杨树切枝杂交及播种育苗技术研究
2023-04-16王清华
王清华
(海东市平安区林业和草原局园林绿化服务中心,青海海东 810600)
杨树是杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus)植物的统称,全属约100 余种,在我国分布较为广泛,是重要的木材及加工业原材料。杨树是世界上分布最广、适应性最强的树种,具有抗旱、抗寒、抗倒伏等优良属性,分布海拔可高达4 800 m。杨树具有广泛用途,不仅可以用作木材,且已成为胶合板、纤维板等的重要加工原料,具有较高的经济开发价值,加之杨树成材快、轮伐期短,若采用科学的种植栽培方式可以在短时间内获得经济效益。但在自然条件下杨树种子较少,采集难度较高,杂交花期、授粉等不容易被控制。为培育出大径材、特殊抗性的杨树品种,可以采用切枝杂交技术,保留父本的优良遗传性状并以人工方式控制花期与授粉,对于杨树育种具有重要意义。
1 杨树切枝杂交技术
切枝杂交是杨树家系育种的关键技术措施,可以解决自然条件下杨树种子少、不易采集、花期及授粉不易控制的问题,以保留亲本优良遗传性状,提升杨树品质。
1.1 材料准备
1.1.1亲本选择及雌雄株辨别。杨树育种以目标为驱动,如培育大径材、轮伐期较短、具有特殊抗性的杨树等。以育种目标为导向,选择壮龄期、生长健壮、无病虫害、无机械性损伤的父母亲本是杨树切枝育苗的前端环节。根据育种目的一般以亲缘关系较远的杨树品种进行切枝杂交,如北方杨树品种与美洲黑杨杂交[1]。
杨树雌雄株辨别是杨树切枝杂交技术应用的必备环节。杨树雄花序由花托及雄蕊群组成,无花被,初期花药呈现红色,在花枝上微微低垂;当开花后散播花粉,花序长可达8~10 cm,随后萎缩干枯呈黑色,雄花序凋零的同时杨枝开始萌发出嫩芽。雌花序为穗状葇荑花序,呈嫩绿色,每朵小花仅有1 个裸生子房与柱头,无花被,子房授粉至蒴果成熟期间不脱落。
1.1.2采枝及工具准备。杨树切枝杂交需要选择花芽粗短肥大、芽鳞短小,而叶芽尖长、芽鳞较多的枝条为材料。采枝时间依当地气候条件、空气湿度而定,北方地区一般在2—3 月进行采枝,当地品种采枝后即可进行水培杂交,外地品种需要提前采枝并进行低温存储。若条件允许尽量将雌雄株分开采枝。如果同时采枝,则应当将雄花枝在室内水培5~7 d,可以保证雄花开放时花粉充足;雌花枝则入地窖进行冷藏。或提前采雄花枝,在室内水培3~5 d后再采雌花枝并与雄花枝共同水培。
杨树采枝时优先选择壮龄期、生长健壮的母树,从树冠中上部剪取直径1.5 cm,长100 cm 且带有花芽的枝条,仅保留1 个叶芽,其他芽全部去除,并剪掉徒长枝。雄株花枝保留3~5 个花芽,且花芽分布均匀。
在进行杨树切枝杂交之前需要做好工具的准备工作,主要包括容量为2 000 mL 的广口瓶,10 cm×10 cm的纸袋若干个,标签,修枝剪等。
1.2 室内切枝杂交
1.2.1水培管理及隔离。将修剪好的花枝放入水中进行栽培,为避免空气进入花枝的导管并阻碍其对水分的吸收与利用,应将花枝底部修剪成斜面,以此保证花枝在萌发与开花时水分充足。待全部修剪完成后,将花枝插入事先准备好的2 000 mL 广口瓶内,并在瓶内加入适量的水。
若选择在3 月初及初春时节进行切枝杂交育苗,因该阶段温度较低,需要频繁更换广口瓶内的水,一般2 d更换1 次,待温度提升后,可1 d 更换1 次。在换水时需要密切关注花枝的状态,用清水冲洗花枝表面的黏液,避免其阻碍花枝对水分的吸收。若花枝浸入水中的部分出现腐烂情况,可以剪去腐烂部分,同时对广口瓶进行清洗,再将修剪好的花枝再次插入瓶中。与此同时,为保证杂交效果,需要在开花前将雌雄株花枝隔离,或是将雌雄株花枝分别水培在不同的房间,或是在雌株花枝上套袋[2]。
1.2.2花粉采集及授粉。待雄花序下端花粉成熟后,可以用干净的白纸或硫酸纸将花序托住,用手轻轻抖动花序以收集花粉。花粉收集一般在每日上午9:00—11:00,下午14:00—16:00 进行,以每日收集2~3 次为宜,直至全部花粉收集完成。将收集的花粉包好并放入培养皿内,置于干燥器内干燥24 h,随后将其放入0℃~5℃的低温环境内进行保存。
花粉采集后进行授粉,当雌花开放且柱头分泌黏液时开始,可以用毛笔蘸取少量花粉,在不触碰雄花柱头的前提下轻轻抖动毛笔,用放大镜观察花粉在柱头上的分布情况,以此调整毛笔的位置。授粉的时间最好为上午10:00,每日授粉1 次,连续授粉3 d。为避免雌花柱头上花粉不足,需要在授粉后对雌花进行套袋,以保证蒴果发育良好。
1.2.3授粉后的管理。授粉后3~4 d,雌花柱头开始萎缩,子房逐渐膨胀,待蒴果发育并且膨大后摘掉纸袋,以保证蒴果光照充足、促进蒴果的发育。授粉后需要更换广口瓶内的水,每隔1~3 d 更换1 次,每日注氧1 次。此外,将室内温度控制在25℃,保持室内通风情况良好,前期空气湿度不低于85%,后期不低于60%。为保证光照充足,避免室内条件制约蒴果发育及花枝生长,可以在晴朗且温度适宜的天气将花枝搬出室外,经阳光照射2~3 h 后再搬回室内。另外,在水培液中加入0.1%尿素、0.2%过磷酸钙,以保证花枝生长及蒴果发育养分充足,避免落果发生。当叶芽萌发为叶片后,保留5~7 个叶片以促进光合作用,并喷施适量的叶面肥。
2 杨树播种育苗技术
2.1 选地整地技术
选择土层深厚、土壤肥沃、背风向阳、排水灌溉条件良好且土壤通透性较好的沙壤土、轻壤土作苗床,且该地块此前未种植过土豆、蔬菜等农作物,以避免苗木感染褐斑病等病虫害。同时,为了保证土壤肥沃、土壤理化特性满足种子萌发及苗木生长需求,应在播种前进行深耕,耕深20~25 cm,可以有效去除土壤内残留的虫卵及病菌残体,保证土壤结构,促进苗木根系发达。此外,在播种前需要采用0.5%的高锰酸钾浇透土壤以消毒。
2.2 适时播种技术
在杨树播种育苗前需要进行催芽,将种子放入培养皿中滴加适量的水,置于向阳、温湿度适宜且光照充足的条件下促进种子萌发,待子叶长度达0.2~0.5 cm 后插入事先准备好的花盆或营养袋内,浇透水,再用塑料薄膜包裹住盆口或袋口。
2.3 苗期管理技术
当苗木生长健壮、达到一定高度后需要将苗木移栽至准备好的苗圃地中。当幼苗高度低于1 cm 时需要保证水分充足,每日喷水2~3 次,此外还需做好以下苗期管理工作。
2.3.1灌溉及施肥。当苗木生长出1~8 枚真叶时,根系发展快速,而地上部分枝干生长缓慢,且幼苗较嫩,对水分需求量较高。此外,阳光直射容易灼伤幼苗,需要及时喷水以保证苗木健康生长并降温。同时,控制苗圃地内的苗木密度在95~110 株/m2范围内,去除多余的苗木。间苗后追施速效氮肥,施肥量要少。在定苗后开始第2 次追肥,两次追肥间隔14~28 d[3]。
2.3.2病虫害防治。杨树幼苗期易感染猝倒病、黑斑病、褐斑病、蛴螬、蝼蛄等病虫害。针对杨树幼苗期猝倒病,可以采用林业防治与药剂防治相结合的措施,在幼苗期进行松土以促进苗木根系发达,适度降低灌水量与灌水频率,同时每隔14 d 喷施1%~3%的硫酸亚铁溶液,再用清水冲洗苗木,连续喷施3 次;针对杨树幼苗期黑斑病与褐斑病,当幼苗出现症状后,可以喷施65%代森锰锌100~250 倍液、0.6%硫酸锌液等药剂,每隔15 d 喷施1 次,连续喷施2~3 次;针对杨树幼苗期蛴螬、蝼蛄等虫害,可以施用50%辛硫磷颗粒剂30.0~37.5 kg/hm2,也可在播种前进行拌种,以起到良好的虫害防治效果。
3 结语
杨树切枝杂交技术可以通过亲缘较远树种的杂交获得抗逆性良好、生长速度较快、树姿优美、适应性更强的优良新型品种,对于扩大杨树应用范围具有重要意义。在应用杨树切枝杂交技术时,应当注意做好前期的材料与工具准备工作,在室内进行雌雄株花枝的水培管理,并进行花粉收集与授粉工作。在杨树播种育苗阶段,需要做好选地整地工作,以优良地块作苗圃地,在播种前进行催芽并适时播种。此外注重苗期管理,提升灌水施肥的科学性,重视杨树幼苗期病虫害防治。