如广东台山湿地松种子园初植间距为5×5米,7年生时已郁闭,而在北方贫瘠山地油松种子园采用同样间距,15年生前不会郁闭。

种子园管理

管理工作包括土壤管理、花粉管理、树体管理、去劣疏伐和病虫害防治等等,其目的在于增加种子产量和提高种子的遗传品质。①土壤管理:包括施肥、灌溉、中耕和除草。改善种子园的土肥状况,有利于树木生长发育,提高种子产量,减少结实大小年。据美国南方松种子园的经验,施肥有利结实;不同无性系和不同粗度植株对施肥反应不同。②花粉管理:外源花粉的窜入,种子园花粉数量不足和不平衡,花期不遇,林冠郁闭造成花粉流通不畅,连续阴雨不利撒粉等都会影响种子园种子产量和品质。对此采取的措施包括:设置完好的隔离稀释带,或清除邻近劣质林木;在种子园周围增植优良的无性系,以增加种子园本身的花粉比重;施行人工辅助授粉;合理疏伐或疏枝;加强开花物候观察,选配花期同步的无性系。

③疏伐:在树冠出现相互衔接之前进行疏伐。配合力低的无性系以及生长不良、结实量低、花期过早过晚的无性系都是疏伐对象。疏伐不仅能改善种子园植株的营养状况促进结实,也是提高种子园种子遗传品质的重要途径。④病虫害防治:种子园病虫害防治工作十分重要。在美国南方松中不采取防病除虫措施,90%以上的种子产量会遭损失。中国建园早的种子园也已发现病虫为害。

无性系收集圃

无性系收集圃是收集和研究大量无性系的场所。如进行生长、物候等观察,进行控制授粉等试验,它是树木改良计划中不可缺少的组成部分。营建和管理具有如下特点:①无性系数要比种子生产区多,在一个大型的种子园中一般认为应有200个以上没有亲缘关系的无性系,如能有300个以上更好;②收集圃中同一无性系植株可成行状或块状栽植,以利控制授粉;③收集圃周围不需要隔离带,但应远离种子园;④每一无性系应不少于3~5株。

展望

用选择的优树穗条或种子建立种子园繁殖种子是林木良种繁育的独特形式。随着种子园中无性系或家系遗传品质的提高或世代的增加,能相应地建立起高一级的各种形式的种子园,为生产实践提供改良程度更高的种子。种子园的发展形式会满足轮回选择的原则,符合多世代育种的要求。半个世纪来种子园发展历史已证明,林木良种繁育的这一形式是富有生命力的。种子园营建技术的中心问题是提高种子的遗传和播种品质,并增加种子产量。因此,了解开花生物学、开花结实与生态条件的关系、土壤的水肥管理及树体管理、病虫害的防治,以及防止近交和自交、进行花粉管理、亲本配合力的选择等等,是最主要的研究课题。