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文冠果的育種栽培技術

來源：作者：發布時間：2013-07-27 11:27

文冠果( X anthoceras so rbif oliaB unge. ) , 隸屬于無患子科文冠果屬, 為單種屬, 落葉喬木或灌木, 在我國的北京、內蒙、陜西、山西、河北、河南、新疆、甘肅、寧夏、山東、安徽、四川、遼寧、黑龍江、青海、西藏等16 個省、自治區、直轄市均曾有資源分布。文冠果具有較強的適應性和抗逆( 抗寒、抗旱和抗鹽堿) 能力, 是北方水土保持及困難立地生態環境改造的優良樹種。文冠果種子營養豐富、種仁含油率高、可入藥, 是一種中國特有的珍稀木本油料植物, 有北方油茶之稱, 社會經濟效益重大。隨著我國生物質能源戰略的確立, 基于我國木本油料植物種質資源分布格局現狀, 文冠果的研究與開發亦面臨巨大的歷史機遇。然而, 文冠果的發展歷程幾經坎坷, 資源保存現狀及科學研究基礎均不容樂觀。對于文冠果育種及栽培技術研究, 不同單位、不同學者進行了層次不一的試驗研究工作, 取得了階段性的成績, 但總體上仍擺脫不了連續性較差、系統性不強、研究水平不高的狀況。

1 . 文冠果育種研究進展

1. 1 . 文冠果優良種質選育研究文冠果處于半栽培半野生狀態, 異花授粉植物, 多系自然雜交品種( 類型) , 具有廣泛的遺傳變異基礎。從20 世紀70 年代開始, 我國陸續開展文冠果的選育工作, 在早期選、育基礎上, 目前已經總結出文冠果選育的兩個主要途徑。一是優株選擇與優良類型選擇, 其中, 以優株選擇為主, 優良類型選擇十分少見。文冠果自然分布區內生態條件差別較大, 同一分布區單株彼此間亦存在明顯差異, 可首先篩選出生長速度快, 樹勢健壯, 座果率高, 單株產量高, 果大皮薄, 籽粒飽滿,出仁率和種子含油量高, 抗病蟲和生產能力大的優良母株; 然后進行快速無性繁殖, 形成遺傳性狀穩定的無性系, 進而培育成優良品種。內蒙古林學院1974 年開始文冠果良種選育工作, 先后選出了內林53 號、內林2 號優良單株, 并對優良單株的經濟性狀進行了跟蹤調查研究; 陜西楊凌金山農業科技有限責任公司報道成功培育出文冠果1 號, 改良了野生文冠果素有的一些弊端。我國文冠果選擇育種較為系統的研究始于十五! 國家科技攻關計劃執行期, 中國林業科學研究院林業研究所主持承擔項目燃料油木本植物資源調查研究及示范基地的建立! 的研究任務, 首次在全國近20 個省展開文冠果種質資源分布調查, 并綜合篩選出小球果、扁球果及平頂球果等3 個球果優良類型,發現文冠果樹體形狀對球果產量影響明顯, 其中以開心型產量最高, 圓頭型其次,疏散型和灌木型球果產量最低, 為文冠果優良類型的選擇奠定了理論與實踐基礎。二是雜交育種。文冠果遺傳資源豐富, 如能育成文冠果純合二倍體( 即自交系) , 然后配成優良雜交組合, 進而建立雜交種子園, 選擇其雜種優勢明顯、后代表現型整齊一致的良種, 也不失為一條有效途徑。文冠果雜交育種試驗較為少見, 曾有研究以無性繁殖和子代測定的常規育種為手段, 在文冠果的選育中, 通過表型選擇、當代鑒定交配設計的子代測定, 對當代表現型進行了定量分析, 對子代的遺傳力、配合力、遺傳增益等遺傳參數進行了測定,并在30 多個無性系中, 選出1 個優良無性系和2 個最佳組合。此外, 由于文冠果后代分離現象嚴重, 某些花器官突變個體的形成為分子生物技術的應用提供了平臺, 通過對突變基因的篩選, 為克隆文冠果花發育調控基因奠定基礎。在選擇育種廣泛開展的同時, 輻射育種也表現出一定應用前景。有研究發現采用二氧化碳激光對文冠果種子進行處理后, 文冠果出苗及生長結實都有明顯的促進作用, 并且激光引起的某些變異具有可遺傳性。中國苗木網,999miaomu.com

1. 2 . 文冠果區域引種研究文冠果是我國西北黃土丘陵地區的鄉土樹種, 主要分布在甘肅、陜西、山西、河北等省的黃土丘陵溝壑地區。基于文冠果的用途以及國家政策的支持, 我國許多地區都進行了引種栽培試驗, 多數成功, 但亦有失敗的例子。通過多地區的引種栽培試驗, 文冠果的適栽范圍得到一定程度的確定, 發現文冠果的分布極限北部位置至北緯47?20#, 而南部極限位置可達北緯29?。除國內引種試驗外, 朝鮮在對文冠果生態學和生物學特性研究的基礎上, 至1987 年在兩江道、平安南道、黃海北道、慈江道、江原道等地引種成功, 栽培面積500 hm2 。

2 . 文冠果人工林培育技術研究文冠果人工栽培始于20 世紀60 年代、70- 80 年代, 我國北方許多地區曾大面積栽培, 1979 、1 980 年先后由中國林科院林業所主持召開了2 次全國文冠果科研協作會議, 會議協商組織了55 個生產、教學和科研單位參加研究協作, 在生物學特性、種子處理、無性繁殖措施及造林技術等方面的研究上相繼取得了一定進展。

2. 1 . 生物學特性研究文冠果座果率之低, 在果樹中是罕見的, 素有千花一果! 之稱, 這也是造成文冠果低產的一個主要原因。近年來科研工作者做了大量的研究, 分別從樹體營養限制、有性繁殖退化、雄性不育等方面進行了探索, 但由于文冠果千花一果! 形成機制的復雜性, 至今還沒有完全搞清楚。

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2. 2 . 苗木培育技術文冠果可采用播種、分株、扦插、壓條及組培法等有性或無性繁殖方式繁殖苗木。但由于文冠果無性扦插繁殖成活率低且組培繁殖系數不高, 文冠果目前主要繁殖方式仍是播種育苗。文冠果采種母樹一般選擇樹勢健旺、豐產和抗性強、種子含油率高的植株。種子采用傳統的濕沙埋藏與溫水浸泡方法催芽。有研究者發現: 對種子采用低頻電流和鈷輻射處理, 種子的發芽率提高, 苗木質量好; 采用80 ? 熱水浸泡種子24 h后, 用機械破損種皮, 會促進種子萌發, 提高種子發芽率。由于文冠果種子繁殖方式存在后代嚴重分化的現象, 文冠果無性繁殖方法的研究不可避免地得到一定程度的重視, 主要集中在扦插、嫁接和組織培養上, 但總體上仍處于摸索試驗階段。在扦插繁殖方面, 研究結果表明, 文冠果根插育苗要優于枝插育苗。扦插前采用一定濃度的ABT 生根粉處理插根基部30 s 可大大提高插穗的成活率, 生根率達90% 以上。插條隨母株年齡的增大其生根率、生長量下降; 用ABT 6 號生根粉處理的插條生長勢好、生根率高; 用一定質量分數濃度的IBA 浸泡1 h, 能大幅度的提高枝條扦插成活率。文冠果枝條氣培育苗試驗表明,氣培育苗法使其生根率由原來的5% 提高到50%以上。在嫁接繁殖方面, 文冠果主要有帶木質部大片芽接、劈接、插皮接、嫩梢芽接等。研究表明, 帶木質部大片芽接效果較好, 砧木應選用1~ 2 年生直徑在1 cm 以上的苗木, 接穗應選用豐產株上生長健壯的枝條, 嫁接部位應在砧木距地面約15 cm處, 這樣砧木根部供應水分養分充足, 有利于接口愈合。在組織培養方面, 重點進行了文冠果微體繁殖。采用文冠果嫩莖和莖尖組織離體培養獲得植株, 并針對性地篩選出了適宜的分化、生長、生根培養基; 采用文冠果種胚為材料, 探討了愈傷組織誘導快而增殖量多的化學方法; 對愈傷組織進行了懸浮培養, 結果表明, 一定配方的培養基中進行弱光培養可形成體細胞胚。對采用文冠果原生質體進行植株培養亦進行了一些探索, 初步建立起文冠果體細胞胚發生的培育體系。中國苗木網,999miaomu.com

2. 3 . 造林技術文冠果根系愈傷能力較差, 損傷后極易造成爛根, 從而導致造林成活率低。研究表明采用塑料大棚容器育苗, 苗木發育更健壯, 栽植成活率提高, 苗木抗寒越冬能力更強, 成本更低。對造林密度控制方面亦展開了探討, 試驗結果表明, 應根據不同的地點和土質采用不同的株行距。土壤瘠薄的山地和沙地可采用1 m % 3 m、2 m % 2 m;較肥沃的山區和黃土丘陵可采用2 m% 3 m、3 m % 3 m; 土質深厚、肥沃的地方可采用3 m % 4 m 或4 m % 4 m。作為一種生態經濟林樹種, 文冠果在生長過程中還要加強日常的栽培管理, 及時進行灌溉、施肥、中耕除草、越冬修剪、病蟲害防治等工作。對于病蟲害防治, 已有試驗研究結果表明, 宜采用正確的化學藥劑進行拌種以預防文冠果立枯病; 加強苗期管理, 及時中耕松土, 剪除病株, 可減輕黃化病的發生。

3 . 文冠果育種與栽培對策

文冠果作為一種具有很高開發利用價值的木本油料樹種已成為我國實施生物質能源戰略的關鍵。國內研究機構和企業在研究利用文冠果提取生物柴油、藥物制劑及保健品技術方面十分活躍, 但由于文冠果良種選育和定向培育技術相對滯后, 已成為文冠果的開發利用和產業化進程的瓶頸。因此為加速文冠果開發利用進程, 必須解決文冠果良種選育及豐產栽培技術方面的系列問題。 999苗木網,m.cqhuayin.com

3. 1 . 存在問題

( 1) 種質資源保護乏力, 致使資源流失嚴重。早期由于對文冠果的開發利用價值認識不足, 致使野生資源逐漸遭受破壞, 某些分布區的資源甚至消失殆盡, 已造成無法挽回的基因資源損失; 我國文冠果人工栽培歷史較短, 人工栽培熱潮出現在20 世紀70- 80 年代, 但由于政策及多方面因素的影響, 文冠果人工栽培林疏于管理和開發, 大多損毀, 品種資源嚴重減少。這種局面一定程度上遲滯了文冠果產業開發的步伐。

( 2) 良種選育工作嚴重滯后, 良種不良。由于我國木本油料植物直到十五期間始受到足夠重視, 國內開展良種選育工作的單位呈零星狀分布, 且研究計劃時常中斷, 致使良種選育工作具有相當的局部性和不系統性, 良種應用十分有限, 生產中基本上延續著不分品種, 有種就育苗,育苗就造林的模式, 產量極為低下, 良種優勢無從體現。少量的選種亦僅局限在某些地區, 育種手段較為匱乏, 目前文冠果育種總體上處于初級的優株選擇育種水平, 尚十分缺乏優良類型的選擇研究。

( 3) 引種具有相當的盲目性。我國文冠果分布疆域遼闊, 野生資源主要分布在黃土高原次生林區, 陜西、甘肅、山西、青海、內蒙古相對較多。應該說, 生態適應幅度的寬泛為文冠果的區域引種奠定了堅實的基礎, 但大面積的引種栽培缺乏有計劃及嚴格的品種區域化試驗研究基礎,增大了引種風險, 有時導致引種失敗, 造成不應該的損失。 999中國苗木網,m.cqhuayin.com

( 4) 繁殖技術落后, 制約了產業化進程。目前生產上文冠果主要采用采種園采種育苗造林, 但文冠果子代分離現象嚴重, 播種苗的集約化栽培將會造成巨大的損失。然而文冠果無性繁殖技術尚未取得實質性進展, 無性扦插繁殖難以生根,組培無性繁殖技術亦停留在試驗階段, 無法為規模化生產提供種苗, 也就不可避免地導致產業發展的初級化。

( 5) 對文冠果千花一果! 的生物學機制缺少了解。這種繁花少實的現象是文冠果低產的一個主要原因, 也是當前急待探明的重要問題。

( 6) 集約栽培技術體系缺乏, 沒有一套科學可靠技術標準用以指導生產。文冠果屬經濟林樹種, 立地控制、苗木質量、整地、密度控制、樹體及水肥管理等系列栽培技術措施的任一個環節缺位均會造成產量的低下。目前各地栽培基本處于各自為政的狀態, 沒有科學統一的技術標準作指導, 技術水平參差不齊, 這種情況下, 很難充分發揮文冠果的開發利用價值, 亦會影響各單位、個體的栽種積極性,從而影響到我國北方木本油料植物發展戰略的順利實施。

3. 2 . 對策

( 1) 文冠果種質資源清查、保護與收集。在我國文冠果全分布范圍內展開種質資源清查, 對各分布區文冠果分布位置、分布面積、分布類型及生長與產量情況進行摸底調查, 以全面準確地把握文冠果資源概況, 為文冠果種質資源的遺傳改良及產業發展格局長期規劃奠定科學基礎。對現有文冠果天然資源加強保護,避免受到破壞, 保持文冠果遺傳資源的多樣性, 對各地現有人工栽培的文冠果林強化管理, 以充分發揮現有資源的開發利用價值。對各天然分布區種質資源進行收集整理, 分區域建立種質資源收集保護庫, 對各地已選擇出的優良單株及優良類型施行統一收集建庫或建議原地建庫保存, 以最大限度地維持育種資源。 999苗木網,m.cqhuayin.com
( 2) 文冠果良種選育。充分利用文冠果天然變異類型多、變異幅度大的遺傳特性, 系統開展文冠果分布區內天然優良單株、優良類型的選擇育種, 以最快的速度將選擇增益應用于生產。盡早開展全分布區的種源試驗研究, 篩選生態適應幅度寬、產量高的生態經濟價值兼優型優良種源及優良類型、家系、單株。在選擇育種的基礎上, 廣泛開展種內雜交育種, 拓寬育種資源, 選擇優良雜交組合、雜種無性系。適時開展文冠果分子育種, 輻射育種, 充分利用分子生物及相關學科的最新技術成果, 拓展育種途徑。
( 3) 文冠果良種區域化試驗及科學引種。文冠果在我國北部廣泛分布, 潛在可栽培面積巨大, 但并不是每一個分布區均適合文冠果的規模化栽培, 而且選育出的豐產、優質、高抗優良新品種不一定適合所以分布區栽培, 因此, 為避免盲目發展及引種, 應將選育出的良種盡快進行區域化試驗, 以篩選出普適性廣、經濟效益好的良種, 進行重點推廣應用, 同時篩選出特定區域最適合本地栽培的優良品種, 重點發展。只有這樣, 良種才能真正實現科學推廣而種有所值。
( 4) 文冠果無性繁殖技術體系建立。文冠果親本后代性狀分離嚴重, 采用播種苗勢必降低良種的現實增益, 文冠果產業化發展進程要求必須迅速建立起有利于規模化生產經營的無性繁殖技術體系, 實現優良種質資源快速擴繁和無性系化, 這是目前最需研究和解決的技術關鍵。因此, 必須組織有基礎有實力的科研單位攻克文冠果扦插繁殖生根難及產業化難題,積極探索建立組織培養技術及產業化體系。

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( 5) 文冠果豐產栽培技術體系及標準建立。目前出現的良種不良現象很大程度上歸因于沒有科學的栽培技術體系作支撐。對于經濟林而言, 科學的栽培技術起著決定性的作用。適地適種、苗木質量控制、密度與立地控制、農林復合配置、樹體與水肥管理、病蟲害防治等培育技術體系的建立是產業發展的基礎, 宜根據文冠果不同分布區、不同立地條件, 分類指導,建立區域種苗培育技術, 提出苗木培育質量標準, 重點探討文冠果花果控制技術、容器苗造林技術及高產、穩產的綜合配套技術, 篩選優化栽培模式, 從而實現文冠果的高效、定向培育。
( 6) 科學規劃布局, 建立文冠果科技支撐長效機制。文冠果產業的發展不能一哄而上, 必須在區域立地類型劃分基礎上科學規劃、合理布局, 在我國三北文冠果中心產區重點建設幾處文冠果良種繁育基地及規模化栽培示范基地。必須吸取歷史教訓, 建立文冠果科技支撐長效機制, 不斷促進科研成果的形成與轉化, 為文冠果產業的可持續健康發展提供強有力的保障, 使科技真正服務于我國生物質能源戰略總體規劃。

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