珍贵乡土树种江南油杉种质资源保存评价及壮苗繁育体系构建技术

蒋 燚，刘 菲，刘雄盛，姜 英，黄荣林，王 勇，韦铄星，何应会

（广西壮族自治区林业科学研究院 国家林业和草原局中南速生材繁育重点实验室 广西优良用材林资源培育重点实验室，广西南宁 530002）

“珍贵乡土树种江南油杉种质资源保存、评价及壮苗繁育体系构建技术”是广西壮族自治区林业科学研究院主持，广西壮族自治区国有黄冕林场、广西壮族自治区国有六万林场、广西壮族自治区国有大桂山林场和环江毛南族自治县华山林场参与，共同承担的广西重点研发计划项目，并获广西人社厅“十百千人才工程”专项资金项目资助。2016年9月开始实施，经5 个单位20 多位科技人员4年多的共同努力，项目于2019年12月19日通过由广西山区综合技术开发中心组织的现场查定，并于2020年9月21日通过验收。

1 研究背景

江南油杉（Keteleeria fortunevar.cyclolepis）是中国特有树种[1]，为松科（Pinaceae）油杉属常绿高大乔木。依据文献资料，江南油杉主要产于广西西北部及东部[2]、福建北部[3]、云南东南部、贵州、广东北部、湖南南部、江西西南部和浙江西南部[2]等8 个省（自治区），常生长在海拔340 ～1 400 m 的山地[2]，零星生长在温暖湿润的丘陵、低山或中山下部；与松科其他各属树种相比，其水平和垂直分布均最低。江南油杉为深根性和喜光性树种，土壤适应性较广；根系发达、粗壮，具发达的皮层，能贮藏较多的水分，能耐干旱生境；在土层深厚肥沃、排水良好的低山丘陵生长较快，直径年生长量可达2 cm 以上。其树干端直，木材坚实、纹理直、有光泽且耐水湿，硬度适中，结构细，干后不裂，仅含少量树脂，耐久用，为建筑、桥梁和家具等优良用材。江南油杉是稀有的速生用材树种，也是优良的山地造林树种。其树姿雄伟，枝叶繁茂且浓绿，树冠展开，枝条铺散，针叶短促，球果圆柱形且较大，有较高的观赏价值，适宜于园林、旷野栽培，是风景林的良好树种。

通过调查我国南方8省（自治区）江南油杉全分布区范围的天然分布和人工林种植情况，本项目采集江南油杉27 个种源种子和137 个家系种子，结合之前的项目，累计采集种源种子36个、家系种子215个；建立繁育圃，营建种质资源子代测定林和试验示范林。开展江南油杉种群遗传多样性和苗期抗性生理试验分析与评价，确定江南油杉种群遗传多样性空间分布格局和高抗苗木繁育技术；研究江南油杉种实处理与储藏技术，建立江南油杉壮苗繁育技术体系，为江南油杉良种选育提供技术支撑。

2 项目进展

2.1 江南油杉分类地位与形态特征

2.1.1 江南油杉在中国油杉属植物中的分类地位及识别的形态特征

油杉属植物的分类地位几经变化，该属中部分种的分类地位有新确立又被归并的变化，分类上仍存在争议[4]。油杉属植物的形态特征虽存在较大变化，但种间仍有重合现象和形态差异不明显的特征，变种间识别难度较大。以1999年《中国植物志》英文修订版《Flora of China（Volume 4）》[5]和1987年《中国植物志（第七卷）》[1]等描述的中国油杉属植物形态特征为依据，进行综合评判，建议以5 种4 变种作为中国油杉属植物种的区分，并确认江南油杉为油杉的变种。

江南油杉1年生枝常有被毛，稀无毛，红褐色、褐色或淡紫褐色；叶长1.5 ～4 cm、宽2 ～4 mm，叶面常无气孔线，稀每边1 ～5 条，叶背气孔线每边10 ～20 条；球果为圆柱形或椭圆状圆柱形，长7 ～15 cm、宽3.5 ～6 cm；中部种鳞为斜方形或斜方状圆形，长1.8 ～3 cm、宽与长近相等，无被毛或近无毛，边缘微向内弯曲；苞鳞先端三裂，中裂窄长，先端渐尖；种翅通常中部或中下部较宽[4]。与原变种油杉（K.fortune）的稳定区别为江南油杉的1年生枝颜色较深，呈红褐色、褐色或淡紫褐色，种鳞为斜方形或斜方状圆形，种翅通常中部或中下部较宽。

2.1.2 江南油杉营养器官解剖结构及其生态适应性[6]

叶为异面叶，上、下表皮细胞较小且层数少，下表皮细胞呈犬牙状向外凸起；海绵组织由2 ～3层细胞组成且疏松、胞间隙较大，栅栏组织和海绵组织分化明显，栅海比为0.64；气孔下具较大孔下室；叶片上、下表皮均覆盖较厚角质层，气孔器大且密集分布于下表皮，略下陷，具孔下室。茎的初生结构中，表皮细胞排列疏松，导管直径较小，皮层组织发达，外皮层排列紧密；茎的次生结构中，维管柱发达，木质部导管数量多，韧皮部发达；茎的初生和次生结构中，皮层内均分布有较多的树脂道和分泌腔。根的初生结构中，表皮为死组织，初生维管柱中的木质部和韧皮部不发达，导管口数量少且径小；根的次生结构中，木栓层具3 ～4层细胞，栓内层具2 ～3层细胞，具有不透气、不透水的特性，皮层较厚且薄壁细胞大，存在大量分泌组织。以上结构特征表明，江南油杉对环境的适应性较强，对阳生与阴生环境均具适应性，可忍耐干旱和寒冷环境，在适应生境日益丧失的情况下，仍能保持对环境的适应能力，种群继续繁衍更新。

2.2 江南油杉种质资源收集与保存

2.2.1 江南油杉天然林种质资源研究

2.2.1.1 广西江南油杉天然林群落植物组成、集中分布区域、分布特点及主要群落类型[7]

对广西9 个分布区18 个典型分布点的江南油杉天然林群落植物种类和垂直结构进行调查研究，发现群落内共有34 科50 属56 种植物，优势科为壳斗科（Fagaceae）、大 戟科（Euphorbiaceae）、松 科（Pinaceae）、山茶科（Theaceae）和樟科（Lauraceae）等。云贵高原的南缘部分和都阳山山脉是广西江南油杉天然林最集中的分布区，多分布在海拔200 ～900 m 的山地，以散生或零星分布为主；主要群落类型有“江南油杉+乔木+灌木+草本”和“江南油杉+灌木+草本”两个类型。

2.2.1.2 广西江南油杉天然林典型群落植物组成、层次结构、物种多样性、径级和高度结构及更新情况[8]

选取广西南丹县江南油杉天然林典型群落，设置5 个20 m×20 m 样地进行调查。在2 000 m2的样地中，共有维管束植物41科69属74种，植物种类丰富；群落中高位芽植物占植物总数的74.24%，优势地位明显；群落层次结构明显，包含乔木层、灌木层、草本层及层间植物层；4 个群落层次中，灌木层的物种丰富度最高，个体数量分布最均匀，该层的物种丰富度（S）、Shannon-Wiener 指数（H′）、Simpson指数（D）和群落均匀度（JSW）均大于草本层和乔木层及层间植物层；乔木层的主要树种江南油杉的重要值、相对频度、相对多度和相对显著度均居乔木层首位，是群落中绝对的优势种，决定该群落的性质；群落中大树占比高达89.80%，群落天然更新困难，处于渐危状态，属衰退群落。

2.2.2 江南油杉人工林种质资源研究

2.2.2.1 广西江南油杉人工林冠幅与胸径的相关关系及其目标径阶下的最适经营密度[9]

依据20 世纪80年代在广西南宁、玉林不同地点营建的江南油杉人工林样地数据，通过回归模型进行分析，回归方程分别为C= 0.264 ×D0.877、C=0.414×D0.794，该回归方程能较好地描述江南油杉冠幅（C）和胸径（D）的相关关系，相关系数均在0.9 以上；利用冠幅与胸径关系模型计算不同径阶的理论冠幅值，然后将各树种的重叠系数（K）代入经营密度计算公式P=K×10 000/（C2×π/4）[9]，确定经营目标的适宜经营密度（P），为江南油杉种质资源收集与人工林建设过程中定量间伐、编制经营密度表等方面提供参考。

2.2.2.2 广西江南油杉人工林生长与地形和气象因子及植物多样性与生境因子的关系

在广西6 个种植点的江南油杉人工林中，各设置3 个标准地，进行林木生长指标测定[10-11]。对5 株优势木生长指标与坡向、坡位和坡度等地形因子的关系进行分析，结果显示林分生长受坡向、坡度的影响不显著，阳坡稍好于阴坡，斜坡稍好于平坡；3个坡位间的林分生长差异显著，生长量表现为下坡＞中坡＞上坡。

分析林分平均胸径、平均树高和材积年均生长量等指标与该地区气象因子的关系[10，12]。结果显示，在江南油杉的整个生长过程中，气象因子对其生长的影响较小。与生长相关性较为密切的指标是年蒸发量和年日照时长，相关性中等的指标是年均气温、最热月气温、≥10 ℃有效积温和年均降水量，相关性最低的指标是最冷月气温和年均相对湿度；树高生长受气象因子影响较大，胸径生长受影响较小。可见，江南油杉对环境热量有较高的要求，在气温高、蒸发量大的环境下生长较好。3 个生长指标与年均降水量均呈负相关。

对广西6个不同生境条件下的江南油杉人工林植被状况进行调查，并进行生物多样性评价[10，13]。结果显示，江南油杉人工林林下物种表现为灌木层比草本层丰富，灌木层的H′指数和D指数均明显高于草本层；草本层的JSW指数分布幅度为0.771 ～0.994，比灌木层（0.841 ～0.945）宽。小乔木伴生树种较多，有37 种，占比80.5%，乔木种类与林地起源关系密切；在不同郁闭度、坡度、坡向及坡位林分中，植被多样性存在一定差异；随郁闭度上升，物种丰富度呈下降趋势；坡向上表现为阳坡灌木层植被丰富度略高于阴坡；坡度上表现为平坡的H′指数和D指数分布范围比斜坡宽；坡位上表现为中坡位的相应指数比上坡位和下坡位低。

2.2.3 材积最大收获量下的江南油杉优树选择最低入选标准研究[14]

采用限定形质条件下的5 株优势木优树选择法，确定江南油杉优树选择标准。江南油杉天然林林分优树选择最低标准为优树胸径、树高和材积生长量分别为优势木均值的123%、110%和161%；人工林林分优树选择最低标准为优树胸径、树高和材积生长量分别为优势木均值的124%、110% 和166%。本标准可为江南油杉优异种质资源的收集提供理论依据和技术支撑，对提高江南油杉遗传增益和发展优质速丰林有重要意义。按优树胸径、树高和材积生长量3个指标均不低于优树选择最低标准，确定广西江南油杉天然林优树22 株，入选率37.29%；人工林20株，入选率39.22%。

2.2.4 江南油杉种质资源子代测定林营建技术

在广西林科院老虎岭试验林场、广西国有黄冕林场、广西国有六万林场、广西国有大桂山林场和环江毛南族自治县国有华山林场5个地点选择海拔600 m 以下的阳坡或半阳坡、肥力条件中等或以上的立地条件，营建子代林。在每个造林点设计3 个小区，每小区两次重复，各小区的家系（种源）数量保持基本一致，每个家系（种源）在重复中出现1次，每次纵向排列5 ～10株。主要营建技术为：4个点块状整地和1 个点带状整地；挖4 种规格明穴（50 cm×50 cm × 30 cm、35 cm × 25 cm × 25 cm、40 cm × 30 cm × 25 cm 和40 cm × 40 cm × 30 cm）；3 — 4月造林，造林密度1 650 株/hm2；抚育施肥5年，前两年对林分进行3 次抚育和1 次施肥，后3年进行1 次抚育和1次施肥，每株施复合肥0.25 kg。

2.3 江南油杉种质资源评价与筛选

2.3.1 江南油杉生殖生态研究

2.3.1.1 江南油杉小孢子发生和雄配子体发育及花粉活力与传粉过程

江南油杉小孢子叶球发育过程为雄球花花芽形成（11月下旬）→雄球花花芽分化（12月上中旬）→花芽伸长膨大（12月下旬）→雄球花打开（2月初）→雄球花完全打开（2月中下旬）→小孢子叶球变为淡黄色（月初）→小孢子叶球发育成熟并开始散粉（3月中旬）。

江南油杉小孢子发生和雄配子体发育过程为小孢子叶分化出孢原细胞（11月中旬）→初生造孢细胞（11月下旬）→次生造孢细胞（11月底）→小孢子母细胞（12月上旬）→小孢子母细胞减数分裂（12月中旬）→第二次减数分裂（12月下旬）→四分体（1月初）→游离小孢子（1月中下旬）→细胞核分裂（3月初）→细胞核多次分裂形成多核细胞（3月中旬），花粉发育成熟。

江南油杉成熟花粉为5-细胞花粉，包含1 个精原细胞、1 个管细胞、两个原叶细胞和1 个不育细胞，TTC 染色法测定其活力平均值为30.93%。其传粉过程为3月中旬开始，小孢子囊破裂→小孢子叶表面出现褐色斑块→珠孔出现黄色粉滴→随风传播花粉；传粉时间约两周，传粉开始1 周后进入传粉盛期，传粉盛期仅2 ～3 天，具明显的爆发性。每天大量散粉出现在8:00 ～18:00，最大值多出现在10:00 ～12:00。

2.3.1.2 江南油杉花粉离体萌发最佳培养基组合和培养条件[15]

对江南油杉花粉活力进行快速检测，了解其花粉管生长发育过程，发现蔗糖和温度是影响花粉萌发的主要因素。受自身养分和外界温度的影响，江南油杉许多花粉无法顺利萌发，可能是江南油杉种子败育率高、质量低的重要原因。江南油杉花粉离体萌发最佳培养基组合和培养条件为蔗糖250 g/L+H3BO3200 mg/L + CaCl2100 mg/L，pH 值6.5，置于25 ℃光照培养96 h，萌发率为42.4%。该研究有效解决了江南油杉球果授粉不足问题，并为开展江南油杉种质资源保存与人工授粉提供了基础数据，也为裸子植物孢粉学研究积累资料。

2.3.1.3 江南油杉花粉的最佳贮藏温度和时间

室温和4 ℃条件下，江南油杉花粉只能短期保存；-20 和-80 ℃条件下，花粉可长期保存，贮藏365天后花粉萌发率分别为20.9%和5.8%，3 种保护酶的活性较高。逐步回归分析表明，超氧化物歧化酶（SOD）是影响江南油杉花粉萌发率的主要因素。3种保护酶的作用不同；室温、-20 ℃和-80 ℃条件下SOD 为敏感性保护酶，4 ℃条件下SOD 和过氧化氢酶（CAT）为敏感性保护酶。

2.3.2 江南油杉种群遗传多样性研究

采集广西境内采集间距50 m 以上的7 个江南油杉天然种群101株个体，采用改良CTAB法提取叶片基因组DNA[16]。建立的江南油杉ISSR-PCR 最佳反应体系为模板DNA 40 ng，引物浓度为0.8 μmol/L，2×TaqPCR Master Mix 用量为12 μL。通过最佳扩增体系从100条ISSR 通用引物中筛选出6条扩增条带清晰、重复性好和多态性高的引物；对相关目的基因组DNA 进行PCR 扩增，共扩增出79 个位点，54个多态位点，表现出丰富的多态性，说明江南油杉保留了较丰富的遗传多样性。

广西江南油杉遗传多样性水平较高，维持着较丰富的遗传变异，种群间遗传分化程度较小，基因流大，变异主要存在于种群内。种群间遗传距离为0.004 6 ～0.049 3，与地理距离无显著相关性。参试的7个江南油杉种群分为两大组群。对江南油杉资源的保护建议以就地保护为主，特别是遗传多样性水平较高的天峨种源。

2.3.3 江南油杉种源/家系苗期遗传分析与优选[17]

参试的为10 个种源地的82 个家系，种源内各家系平均苗高和地径的生长有显著或极显著差异，种源/家系苗期各性状在平均苗高指标上的遗传力均值为0.8 以上，说明江南油杉家系/种源平均苗高的遗传力高，其性状受平均苗高控制，有丰富遗传变异度，家系选择可获较大的现实遗传增益。种子千粒重在种源/家系间差异极显著；总平均苗高、地径与千粒重的相关系数分别为0.522 和0.732，均达到极显著水平；千粒重反映种子内的营养物质，其变异程度对种子萌发和幼苗期存活有很大影响。

依据平均苗高和地径的标准化值，在82个家系中初步选出18 个优良家系（入选率21.95%）；初选家系与群体均值比较，平均苗高增长24.03%，平均地径增长22.82%；最优家系与CK 均值比较，平均苗高增长60.28%，平均地径增长21.84%。在10 个种源中初步选出两个优良种源（入选率20.00%）；初选种源群体均值与群体均值比较，平均苗高增长12.54%，平均地径增长15.05%。处于苗期阶段的优良家系/种源，具有不稳定的生长性状，并存在后期较大的变异，需在后期营建的试验林中进一步观测和筛选。

2.3.4 江南油杉苗期物候观测及相关指标特征

2.3.4.1 江南油杉苗期根叶的物候期观测方法其物候期变化规律[18]

采用“直接观测法”观测苗期地上部分物候，采用“全根清洗扫描分析法”观测根系生长及其物候特征，分析观测数据。江南油杉苗期根叶物候均可划分为4 个物候期，并具有两次快速生长期。幼苗地上部分春梢和秋梢，物候期分为芽初露期（2月16日— 3月7日和8月5 — 26日）、芽膨大期（3月8 — 14日和8月27日— 9月1日）、芽开发期（3月14—17日和9月2—7日）、展叶期（展叶始期（3月18日—4月13日和9月7—30日）、展叶盛期（4月13日和9月30日））。苗期根的物候期分为萌动期（2月23日—3月18日和7月17日—8月22日）、根茎伸长期（3月19日—4月8日和8月22日—9月23日）、根茎增粗期（4月9日— 6月12日和9月24日— 12月25日）和休眠期（6月13日和12月26日）。在两次快速期中，地茎均比苗高提前1个月左右，主根伸长快速期均比增粗快速期提前1 个月左右，即苗先增粗再长高，根先伸长再增粗；对比两次快速期，春夏快速期的根叶生长量明显高于秋冬快速期，根系表面积在春季快速期明显增加，根系平均直径在秋冬季节减小、春季增大，苗期两个生长周期主要在春夏季。

2.3.4.2 江南油杉苗期物候期内养分含量变化规律[18]

苗期各物候节点叶和根的氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）和镁（Mg）元素含量变化均呈基本一致的总体趋势，呈现出“单峰型”或“双峰型”变化周期，且各元素变化峰值均出现在两次快速期内；在相同节点或相同发育阶段，除Mg 元素含量外，其他元素含量变化均表现为根系低于叶片。

2.3.5 江南油杉苗期抗性生理特征研究

2.3.5.1 江南油杉幼苗对干旱胁迫的响应[19]

随干旱胁迫程度加大，各种源幼苗整体呈现丙二醛（MDA）含量先小幅下降后上升，电导率逐渐上升，叶绿素总含量（Chl）整体下降，叶片相对含水量（RWC）逐渐减少，株高和地径生长量受到抑制，整体呈下降趋势，但对幼苗生长的抑制不显著。在一定干旱胁迫程度下，幼苗中活性氧的消耗由SOD 活性产生主要作用，POD 活性起次要作用；当干旱胁迫程度加大，SOD 活性达到较稳定的程度，转而由POD 活性起主要作用。脯氨酸逐渐积累，在渗透调节中发挥主要作用。可溶性糖含量整体呈先下降后上升的趋势，在PEG-6000 浓度为10%和20%时，发挥能量供应主要物质的作用，为幼苗各项生理活动提供所需能量；胁迫程度最大时，植物细胞严重受损，可溶性糖富积并参与渗透调节。一系列的生理响应使幼苗能适应一定程度下的干旱环境，并保持一定的生长能力。通过模糊数学的方法，综合评价7 个江南油杉种源抗旱性，表现为FJ（福建）＞GZ（贵州）＞GB（桂北）＞YN（云南）＞GDB（桂东北）＞GZN（桂中南）＞GXB（桂西北）。

2.3.5.2 江南油杉幼苗对盐胁迫的响应

盐胁迫的加剧使4 个种源江南油杉幼苗的株高和地径生长受到抑制，盐浓度的增加对株高生长影响极显著。叶片相对含水量逐渐下降，不同盐处理和不同种源江南油杉幼苗叶片的相对含水量差异不显著，说明盐胁迫对江南油杉幼苗叶片的相对含水量影响不显著，各种源江南油杉幼苗能较好地维持叶片水分平衡。随盐胁迫程度增加，MDA 含量和电导率整体呈上升趋势，盐胁迫对GB（桂北）种源江南油杉幼苗造成的伤害在4 个种源中最大。4个种源的脯氨酸和可溶性糖含量均随盐胁迫程度增加逐渐积累，脯氨酸含量的整体增长幅度比可溶性糖含量大，表明脯氨酸可能是江南油杉体内进行渗透调节的主要物质，通过脯氨酸的大量积累，可溶性糖的合成未受到胁迫的影响，当胁迫程度达到最大，植物细胞受损严重，可溶性糖开始积累并参与渗透调节。可见，江南油杉幼苗有较强的渗透调节能力，可应对盐胁迫造成的损伤。各种源SOD 活性表现为GDB（桂东北）＞GB（桂北）＞GZN（桂中南）＞GXB（桂西北）。经隶属函数分析，综合评价4个种源抗盐性，表现为GZN ＞GXB ＞GDB ＞GB。

2.3.5.3 江南油杉幼苗对锰胁迫的响应

锰浓度下降，江南油杉幼苗生长受到抑制，其株高生长量、地径生长量、地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量等测定指标随锰浓度降低逐渐下降，细胞受损和膜脂过氧化程度加重，叶绿素总含量逐渐降低；脯氨酸含量在短时间内随着锰浓度降低呈先上升后小幅下降的趋势，随胁迫时间延长呈逐渐上升的趋势；可溶性糖含量在短时间内随锰浓度降低呈上升的趋势，随胁迫时间延长呈逐渐下降的趋势；SOD 活性随Mn 浓度降低呈先上升后下降的趋势，POD 活性逐渐下降[20]。

江南油杉幼苗响应短时间锰胁迫的生理响应策略为降低地上部分生物量和总生物量，增加脯氨酸和可溶性糖的积累，提升SOD 和POD 活性，缓解锰胁迫造成的细胞膜脂过氧化和叶绿素合成受阻。随胁迫时间延长，江南油杉在长时间锰胁迫下的响应策略为降低地下部分生物量和总生物量，增加脯氨酸积累，降低可溶性糖合成，提升SOD 和POD 活性，使江南油杉适应锰过量环境。江南油杉幼苗在锰环境下通过根系将锰元素吸收并转移至茎部和叶片，对锰进行吸收与分解，其对锰元素的转运系数为11.34 ～13.55，对锰元素有较强的富集作用。

2.3.6 江南油杉苗期光响应特征

参试的7 个江南油杉种源中，FJ（福建）种源净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均最高，水分利用效率最大值和胞间CO2浓度处于中等水平；净光合速率、气孔导度和蒸腾速率数值大，增长幅度明显，上升趋势急，表明FJ 种源光合效率高，潜在和实际的光合能力均最高，在光合作用中有较强的水分吸收和运输能力。GZ（桂中）种源的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率也处于较高水平，水分利用效率最大值和胞间CO2浓度处于中等水平；净光合速率值较大，上升趋势平缓，蒸腾速率和气孔导度上升趋势相对平稳，胞间CO2浓度变化趋势平缓。GB（桂北）种源水分利用效率最大值及胞间CO2浓度最大值和最小值在7 个种源中最高，净光合速率、气孔导度和蒸腾速率处于中等水平，表明GB 种源的光合效率较大，水分利用程度高，光合作用和蒸腾作用的综合表现较好。综合分析江南油杉7 个种源苗期生长光响应曲线，FJ、GZ和GB种源的光合特性较好。

2.4 江南油杉壮苗繁育体系构建

2.4.1 江南油杉种实特征和种子萌发特性研究

2.4.1.1 江南油杉种实表型性状差异

调查广西、云南、贵州和湖南4 省（自治区）9 个天然种群的江南油杉种实。结果显示，16 个种实性状在种群间差异显著，其中种子宽变异最大（9.04%）；种群间种子性状的变异高于球果的变异，说明球果性状稳定性高。种实部分表型性状间呈显著相关性，其中，种子宽、种子厚、种子长宽比、种鳞长宽比和苞鳞长宽比是较关键的性状，能在一定程度上反映种实质量。种子性状受地理环境因子的影响比球果大，表现为西部种源种子更趋于圆形，饱满，种翅较长、较宽；地理环境因子中，海拔是影响种实表型性状变异的主要因素。江南油杉种群间种实性状有较高的稳定性，种子性状受地理环境因子的影响比球果大，海拔是影响种实表型性状变异的主要因素。

2.4.1.2 江南油杉种实品质差异[21]

对来自广西5 个区县及福建10 个区县共15 个种源地的江南油杉球果，进行测定分析。结果显示，果实近于长圆柱形，单果重67.21 ～84.57 g，饱满种子千粒重106.86 ～193.35 g；球果出种率不高，各种源种子饱满率平均值为49.35%，田间出苗率平均值为41.78%，广西种源田间出苗率低于福建种源。广西与福建地理环境的差异带来了种子品质的差异，种实各生物学参数种源间差异显著。变异幅度较大的指标为种子饱满度、田间出苗率、单果重和球果体积，说明种子质量与球果体积受环境因子的影响较大。主成分分析结果显示，果径比（第1主成分特征根值0.843）可作为种子质量评价的重要参考指标；田间出苗率和果径比是种子品质构成的最重要指标，千粒重和饱满率是种子品质构成的次重要指标；以这4 项重要指标评价15 个种源种子，来自广西恭城和大桂山及福建福清、闽侯、闽清、永泰和邵武等种源的种子较优。

2.4.2 环境因子对江南油杉种子萌发的影响研究

2.4.2.1 江南油杉种子最适萌发温度[22]

江南油杉种子的萌发率、萌发时滞、胚芽长和胚根长等指标在不同温度条件下差异显著或极显著；从以上指标确定的萌芽值（GV）来看，恒温25和30 ℃的萌芽值分别为488.34 和477.00，明显高于变温15/25 和20/30 ℃的萌芽值（249.84 和259.87），恒温比变温更适合江南油杉种子萌发；以种子萌发率、萌发时间和萌发速率的萌发值为因变量，采用拉格朗日插值多项式计算，在15 ～35 ℃范围内，温度达到27.3 ℃时，江南油杉种子萌发值最大（511.370 55），预测其种子最适萌发温度为27.3 ℃。

2.4.2.2 适宜江南油杉种子萌发的光照、水分和基质条件[23]

江南油杉种子在设置的3种光照条件下均能萌发，萌发率和发芽势无显著差异；黑暗条件下幼苗胚芽和胚根较细、较短，全光照和周期性光照条件下胚芽和胚根明显变粗、变长；较适宜的光照条件为周期性光照（1 000 lx、12 h/d）。

水分含量偏低时（10% ～15%），江南油杉种子发芽率低甚至不发芽，幼苗生长较差；水分含量过高时（35%），种子萌发和幼苗生长受到抑制；水分含量为30%和25%时，种子萌发和幼苗生长效果最佳，萌发值分别为12.05 和12.06；江南油杉种子萌发的最佳水分含量为25%～30%。

不同基质对于江南油杉种子萌发有显著影响，萌芽值表现为滤纸＞沙土＞细沙＞粘质土；滤纸保水性好、污染小且与种子接触紧密，具有较好效果，但在生产实践中，沙土为江南油杉种子萌发的首选基质。

2.4.3 江南油杉苗期管控技术

2.4.3.1 以切根为主的控根组合和促进根系生长的菌剂

筛选得到最佳控根组合为当苗木茎芽≥2 cm、幼叶未展时，切根1/2 或留根3 cm，并使用50 ppm萘乙酸（NAA）浸泡。该组合能使53%的苗木主根形成二叉分枝，有效地减少甚至杜绝苗木盘根现象的发生[24-25]。

4 种丛枝菌根真菌（AMF）对江南油杉苗木的生长发育均具有一定的促进作用；江南油杉对XJ08A和XJ04B 菌剂表现出高强度依赖性，对HUN03B 菌剂表现出中等依赖性，对HEB04 菌剂依赖性最低；XJ08A菌剂对江南油杉根系生长促进最显著[26]。

2.4.3.2 适宜江南油杉苗木生长的肥料类型和配比[27]

施肥后前4 个月（5 — 8月），苗高均以施0.3%复合肥+0.1%尿素最高；至9月，苗高以施0.5%复合肥+0.1%尿素最高，为CK的340%。6月，苗木地径以施0.5%复合肥+0.1%钙镁磷肥最大；7月，苗木地径以施0.3%复合肥+0.1%氯化钾最大；8月，苗木地径以施0.3%复合肥+0.1%尿素最大，为CK的136%；9月，苗木地径以施0.5%复合肥+0.1%尿素最大，为CK的203%。对江南油杉苗木施0.5%复合肥+ 0.1%尿素能使其苗高和地径获得较好的增长量。

2.4.4 复配功能菌对江南油杉轻基质苗木生长的影响[28]

轻基质中复配功能菌对江南油杉苗木存活率、苗高和壮苗指数影响显著，对地径和总生物量影响极显著。功能菌与基质配方、容器规格均存在交互作用。轻基质最佳配方体积比为腐殖质土40% +椰糠45%+菇渣5%+珍珠岩10%，并复配功能菌，在7.5 cm×13 cm规格容器中育苗最好。

2.4.5 《江南油杉轻基质容器育苗技术规程》[29]制定

通过近3年的育苗试验研究，系统总结了江南油杉营养杯实生苗培育技术，制定了广西地方标准《江南油杉轻基质容器育苗技术规程》（DB 45/T 1711-2018），规范了江南油杉育苗的圃地选择与育苗设施、育苗轻基质及配制、播种育苗、芽苗移植和苗期管理等各个环节，为规范化培育江南油杉苗木提供了技术支撑。

3 问题与建议

江南油杉分布较零散，调查工作难度较大，花费时间较长；优树选择受环境条件和大小年影响大；结果树均为高大乔木，采种难度大，采种费用高；不同种源球果存在成熟期不一致的现象，造成采种时间的不确定性，有的种源点采种时，部分优株的球果已开裂或被虫鸟取食，种子预期数量受到影响。

江南油杉球果出种率不高，种子发芽率不高，造成部分种源、家系幼苗数量较少，且幼苗生长缓慢，其原因与苗木管理不到位及江南油杉育苗技术不完善有关。

江南油杉苗期蹲苗期长，树高生长在造林初期较慢。广西夏季热量高、雨水充足、日照时长长，林地内原有树种萌芽条和杂草等生长迅猛，影响江南油杉的生长空间，一些造林区域杂草过高覆盖了江南油杉幼苗，影响江南油杉幼苗光照。近年来，劳务用工费用上涨，抚育成本增加，导致江南油杉人工林造林初期的抚育投入增加。

由于其生物学特性，江南油杉初期生长较慢，且种子含油率高，组培消毒温度、诱导培养基配比等技术难度大，诱导成功率不佳，对其组培技术的探索仍待继续。目前，通过合理管护可使扦插生根率达到74.1%，但扦插技术仍待进一步深化和优化。

4 推广应用前景及措施

江南油杉具有群落优势明显、适应性强、后期生长快、材性优良、树形雄伟和用途广泛等特点，在生态文明建设、优化树种结构调整、乡土珍贵树种发展、森林质量提升、缓解珍贵木材需求紧张、石漠化治理和森林景观建设等方面有巨大的发展潜力。

本项目的研究结果可为南方8省（自治区）发展江南油杉提供科学的理论依据和参考，保存了江南油杉种质资源，促进了江南油杉保护，可在未来开展优良种质资源选择并结合无性繁育技术时加以利用；建立了江南油杉种子繁育技术体系，可为江南油杉种苗发展提供规范化指导。本项目为江南油杉的后续发展和利用奠定了基础，有利于营建一批优质的江南油杉人工林示范基地，辐射和带动南方地区国有林场、民营企业和农村集体等单位和团体发展和种植江南油杉人工林，在南方现有松（Pinusspp.）、杉（Cunninghamia lanceolata）和桉（Eu⁃calyptusspp.）大面积纯林的树种结构调整中发挥重要作用，促进林地利用效率和森林经营的可持续发展，丰富石漠化治理、水土保持林营建等生态文明建设重点领域的树种选择，缓解广大人民群众对优质林木产品的需求，应用价值极大，推广应用前景十分广阔。

致谢：参加项目工作的主要人员还有梁瑞龙、唐义华、邓玉华、樊吉尤、李娟、林建勇、黄康庭、覃梅、王鸿彬、陈风帆、肖玉菲、张烨、陈云峰、蒙春江、韦理电、戴菱、李强、蒋琳、王仁杰、宋倩、黄云、江珊鸿、周隆腾、张家昌、黄鑫浩、刘晓蔚、蒋雨桐、晏巢、文丽等，表示感谢！