马鞍山国家马尾松良种基地高世代种子园建设实践与探讨

(1.贵阳学院生环学院 ， 贵阳 550005； 2.贵州省都匀市林业局， 贵州 都匀 558005)

马尾松(PinusmanssonianaLamb.)属裸子植物松科松属常绿乔木，在我国松属中分布最广，是我国荒山绿化的先锋树种,经济效益很高[1-3]。开展马尾松高世代种子园的建设，能极大地促进我国马尾松种子园的遗传改良水平的提高。都匀市马鞍山林场国家马尾松良种基地高世代种子园建设项目区位于贵州省都匀市城区东南方十余公里处，东经107°31′，北纬26°16′，项目区面积20 hm2。该地区近年≥10 ℃积温平均值4 979，年平均降水量1 423 mm，年平均相对温度79%，日照时数1 100 h以上，生长期达300 d以上，属中亚热带湿润区[1-2]。建设区海拔800～880 m，地貌为低山丘陵，土壤为山地黄壤坡积型，土壤pH值5.03～5.20，有机质含量0.26%。通过总结多年来都匀市马鞍山林场国家马尾松良种基地高世代种子园的建设，探讨马尾松高世代种子园的建设与管理，从而促进我国马尾松种子园遗传改良水平的提高。

1 高世代种子园营建技术

1.1 营建区整地

种子园营建是一个生产和管理水平都要求较高的林业建设工程，园区内卫生状况的好坏，竞争植物滋生程度，对种子园营建初期苗木的健康生长影响极大。杂灌丛生，对种子园的中后期生产管理，也将造成更大的困难。因此，整地前首先要对建设区内杂灌进行掘根式清理，以尽可能地根除杂草和灌丛的滋生条件，抑制其生长竞争势头。

为使园区整地尽量避免因强降雨而可能出现的水土流失，最大限度减少整地工作量，整地方式采取局部整地的明穴翻挖，整地时间为秋末冬初。整地坑穴大小，依定植苗木二年生根系生长状况而定。根据基地对本地马尾松苗木根系生长状况调查，二年生苗根幅为30～35 cm，由此确定，种子园砧木定植穴为60 cm×60 cm×40 cm的方形坑穴。

1.2 砧木的培育与营造

1.2.1砧木苗培育

为确保定砧成活率和砧木质量，砧木苗采用营养袋育苗。育苗用种在本地无病虫危害的马尾松优势单株上采集。育苗容器选择用厚度为0.02～0.06 mm的无毒塑料薄膜制作规格为8 cm×13 cm的有底6孔营养袋。育苗基质是采用草皮堆烧的火烧土和取自林下的腐殖土经混匀后，与N、P、K三元素总含量为25%的复混肥粉末，按0.5%的比例混匀而成的营养土。

营养土在装袋之前，喷洒0.2%的多菌灵或托布津进行土壤消毒。装袋完毕，运至靠近水源平地，按宽为1.2 m，任意长，袋袋相互紧靠排放成苗床，苗床之间，间隔0.6 m作步道。用种选用经水选，籽粒饱满的本地马尾松种子。播前，用不高于30 ℃的温水浸泡24 h进行催芽处理。播种时，用筷条在营养袋内育苗基质上，纤插2～3 cm小洞点播。每袋点播3粒种子，播后盖洞洒水，并及时为每一厢苗床，用透光率为50%的遮阳网，搭建半圆落地荫棚。

容器育苗管理的重点是保持营养袋的水分。因此，播种后,凡遇阴晴天，每天用喷壶，洒水1次，以保持土壤湿润。种子发芽，出土后至幼苗木质化前，在洒水保持土壤湿润的同时，喷洒1至2次石硫合剂或波尔多液,以防苗木发生瘁倒病。待幼苗基部充分木质化以后，逐步撤除苗床上的遮阳网。

1.2.2定植密度

确定定植密度的原则是：有利于植株正常生长发育；有利于异花授粉；有利于增加和提高小区单位面积的种子产量。初植密度过小，雄花花量不足，在种子园单位面积内，不利于尽早形成最佳的结实状态。初植密度过大，种子园营建成本增加，林分郁闭提前，母树结实层将随之迅速抬升并不可逆转，一旦去劣疏伐延迟，种子园种子产量也将迅速下降。为此，定植株行距为4 m×6 m。初值密度确定为417 hm2，在第10～12年，根据子代测定资料和母树营养生长及生殖生长状况，进行去劣疏伐，最后保留密度为208株·hm-2。

1.2.3定植穴回填与定砧

定砧苗选用本地马尾松种源的一年生营养袋、地径0.3 cm以上的健康壮苗。定砧前，首先用整地掘坑挖出，已堆放数月的表土回填至定植穴的三分之二，其上再施放足量农家肥或100 g N、P、K三元素总含量在25%以上的复合肥。该项工作不宜过早或过迟，力争在立春前后10 d完成，完成后，选择在空气湿度较大的阴天定植造林，一穴定2株以充分考虑砧木的成苗率和下一工作环节中，嫁接成活保存率。

1.3 入园无性系来源、数量及小区无性系配置与嫁接

1.3.1入园家系选择与无性系来源、数量

高世代种子园建设有由种子生产群体组成的生产性种子园和育种群体组成的育种区。由种子生产群体组成的生产性种子园入园无性系主要来自本基地经选择的优良子代单株，以及少数基地野外严格选择的优树单株。

入园家系的选择是经子代测定，采用聚类统计分析，性状指标评分，材质等级为上，材积生长、结实产种能力等营养生长与生殖生长指标评分为中上，且该3项综合指标的遗传增益超过子代测定林平均水平15%的全同胞家系和半同胞家系。由育种群体组成的育种区入园家系主要选择、引进四川、湖南和广西桂北等与贵州同一生态区、并在贵州进行了地理种源试验，材质、材积和结实量指标均达入选要求的优良家系及部分本地种源家系。

1.3.2无性系配置方式

在进行无性系配置时，一是同一无性系分株应保持最大间隔距离，以尽可能避免自交；二是使种子园各无性系间充分随机授粉以扩大所产种子的遗传多样性，避免无性系间的固定搭配；三是便于种子园施工及今后的经营管理；四是对无性系间各类生物学特性的遗传性状便于观测、调查及对无性系的生长和产种量便于做统计分析。根据目前种子园的建园实践，我们的设计采用无性系完全随机组合分组，用编号顺序错位排列加人工辅助调整进行无性系配置。

这种设计具有排列方式简单，施工方便，调整容易，便于疏伐，又可最大限度避免自交。但由于是顺序排列，必将导致固定邻居。为此，将入园无性系进行完全随机抽取分组，编号，组数不少于4组，不同小区不同组，不同组的家系组合也不同，以保证在全园的范围内，最大限度减少固定邻居几率。同时，在随机组合、配置时，要特别注意入园全同胞家系组合亲本，避免具有相同的单亲亲本相邻，控制相邻家系共祖率。

1.3.3嫁 接

接穗的选取与处理：4月下旬，在备采无性系已开始抽穗，但针叶尚未完全抽出前，在目标株树冠的中上部，用枝剪剪取20～30 cm长、未受病虫危害、顶端生长芽点未受损害、健康的侧枝主梢,分系水养备用。穗条从采取到嫁接，水养置放时间一般不得超过3 d。嫁接前穗条的准备与处理：嫁接前，将本年度所有应入园的无性系分成4组，每组无性系13个，每组各自分别编号，作好记录后，置于垫有卫生草纸，口径为30 cm的塑料小桶中水养，并覆盖湿毛巾备用。每次配置4个小区。下次配置时必须将上次分组剩下无性系，随机地重新分组组合，操作程序与前次相同。

嫁接的技术与方法：高世代种子园嫁接，仍采用嫩枝穗条髓心形成层对接法。具体技术方法是：在接穗顶芽下2 cm处倾斜下刀，切至髓部并平直削到穗基，基端截面呈半园形，半园形穗基仅削一刀呈单楔形，当沿髓心削至近穗基1～2 cm时，逐渐倾斜加深，切至皮层，使削面呈马耳形。砧木切削，于嫁接主干部位，自上接口处下刀，切至皮层即可，切削长度与接稳削面相当。削下砧木皮层，于距基部1～2 cm处切断，留作嫁接时回包穗基。穗、砧接面削好后，嫁接时将两接面紧贴，使穗、砧一侧的形成层部位相吻合，然后用宽2 cm，长40～50 cm的塑料膜条带绑扎。

1.4 种子园经营管理

1.4.1嫁接株的苗期管理

嫁接后幼苗生命力极为脆弱，猪、牛、马、羊等大型动物绝对不能进入。嫁接2个月后，剪除砧木生长主稍，同时进行扩穴松土和施肥。第3个月视穗条成活生长情况，给穗条松绑并逐步剪除砧木所有抚养枝。

1.4.2土壤管理

合理施肥以增加土壤养分是土壤改良、土壤管理的重要一环。但施肥，特别是长期施用化学肥料将破坏土壤的物理结构，因而施化学类肥料只能是在中耕锄草时应急性追肥，追肥时间选择在林木(苗)当年营养生长和生殖生长快速增加时，根据林木(苗)营养生长或生殖生长在该时期，对营养元素成分种类的需求，配方施肥。施肥方法是沿母树树冠外侧滴水线挖沟埋施，用量依树体大小而定。土壤长期的肥力管理则以生物养护为主，即在种子园母树株行距间套种豆科农作物或豆科绿肥，如苜宿、三叶草等。同时，结合园内中耕，将枯枝落叶和草皮翻埋，增加土壤有机质和腐植质，以从根本上改善种子园的土壤结构和肥力状况。

1.4.3树体管理

马尾松雌雄花基本上都是着生在其树冠外侧侧枝的生长顶梢，内膛侧枝或2年以上老枝干基本上已失去新侧枝的萌发能力。同时，随着母树林郁闭度的加大，结实层将迅速上移，结实面积缩小而导致种子园产量降低。根据研究，截除马尾松顶端生长枝(梢)，能有效地控制树体高生长；以截除各级侧枝主梢的缩枝整形技术，能有效地控制树冠的增大，最大限度地缩小内膛空间，提高单位面积上的种子产量。因此，树体管理是种子园经营管理中极为重要的一环。该项工作不宜过早或过迟，母树高生长达3 m时，在秋末冬初即可进行。

1.4.4花粉管理

种子园花粉管理有两方面的内容，一是为防止花粉污染而在花粉的有效传播距离内，开辟(营建)的花粉隔离带；二是由于在建园初期，树体较小，园内花粉不足，而进行必要的辅助授粉。

花粉隔离带的目的是避免或减少种子园的花粉污染。花粉隔离带的建设主要是配合地方林业行政主管部门，将种子园周边主风方向1 000 m、非主风方向500～800 m范围以内的马尾松予以伐除，改种其他异种植物或林木以减少花粉飘落种子园而造成的污染。

辅助授粉是在基地马尾松1.5代种子园内，收集已经发育成熟即将扬撒的雄花，待种子园母树雌球果鳞片初张时，用滑石粉或死花粉，按1∶4～5的比例稀释，在静风或微风的晴、阴天用机动喷雾器直接喷洒到母树雌球果上，以提高雌球花的受精座果率。

1.4.5病虫害防治

病虫害是导致种子园减产的重要因素之一，因此，除了对嫁接穗条严格捡疫外，还要密切观察嫁接成活后穗条乃至今后母树受病虫感染情况，要对在基地松稍螟、油松小卷蛾和松小卷蛾要作为重点观察和捡测对像，一旦捡出，立即展开全园全面调查、防治。 当树体较小且感染较轻时，采取摘除病枝病果，以消除病虫源的人工物理防治；树体较大或感染率达5%以上时，要适时采用喷洒低毒农药灭杀幼虫和黑光灯捕杀成虫的化学、物理相结合的综合防治。

1.4.6小区标志带的营建

在秋末冬初，对小区标志带进行深翻整地。整地带宽80 cm，总长6 680 m，捡尽带上草根石块，拍碎土壤。开春播撒大绿豆等绿肥作物，10月份复垦整地，按33 cm的行距挖出深、宽均为25～30 cm明沟后，将绿肥埋于沟内，再按33 cm×33 cm的株行距点播茶种，每穴播种3～5粒，细土覆盖，盖土厚度1～2 cm，盖土后割山草盖于整个带面。

翌年开春，扒开播种处盖草以利出苗。由于茶树是喜湿耐阴作物，夏天强烈阳光照射和高温干旱，会使茶树叶子灼伤，严重的会使整株茶苗晒死。因此，在夏季两年以前的茶苗，可以利用带上的杂草遮荫，秋末冬初再割除杂草，并将割除的杂草覆盖在苗床上。

春秋两季，对苗龄在2年以内的幼苗，要适时进行补苗和间苗。每穴根据留优汰劣的原则，保留2～3株。苗龄2足龄、苗高达30 cm以上、离地5 cm处的主径粗达0.3 cm，并有1～2个分枝时，开始进行定型修剪，随后的茶苗绿篱带管理，按茶园的生产管理技术与方法进行，绿篱带的宽、高保持在篱高80 cm以内即可。

1.4.7园区保护与防火管理

园区四周除开辟防火线500 m和营建生物防火隔离带500 m以阻挡山火侵入外，还要在园区大小路口，设立警示标牌，严禁牛马和与生产无关的闲杂人员进入。同时，秋末冬初，进行一次杂草杂灌的彻底清理，保证园区林地卫生，杜绝火灾隐患。

2 辅助工程建设

2.1 种子处理房

根据马寨马尾松良种基地缺少足够宽的种子处理场地，但林场场部又有足够大的晒坝这一实际情况，项目建设中150 m2的种子处理房与林场场部办公楼合建。种子处理房包括球果处理间51.84 m2，种子库房25.92 m2，标本室19.44 m2，种子品质分析室19.44 m2，办公室19.44 m2。

房屋建筑工程从审核、招标、建设、监测、评估验收等工作，都要严格遵守《建筑法》等有关法规，严格按基建程序和规范办事，确保施工质量。同时委托质捡部门对工程质量进行监督捡查。施工企业和质捡部门要做到从基础开挖到屋面封顶的各分项工程，都要严格按国家验收规范验收，保证不合格的材料不进场，工程未验收不进行下步施工，项目质量标准达到优良。

2.2 道路工程

为满足生产管理和交通运输的需求，根据基地和高世代种子园各自所处位置和现有的道路状况，项目设计修建一条种子园与基地连接并横穿种子园、可通行汽车的主干道。园区步道用小区隔离带代替。

修建的主干道全长1 000 m，设计路基宽4 m，路基层上铺20 cm碎石垫层，碎石垫层上铺5cm粗沙路面。由于主干道所经之处均为山坡中下部，一般降水均可顺土壤下渗，对道路不会造成多大危害，但降雨较大时，会形成较大的地表径流，尤其是在山槽，地表径流汇集而成的山水，势必会对主干道造成威胁。因此，在山槽处设计跨路排水沟，在主道顺坡上方，设计修建与路同向排水沟，排水沟总长800 m。

步道是种子园区内，为便于工作人员进行生产经营与管理的行走通道，也是各大区内，小区与小区之间的分界带。由于小区与小区之间，不必通行机动车，因此，步道路面不专门铺垫，路肩种植宽50 cm的耐阴植物——茶树，以作道路和小区的隔离区分标志带，茶树带的营建和管理与防火隔离带中茶树营建管理技术相同。

2.3 生产给水工程

生产给水工程建设的目的是为种子园抗旱和病虫害防治提供足够的水资源。根据种子园建设地自然水资源状况，在种子园开工整地之前，首先在种子园上端，开挖拦山引水渠以拦截地表径流，并将拦截的山水引入修建的水窖中。如此即能减少种子园内因降雨而形成的地表径流、大大降低山水对种子园表土冲刷的程度、避免水土流失，又能蓄积雨水，解决种子园的生产用水。

修建的水渠深、宽各40 cm，水渠沟槽内壁不粉糊。开挖的水渠共6段计600 m，以6%的倾斜率，沿坡面环山人工开挖。水渠不直接与水窖相通，而是与水窖上方的沉沙池相连，水渠拦截的地表水经沉沙池沉淀后再进入水窖(蓄水池)。

每个水窖容量30 m3。水窖底部铺20 cm厚的毛石垫层，层面浇灌15 cm厚的150#混泥土；墙体用片石砌成40 cm厚的窖壁，在水池下部距池底15 cm处，安装φ 50 mm的镀锌管引出池外，三通变径为φ 25 mm×4.2 PP-R塑料水管，双向各埋设50 m后，在管端安装水阀以备临时引水。

2.4 标示牌与小区界桩

在高世代种子园的东北和西南出入口的园区大道旁、子代测定林及良种示范林，各建一块分项项目建设区标示牌，标示牌规格为基座长3 m、高0.6 m、厚0.38 m；基座上红砖砌成长2.8 m、高2.4 m、厚0.18 m的标示牌。标示牌四周用瓷砖帖面，正面刻写该处建设项目名称、建设时间、项目批建机关及建设单位，背面书写护林公约。

区界桩用沙石混泥土浇铸，规格为20 cm×20 cm×40 cm的长方体，制作数量为60个。界桩端面刻标大小区(实验区组)号及该小区相邻的大小区(实验区组)。界桩在基地统一制作，种子园或实验地定植完毕后进行埋设。埋设位置取正对大区坡面，分别埋设在各自小区(实验区组)内的左下角。

2.5 防火隔离带营建设计

由于种子园和良种示范林与周边村寨相邻，子代测定林处在独山县国有林场打羊营林区里旺工区腹地，在管理上，尤其是种子园和良种示范林的防火管理，难度较大。因此，在新建的种子园、良种示范林和子代测定林，均设置防火线或生物防火隔离带，与周边农田农土和村寨集体荒山作火源隔离。

根据项目建设地的立地条件，防火采用翻耕卫生隔离带和营建生物隔离带的技术措施，进行项目区的防火保护。卫生隔离带式防火线主要建在子代测定林四周、以及在种子园和示范林地上部(该处土壤较为瘠薄)与坡度在25度以上林地边缘。隔离带宽度一般为20 m，全长2 000 m。生物隔离带主要营建在种子园和示范林地中下部(该处土壤较为深厚)与坡度在25度以下林地边缘，隔离带宽度为20 m，全长1 000 m。

卫生隔离带的营建方式主要是对防火设置的隔离带进行全面砍除翻耕、清理防火设置带上的杂灌杂草等一切易燃物，以达到阻断火源的目的。 生物防火隔离带是营建常绿、不易燃的低矮灌木带以阻挡外来火源蔓延而达到防火目的防护林带。本项目结合基地的经营与发展，充分利用现有的土地资源和资金，设计采用茶籽直播营造茶树防火隔离带。

3 存在的问题及建议

虽然在十几年的马尾松1.5代种子园建设中,积累了一定的经验,为高世代种子园建设准备了基本的建园材料,但高世代种子园的营建,无论是在生产管理,还是在技术方案与实施上,并不完全是1.5代种子园建设的简单重复。

马尾松高世代种子园建园材料关系复杂，彼此间产生了亲缘关系，因此，建园亲本材料的选用时要实施亲缘关系的控制、防止近交的发生[4]。高世代种子园的营建,广泛地涉及了林木的生殖生理、遗传育种、造林与林木培育、病虫害防治、数理统计等众多学科门类的理论知识和实际操作技术，是一项科技含量和生产管理技术要求都比较高的系统建设工程[5]。

为了减少种子园外来花粉的污染，确保遗传改良的遗传增益，建园树种开花期不能在种子园的主风向上方有同树种的普通林分。为了接株管理方便，植株较为整齐，在建立高世代种子园时，应以容器培养砧木苗，在苗圃地嫁接，再用无性系容器嫁接苗定植。高世代种子园管理措施，一是遗传管理措施，如去劣疏伐、花期与花量的化学调控、人工辅助授粉等；二是非遗传管理措施，如除草松土、施肥灌溉、病虫防治等[6]。

马尾松高世代种子园建设，应加强育种材料的观察研究、杂交和遗传测定。贵州省林业科学研究院将作为项目科技支撑的依托单位，为本项目的建设运行提供有力的技术支持。同时，基地还将聘请林木遗传改良和遗传育种领域的知深专家，为项目的建设、生产管理与技术研究，进行具体的技术指导[7]。将与贵州黄平马尾松良种基地等省内外良种生产与建设的兄弟单位，开展更为广泛的经营和技术方面的协作与信息交流，充分利用新近的生产技术和科研成果，有针对性地引进优良的种质基因资源，扩大和丰富基地高世代种子园建园遗传材料的基因类型。