我国沙棘良种选育及繁殖技术研究进展

2013-08-15 00:55王洪江张洪伟刘丽娜李文杰张连翔
水资源开发与管理 2013年1期
关键词:优良品种大果沙棘

王洪江,张洪伟,刘丽娜,李文杰,张连翔

(1.辽宁省干旱地区造林研究所,辽宁朝阳 122000;2.辽宁省生态试验林场,辽宁朝阳 122000;3.阜蒙县王府林场,辽宁阜新 123100)

1 我国沙棘良种引进研究概况

引种是指从外地或外国引进一个本地或本国没有的植物,经过驯化培育,使其成为本地或本国的一种栽培植物。引种可以丰富本地区的植物资源,提供更多、更好的可利用产品,对基因资源的保护也有积极意义。

我国拥有7种7亚种的沙棘资源,分布最广泛的为中国沙棘,其抗逆性非常强,对干旱、土壤贫脊等恶劣环境的适应能力很强。可是它果实小,棘刺多,采集困难,经济利用价值不高。而俄罗斯和蒙古国等选育出的优良沙棘品种果大、刺少,具有很高的经济价值。为使沙棘种植区在恢复生态环境的同时,获得较好的经济效益,我国的沙棘工作者自20世纪50年代至今已经引进沙棘品种和类型50多个[1],极大丰富了我国沙棘良种资源种类。中国的沙棘育种,以“多目标育种、多层次选择、选引育并进、有性与无性繁殖兼用”和“多生态区布点、多单位协作”的理念作指导,开展了多方面的工作[2]。

在二十世纪50年代至80年代初,主要侧重于沙棘的育苗造林工作,以解决生产需要,其规模小而零散[3]。80年代后期开始系统地开展沙棘的新品种选育及栽培技术的研究[4]。1987年,国家组织了专家对前苏联新西伯利亚地区的沙棘进行了参观考察,引进了沙棘栽培品种7 个,杂交种子2 份2000粒;1989年又从蒙古引进优良沙棘品种38 个。中国林业科学研究院承担了“948”项目,从俄罗斯,加拿大、芬兰等国家引进了“乌兰格木”沙棘种子1200 粒,中国种源沙棘材料16 份,并选出了23 个优株;1993~1998年从俄罗斯引进了一批大果沙棘新品种,并进行了筛选和杂交育种。目前,全国已引进和选育的品种达50 个,其中30 个品种己通过鉴定并进行了开发利用。沙棘的品种以中国林业科学研究院沙漠实验中心收集较全(马明呈,2008)。

此外黑龙江、辽宁、四川、宁夏、陕西等省(区)相关科研机构也同时开展了沙棘的良种选育、繁育及规模栽培等方面的研究工作,并取得了一些成绩。

1985年中国林科院黄铨研究员从俄罗斯、蒙古国等引进了大批沙棘良种在陕、甘、宁、青等地开展试验,拉开了国外沙棘良种在我国引种驯化的序幕。

1993年,李代琼等开始了国内不同地理种源及俄罗斯优良沙棘品种的引种选育研究,但结果证明,俄罗斯沙棘品种不能适应陕西吴旗、安塞的环境,不可直接引种。在其他地区,俄罗斯大果沙棘的引种效果也不尽相同,陕西永寿由于和原产地纬度相差太大而导致引种失败;而甘肃兰州的高海拔气候条件则使俄罗斯沙棘得以生存。试验表明,甘肃省内海拔1600~2800m,年均温2~7℃,≥10℃有效积温2000 摄氏度以上,年降水量400mm 以上或有补水条件的缓坡地为适宜引种的范围。

内蒙古水利科学研究院在1986年和1994年分两次从前苏联、德国以及我国沙棘分布区引进10个沙棘品种,从引种后的表现来看,我国西南地区的沙棘在内蒙古生长不良,但是蒙古沙棘能够正常生长。内蒙古赤峰市也进行了规模较大的引种及区域化试验工作,从1988年开始,陆续从前苏联、蒙古国及我国的呼和浩特、磴口等地引进沙棘良种20余个,试验表明中亚沙棘、蒙古沙棘在该地区表现较好。

辽宁省也积极引进俄罗斯沙棘品种,在引进的30 多个品种中培育出2 个优良品种辽阜1号和辽阜2号(白玉明等,2009年),目前已在全国大面积推广,从俄罗斯、蒙古国引进优良品种14 个,大部分长势良好。

2 我国沙棘育种研究概况

2.1 沙棘选择育种

选择育种包括群体和个体选择,主要完成了优良种源试验和优良品种选育。通过种源试验和造林比较测定,摸清了沙棘种群地理变异规律,并为种源选择提供了依据,使生产上能选用对特定地区条件适应性强、遗传增益高的种源,并为制定种子调拨区划、确定采种区和建立母树林奠定基础。在此基础上,优良品种选择取得了突破性进展。1997年,内蒙古砒砂岩地区沙棘育种研究课题组选育的“黄河1号”和“乌沙2号”两个复合无性系新品种(原种)通过部级鉴定[5]。同年,陕西省沙棘良种选育研究课题组选育出的3 个新品种也通过省级鉴定,分别为复合无性系新品种1个、经济型果用新品种1个、经济型观赏用新品种1个[6]。另外,辽宁省干旱地区造林研究所张连翔教授在引进俄罗斯大果沙棘品种中培育出2个新品种,辽宁“沙棘遗传改良系统研究”课题组培育出了我国第1代大果沙棘“辽阜1号”和“辽阜2号”[7]。目前,我国引进和选育的品种达50 个,其中30 个已通过鉴定并进行了开发利用。

2.2 沙棘杂交育种

国内外沙棘良种的引种试验为沙棘远缘杂交提供了很多可供选择的优良亲本材料,并且国外沙棘品种与中国沙棘具有良好的可配性,尤其是俄罗斯大果沙棘和蒙古沙棘的很多经济性状都是中国沙棘不能比拟的。中国沙棘虽有强大的生命力,但刺多、果小、柄短,而俄罗斯、蒙古大果沙棘无刺(少刺)、果实大、柄长;如果利用杂种优势,能把中国沙棘与大果沙棘的优良性状组合起来,将为生态经济型沙棘的发展带来光明的前景。因此,开展杂交育种是对我国天然沙棘性状进行遗传改良的重要手段。

我国沙棘杂交育种的目标主要是改良经济性状,其中果实方面的研究占绝对优势。1993年,黄铨等选用中国沙棘、中亚沙棘以及蒙古沙棘做了35个杂交组合,杂交效果较好的亲本组合是以经过选择定型的乌兰沙棘为母本、以经过选择的中国沙棘冀北种源的“无刺雄”或优树F1雄株为父本的组合。韩玉兰等利用人工授粉的方法,选择前苏联沙棘、蒙古沙棘、青海大通、门源、河北丰宁、涿鹿、陕西黄龙等地沙棘共40 多个不同产地的家系作为杂交亲本,选择出杂交优势明显的家系4 个。这些家系同期开花,授粉率和结果率高,且果实较大,建议今后以这些杂种作为大量制种的材料。俄罗斯大果沙棘品种丘依斯克是俄罗斯的主栽品种之一,果味酸甜可口、果实有效成分高、盛果期单株产量可达14.6~23kg/株,经过引种试验在我国大部分地区适应性良好、耐寒抗病虫,以其为母本的杂交试验也较多,杂种间表现出显著差异,杂种优势明显,果实性状较中国沙棘有很大提高。

除了以果实为育种目标外,我国也开展了以叶片为目标的育种工作,选择出产叶量高、营养丰富、枝条棘刺少的优良雄株。卢顺光等用乌兰沙棘(蒙古沙棘亚种)与丰宁雄株(中国沙棘)进行杂交,杂种群体产生了嫩枝数量多、枝刺少、叶片厚而重、产叶量高等变异的单株,为选育叶用型沙棘优良品种奠定了基础[8]。

3 沙棘苗木繁殖技术及方法研究概况

3.1 沙棘繁殖技术

沙棘可用种子、根蘖、嫩枝或硬枝繁殖。但是生产中为了保持优良性状,大多采用根蘖、嫩枝或木质化硬枝扦插的方法进行无性繁殖[9,11]。沙棘组织培养的快繁技术,己有许多研究报道,但均未在大田进行广泛推广。

根蘖繁殖是在栽培当年选择1~2年生发育良好的根蘖条,在距树干10~20cm 处将根切断,分别贴上雌株或雄株标记[10]。

嫩枝繁殖是在选择遗传性状良好的母树,在沙棘的旺盛生长期采条,插条长12~15cm,但需带有顶芽生长点,将下部叶片剪去,保留3~4 片,插前采用0.01%浓度的IAA 处理约16~18h,培养在塑料大棚内及人工喷雾条件下进行催根,然后移至苗圃继续培养,株行距一般为0.25m×0.7m。木质化插条繁殖是在从一年生的健壮枝条上截取插条来培育营养苗,采条时间最好是早春,插条长15~20cm,先将插条放在水中浸泡5~6 昼夜,然后放在0.02%的异生长素稀溶液中浸泡12~15h,基部浸泡深度4~5cm,而后扦插在预先准备好的苗床上,扦插时要露出地面2~3 个芽,最后浇水覆沙。嫁接繁殖是在良种树上选择生长健壮、无病虫害、芽眼饱满的枝条采集接穗,一般采集树冠中上部外围一年生枝条或一年生萌蘖株枝条,清明节后开始嫁接,嫁接时随剪砧随嫁接,接穗上保留2~3个饱满芽,接口处用塑料条绑紧,接穗上端接口处及时涂漆,防止水分蒸发。沙棘扦插繁殖是否成功的标志是插穗能否生根,影响其插穗生根的主要因素是母株来源、母株年龄、穗龄、采穗部位、扦插季节、生根环境(温度、湿度、基质)以及植物生长调节剂等。近年来,北京林业大学等单位在沙棘微枝扦插繁殖技术领域取得了一定的成果。

种子繁殖是一种简单易行的方法。我国大部分地区在沙棘的开发利用上采用种子繁殖。研究表明,整个生长进程中存在着明显的速生期(长约43d),速生期内的苗高生长量约占总生长量的58%。在育苗实践中要切实抓住这一关键时期,采取有效管理措施,提高苗木质量。

3.2 沙棘栽植技术

沙棘种植园是其商品林的集约经营形式,是提高产量和质量的有效途径。随着沙棘加工业规模的不断扩大,沙棘种植园日益受到重视。沙棘种植园明显区别于普通的大面积造林,至少包含3方面的特殊性:(1)林分结构科学,具有合理的株行距、恰当的雌雄比例和优越的生长环境;(2)实施集约经营,即管护精细、便于采摘;(3)经济效益高选用优良品种,果实质量优越、产量高。在生产实践中,这3方面缺一不可。基于这些指标,沙棘种植园应该抓好园址和品种选择、授粉树配置等关键问题。

首先,园址应建在便于管理、采摘、运输的地段,土壤以通气性好、结构疏松的砂质土壤为宜,沼泽土、粘土、酸性土壤不应选作种植园。

其次,所选品种除了果大、丰产、抗逆性强等特点外,还应具有矮化、果柄长、果皮厚等便于机械化采收的特点,并尽可能考虑不同果实成熟期品种的搭配以延长采收期。

此外,雌雄株比例也是影响沙棘产量的重要因素之一。沙棘种植园中应选择生长势强、节间短、无刺或少刺、花芽密集、花粉量大、花期一致的优良雄株作为授粉树,其比例为6∶1~10∶1(经常使用的比例为8∶1)。与此同时,周围防护林也可以采用一定量沙棘雄株或在主风方向栽植一行雄株,以保证充足的花粉来源[12]。

4 小结

尽管我国的沙棘研究开发取得了一定成绩,积累了许多经验,但也还有一些困难和问题制约着沙棘产业的快速发展,主要有:对沙棘治理水土流失、改善生态环境的作用和巨大的开发利用价值认识不够。表现在:种植规模小,每年发展约7 万hm2沙棘林与国家生态环境建设和治理水土流失的需要相差甚远;特别是沙棘果小、刺多、难采摘的难题还没有彻底解决。尽管果大、刺少、耐干旱的杂交优良品种研究已取得突破,能否适应西北地区贫瘠、干旱的荒山沟壑尚有待进一步试验,其果实早熟和落果等问题也有待继续研究,需进行区域试验鉴定后才可推广。

为此,培育筛选适合干旱、半干旱地区种植的优良品种,推进沙棘优良品种(无性系)的区域化栽培试验,推广适应不同生态条件的沙棘优良品种(无性系)是当前沙棘资源建设与开发中急待解决的问题。

[1]雷庆哲,续九如.我国沙棘引种、杂交及新品种选育的研究进展[J].河北林果研究,2007,22(2):149-153 .

[2]黄铨.中国沙棘育种研究进展[J].国际沙棘研究与开发,2006,4(4):25-29 .

[3]白玉明,史社裕,张成榆,等.沙棘遗传改良及繁殖栽培研究进展[J].国际沙棘研究与开发,2009,6(2):31-35 .

[4]黄铨.大果沙棘栽培[M].北京:金盾出版社,1999,88-89 .

[5]黄河水利委员会沙棘办公室.砒砂岩地区沙棘育种研究课题通过部级鉴定[J].沙棘,1997,(2):35 .

[6]温秀凤,卢顺光,金争平,等.杂交子代与亲本群体沙棘叶有机酸、脂肪及其它常规成分含量及变化研究[J].国际沙棘研究与开发,2005,3(2):21-25 .

[7]姜树茂,惠兴学,张文臣,等.辽宁省沙棘科研进展情况和工作体会[J].防护林科技,1995,(4):76-78 .

[8]卢顺光,金争平,温秀凤,等.叶用型沙棘育种研究[J].国际沙棘研究与开发,2003,1(2):17-22,47 .

[9]李根前,唐德瑞,赵一庆.沙棘林培育技术研究[J].沙棘,2000,13(3):12-17 .

[10]张廊玉.沙棘栽培管理[M].北京:气象出版社,1990,23-24 .

[11]惠兴学,孔繁轼,张文臣,等.大果无刺沙棘全光雾嫩枝扦插育苗技术研究[J].沙棘,1999,12(2):17-20 .

[12]王春艳.良种沙棘种植园高效栽培试验研究[J].国际沙棘研究与开发,2004,2(1):27-31 .

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