湖北林木种苗科技进展与思考

郭胜华，曹 健，李 飚

（湖北省林业局林木种苗管理总站 430079）

林以种为本，林木种苗是植树造林的遗传和物质基础，林木种苗的质量决定着林木和林分的质量和效益。遗传育种技术水平、培育技术、管理水平等因素制约着种苗质量；其中最关键的因素是种苗科技进步。世界林业发达国都非常重视林木良种的培育研究，建立了完善的种苗科技保障体系。这也是林业现代化建设的必由之路。湖北虽然具有独特的区位优势和丰富的自然资源，为林木种苗发展提供了良好的物质基础。但林业近些年的发展与经济发展不同步，与全国发达省份相比，差距也在加大。在当前“两山论”林业生态新发展理念的指引下，新时代林业现代化建设对林木种苗科技工作提出了新理念、新要求。如何提高林业科技贡献率和主要造林树种良种使用率，其关键问题是要加速林木种苗发展，提高林木种苗科技水平。

1 林业发达国家林木种苗科技发展概述

林业发达国家对于种苗科研工作的重视由来已久，在种质资源收集保存利用方面，积累了丰富的经验教训，在种源保护上更是历史悠久。这些工作都是持续不断开展并与生物技术、自动化、地理信息等先进技术发展紧密结合，无论在基础性研究还是实用技术研究等方面都走在世界的前列。对发展中国家探索林业现代化发展有很好的借鉴作用。

1.1 林木种子生产研究

1.1.1 林木种质资源收集、保存与评价。林业发达国家非常重视林木种质资源保护研究，开展林木种质资源的保护工作最早追溯到19 世纪70 年代。芬兰在20 世纪20 年代就建立试验地，开始林木种质资源研究；澳大利亚对利用价值高的乡土濒危树种或林分进行原地保存，通过资源保护区、森林公园、保留地等形式，使大多的林木天然种质资源得到了保存与保护。对重点树种原地保存的同时进行抢救性保存利用，并对一些阔叶树种做了收集保存，评价利用[1]。现在一些发达国家广泛应用设施保存种质资源，设施保存成本虽比较高，需耗费较多的人力物力资源，但这是林木种源保存的重要手段。

1.1.2 种源认定。遗传品质和播种品质优良的繁殖材料是良种壮苗的物质基础[2]。林业发达国家早在19 世纪末期就开始了比较正规的种源研究，德国、芬兰、加拿大、美国等国对种源的控制都非常严格，形成了整套种源认定、控制和运行机制。德国的做法是依据立地条件的差异，其造林树种选择种源也会随之改变，其绝大部分的种子来自经过选择的母树林，少量来自种子园；美国则尽量选择乡土树种作为种源；加拿大每个省有相应的种源区划图，严格按照该区划实施采种和造林工作，确保适地适树[2]。

1.1.3 林木良种选育。林木选育研究主要强调植物的适应性和抗性，选育出具有优良性状的繁殖材料是林木育种的新趋势。林木育种在许多国家已成为主要的营林措施[3]。林业发达国家在制种研究上达到较高水平，针叶树造林用种已由单亲混系种子发展到双亲控制授粉种子，利用优良家系子代扦插苗造林；容易繁殖的阔叶树种普遍使用无性系造林。遗传改良研究着重研究杂交育种、倍性育种及基因工程等；良种繁育途径在母树林、种子园和采穗圃的基础上，发展到组织培养和体细胞胚胎发生和人工种子等[2]。

1.1.4 林木种子采集、加工和贮藏技术。林业发达国家在林木种子采集加工贮藏过程中广泛采用实用技术，同时制定了健全、完善、可操作性强的采种管理规范。采种加工几乎全部采用机械化操作，种子贮备技术很先进，能保证种子的贮备量可供10 年使用。比如，加拿大省级林木种子中心有一套系统、规范的程序，专门负责种子的采集、加工、调制、检验、贮藏；这些流程机械化作业程度高，均有设备先进的种子贮备库。德国林木采种必须到种子园采集，同时必须依法办好手续，采种过程林业部门有专人监督，做好采种记录。瑞典采取计算机控制种子加工。德国和美国都具有先进的贮种设备，以确保种子品质[2]。

1.2 育苗技术研究

1.2.1 育苗技术。容器育苗、工厂化育苗是现代育苗技术的大趋势。20 世纪80 年代先进容器苗生产国已形成一套从种子处理、苗木培育到造林的科学育苗体系。裸根苗培育方面，主要在种子预处理、圃地选择、育苗密度和产量的关系，灌溉和施肥、切根技术、苗木包装和运输等方面作技术改进或改良。美国苗圃作业全部实现机械化，集约化程度高；瑞典十分重视容器育苗技术，实行工厂化育苗，流水线作业。澳大利亚雅塔斯曼林业生物技术培育设施，每年可生产25 万株组培苗[2]。

1.2.2 苗木技术标准。制定技术标准是实现苗木生产规范化管理的关键。林业发达国家对种苗及相关技术标准的制定要求非常繁琐，需要长期而复杂的调查、总结和研究过程。因此执行标准也非常到位。美国、加拿大等国非常重视执行技术标准，工厂化育苗技术水平高，对苗龄和苗木规格要求严格，坚决淘汰品质低劣的苗木。比如对于干旱立地造林，苗木应当具有分枝多的须根。美国还采用苗木贮藏技术，在秋季苗木进入休眠状态时起苗，乔木、灌木按规定分级用容器包装后在冷库中冷藏。待造林前使用，并再次按质量标准进行检查。

总的来说，林业发达国家把营林生产的主要力量放在林木种苗质量上，特别是林木育种技术工作上，把良种繁育作为实现高效、优质林业生产的重要措施[4]。在林木种质资源收集、保存、评价利用上，实行广泛收集和重点利用结合；在林木良种选育上，精益求精，持续发展。苗木培育上，实行标准化、工厂化、机械化作业。科研生产实行一体化协作，科研与生产结合紧密[6]。

2 湖北省林木种苗科技工作进展情况

2.1 林木遗传改良研究

2.1.1 良种基地科技工作。目前，湖北省共有13 个国家级良种基地，2 个国家级种质资源库，面积达146.7hm2，省级良种基地12 个，面积达346.7hm2，涉及杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）、水杉（Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng）、日本落叶松（Larix kaempferi（Lamb.）Carr）、湿地松（pinus elliottii）、鹅掌楸 [Liriodendron chinense (Hemsl.)Sarg]、香椿（Toona sinensis）、柏木（Cupressus funebris Endl）、秃 杉（Taiwania flousiana Gaussen）、楠 木（Machilus nees）等主要造林树种以及油茶、核桃、板栗等经济林树种。在良种的基础研究上工作不系统，没有连续性。建始长岭岗林场日本落叶松良种基地、恩施铜盆水林场和阳新七峰山林场杉木良种基地通过多年对子代测定林的数据分析，选出2 代优树，加上引进外省优良种源和家系，分别营建了日本落叶松2 代种子园38hm2、杉木2 代种子园13.3hm2。为提高杉木、日本落叶松、水杉等树种结实率，采用断干、环割、捆绑等物理方法及通过赤霉素、细胞分裂素等化学方法处理母树，促进开花结实取得了较明显成效。近5 年从国内外共引进优良家系100 个，无性系206 个以及优良品种155 个。

2.1.2 林木良种选育。林木遗传改良研究包括林木引种、选育、杂交育种等方面。从20 世纪90 年代至今，湖北省共计审（认）定林木良种244 个，其中包括油茶鄂油系列[Camellia oleifera Abel]、核桃系列（Juglans regia L）、乌桕系列（Sapium sebiferum (L.)Roxb）等经济林品种108 个；杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）、杨树系列（PopulusL）、杂交鹅掌楸（Liriodendron×sinoamericanum P.C.Yieh ex C.B.Shang&Zhang R.Wang）等用材林品种73 个；以及悬铃木（园科115 等）（Platanus）、紫薇系列（Lagerstroemia indica L）、桂花（金满园、柳叶苏桂）[Osmanthus fragrans(Thunb.)Lour]、金叶银杏（Ginkgo biloba）、红花玉兰（娇红1、2 号）（Magnolia denudata Desr）等观赏植物品种63 个。同时也引进油橄榄（OleaeuropaeaL）、油茶（Camellia oleifera Abel）、核桃（Juglans regia L）、北美红杉[Sequoia sempervirens(Lamb.)Endl]、中山杉（Taxodium‘Zhongshansha’）、北美红栎（Quercus rubra L）、四倍体泡桐（Paulownia spp）等经济林树种和用材林树种；良种选育方面开展了水杉（Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）、楠 木（Phoebe Nees& Machilus Nees）、枫香（Liquidambar formosana Hance）、香椿（Toona sinensis）、乌桕[Sapium sebiferum(L.)Roxb]等树种的种源试验和优良群体和个体的选择研究。杂交育种方面开展了鹅掌楸、楸树等种间杂交研究。

2.1.3 优良乡土珍稀树种选育。湖北地处南北气候交界区，有丰富的珍稀优良乡土树种，为加强生态安全，省局拨专项资金进行优良乡土珍稀树种选育研究。选择环境适应性强、生长快、珍贵用材和优良生态观赏的楠木（楠属和润楠属）（Phoebe Nees&Machilus Nees）、枫香（Liquidambar formosana Hance）、香椿（Toona sinensis）、鹅掌楸[Liriodendron chinense(Hemsl.)Sarg]、七叶树（Aesculus chinensis Bunge）、枫杨（Pterocarya stenoptera C.DC）、苦楝（Melia azedarach L）等树种，截至目前，共维护、营建包括林木种质资源原地异地保存林和无性系对比区域试验林100hm2，收集包括楠木、枫香、香椿和苦楝等树种的种质资源556 份。并随后开展选优和规模化繁殖技术的研究。

2.2 林木种质资源调查

从新中国成立以来，湖北省进行了2 次林木种质资源调查，第1 次是1988～1991 年，在全省普查基础上编著了《湖北林木种质资源》。第2 次2015～2019 年开展了林木种质资源调查，此次调查木本植物2783 种，优良林分719 块，用材林优良单株1010 株，经济林优良单株296 株，散生古树46646 株，古树群405 个640959 株，良种基地61 个，引进树种52 个。与1988～1991 年调查成果相比较，取得了较大突破：一是新增红杉（Larix potaninii Batalin）、黄花落叶松（Larix olgensis Henry）、天山云杉[Picea schrenkiana var.tianschanica(Rupr.)W.C.Cheng&S.H.Fu]、鼎湖钓樟（Lindera chunii Merr）、柳叶润楠（Machilus salicina Hance）、毛竹野花椒 （Zanthoxylum simulans Hance）、水仙杜鹃（Rhododendron sargentianum Rehd.et Wils）等木本植物340 余种，优良林分367 块，用材林优良单株530 株，经济林优良单株180 株，散生古树43749 株；二是制作地理信息系统，信息系统由总系统和6 个子系统组成，总系统包括本次调查的全省林木种质资源全部信息，子系统分木本植物、优良林分、优良单株（含用材林优良单株、经济林优良单株）、古树和古树群、保存林木种质资源（良种基地）以及引进树种6 个类型信息。该系统可随机查询全省本次调查的林木种质资源信息，显示其准确地理位置、资源信息和对应照片，实现了全省资源一张网，资源分布一张图。使湖北省的资源分布更直观，查询更方便快捷。这些基础性的调查研究为湖北林木种苗科研工作打下了良好的基础，同时扩大和合理利用资源，提高林业产业可持续发展提供了准确的依据。

2.3 苗木繁育技术研究

2.3.1 容器育苗技术。容器育苗机械化水平低下的问题经技术攻关后得到解决，现在可以对温度、光照等进行自动化调控的温室，调控水分含量的喷灌、滴灌等新型灌溉技术，能进行大规模作业的机械化生产，但这些还未达到规模化产业化水准。在容器苗生产上依然采用手工装填的方式。湖北省定点油茶育苗基地26 个，年繁育油茶良种苗4000 多万株，新造油茶林面积16多万hm2。建立了以芽苗砧嫁接、无纺布轻基质容器育苗和自控标准化钢架荫棚、喷滴灌先进设备为核心的油茶良种快繁体系。

2.3.2 营养苗培育技术。随着扦插、埋条、插根、压条等传统的营养育苗方式不断更新发展，环境因素进行人工控制，生长激素应用不断完善。通过全天光照以及不断调整水分温度的方式改善扦插环境，通过蛭石或珍珠岩材料改善基质的含水量和空气含量；利用吲哚乙酸、吲哚丁酸、NAA 等生物激素诱导穗条生根。这些成熟技术已全面应用到果树等经济林树种中。组织培养技术已经应用到各类种苗基地中。另外，细胞工程技术也开始推广应用。

2.3.3 裸根苗、播种苗培育技术。裸根苗培育在湖北省主要应用于针叶树栽培管理，同时在一些困难地造林仍在使用。该技术对土壤和气候环境要求较高，经实地调查，推测科学的播种时间。另一点就是栽植密度，须结合当地实际情况进行分析，确定既利于苗木生长又利于提升产量的栽植密度。以播种时间、施肥量、播种量为主的播种苗培育技术影响因素逐渐成熟。

3 与林业发达国家比较湖北省林木种苗科技存在的主要问题

林业发达国家种苗生产已实现专业化、标准化、基地化；林木种质资源收集保存、种源试验和种源管理规范有序，良种选育持续推进，良种繁育生产水平不断提升；林木种子采集、加工贮藏严格规范；林木良种化程度高。湖北林木种苗科技发展水平与发达地区相比，存在较大差距，缺少科学规划，基础研究落后，科技推广体系不健全，科研与生产脱节，缺少足够资金保障等。

3.1 林木种苗科技发展缺乏总体规划

湖北省林木良种科技工作缺少中长期规划，没有在国家育种总体规划的基础上制定湖北省的具体林木种苗科技发展规划。因此缺乏前瞻性、整体性、连续性和长期性；研究内容重复分散，重点不突出，深度不够；树种研究注重用材林、经济林，而忽视了珍稀乡土树种和生态树种的选育、驯化与应用推广。

3.2 林木良种基地科研能力不足，良种生产标准化水平不高

对国家级良种基地和种质资源库，每年都进行作业设计评审，按照基地5 年规划每年都要开展科研工作，并配有技术支撑专家服务。但因人员编制不足、技术力量薄弱、经费紧张等原因，无法保证按计划开展科研活动。种子园、种质资源收集区、母树园、采穗圃等功能区仅仅维持日常的抚育管理、间伐、病虫害防治等，一些基础调查如子代测定林调查、生长量调查等有时无法保证。种子收集、加工贮藏等机械化程度差，技术装备更新缓慢，成熟的应用技术得不到广泛推广使用，远远达不到集约化、标准化水平。

3.3 科研与生产脱节，成果转化率低

科研成果与市场脱轨，研究机构与企业缺少合作，导致林木种苗科研生产脱节严重，成果转化率较低。知识产权保护一直是个难题，对于林业种苗产业尤甚。除科研人员自身保护意识淡薄外，主要是急功近利的社会大环境，企业家不愿投入资金进行必要的研发工作，“拿来主义”严重。另一方面，科研人员大多在体制内，科研选题市场针对性差，因选题与市场解决的技术问题和需求不紧密，必然出的成果价值市场认可度不高，造成成果转化率低。

3.4 科研成果的集成和储备不足

一是科技成果总量不足。近年来随着林业重大工程的迅速推进，现有科技成果已难以满足林业建设的迫切需要，科技成果产出速度远赶不上林业建设任务的增加速度；二是科技成果结构性短缺。优秀成果和具有自主知识产权的成果数量偏少，服务于生态建设的技术严重不足，带动林业产业发展的关键技术和产业化技术尤为缺乏；三是研究人员分散，不能有效地整合各单位专业人才，使得科研工作不够系统，形成不了有效的成果和技术集成，影响了科技成果的转化。

3.5 缺少必要的科研绩效管理措施，科技工作者积极性不高

长期以来，林业科技周期长，大多前人栽树后人乘凉，使很多科研项目半途而废，科技工作者短期难以看到成果，影响职称评定，导致科技工作者积极性不高。

4 林木种苗科技发展的总思路及主要内容

推进林业现代化建设，是我国林业发展的大方向。提出新时代发展林业总体思路，强调认真践行新发展理念和绿水青山就是金山银山理念，全面提升新时代林业现代化建设水平。目标是力争到本世纪中叶，全面实现林业现代化，迈入林业发达国家行列，生态文明全面提升，实现人与自然和谐共生。林业科技贡献率达到72%，主要造林树种良种使用率达到100%。因此湖北林木种苗科技发展紧紧围绕总思路和2 个目标下功夫。提高林业科技贡献率关键是提升科技成果转化率，林木良种使用率提高除了政府引导、行业管理等因素外，关键是提高林木良种的质量和科技含量。

4.1 加快林木良种基地建设

抓良种选育和良种基地建设要有超前意识和前瞻性理念，培育品种多样化质量优良化的林木良种，要按照“管好种子、放活苗木”思路，保持政府财政资金的长期投入来发展良种事业，通过市场调节、政府补贴搞活苗圃。在此次湖北省林木种质资源调查的基础上，按种质资源分区，加强珍稀树种和林业产业化主要造林树种以及优良特有树种种质资源的原地和异地保存；采取常规手段与高新技术相结合，重点开展种质资源的调查、评价、遗传变异规律及保存利用技术的研究。

4.2 创新林木育种研究

依据国家《主要林木育种创新规划（2016-2025）》总体思路，为保障湖北生态安全需要，林木育种主要任务是选育抗干旱、耐盐碱、抗病虫害等林木新品种；为增加木材供给、保障木材安全，需要选育高产优质林木新品种；为提高木本粮油产量和效益，保障粮油安全，重点选育高抗木本粮油新品种[7]。同时湖北位于中部地区，按照国家林木良种发展总体规划主要是加速经济林品种的更新换代，为速生林基地建设提供林木良种。同时坚持以发展乡土树种为主，适当引进树种，并且经过严格的隔离试种，科学合理选用树种。

4.2.1 加大全省林木种质资源库开发利用。根据湖北省林木种质资源调查和二类清查数据结果，分区域指导开展林木种质资源库的建设工作，在种质资源收集保存的基础上推进资源的评价和利用。用材林或生态林建议选择树种：松科油杉属（Keteleeria Carr）、杉科台湾杉属（Taiwania Hayata Hayata in Journ.Linn）、柏科柏木属（Cupressus Linn）、壳斗科栎属（Quercus Fagaceae）、青冈属（Cyclobalanopsis Oerst）、樟科楠属（Phoebe Nees）、润楠属（Machilus Nees）、木兰科鹅掌楸属[Liriodendron chinense (Hemsl.)Sarg]、楝科香椿属[sinensis(A.Juss.)Roem]、苦木科臭椿属（Ailanthus Desf）、金缕梅科枫香树属（Liquidambar formosana Hance）等。经济林树种：芸香科柑橘属（Citrus L）、茶科油茶属（Camellia）、大戟科油桐属（Vernicia Lour）、乌桕属（Sapium P.Br）、大风子科山桐子属（Idesia Maxim）、胡桃科胡桃属（Juglans L）、芍药科芍药属（Paeonia L）等。并进行种质资源库营建技术、优良种源（林分）利用技术、种质资源保存技术、资源评价测定技术等研究。

4.2.2 重点开展优良珍稀乡土树种良种选育。乡土树种适应性好、抗逆性强，分别珍贵用材、生态观赏（或者两者兼备）2 个方向，选择湖北省种质资源丰富、利用价值较高的对象树种，持续开展优良家系和无性系选育工作。建议选择的对象树种：铁尖油杉[Keteleeria davidiana (Bertr.)Beissn]、秃 杉 （Taiwania flousiana Gaussen）、柏木（Cupressus funebris Endl）、鹅掌楸[Liriodendron chinense (Hemsl.)Sarg]、楠木（Phoebe Nees&Machilus Nees）、麻栎（Quercus acutissima Carruth）、青冈栎（Cyclobalanopsis glauca (Thunb.)Oerst）、枫香（Liquidambar formosana Hance）、香椿（Toona sinensis）、青檀（Pteroceltis tatarinowii Maxim）、枫 杨（Pterocarya stenoptera C.DC）、臭椿（Ailanthus altissima）等。可进行优树选择技术、规模化繁殖技术、优良种质资源引进技术、优良品种选育技术、种子园（采穗圃等）营建技术等研究。

4.3 加强育苗新技术引进与应用

按照生产需要，可选择有性繁殖和无性繁殖相结合方式开展良种繁育工作，易于无性繁殖的优良资源，采用组培、扦插、嫁接多途径无性扩繁；无性繁殖困难的优良资源，采取促进结实集约经营，增加种子产量，并经温室、大田播种或穴盘苗等技术提高繁殖效率。特别大力发展容器育苗、工厂化育苗技术；对现有种苗技术进行集成创新，对湖北珍稀濒危树种的种质资源进行保存和扩繁；同时开展种苗高新技术引进及种苗标准体系建设等重点领域的关键技术研究。

5 建立林木种苗科技发展保障体系

5.1 加强顶层设计，做好中长期规划

建立以政府为主导，种苗管理机构负责做好湖北省林木种苗科研中长期规划，按照国家林业局林木种苗发展的总体布局，结合湖北省的现状，建立科研、教学、生产及管理相结合的科技协作体系。

5.2 建立种苗科技人才开发体系，稳定高素质科技队伍

充分利用好林业系统种苗科技人才、大专院校育种专业师资力量，整合全省人才资源，搭建好种苗科研平台，加强种苗科技人才的引进和培养，造就业务能力强、技术力量扎实、年龄结构合理的种苗科技队伍[5]。

5.3 建立林木种苗科研与生产一体化运营机制

科研部门负责应用研究，大专院校从事基础研究和高新技术研究，林业生产企业负责根据生产需要开展实验研究，可共同承担课题研究。为林业生产服务是科研工作的出发点和归宿。研究目标要针对性强，与生产实际结合紧密。

5.4 多方面筹措林木种苗科研资金

科研资金严重不足制约了林木种苗科技发展。因此，可借鉴林业发达国家经验，鼓励地方政府、林业企业等为林木种苗科研投入资金，确保林木种苗科研活动不因资金短缺而陷入困境。同时应加强资金管理，合理配置资源，建立科学的资金投入、成本效益分析体系和评估体系，提高资金的利用效率[6]。还可借鉴日本中央和地方政府的经验，每年依据森林发展计划为林木种苗工作提供一定数量的资金，并建立种苗科研和培育设施。