基于林木育种技术在苗木培育中的应用探究

2023-01-11师佳丽贺煜霞

种子科技 2022年13期

惠宁，师佳丽，贺煜霞

（1.清涧县林业工作站，陕西榆林 718399；2.清涧县林木种苗工作站，陕西榆林 718399）

苗木培育在植树造林、园林设计、景观设置等领域占据至关重要的位置。陕西省地势高低不平且南北延伸800 km 以上，横跨纬度过多，造成境内气候多样，在长城沿线以北为半干旱气候，陕北地区和关中地区为暖温带气候，陕南则为亚热带湿润气候，山地区域为暖温带气候。以陕西省清涧县苗木培育工作为例，清涧县属榆林市管辖，为关中要地，苗木培育中时有干旱、病虫害等自然灾害发生，并且存在苗木培育品种较单一的问题。针对上述情况，在苗木培育中应用林木育种技术增加树种的丰富性，并加强对苗木培育的管理至关重要。

1 林木育种的概念及其特点

1.1 林木育种的概念

林木育种技术是一种有目的性地对树木进行遗传改良的技术。简单来说就是利用遗传学相关知识，对树木的品种进行遗传改良，培育出新树种，达到丰富树种的目的。在植树造林工作中，造林工作人员通常会利用杂交育种、引种、多倍体育种、诱变育种等方法，有针对性地培育生长快、品质优的树种。

1.2 林木育种的特点

1.2.1 育种资源丰富

我国拥有广袤的国土，树木种类繁多且分布较广。大多数树木品种都是没有经过人工改良的原始品种，处于野生状态。我国当前发现的木本植物种类高达8 000 余种，在林木育种工作中只利用很小一部分树种。我国树木选种的潜力较大，应充分挖掘现有树种，并保存其自然形成的优良变异类型。

1.2.2 育种周期较长

林木育种周期较长的主要原因是树木本身的生长周期较长。大多数树种从苗木生长到性成熟，再到经济性成熟需要几年甚至几十年。林木育种最为基础的第一代选择到第二代选择的时间极其漫长。如果育种工作人员选择有性杂交的培育方式，通常需要数十年；选择无性杂交的方式速度较快，在10 年左右。对于本身生长周期很长的树种，育种需要更长时间。为了尽可能缩短林木育种的周期，工作人员通常采取以下两方面措施。

一是对树种进行早期预测，根据树种幼苗时期的性状表现，推测成年时期表现的性状。早期预测主要是预测树种成年后的生理和形态。形态方面的预测方法是观察树种幼苗期间的形态指标，例如通过观察枝条长度、枝条和枝条中间的角度、分枝数、嫩枝的长度、枝叶的密度等预测树种成年后的生长情况。以落叶松树种为例，相关研究发现，该树种树龄在16 年时的生长程度和5 树龄时的嫩枝生长数量有密不可分的关系，所以可以通过5 树龄时的嫩枝数量合理推测落叶松成年后的形态。对树种生理方面的预测原理是树木的生长速度完全取决于其自身的光合能力，而树种的光合能力是由树木本身的叶片数量、面积、光合效率决定的，通常树种枝叶繁茂、叶长且密就代表该树木生长快速。工作人员可以通过观察树种早期的枝叶繁茂程度和叶片的长度来合理预测树种的光合效率，从而预测树种成年后的生理。

二是育种工作人员通过人工催熟手段提前使树木开花结实。在树种中除了早期的蕨类植物乔木和其孑遗的繁殖为孢子繁殖之外，现代大多数树种都是以种子为媒介进行繁殖，传播方式有风力、自然力、水力等。树种自然繁殖时间较久且成功率不高。为了缩短这一过程，育种工作人员会使用催熟手段。对于一些结果的树种，为了尽可能加快其性成熟速度，通常采用乙烯作为催化剂。乙烯对果实有催熟作用，可以加速其性成熟。影响树种生长的因素多为温度、光照和肥力。对于一些只开花不结果的树种，工作人员通常会增加钾肥、磷肥的施用量，减少氮肥的施用量，并适当增加光照时间，减少水分灌溉并增加温度，从而加速树木成熟。

2 苗木培育的必要条件

2.1 土壤条件

选择合适的土壤是培育作物最为关键的一环。在选择土壤时，不仅要考虑土壤可能受到的污染，还要综合考量土壤黏度、湿度、营养成分和酸碱度。在对育种后的苗木进行培育时，要着重注意种植的土壤环境。为了最大限度提高苗木的存活率，可以对土壤中的营养成分进行检测和化验，检查成分中是否有隐藏的有毒、有害物质。

2.2 湿度条件

湿度条件是苗木培育中最为基本的条件。充足的水分、适宜的湿度可以最大限度提高苗木的存活率，加快苗木的生长速度。不同的树种对于土壤湿润度的要求不同，培育工作人员应根据树种的实际情况确定土壤应保持的湿度。土壤过于湿润会大量滋生细菌，增加苗木被病害侵袭的概率，对苗木生长极为不利。土壤过于干燥会严重影响苗木生长速度，甚至还会降低苗木存活率。在湿度高的情况下，苗木的根系通常粗且多；在湿度低的情况下，苗木的根系通常细且长。根据相关研究发现，土壤湿度在20%～24%为苗木的适宜湿度[1]。

2.3 密度条件

密度条件指的是苗木的种植密度。种植密度直接影响苗木的生长质量。种植过于密集会造成苗木间互相抢夺营养和生长空间，降低光合作用的效率，导致苗木的生长态势较差，体型较为纤弱，严重影响苗木的生长速度。种植过于稀疏会使得苗木之间杂草丛生，加速土壤中的营养成分流失。合理的密度条件也是保障苗木存活率的关键。根据相关研究发现，苗木的播种苗床最佳行距为8～25 cm，大田育苗的最佳行距为50～80 cm。

3 林木育种技术在苗木培育中的应用

3.1 合理选择苗木圃地

苗木圃地是林木前期的生长环境，对于林木育种技术的应用有至关重要的影响。在苗木培育工作中应用林木育种技术首先要选择合适的圃地，而选择圃地就是选择苗木生长的土壤环境。不同树种对于土壤的要求不同，工作人员应根据苗木的生长特点和生理特征选择合适的圃地，确保土壤条件可以和苗木的生长相契合，最大限度上为苗木创造良好的生存条件，提升苗木存活率。例如在培育石榴树、桂兰树等喜光类型树种时，要把苗木圃地设置在地势较为广阔、无遮挡光照的区域；培育较为喜阴的蕨类树种时，可以把苗木圃地设置在较隐蔽的区域，还可以在圃地中采取一些必要的遮光措施，尽可能减少苗木的光照时间。

在选择圃地时，除光照因素外，还要考虑灌溉和土壤营养成分等，尽可能把圃地设置在灌溉方便的区域，并且土壤应处于深厚、疏松且肥沃的状态。从经济效益角度来看，苗木圃地需要具有良好的交通条件，尽可能降低苗木在运输过程中产生的成本，使苗木圃地的经济效益最大化[2]。

3.2 种前土壤处理

选择苗木圃地后，为提升苗木存活率，满足其前期生长需求，需要结合林木育种技术开展种前土壤处理工作。例如通过施用底肥的方式增加土壤中的营养成分。在施加底肥时，应根据具体的苗木品种和土壤中各种营养元素的分布情况来选择肥料种类，腐熟后的农家肥为最佳选择。

在条件允许的情况下，培育工作人员可以对圃地中的土壤进行检测，明确其中氮、磷、钾各类营养元素的占比情况，针对苗木的种类有目的性地补充土壤中的营养成分。若条件不允许，培育工作人员可以根据上一年圃地中树木的生长情况大致推测土壤中缺少的营养成分。例如上一年圃地中生长的树木叶片发黄，土壤中极有可能缺少钾元素；即使在施用腐熟农家肥后，树木的长势依旧不能达到预期，此时土壤中可能缺少氮元素；如果树木结果率低、开花慢，土壤中则缺少磷元素。培育工作人员可以根据上述推测当前圃地中缺少的营养成分，针对性施用复合化肥，最大程度上为苗木创造良好的生长环境。

在土壤的前期处理方面，除了要有针对性地补充土壤中的营养元素外，还要开展平地工作。在确保圃地表面不存在异物、杂物后进行整地，整地的目的是提高土壤的疏松程度，整地工作要尽可能充分。在苗木培育阶段，工作人员可以使用耕犁开展整地工作，通常整地的深度维持在30 cm 左右。在耕犁后要将土壤晒3 d 以上，最大限度减少土壤中的过冬虫卵和病菌。如果苗木圃地的面积较小，工作人员可以根据实际情况对土壤进行消毒杀菌，确保土壤中不存在虫卵和病菌。此外，还应科学制定轮作制度，杜绝在同一片土壤中连续多年种植同一种苗木的情况[3]。

3.3 科学选择苗木品种

通常苗木培育的目的为绿化工程，所以选择苗木品种时要综合考虑各种因素，主要分为以下两个方面。

3.3.1 气候因素

我国拥有广袤的国土且横跨纬度较宽，各地区的气候差异较明显，适合生长的树种也各不相同。虽然可以通过林木育种技术最大限度提升苗木对环境的适应能力，或采用人工干预手段改变圃地中的生长环境，但一些气候相对恶劣的环境依旧不适合很多树种正常生长。培育工作人员在选择苗木品种时，要先详细调研圃地所处的自然气候条件，确保树种可以在该气候条件下顺利生长。

从经济效益的角度来看，如果区域中的气候条件与树种的生长条件差异较小，且此树种在该区域可以创造较大的经济价值，可以使用林木育种中的杂交技术有指向性地培育符合该区域特点的树种，使经济效益最大化。

3.3.2 美观因素

苗木培育的目的大多为绿化，而绿化中最为核心的要素就是美观，所以培育工作人员在选择苗木的品种时要考虑到美观因素。当前我国大部分城市为了提升城市物种的多样化，对混交林的需求越来越大，这意味着苗木培育中的混交栽培技术有了更广阔的市场。从市场需求的角度来看，合理搭配圃地中的物种是将林木育种技术应用到苗木培育中的体现，最大限度提升了圃地面积利用率。在实际培育工作中，可以将一些生长特征和生长习性相似的苗木种植在同一片圃地中，尽可能为苗木创造更自然的生长环境[4]。

3.4 合理确定育种周期

林木育种技术的特点之一就是育种周期较长。很多绿化工程对苗木的生长周期有一定的要求，这就需要工作人员熟练运用早期预测手段，根据树种的实际情况和市场的需求情况合理确定苗木的育种周期。树种的生长周期基本都特别长，所以在苗木培育的过程中，工作人员要灵活缩短苗木育种周期。市场需求每时每刻都在变化，只有培育工作人员根据当前市场需求合理控制生长周期，才能使经济效益最大化。值得注意的是，并不是生长周期越短产生的经济效益就越高。一些树种生长周期过短，达不到预期制定的培育目标，增加了被市场淘汰的概率。

3.5 择优选育

择优选育是林木育种技术中最为关键的一环，在苗木的培育工作中也是如此。工作人员对苗木进行培育的过程中，可以从圃地中或者当地选择一些天然的优质树种和天然杂交品种，也可以从圃地中选择出长势良好、光合效率较高的树种，通过使用林木育种中的繁殖技术有目的性地培育符合市场需求的新型苗木品种。例如近些年城市绿化中较为常见的箭杆毛白杨树，就是从毛白杨树种中选择天然优质杂交树种，经过有针对性繁育后培育而成。如果当地或者圃地中的苗木品种较少，可以从外地引进一些优良树种进行培养，并且从中选择长势良好、性成熟的苗木繁殖培育，根据市场需求培育一些优质的树种，使苗木的经济效益最大化[5]。

3.6 植物组织培养

植物组织培养技术是林木育种技术中的新型技术。培育工作人员可以在圃地中选择一些长势稳定、自身生命力较顽强的苗木进行切片，再在无菌培养皿中进行培养一段时间后，可以得到和母株遗传性状一致的试验个体。该种方法不但培养周期短，还可以有针对性地培养出单倍体或多倍体，有较高的经济效益，最大限度降低时间成本，解决了林木育种生长周期长的问题。此外，该技术是人工促使植物细胞相互融合，可以直接解决不同树种间杂交不亲和的问题，最大程度改良树种性状。但该技术对培育工作人员的专业水平要求较高，对实验室设备的要求较为严格。

3.7 现代生物育苗

现代生物育苗技术和传统林木育种技术有着较大的差异。现代生物育苗泛指在圃地或者温床、温室中培育幼苗后移植到土地中栽种。在苗木培育工作中使用该技术是利用现代已经成熟的生物技术，将传统的杂交种放在温室或者温床中转变为生物育苗，研究和提取其遗传特性，从而获取该种苗木生物多样性特征。就目前情况来看，现代生物育苗技术尚未成熟，在使用过程中可能出现问题。培育工作人员应将传统林木育种技术和现代生物育苗技术相结合，以传统育种技术为基础，根据自身的育种经验，完善现代生物育苗技术的理论体系，从而保证该技术的严谨性和高效性[6]。