叶黎明
(休宁县林业局,安徽 黄山 245400)
休宁县西田国有林场国家杉木良种基地位于休宁县山斗乡(118°9′45″E、29°33′47″N),总面积160 hm2,其中生产用地面积120 hm2。1979年组建杉木良种繁育专门机构——山斗种子园;1984年承建部、省联营杉木良种基地,营建杉木一代种子园69.07 hm2;2001年实施林木种苗工程,营建杉木二代种子园13.33 hm2;2009年实施良种基地改扩建工程,营建杉木双系种子园13.33 hm2,基地建设规模达110.33 hm2,其中杉木种子园95.73 hm2、杉木优良种质资源收集区5.6 hm2、杉木试验林9.0 hm2。2009年1月,基地被确定为国家重点林木良种基地。截至目前,基地共收集杉木优良种质资源366份、杉木良种审定品种1个。
选好园址是种子园高产稳产的基础。在一代种子园园址选择规划时,只考虑种子园隔离带建设成本和便于集中管理等因素,建园较为集中连片。在地形起伏变化大的山地,如此大的连片范围内,夹有不少阴坡和半阴坡,光照不足,对母树生殖生长极为不利。鉴于前期的教训,笔者认为营建种子园不仅要考虑交通和隔离等基本条件,还要考虑园址的生态条件要利于母树的生殖生长。起伏变化大的山地,应严格控制在阳坡和半阳坡,不以面积大小而定。在丘陵或平坦的山地上,坡向不明显,光照充足,则面积可适量加大,有利于规模经营和规模效益。除地形地貌的选择外,还必须注意土壤厚度、肥力等立地因子的选择。在杉木的北缘产区,可选择土层较深、肥力中等的立地条件,为杉木种子园母树健壮生长、持续高产稳产奠定基础。
2.2.1生态学差异控制
建园初期,引进了9个省区231个优良无性系,在对无性系开花结实习性没有充分了解的情况下,生态型差异较大的无性系被配置在同一小区,造成花期不遇,极大地降低了种子园产量。经过多年观测,发现无性系原产地纬度差异是造成花期不遇的最主要原因。因此,在进行无性系配置时,同一区域尽量配置同一纬度带的无性系,避免将生态型差异较大的无性系配置在同一小区。
2.2.2 生物学差异控制
据对安徽、福建、浙江、湖南、贵州、广西等省区无性系开花结实习性连续5年的观测,发现无性系间开花结实习性存在较大差异,呈现偏雄、偏雌现象;1/3的无性系对产量的贡献率占了2/3;北缘产区无性系结实量明显高于中心产区。因此,在无性系配置时,必须充分考虑各无性系的开花结实习性等生殖生物学差异,合理组配。这对提高杉木种子园产量和种子的遗传品质具有非常重要的作用。
2.3.1 轮回选择
从原始群体中选优,组建初级种子园,进行子代测定,选择遗传增益高的优良无性系作为一代种子园的建园材料,为一个轮回。反复上述过程,使种子园由一代向高世代发展,是杉木遗传改良最有效的方法。此前,在第一、二轮回选择时,只侧重于遗传增益,而忽略了无性系的结实能力,这是造成大多数杉木种子园低产的主要原因之一。因此,在选择高世代种子园的建园材料时,一定要选择遗传增益高、结实能力高的“双高”无性系,在保证子代高遗传增益的同时,获得高产。
2.3.2 交配设计
我国杉木种子园大都实行2次疏伐模式,即根据郁闭度确定疏伐时间,疏伐2次后保留株数即为永久保留株数。在2次疏伐模式下,无性系配置采用约束变换区组设计较为合理,具体方法是:将无性系分为3套区组,第1套区组为骨干无性系(5个以上),即遗传增益高、产量也高的“双高”无性系组成;第2套区组为良好无性系(15个以上),即遗传增益高、产量中等,遗传增益中等、产量高的无性系组成;第3套区组为一般无性系(20个以上),即遗传增益中等、产量中等,遗传增益高、产量低的无性系组成。每套区组采用约束的完全随机区组设计,既随机也要相对约束,保证同一无性系不同分株间隔20 m以上。配置时,加大骨干无性系的密度,并使之均匀地分布在整个小区。2次疏伐后,同一骨干无性系相隔11株,不同骨干无性系间隔3株;同一良好无性系间隔距离更大。良好无性系设计总株数与骨干无性系相同,2次疏伐后全部保留,而一般无性系在2次疏伐后全部伐除。
据观测,种子园郁闭度为0.55~0.60时,最利于母树的生殖生长。根据母树不同生长发育阶段及时调节密度,是种子园实现高产稳产的一项重要技术措施。在皖南山区,初植密度以4 m×4 m(约42株/667m2)为宜,实行2次疏伐模式,第1次伐除75%的一般无性系(总株数的50%),第2次伐除全部一般无性系(总株数的25%),骨干无性系和优良无性系得以全部保留。2次疏伐后,密度控制在10株/667m2。
杉木种子园母树在不同生长发育阶段对肥料种类和数量需求有所区别。在种子园整地时,应施足基肥,肥料种类为过磷酸钙×氮磷钾复合肥(3∶1),施肥量2 kg/穴,施肥不仅有利于加快砧木生长,2年即可进行嫁接,还可为母树开花结实提供足量的磷元素;从砧木定植到嫁接后3年,每年追施尿素(定植当年施1次)2次,施肥量0.1~0.25 kg/株,以加快母树营养生长,早日形成完整树冠,为母树开花结实打下基础;从嫁接后第4年开始,每年追施氮磷钾复合肥1次,施肥量1~2 kg/株,以补充母树开花结实所消耗的养分,缩小大小年现象,保证种子园高产稳产。
由于杉木树体高大,顶端优势明显,且大部分无性系球果集中在树冠的中上层,在进入种子园盛果中期(10~15年)后,球果采收量只占结实量的1/3,且采摘施工危险性高,容易造成良种资源的浪费。为改变这一现象,1992年在一代种子园中实施了截顶试验(距梢顶3 m处);2012年在二代种子园中实施了截干试验(在树干距地面4 m处)。但由于实施时母树树龄偏大(一代母树11年生,二代母树12年生),效果都不理想。为此,在母树树龄较小时实施以上措施,并在参考其他杉木种子园树体整形矮化成功做法的基础上,2015年在双系种子园中实施了树体整形矮化试验。
2.6.1 矮化
种子园于2012年3月完成嫁接。嫁接方法:髓心形成层对接;无性系:龙15、闽33;穗条均采自种质资源收集区(采穗圃)。
从嫁接后第4年(2015年)开始,当年11~12月对树高超过3 m的母树进行截顶,截口套袋并绑扎,截顶高度3 m。次年对截口处进行2次除萌抹芽工作,并于第2次除萌抹芽时保留1根直立粗壮萌条;第3~4年对截口处进行2次除萌抹芽工作,去除新萌条。第5年12月对母树进行第2次截顶,截顶高度5 m,用石蜡封口;第2次截顶后仍需进行3~5年的除萌抹芽工作,以期把结实层控制在5 m以内,便于球果采摘。
2.6.2 树体整形
对少量偏冠母树实施刻伤法促萌,保留1根粗壮直立萌条,形成直立树冠。对正冠母树轮盘枝间着生的枝条全部剪除,每50~80 cm保留1轮轮盘枝;对少量轮盘枝不明显的母树,每隔50~80 cm,通过人工修剪,辅助形成轮盘枝。通过树体整形矮化措施,改善林分通风透光条件、减少采种难度,使良种资源得以充分利用。
除上述营建技术外,嫁接穗条选择(选择着生雌球花的穗条)、建园早期及灾害性天气时的人工辅助授粉、病虫害防治、集约经营等也是促进杉木种子园优质高产的技术措施。