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文冠果的育种栽培技术

来源：作者：发布时间：2013-07-27 11:27

文冠果( X anthoceras so rbif oliaB unge. ) , 隶属于无患子科文冠果属, 为单种属, 落叶乔木或灌木, 在我国的北京、内蒙、陕西、山西、河北、河南、新疆、甘肃、宁夏、山东、安徽、四川、辽宁、黑龙江、青海、西藏等16 个省、自治区、直辖市均曾有资源分布。文冠果具有较强的适应性和抗逆( 抗寒、抗旱和抗盐碱) 能力, 是北方水土保持及困难立地生态环境改造的优良树种。文冠果种子营养丰富、种仁含油率高、可入药, 是一种中国特有的珍稀木本油料植物, 有北方油茶之称, 社会经济效益重大。随着我国生物质能源战略的确立, 基于我国木本油料植物种质资源分布格局现状, 文冠果的研究与开发亦面临巨大的历史机遇。然而, 文冠果的发展历程几经坎坷, 资源保存现状及科学研究基础均不容乐观。对于文冠果育种及栽培技术研究, 不同单位、不同学者进行了层次不一的试验研究工作, 取得了阶段性的成绩, 但总体上仍摆脱不了连续性较差、系统性不强、研究水平不高的状况。

1 . 文冠果育种研究进展

1. 1 . 文冠果优良种质选育研究文冠果处于半栽培半野生状态, 异花授粉植物, 多系自然杂交品种( 类型) , 具有广泛的遗传变异基础。从20 世纪70 年代开始, 我国陆续开展文冠果的选育工作, 在早期选、育基础上, 目前已经总结出文冠果选育的两个主要途径。一是优株选择与优良类型选择, 其中, 以优株选择为主, 优良类型选择十分少见。文冠果自然分布区内生态条件差别较大, 同一分布区单株彼此间亦存在明显差异, 可首先筛选出生长速度快, 树势健壮, 座果率高, 单株产量高, 果大皮薄, 籽粒饱满,出仁率和种子含油量高, 抗病虫和生产能力大的优良母株; 然后进行快速无性繁殖, 形成遗传性状稳定的无性系, 进而培育成优良品种。内蒙古林学院1974 年开始文冠果良种选育工作, 先后选出了内林53 号、内林2 号优良单株, 并对优良单株的经济性状进行了跟踪调查研究; 陕西杨凌金山农业科技有限责任公司报道成功培育出文冠果1 号, 改良了野生文冠果素有的一些弊端。我国文冠果选择育种较为系统的研究始于十五! 国家科技攻关计划执行期, 中国林业科学研究院林业研究所主持承担项目燃料油木本植物资源调查研究及示范基地的建立! 的研究任务, 首次在全国近20 个省展开文冠果种质资源分布调查, 并综合筛选出小球果、扁球果及平顶球果等3 个球果优良类型,发现文冠果树体形状对球果产量影响明显, 其中以开心型产量最高, 圆头型其次,疏散型和灌木型球果产量最低, 为文冠果优良类型的选择奠定了理论与实践基础。二是杂交育种。文冠果遗传资源丰富, 如能育成文冠果纯合二倍体( 即自交系) , 然后配成优良杂交组合, 进而建立杂交种子园, 选择其杂种优势明显、后代表现型整齐一致的良种, 也不失为一条有效途径。文冠果杂交育种试验较为少见, 曾有研究以无性繁殖和子代测定的常规育种为手段, 在文冠果的选育中, 通过表型选择、当代鉴定交配设计的子代测定, 对当代表现型进行了定量分析, 对子代的遗传力、配合力、遗传增益等遗传参数进行了测定,并在30 多个无性系中, 选出1 个优良无性系和2 个最佳组合。此外, 由于文冠果后代分离现象严重, 某些花器官突变个体的形成为分子生物技术的应用提供了平台, 通过对突变基因的筛选, 为克隆文冠果花发育调控基因奠定基础。在选择育种广泛开展的同时, 辐射育种也表现出一定应用前景。有研究发现采用二氧化碳激光对文冠果种子进行处理后, 文冠果出苗及生长结实都有明显的促进作用, 并且激光引起的某些变异具有可遗传性。中国苗木网,999miaomu.com

1. 2 . 文冠果区域引种研究文冠果是我国西北黄土丘陵地区的乡土树种, 主要分布在甘肃、陕西、山西、河北等省的黄土丘陵沟壑地区。基于文冠果的用途以及国家政策的支持, 我国许多地区都进行了引种栽培试验, 多数成功, 但亦有失败的例子。通过多地区的引种栽培试验, 文冠果的适栽范围得到一定程度的确定, 发现文冠果的分布极限北部位置至北纬47?20#, 而南部极限位置可达北纬29?。除国内引种试验外, 朝鲜在对文冠果生态学和生物学特性研究的基础上, 至1987 年在两江道、平安南道、黄海北道、慈江道、江原道等地引种成功, 栽培面积500 hm2 。

2 . 文冠果人工林培育技术研究文冠果人工栽培始于20 世纪60 年代、70- 80 年代, 我国北方许多地区曾大面积栽培, 1979 、1 980 年先后由中国林科院林业所主持召开了2 次全国文冠果科研协作会议, 会议协商组织了55 个生产、教学和科研单位参加研究协作, 在生物学特性、种子处理、无性繁殖措施及造林技术等方面的研究上相继取得了一定进展。

2. 1 . 生物学特性研究文冠果座果率之低, 在果树中是罕见的, 素有千花一果! 之称, 这也是造成文冠果低产的一个主要原因。近年来科研工作者做了大量的研究, 分别从树体营养限制、有性繁殖退化、雄性不育等方面进行了探索, 但由于文冠果千花一果! 形成机制的复杂性, 至今还没有完全搞清楚。

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2. 2 . 苗木培育技术文冠果可采用播种、分株、扦插、压条及组培法等有性或无性繁殖方式繁殖苗木。但由于文冠果无性扦插繁殖成活率低且组培繁殖系数不高, 文冠果目前主要繁殖方式仍是播种育苗。文冠果采种母树一般选择树势健旺、丰产和抗性强、种子含油率高的植株。种子采用传统的湿沙埋藏与温水浸泡方法催芽。有研究者发现: 对种子采用低频电流和钴辐射处理, 种子的发芽率提高, 苗木质量好; 采用80 ? 热水浸泡种子24 h后, 用机械破损种皮, 会促进种子萌发, 提高种子发芽率。由于文冠果种子繁殖方式存在后代严重分化的现象, 文冠果无性繁殖方法的研究不可避免地得到一定程度的重视, 主要集中在扦插、嫁接和组织培养上, 但总体上仍处于摸索试验阶段。在扦插繁殖方面, 研究结果表明, 文冠果根插育苗要优于枝插育苗。扦插前采用一定浓度的ABT 生根粉处理插根基部30 s 可大大提高插穗的成活率, 生根率达90% 以上。插条随母株年龄的增大其生根率、生长量下降; 用ABT 6 号生根粉处理的插条生长势好、生根率高; 用一定质量分数浓度的IBA 浸泡1 h, 能大幅度的提高枝条扦插成活率。文冠果枝条气培育苗试验表明,气培育苗法使其生根率由原来的5% 提高到50%以上。在嫁接繁殖方面, 文冠果主要有带木质部大片芽接、劈接、插皮接、嫩梢芽接等。研究表明, 带木质部大片芽接效果较好, 砧木应选用1~ 2 年生直径在1 cm 以上的苗木, 接穗应选用丰产株上生长健壮的枝条, 嫁接部位应在砧木距地面约15 cm处, 这样砧木根部供应水分养分充足, 有利于接口愈合。在组织培养方面, 重点进行了文冠果微体繁殖。采用文冠果嫩茎和茎尖组织离体培养获得植株, 并针对性地筛选出了适宜的分化、生长、生根培养基; 采用文冠果种胚为材料, 探讨了愈伤组织诱导快而增殖量多的化学方法; 对愈伤组织进行了悬浮培养, 结果表明, 一定配方的培养基中进行弱光培养可形成体细胞胚。对采用文冠果原生质体进行植株培养亦进行了一些探索, 初步建立起文冠果体细胞胚发生的培育体系。中国苗木网,999miaomu.com

2. 3 . 造林技术文冠果根系愈伤能力较差, 损伤后极易造成烂根, 从而导致造林成活率低。研究表明采用塑料大棚容器育苗, 苗木发育更健壮, 栽植成活率提高, 苗木抗寒越冬能力更强, 成本更低。对造林密度控制方面亦展开了探讨, 试验结果表明, 应根据不同的地点和土质采用不同的株行距。土壤瘠薄的山地和沙地可采用1 m % 3 m、2 m % 2 m;较肥沃的山区和黄土丘陵可采用2 m% 3 m、3 m % 3 m; 土质深厚、肥沃的地方可采用3 m % 4 m 或4 m % 4 m。作为一种生态经济林树种, 文冠果在生长过程中还要加强日常的栽培管理, 及时进行灌溉、施肥、中耕除草、越冬修剪、病虫害防治等工作。对于病虫害防治, 已有试验研究结果表明, 宜采用正确的化学药剂进行拌种以预防文冠果立枯病; 加强苗期管理, 及时中耕松土, 剪除病株, 可减轻黄化病的发生。

3 . 文冠果育种与栽培对策

文冠果作为一种具有很高开发利用价值的木本油料树种已成为我国实施生物质能源战略的关键。国内研究机构和企业在研究利用文冠果提取生物柴油、药物制剂及保健品技术方面十分活跃, 但由于文冠果良种选育和定向培育技术相对滞后, 已成为文冠果的开发利用和产业化进程的瓶颈。因此为加速文冠果开发利用进程, 必须解决文冠果良种选育及丰产栽培技术方面的系列问题。 999苗木网,www.999miaomu.com

3. 1 . 存在问题

( 1) 种质资源保护乏力, 致使资源流失严重。早期由于对文冠果的开发利用价值认识不足, 致使野生资源逐渐遭受破坏, 某些分布区的资源甚至消失殆尽, 已造成无法挽回的基因资源损失; 我国文冠果人工栽培历史较短, 人工栽培热潮出现在20 世纪70- 80 年代, 但由于政策及多方面因素的影响, 文冠果人工栽培林疏于管理和开发, 大多损毁, 品种资源严重减少。这种局面一定程度上迟滞了文冠果产业开发的步伐。

( 2) 良种选育工作严重滞后, 良种不良。由于我国木本油料植物直到十五期间始受到足够重视, 国内开展良种选育工作的单位呈零星状分布, 且研究计划时常中断, 致使良种选育工作具有相当的局部性和不系统性, 良种应用十分有限, 生产中基本上延续着不分品种, 有种就育苗,育苗就造林的模式, 产量极为低下, 良种优势无从体现。少量的选种亦仅局限在某些地区, 育种手段较为匮乏, 目前文冠果育种总体上处于初级的优株选择育种水平, 尚十分缺乏优良类型的选择研究。

( 3) 引种具有相当的盲目性。我国文冠果分布疆域辽阔, 野生资源主要分布在黄土高原次生林区, 陕西、甘肃、山西、青海、内蒙古相对较多。应该说, 生态适应幅度的宽泛为文冠果的区域引种奠定了坚实的基础, 但大面积的引种栽培缺乏有计划及严格的品种区域化试验研究基础,增大了引种风险, 有时导致引种失败, 造成不应该的损失。 999中国苗木网,www.999miaomu.com

( 4) 繁殖技术落后, 制约了产业化进程。目前生产上文冠果主要采用采种园采种育苗造林, 但文冠果子代分离现象严重, 播种苗的集约化栽培将会造成巨大的损失。然而文冠果无性繁殖技术尚未取得实质性进展, 无性扦插繁殖难以生根,组培无性繁殖技术亦停留在试验阶段, 无法为规模化生产提供种苗, 也就不可避免地导致产业发展的初级化。

( 5) 对文冠果千花一果! 的生物学机制缺少了解。这种繁花少实的现象是文冠果低产的一个主要原因, 也是当前急待探明的重要问题。

( 6) 集约栽培技术体系缺乏, 没有一套科学可靠技术标准用以指导生产。文冠果属经济林树种, 立地控制、苗木质量、整地、密度控制、树体及水肥管理等系列栽培技术措施的任一个环节缺位均会造成产量的低下。目前各地栽培基本处于各自为政的状态, 没有科学统一的技术标准作指导, 技术水平参差不齐, 这种情况下, 很难充分发挥文冠果的开发利用价值, 亦会影响各单位、个体的栽种积极性,从而影响到我国北方木本油料植物发展战略的顺利实施。

3. 2 . 对策

( 1) 文冠果种质资源清查、保护与收集。在我国文冠果全分布范围内展开种质资源清查, 对各分布区文冠果分布位置、分布面积、分布类型及生长与产量情况进行摸底调查, 以全面准确地把握文冠果资源概况, 为文冠果种质资源的遗传改良及产业发展格局长期规划奠定科学基础。对现有文冠果天然资源加强保护,避免受到破坏, 保持文冠果遗传资源的多样性, 对各地现有人工栽培的文冠果林强化管理, 以充分发挥现有资源的开发利用价值。对各天然分布区种质资源进行收集整理, 分区域建立种质资源收集保护库, 对各地已选择出的优良单株及优良类型施行统一收集建库或建议原地建库保存, 以最大限度地维持育种资源。 999苗木网,www.999miaomu.com
( 2) 文冠果良种选育。充分利用文冠果天然变异类型多、变异幅度大的遗传特性, 系统开展文冠果分布区内天然优良单株、优良类型的选择育种, 以最快的速度将选择增益应用于生产。尽早开展全分布区的种源试验研究, 筛选生态适应幅度宽、产量高的生态经济价值兼优型优良种源及优良类型、家系、单株。在选择育种的基础上, 广泛开展种内杂交育种, 拓宽育种资源, 选择优良杂交组合、杂种无性系。适时开展文冠果分子育种, 辐射育种, 充分利用分子生物及相关学科的最新技术成果, 拓展育种途径。
( 3) 文冠果良种区域化试验及科学引种。文冠果在我国北部广泛分布, 潜在可栽培面积巨大, 但并不是每一个分布区均适合文冠果的规模化栽培, 而且选育出的丰产、优质、高抗优良新品种不一定适合所以分布区栽培, 因此, 为避免盲目发展及引种, 应将选育出的良种尽快进行区域化试验, 以筛选出普适性广、经济效益好的良种, 进行重点推广应用, 同时筛选出特定区域最适合本地栽培的优良品种, 重点发展。只有这样, 良种才能真正实现科学推广而种有所值。
( 4) 文冠果无性繁殖技术体系建立。文冠果亲本后代性状分离严重, 采用播种苗势必降低良种的现实增益, 文冠果产业化发展进程要求必须迅速建立起有利于规模化生产经营的无性繁殖技术体系, 实现优良种质资源快速扩繁和无性系化, 这是目前最需研究和解决的技术关键。因此, 必须组织有基础有实力的科研单位攻克文冠果扦插繁殖生根难及产业化难题,积极探索建立组织培养技术及产业化体系。

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( 5) 文冠果丰产栽培技术体系及标准建立。目前出现的良种不良现象很大程度上归因于没有科学的栽培技术体系作支撑。对于经济林而言, 科学的栽培技术起着决定性的作用。适地适种、苗木质量控制、密度与立地控制、农林复合配置、树体与水肥管理、病虫害防治等培育技术体系的建立是产业发展的基础, 宜根据文冠果不同分布区、不同立地条件, 分类指导,建立区域种苗培育技术, 提出苗木培育质量标准, 重点探讨文冠果花果控制技术、容器苗造林技术及高产、稳产的综合配套技术, 筛选优化栽培模式, 从而实现文冠果的高效、定向培育。
( 6) 科学规划布局, 建立文冠果科技支撑长效机制。文冠果产业的发展不能一哄而上, 必须在区域立地类型划分基础上科学规划、合理布局, 在我国三北文冠果中心产区重点建设几处文冠果良种繁育基地及规模化栽培示范基地。必须吸取历史教训, 建立文冠果科技支撑长效机制, 不断促进科研成果的形成与转化, 为文冠果产业的可持续健康发展提供强有力的保障, 使科技真正服务于我国生物质能源战略总体规划。

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