林区野生榛子良种选育
2020-08-09倪柏春
摘要: 在伊春林区野生榛种质资源调查、综合评价的基础上,在不同气候类型分区内,选择优良林分(群组),设立标准地,选择榛子优良单株,单独采种,筛选出19个实生优良家系。实生繁殖各家系,以优良家系营建了4处生产经营示范林,根据示范林调查,以及优良家系子代早期测定,结合标准化法与相关指标变异系数分析,经过初选、复选、决选,选出适合林区及黑龙江省东北部人工栽培的榛子优良品种(家系)2个,母本无性繁殖成功,获得2个优良无性系。所营造示范林,已进入理想产期。
关键词: 野生; 榛子; 良种选育; 子代测定
中图分类号: S 722. 3 + 3, S 664. 5 文献标识码: A 文章编号:1001 - 9499(2020)05 - 0025 - 05
11年的试验与林区民间调查表明,伊春林区引种榛子始终未获得成功。引进的诸多国内、外榛子品种,多年来只某品种成活尚可,亦可有1、2次收成,但生长渐衰,冻害与雄寒害日剧,及诸问题,已不可逆。为了发展榛产业,通过探索认为,应立足本地丰富的榛资源,选育适合本地生产的榛品种,应为林区发展榛产业的有效途径。因此,我们开展了野生榛子的良种选育工作,通过野生榛子花期初选、复选,优良单株初选、复选、决选、有性无性繁育、子代测定,选育出适合本地栽培的2个榛子品种。现将相关试验情况介绍如下,以供同行参考。
1 试验地自然概况
试验地选在伊春市小兴安岭植物园,位于伊春市伊春区北山。地处47°43′N,128°54′E,海拔267.935 m,属北温带大陆性森林气候,冬季寒冷多雪,夏季凉爽多雨,年平均气温0.5~1 ℃;1月份平均最低气温-21 ℃,极端最低气温-44 ℃;7月份平均最高气温19 ℃,极端最高气温35℃;年降水量735 mm,相对湿度76%~87%,土壤为山地暗棕色森林土,pH4.3~6。有机质含量9.40%、全氮0.473 6、速效氮2.980 2、全磷0.332 8%、有效磷2.979 mg/ 100 g土、全钾2.19%、速效钾145.92 mg/ 100 g土。
2 研究方法
2. 1 野生榛子种质资源调查
根据气候差异,将伊春林区分为南、中、北3 个气候区,沿小兴安岭从南向北选取 81 块样地进行调查。包括种类、榛子株(丛)数、株高、冠、树龄、枝数、分布类型、群落分布情况等。从不同的调查样地选采榛子果实并分装,随机选出平榛果实,室内进行果实形态、数量指标测定,包括坚果横径、纵径、坚果重、序果数等。
2. 2 丰产优质榛子种质选育
2. 2. 1 优良林分选择
结合种质资源调查、踏查,开展了野外榛子结实优良林分选择工作。选择要求:榛子林片状、群组、散生分布较为集中,自然条件好、结实量大、结实株率高、无或少有病、虫、鼠害的纯林(或群组、单丛集中)。
2. 2. 2 优良单株确定、采种。
从27个林分初选135株优株采种。在每处优良林分区域内,设20 m×20 m样地,在样地的两条对角线上,选15株结实母树作为候选,再用目测法与比较法,按结实量大、单个果重、皮薄、植株无病害、无虫孔,确定5株结实优良单株,调查母株情况,单独采种,分装编号。
2. 2. 3 果实调制
果实采回后,迅速进行果实形态与数量指标调查,包括果形(长形、圆形、平顶)、果顶、果脐、纵径、横径、果皮、果仁、果仁营养成份分析,取得数据2万余个。经调制得到纯净果实,抽样进行果皮显微结构研究。
2. 2. 4 种子处理
榛子的種子处理即为榛子的果实处理。本研究采用室外种子坑沙藏越冬处理,单个坑规格1.2 m×1.0 m×1.0 m,种子混沙丝袋装保湿,坑内每25 cm分层,种子与沙交替混埋,顶覆土30 cm,并培成丘状。
2. 2. 5 种子催芽,播种育苗
催芽 翌年5月8日将种子挖出,此时已有约3%种子裂口,即可用于播种。其中,2016年5月2日,挖出种子时尚未裂口,将种子袋保湿放置室内阳光直射处,几日内开始出现裂口,即可播种。
床播 做床规格:长10 、16 、36 m;宽1.1 m,高0.25 m。床上开3 cm沟条播,单个摆放种子,间距5 cm,行距10 cm,播后刮平床面,镇压。
田间管理 播种后保持床面湿润,1周后出苗前将床面杂草除净。半月后,苗出齐,除草松土,雨季脱“土裤子”,适时喷施多菌灵。
2. 2. 6 营造示范林
根据我国培育榛苗经验,结合本项目苗木生长情况,确定苗木出圃苗龄为2年。少量留床、栽植,分别试验。本项目初选优良家系24个,种子处理期淘汰5个,有19个家系进入子代育苗阶段。因此,各年度参与选苗造林的家系19个。
2016、2017、2018年,分别采用实生家系与无性系营造示范林进行区域化试验与生产示范,形成了半园艺化榛园。
营造示范林株行距1.5 m×1.5 m、1.5 m×1.8 m、1.8 m×1.8 m、1.8 m×2.0 m、2.0 m×2.0 m、2.0 m×2.5 m、2.5 m×2.5 m多种密度试验。
2. 2. 7 生长调查与子代测定
对实生繁殖家系进行生长量调查,包括苗高、地径、当年生长、萌条、萌檗、树势,有无病、虫、鼠害情况。除上述测定生长量外,还进行了子代生物量的测定。在各家系1年生留床苗中,挖取各家系单株 3 株,3 个重复,用自然水将单株的根冲洗干净,然后立刻带回实验室。在 80 ℃条件下烘干至恒重,测定每个单株苗木的生物量。
2. 2. 8 决选,无性繁殖
根据优树调查成果与子代苗期早期测定,在复选优良家系4个的基础上,决选出2个优良家系,即SF1、SF2。经过采穗扦插,筛选后获得2个优良无性系。
2. 2. 9 结实,产量测定与预测
2016年,栽植的第3年,榛树已开花结实。结实期调查结实株率、初果期产量,与对照(野生榛林)进行对比。
3 结果与分析
3. 1 初 选
按种质资源调查成果,确定榛子优株初选标准:每样地选15株(丛)结实母树作为候选,再用目测法与比较法,按结实量大、单个果重、皮薄、植株无病害、无虫孔,确定5株结实优良单株,调查母株情况,单独采种、分装编号。按此标准初选优株135株。
3. 2 复 选
初选的135株优株(丛)果实,按种质调查果实变异分析成果,平均果径低于平均值的淘汰,再按最大单果重、果皮厚、结果枝数、单枝结果数、序果数、果形,综合分析复选出优株19株(丛)(表1)。
为了便于比较,对家系调查结果进行标准化分析。
数据标准化的公式为x*=x-最小值/(最大值-最小值)。最后得分计算方法为标准化数值加和,得分最高的4组分别为2、12、1、18。
x*=
式中,max为变量的最大值;min为变量的最小值。
得分最高的4组即为优良家系的前4名,即家系SF2、SF12、SF1、SF18(表2)。
3. 3 优良家系有性、无性繁殖。
3. 3. 1 有性繁殖
(1)播种育苗实生繁殖
对19个初选优良家系进行实生繁殖(种子)育苗。采用上述种子处理、播种育苗、撫育管理方法。经过3年的育苗基地培育,获得S1-0、S2-0、S3-0 3个龄级苗木。由表3可知,19个家系生长量综合排名前4个的分别是:SF1、SF3、SF2、SF7。综合出苗率为94%,无病虫害。
(2)苗期子代测定
苗期(S1-0)用苗高、地径、生物量早期子代测定,结合标准化分析,进行优良家系的复选、决选。
由表4可知,子代测定生物量排序为SF1、SF2、SF11、SF17。以19个家系测定数值的标准化分析,结合子代早期测定1年生苗木的三因素(苗高、地径、生物量)分析,决选出伊春林区野生榛子优良品种(家系)2个,即综合排名1、2的SF1、SF2。
在序列前3名中,SF1 出现3次,SF2 出现3次,SF3出现1次(表5)。因此,决选SF1、SF2。
3. 3. 2 无性繁殖
由表6可知,全光照喷雾扦插生根率低,生根率为0~18%,该结果达不到生产性要求,不适合野生榛子嫩枝扦插繁殖。究其原因,一是榛子嫩枝扦插生根率不高;二是全光照喷雾扦插,虽然水分、湿度较易控制,但温度不易掌握;三是各基质保水、保肥能力不一,基质养分不足。
基于上述情况,在总结前期试验的基础上,开展小型塑棚覆双层遮荫网试验的结果(表7、表8)表明,采用上述2种基质,不同的生长调节剂、处理时间,均可达到理想的生根效果,且第1种基质的生根率明显大于第2种。实际结果表明,以珍珠岩+腐殖土+细河沙为基质,配比1.5∶0.7∶0.8,采用NAA 200 mg/L处理2 h的生根率最佳。取得试验成功后,用此方法,扦插繁殖了优良家系2个。平均生根率分别为84%、86%。
3. 4 榛子综合配套栽培技术区域化试验
3. 4. 1 区域化试验结果
在伊春区、五营林业局、金山屯林业局、铁力林业局营造榛林(半园艺化)40亩。采用本项目各项技术措施与管理方法抚育管理。试验证明,本项目所选的优良品种(家系),完全适应各试验区域的自然条件,无任何冻害、无病虫害,榛林生长茂盛,示范林分3个年度栽植,即2016、2017、2018年。
以相同苗龄型、同年栽植、同年调查结果分析,榛树生长情况表现为铁力>伊春>金山屯>五营。该情况与区域化试验各地气候条件相吻合,区域化试验结果显示,初选19个野生榛子优良家系,适合试验地栽培,在伊春林区北、中、南三个代表性气候区,综合分析其生长差异为南>中>北。
3. 4. 2 区域化试验产量调查与预测
2016年栽植的榛林至2018年,已开花结实,呈现初果期,各家系表现良好,所决选的SF1、SF2优良品种(家系)表现突出,目测两2个家系的树势、结实情况亦如此。由于示范林开放式,均紧邻农户田地,榛林结实后易被掠青采集,因此,本项目在果实成熟前即进行调查,待果实成熟后,采集部分样品。成熟前调查时间为2018年7月19日下午3时,成熟期采集时间为2018年8月23日(连年调查显示伊春林区野生榛子落果期为8月26日,南北略有差异)。调查地点为伊春区示范林,结实家系为10个,家系结实率为52%。示范林结实株率为67%。由于SF1、SF2,结实占主要优势,产量调查取两者平均值。
结果分析(表10、11)表明,两优良品种(家系)平均株结实量109.925 g,平均亩产量为109.925 g/株×187株/亩=20.56 kg/亩。表11显示,母本与子代果实相关指标比较,子代数量指标略高于母本(果皮厚SF2子代略高于母本),差异不明显。由于所营建榛林仅进入初果期,随着树龄的增长及各项技术措施的应用,榛林产量将逐年递增,有关产量测定、遗传等相关研究,还有待继续和深入研究。
4 结论与建议
4. 1 结合种质资源调查、子代测定、选出伊春林区野生榛子优良品种(家系)2个;良种有性、无性繁育获得成功,获得优良无性系2个。优良品种(家系)区域化试验获得成功。榛树生长正常、抗性强、适应性强、丰产性好。其中,栽植第3年的榛树已开花结实,进入初果期。
4. 2 通过2个优良品种(家系)子代结实初果期测定,果实各相关指标优于母本。亩产量20.56 kg,初果期亩产比野生榛林(13.3 kg/亩 宋新芳 2007)提高54.6%。该效益是林区普遍种植大豆效益的3.08倍。因此,本项目所选的优良品种(家系)及其他表现优良的家系应用前景较好。
4. 3 采用优质、丰产、绿色系列技术应用区域化试验示范证明,小兴安岭及我省东北部地区,应用野生榛子良种,发展榛子人工栽培产业,是目前该区域发展榛子有效、科学的途径。调查显示,林区近10年的榛子引种,尚未取得成功。本项目所建示范林(半园艺化生产园),可进行进一步的良种选育工作,并可成为良种繁育基地。
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第1作者简介: 倪柏春(1962 -), 男, 高级工程师, 研究方向为植物引种驯化与良种繁育工作。
收稿日期: 2020 - 05 - 20
(责任编辑: 张亚楠)