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油茶种质资源利用及关键栽培技术研究进展

2015-09-02郑京津徐永杰邓先珍程军勇

天津农业科学 2015年9期
关键词:关键技术研究进展

郑京津 徐永杰 邓先珍 程军勇

摘 要:回顾了我国油茶产业的发展历史与现状,总结了我国油茶种质资源开发利用和关键栽培技术研究进展情况及现阶段存在的主要问题,针对这些问题提出了相应的措施对策。

关键词:油茶育种;关键技术;研究进展

中图分类号:S794.4 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.09.033

Research Progress of Breeding and Key Cultivation Technique of Camellia oleifera

ZHENG Jing-jin1,2, XU Yong-jie1,2, DENG Xian-zhen1,2, CHENG Jun-yong1,2

(1.Hubei Academy of Forestry, Wuhan, Hubei 430075, China; 2.Hubei Collaborative Innovation Center for the Characteristic Resources Exploitation of Dabie Mountains , Huanggang, Hubei 438000, China)

Abstract: We reviewed development history and status of Camellia oleifera in China, and summarized germplasm resources development as well as key technology research progress and existing problems currently, then according to this, we put forward to some countermeasures.

Key words: Camellia oleifera breeding technology; key technology; research progress

油茶(Camellia oleifera)是中国特有的木本油料树种之一,具有栽培历史悠久、分布地区广、栽培面积大、用途广泛等特点[1-2]。一次种植,收获期长达百年以上,既能增加能源,又可提高森林覆盖率,增加粮食产量和经济收益。

1 我国油茶发展历史与现状

1.1 我国油茶发展历史

我国油茶发展历史基本上经历的起步发展、恢复发展和快速发展三个发展阶段。建国前,油茶荒芜,生产衰落。建国至20世纪60年代中期为起步发展阶段。到20世纪60年代中期,全国掀起了大面积营造油茶林基地的群众运动,荒山变成了大片油茶林。1976年至20世纪末为恢复发展阶段。1966—1976年十年间,油茶生产受到严重的影响,1976年产量退到建国初期的水平[3]。为恢复油茶产业发展,1976年后,特别是“六五”和“七五”期间,全国对老油茶林进行改造的同时,调查收集了全国油茶资源,并建立了种质资源库,对我国油茶的产量和后期发展奠定了良好的基础[4-6]。

21世纪以来,特别是2005年至今为快速发展阶段。在保证国家粮油安全的前提下,国务院、发改委、财政部、国家林业局密集出台文件大力发展油茶产业,油茶适生区正掀起发展油茶产业的新高潮,油茶产业迎来了前所未有的大好发展机遇[7-8]。

1.2 油茶科技研究进展

1.2.1 油茶种质资源的分布及良种开发利用进展 在我国有一定栽培面积和栽培历史的油茶物种有普通油茶、小果油茶、越南油茶、攸县油茶等13个品种。普通油茶分布面积最广,栽培历史最久,占油茶总产量最多。其水平分布东起江苏连云港市的云台山,西至甘肃武都,南至海南,北至河南的平顶山,涵盖了全国18个省(自治区、直辖市)1 100多个县。庄瑞林根据全国油茶栽培种植情况,将全国油茶产区划分为3个带、9个区,3个带分别为油茶北带、中带、南带。油茶北带包括北带东部桐柏山、大别山低山丘陵区和北带西部秦巴山地区;油茶中带包括湘赣浙闽低山丘陵区、川东盆地地区、贵州高原区和滇北川高原区;油茶南带包括贵粤闽南低山丘陵区、滇东南桂西高原山地坝区和桂粤沿海丘陵区[2]。油茶垂直分布在不同地区差异较大,一般来讲,低纬度地区比高纬度地区分布的上限和下限高,高山丘陵区南坡分布上限高于北坡,相关研究表明,油茶的产量随海拔高度的增加而下降[2]。

良种是实现油茶高产、优质、高效的物质基础。经过40多年的发展,各油茶产区科技工作者相继选育出了适宜本地区的良种,据统计,全国油茶主产区14个省(区、市)中,湖南、江西、安徽等9省(区、市)通过国家或省级审(认)定的油茶良种174个,其中通过国家级审(认)定的良种54个[3]。不同地区选育出的良种,除高产、稳产和高抗外,有些还表现出优质、高含油、适应性广等特点[9-11]。

杂交育种是油茶资源开发利用的重要途径,目前国内油茶属的杂交育种工作主要进行了属内种间和油茶种内杂交工作,种间杂交亲和力差异显著,主要取决于亲本与亲本之间亲缘关系的远近和两亲本相互之间的亲和性[12-13];普通油茶种内不同品种类型间的杂交均有极高的孕性,而且正反交无明显差异[12,14],而其自花授粉孕性因自交程度(自花授粉、自株异花授粉、异株异花授粉)的不同而异,即孕性随着亲缘关系的疏远而提高[12];对于授粉时期,黄世聪[15]认为腾冲红花油茶种内杂交可以选择在开花前1~3 d进行。

1.3 油茶丰产栽培技术研究进展

1.3.1 油茶无性系繁殖技术 在无性繁殖方面,嫁接是目前技术较为成熟、应用最广的一个扩繁技术。特别是进入21世纪以来,对于嫁接苗的研究涉及品种、砧木、采穗圃营建、接穗、嫁接绑缚材料、育苗方式及嫁接苗造林等方面。研究表明,品种特性对苗木质量具有重要影响,品种间苗高、成活率、叶片数、一级侧根粗等指标表现出显著相关性[16]。在砧木选择方面,不同砧木对嫁接成活率影响差异不显著,但由于砧木决定嫁接苗根系的生长,因此对嫁接苗苗高、根系生长受砧木影响很大[17]。在接穗采集方面,一般认为当天采集树冠外围上部穗条、2~3叶段芽且保留1片叶片嫁接成活率最高[18-19]。也有人认为,应根据树体结构情况,不同品种采集不同部位的穗条,且采穗圃树龄对嫁接苗根系和地径存在显著影响,即随着树龄的增长,嫁接苗根系生长速度降低[20]。在嫁接绑扎过程中,聚乙烯和铝片是生产中两种主要的绑扎材料,铝片绑扎更方便快捷、省时省力且不影响成活率[21],备受育苗者青睐。就育苗方式而言,目前生产中的育苗方式有多种,容器砧嫁接方法由于具有成活快、单位效益高、生长快等优点,已成为油茶嫁接育苗的首选方式[22]。嫁接苗造林成活率虽然较实生苗略有逊色,但覆盖技术能显著提高造林成活率,使嫁接成活率达到92%[23]。

其他的无性繁殖方式也有一定的研究,魏世清等[24]认为秋季油茶扦插育苗时可在基质中添加5%~10%沼渣。相比较扦插研究,组培的研究较为深入,且其主要研究集中在培养基防褐变、细菌污染和培养基筛选方面。阙生全等[25]发现培养基中加入吸附剂能有效地抑制褐化发生;王瑞等[26]发现在培养基中添加链霉素20 mg·L-1,抑菌效果最佳,污染率为0;添加抗生素链霉素20 mg·L-1的培养基苗木生长状况最佳;吴正凯等[27]以成熟穗条顶芽作为外植体进行组培,发现在诱导分化培养中6-BA与ZT、CH按一定浓度配比,对丛生芽的分化有显著促进作用。而在增殖培养基中,单独使用6-BA效果更好;在诱根培养基中,MV培养基诱根率较高。唐国涛等[28]油茶种子胚芽和2年生扦插苗带侧芽的嫩枝做外植体进行组培,结果表明适合油茶种子胚芽诱导培养基为MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1+GA3 1.0 mg·L-1+蔗糖30 g·L-1+卡拉胶6.5 g·L-1,适应的增殖培养基为MS+6-BA 1.5 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1+GA3 1.0 mg·L-1+蔗糖30 g·L-1+卡拉胶6.5 g·L-1,增殖倍数为3.50;适合油茶不定芽诱导培养基为MS+6-BA 1.5 mg·L-1+IAA 2.0 mg·L-1+GA3 1.0 mg·L-1+蔗糖30 g·L-1+卡拉胶6.5 g·L-1;适宜的增殖培养基为MS+6-BA 2.0 mg·L-1+IAA 1.0 mg·L-1+GA3 1.0 mg·L-1+蔗糖30 g·L-1+卡拉胶6.5 g·L-1,增殖倍数为3.96;木质化较高的油茶组培茎芽的生根基质为细沙,生根率达95%。

1.3.2 油茶低产林改造技术 20世纪油茶多采用实生播种造林,由于管理粗放、林分老化等造成我国现有油茶林超过70%为低产林[7]。油茶低产林是相比较高产林而存在的。各地划分标准不一。为更好地提升油茶综合效益,低产林改造成为各油茶产区的重要任务。目前低产林改造主要是采取林分结构优化、加强水肥管理、良种化改造等[8,29-38]。林分结构优化多采取密林间伐、林地清理、整形修剪、垦复、林下种植养殖等措施[8,29-30,35,38-39];肥水管理更多侧重于平衡施肥的研究,曾淑燕等[34]认为广东省3月份施氮磷钾复合肥(氮磷钾之比为21∶6∶13)750 kg·hm-2+7月份施氮磷钾复合肥(氮磷钾之比为17∶17∶17)750 kg·hm-2+10月份施有机肥15 000 kg·hm-2和氮磷钾复合肥(氮磷钾之比为20∶5∶10)375 kg·hm-2,结合挖蓄水平台+清除杂灌+密林疏伐和稀林补植+整形修剪+截干萌芽和预植更新+高接换冠+垦复+合理施肥能够起到非常好的改造效果;良种改造是非常重要的改造措施,胡志芳等[37]认为高枝换冠技术和低枝换冠技术均可以有效地改造油茶林分状况。总体上说,低产林改造效果的体现是各个技术措施综合作用的结果[8,29-30,35,38]。

1.3.3 油茶施肥技术 施肥能提高油茶的净光合速率、水分利用率、气孔导度,从而促进油茶生长,提高产量[40],但施肥过量或施肥不足对油茶光合性能和产量不利[41]。研究表明,施用有机肥能有效地提高春梢叶片数量,促进春梢生长,增大树体冠幅[42],施氮和磷肥可以提高叶片P浓度、N矿质化速率、森林地表的养分供应和微生物活性,从而促进树木生长[40];菌肥和磷肥混用能有效促进油茶生长[43]。对于油茶缓控施肥,目前研究的比较少,有少量研究表明,简单添加有机质和辅助材料,并不能起到减缓氮素养分释放速率的作用,而经过成粒工艺处理,可以在一定程度上减缓氮素养分流失[44]。在施肥时期上,一般认为春季和初夏为最有效的施肥季节[40]。

1.3.4 油茶整形修剪技术 修剪不仅能影响树体形态、提高树体通风透光特性,还能影响树体养分合理分配和内源激素分泌,从而提高产量和品质。研究表明,修剪对油茶春梢长度、粗度、叶片数和有效芽数的影响显著,冬季修剪对春梢的生长效果的影响优于初春修剪[39],且修剪强度和修剪部位对油茶冠幅生长有明显促进作用,秋梢中度修剪(1/2)对树高和冠高促进作用显著,中度以上修剪能够显著促进油茶春梢长度、粗度生长以及发枝数量,冠形和修剪部位对油茶春梢生长也有明显的影响。在一定范围内,修剪强度增大有利于油茶光合速率的提高[42]。

1.3.5 油茶病虫害防治技术 油茶病虫害较多,针对某一个病虫害的研究特别是生物防治的研究还不够深入。目前危害油茶的虫害主要有油茶象鼻虫、油茶尺蠖、油茶毒蛾、茶角胸叶甲、茶籽象甲等8~10种虫害[45],颜权等[46]还首次报道山茶牡蛎盾蚧和小绿叶蝉对油茶的危害;茶角胸叶甲在5年生油茶幼林中表现突出,建议在油茶林中进行适当剪枝,可有效减少其聚集数量[47];在湖南5月份和9月份油茶林害虫发生数量较大,主要有茶角胸叶甲、广西灰象、柑橘斜脊象甲[48]。揭育泽等[49]认为绿僵菌M09菌株1×108孢子·g-1对褐足角胸叶甲和鳞翅目卷叶类害虫防治效果达到100%。

油茶主要病害有油茶炭疽病、油茶软腐病等7~10种[46],李河等[50]在2013年比较中国6个省12个不同地区的126个胶孢炭疽菌的ITS序列差异,研究结果表明油茶炭疽菌种群具有丰富的遗传多样性,容易扩散其分布范围,我国油茶炭疽病发生面积广和危害程度重,揭育泽等认为25%嘧菌酯及遮阴网加塑料薄膜对油茶炭疽病有较好的防治效果。

2 油茶栽培技术中存在的主要问题与对策

我国油茶生产和科研虽然取得了较大的成绩,但是目前仍然有很多问题需要重视和解决,其主要的问题有以下几个方面。

2.1 良种辨别与区划问题亟需解决

我国油茶主产区国家审(认)定良种有54个,省级审(认)定的良种120余个,其中不乏有同物异名的情况,且这些良种在不同区域表现出良莠不齐的状况,因此开展全国范围的良种辨别并在油茶主产区开展良种区划试验,进而筛选出适宜不同区域的主栽良种,对我国油茶产量的提高和后期的加工利用无疑会起到极大的促进作用。

2.2 低产林改造仍是一项长期而艰巨的任务

油茶寿命长达百年,我国现有油茶林中20世纪60~70年代种植的老林占据60%~70%,品种良莠不齐、林地疏于管理、改造技术攻关不够、改造管理不能持久等问题依然突出,改造利用好这些老林对我国油茶产量会起到极大的推动作用。

为更好地解决上述问题,特提出以下发展对策。

(1)开展全国范围的良种辨别与区划工作。根据《全国油茶产业发展规划(2009—2020年)》的要求,调查全国主要油茶产区良种,剔除同物异名良种,并在全国主要油茶主产区开展良种区试,筛选出各个油茶主产区的最适宜油茶良种,为下一步针对不同品种特点开展综合利用奠定基础。

(2)将低产林改造作为一个长期工程。低产林改造是关系我国油茶产量的重要工作,很多油茶产区在低产林改造方面进行了一些探索且收到了较好的效果,但往往结合项目进行,不仅示范范围小而且期限短,如果能够把油茶低产林改造像“天保工程”“退耕还林工程”一样作为长期的工程来抓,改造和示范效果会更加显著。

(3)注重科技创新及资金投入。油茶是我国特有的木本油料树种,要提高其产业化水平。油茶科技对于产业的促进作用是一个长期的过程,不论是良种选育和栽培技术,还是精深加工技术都需要一个长期、持续的研究计划给予支持和管理,重点扶持进行油茶长期研究的科研单位和科研项目,并进行科学化的管理,对于国家和主产区油茶产业都将产生长期提升效果。

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