鵝掌楸屬種質(zhì)資源異地保存庫建設(shè)淺談

王華鋒 黃 偉

(咸寧市林業(yè)勘察設(shè)計院 咸寧 437100)

鵝掌楸又名馬褂木、雙飄樹，為木蘭科鵝掌楸屬落葉大喬木。葉大，形似馬褂，故有馬褂木之稱。樹干通直光滑。生長快，耐旱，對病蟲害抗性極強(qiáng)。花大而美麗，秋季葉色金黃，似一個個黃馬褂，是珍貴的行道樹和庭園觀賞樹種，栽種后能很快成蔭，也是建筑及制作家具的上好木材。主要生長在長江流域以南。

鵝掌楸在自然條件下，種子飽滿率一般不到15%，而種子發(fā)芽率僅在5%以下。現(xiàn)存種群達(dá)到規(guī)模極小，資源配置不合理，長期異交繁殖在基因庫中必然積累大量隱性有害基因，居群內(nèi)個體間近交系數(shù)增大，而發(fā)生自交，遺傳漂變等也影響種群生存能力。相關(guān)適生環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，鵝掌楸長期處于非適宜生境中。這些因素導(dǎo)致了該物種趨向瀕危。

由于各級政府及林業(yè)主管部門對鵝掌楸的宣傳推廣重視不夠，沒有制定出相關(guān)資源保護(hù)、科學(xué)研究、開發(fā)利用等方面的優(yōu)惠扶持政策，目前湖北省鵝掌楸生產(chǎn)完全靠市場調(diào)節(jié)，廣大林農(nóng)及涉林企業(yè)也認(rèn)識不到鵝掌楸潛在的巨大開發(fā)利用價值和市場前景。

因此有必要對鵝掌楸種質(zhì)資源開展調(diào)查與收集、保存與擴(kuò)繁、研究與開發(fā)。實現(xiàn)基因資源安全保存，永久保存，低成本保存，可持續(xù)利用，最有效地發(fā)揮基因資源的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會效益。

1 資源庫選址原則

根據(jù)現(xiàn)有鵝掌楸生長情況和資源庫建設(shè)的要求，種質(zhì)資源庫選擇氣候適宜、交通方便、地勢平緩、集中連片、管理方便的地域為宜。

2 初步設(shè)計原則

根據(jù)種質(zhì)資源的基礎(chǔ)作用、戰(zhàn)略意義及工作特點，應(yīng)遵循以下原則：

(1)堅持科學(xué)規(guī)劃，合理布局的原則。

(2)堅持分期實施，科學(xué)經(jīng)營的原則。

(3)堅持保護(hù)和開發(fā)利用并重，科研、生產(chǎn)、示范和推廣相結(jié)合的原則。

(4)堅持生態(tài)效益為主導(dǎo)，社會、經(jīng)濟(jì)效益兼顧，可持續(xù)發(fā)展的原則。

3 建設(shè)目標(biāo)

在全國范圍內(nèi)收集保存鵝掌楸、北美鵝掌楸及亞美馬褂木的種質(zhì)資源，在收集鵝掌楸的種質(zhì)資源時注重種源效應(yīng)，收集盡可能多的種源，在收集北美鵝掌楸種質(zhì)資源，以收集引進(jìn)種源內(nèi)的優(yōu)良單株為主，兼顧種源效應(yīng)，對于亞美馬褂木而言，要收集全部的優(yōu)良家系和優(yōu)良單株，建立鵝掌楸屬種質(zhì)資源保存庫，并對收集保存的資源進(jìn)行評價和開發(fā)利用，為鵝掌楸屬的遺傳改良奠定基礎(chǔ)。

4 技術(shù)路線

項目建設(shè)主要技術(shù)路線如下：

5 資源庫工程設(shè)計

5.1 種質(zhì)資源收集保存區(qū)

建設(shè)內(nèi)容包括資源收集引進(jìn)、林地清理、整地、生境改善、挖穴、建立品種隔離帶、栽植以及管理、資源更新等。

5.1.1 工作措施

根據(jù)已保存種質(zhì)資源的適應(yīng)性、開發(fā)利用情況、應(yīng)用前景等實地評價結(jié)論。對多年來經(jīng)引進(jìn)、培育成功，具有適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)，速生性高的種質(zhì)資源進(jìn)行收集保存；對適應(yīng)性差、抗逆性弱，生長慢的資源進(jìn)行合理的更新減少保存數(shù)量；對具有以上良好特性但推廣不足的種質(zhì)資源資源進(jìn)行補(bǔ)充補(bǔ)植。

目前我國開展鵝掌楸屬相關(guān)研究的單位主要有中國林業(yè)科學(xué)研究院、南京林業(yè)大學(xué)、江西省科學(xué)研究院、湖北省林業(yè)廳林木種苗管理總站、山東省林木種質(zhì)資源中心等單位。其中中國林業(yè)科學(xué)研究院和山東省林木種質(zhì)資源中心主要收集了北美鵝掌楸密蘇里、路易斯安那、佐治亞、南卡羅里納、北卡羅來納、賓夕法尼亞、田納西、肯塔基等州的種源。南京林業(yè)大學(xué)主要開展了鵝掌楸屬的雜交育種，近20年來陸續(xù)開展了鵝掌楸屬正反交200多個雜交組合，目前保存約有100個組合。江西省科學(xué)研究院目前正在開展鵝掌楸的群體遺傳學(xué)方面的研究，收集了國內(nèi)部分鵝掌楸種質(zhì)資源。湖北省林業(yè)廳林木種苗管理總站通過10多年的研究，現(xiàn)收集保存鵝掌楸資源112份，北美鵝掌楸資源67份，育苗馬褂木資源420份。

成立省內(nèi)、省外2個調(diào)查組，每個調(diào)查組配備2～3名專業(yè)技術(shù)人員，通過參閱資料和實地調(diào)查收集國內(nèi)外鵝掌楸屬種質(zhì)資源。

鵝掌楸：分別從安徽黃山、浙江松陽、湖北鶴峰、湖南瀏陽、四川敘永、重慶酉陽、貴州黎平、江西廬山、云南勐臘等地引進(jìn)，每個縣(市)最少1個林分，每個林分最少40個單株，每個單株最少0.5 kg種子。再從南京林業(yè)大學(xué)、各省林科院等研究單位引進(jìn)鵝掌楸優(yōu)樹288個基因型，以苗木或者穗條的形式進(jìn)行引進(jìn)，引進(jìn)后進(jìn)行擴(kuò)繁，再加上原有的資源，建立鵝掌楸的種質(zhì)資源庫。

北美鵝掌楸：從中國林科院、南京林業(yè)大學(xué)、山東省林木種質(zhì)資源中心等各個保存基地和試驗林引進(jìn)已經(jīng)引進(jìn)的種源，合計引進(jìn)15～18個種源的資源，主要以種子的方式進(jìn)行引進(jìn)，每個單株采種0.5 kg，引進(jìn)后播種育苗保；沒有采集到種子或者種子較少的單株，可以引進(jìn)穗條，數(shù)量不少于20枝，引進(jìn)后嫁接繁殖保存。

亞美馬褂木：從南京林業(yè)大學(xué)引進(jìn)，以雜交組合、單株的方式進(jìn)行引進(jìn)，盡可能引進(jìn)所有的雜交組合，每個雜交組合內(nèi)10～15株，以穗條的方式進(jìn)行引進(jìn)，引進(jìn)后嫁接保存。

5.1.2 技術(shù)措施

(1)按實地調(diào)查鑒定情況，將已收集的資源根據(jù)資源特性劃分為不同的種植小區(qū)，便于分區(qū)改造管理。補(bǔ)植的資源要按照事先繪制好的定植圖進(jìn)行栽植；同一家系或者無性系保存在同一地塊(小區(qū))內(nèi)，并進(jìn)行家系或無性系配置。最后繪制種質(zhì)資源保存區(qū)分布圖。

(2)苗木繁育。引進(jìn)的種子進(jìn)行分家系育苗，成苗后繁殖成無性系，無性系株數(shù)最少20株。引進(jìn)的穗條進(jìn)行嫁接繁殖，無性系株數(shù)也最少保持在20株。

(3)造林密度和樹種配置。造林株行距采用2 m×3 m，初植密度為111株/畝，采用矩形或品字型配置。造林時，種植行宜選擇沿等高線走向。

(4)林地清理與整地。在整地前進(jìn)行林地清理，以改善林地的衛(wèi)生條件和種植條件。林地清理采用全面清理方式，將林地上原有苗木遷移，清除林地剩余物。林地整地采用穴狀整地，整地規(guī)格為60 cm×60 cm×60 cm，整地時應(yīng)盡可能地保留造林地上的原有植被。

(5)種質(zhì)資源生境改善。改善種質(zhì)資源收集區(qū)的種植條件，種植條件盡可能與種質(zhì)資源自然生長地相似，以減少由于生態(tài)條件的改變而引起變異和自然選擇的影響。

(6)品種隔離帶。做好種質(zhì)資源品種隔離保存工作，建立品種隔離帶，在保存過程中盡量避免或減少天然雜交和人為混雜。品種隔離帶以生物隔離帶為主，設(shè)置寬度≥50 m。

(7)栽植。造林方式為人工植苗造林。在植苗前7～10 d下基肥，回填表土，基肥在栽植前結(jié)合整地施于穴底。基肥采用復(fù)合肥，施用量為0.3 kg/穴。栽植時間選擇在冬春兩季，選擇土壤墑情較好時栽植，保證種質(zhì)資源成活率。

(8)管理措施。撫育管理：加強(qiáng)土壤肥水管理，及時松土、鋤草、改善土壤狀況，提高土壤保墑和透氣性能，促進(jìn)林木生長。適時適量追肥，及時防治病蟲害，盡量為收集保存樹木創(chuàng)造良好的生長小環(huán)境。

保護(hù)標(biāo)志管理：設(shè)立明顯的樹種保護(hù)標(biāo)志，包括界碑、界樁、標(biāo)牌等。

保護(hù)管理：禁止一切經(jīng)營活動，加強(qiáng)防火、病蟲害防治、管護(hù)工作，保障異地保存安全。

(9)資源更新。對于保存期間生長勢衰退的資源要及時進(jìn)行嫁接繁殖，做好資源更新的準(zhǔn)備。

(10)建立檔案。分別品樹種建立完整的檔案資料，每年定期將物候期觀測、經(jīng)營管理情況、生長、開花結(jié)實、原產(chǎn)地自然條件情況、收集時間、收集后生長適應(yīng)情況等做詳細(xì)記載。

5.2 種質(zhì)資源采穗?yún)^(qū)

通過采穗圃清理、低接換種、接后撫育管理等方式，用評價較高的資源通過低接換種的方式進(jìn)行現(xiàn)有采穗圃的改建，生產(chǎn)更加優(yōu)良的穗條用于扦插或嫁接，主要技術(shù)措施如下：

(1)資源布局。根據(jù)不同種、種源、家系、無性系等進(jìn)行區(qū)劃，相同資源改接在同一小區(qū)，便于管理。

采穗圃主要以亞美馬褂木優(yōu)良品種為主少量配置鵝掌楸和北美鵝掌楸。采穗圃的種、品種隨著試驗結(jié)果的變化而隨時更新。

(2)改接。春季每個砧木樁保留4個萌條，盡量分布在4個方向，在萌條基部5～10 cm處通過芽接進(jìn)行改接換種。

(3)接后撫育管理。撫育管理：嫁接后及時對母株枝條切開涂抹油漆等防止腐爛，及時抹去砧木上萌發(fā)出來的芽。加強(qiáng)土壤肥水管理，及時松土、鋤草、改善土壤狀況，提高土壤保墑和透氣性能，促進(jìn)林木生長。及時防治病蟲害，盡量為采穗母株創(chuàng)造良好的生長環(huán)境。

(4)補(bǔ)植。對于原有采穗圃中的缺株，根據(jù)定制圖中的系號進(jìn)行補(bǔ)植，補(bǔ)植時盡量用相同大小的嫁接苗進(jìn)行補(bǔ)植。

5.3 良種繁育區(qū)

對評價較高的資源采取無性繁殖的方式，對收集保存的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源進(jìn)行擴(kuò)繁。通過圃地規(guī)劃、清理整地、育苗(扦插、嫁接)、撫育及管理等方式，對評價較高的資源采取無性繁殖的方式，對收集保存的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源進(jìn)行擴(kuò)繁，生產(chǎn)優(yōu)良苗木，主要技術(shù)措施如下：

(1)圃地選擇。繁育圃地選擇在排水良好和靠近水源的地塊。

(2)圃地規(guī)劃。根據(jù)地形進(jìn)行苗圃地分區(qū)規(guī)劃，鋪設(shè)道路、挖排水溝。

(3)品種布局。選擇觀察并篩選出的優(yōu)良資源進(jìn)行無性繁育，分不同用途、類型在不同小區(qū)繁殖，便于管理。

(4)苗床準(zhǔn)備。進(jìn)行深耕細(xì)作，深耕33 cm以上，使土壤熟化、細(xì)碎、平整，以備作床播種。同時，結(jié)合深耕施足基肥，基肥商品有機(jī)肥，每畝2 500 kg，并在其中加入約1%的磷肥(即每畝20～25 kg)混勻施入。圃地整好后做苗床，床寬1.0～1.2 m，床高20 cm左右。

(5)繁育方式。①嫁接育苗：穗條選擇：選擇插條要考慮位置效應(yīng)和采穗母樹條件，盡量選擇5年生以下的采穗母株進(jìn)行采穗。

嫁接時間：可在春季2月底～3月初或9月低～10月初進(jìn)行嫁接。以春季定植砧木秋季嫁接為宜，嫁接成活率最高。春季嫁接可以在育苗圃地直接嫁接或者在新的圃地接后定植。

接后管理：春季嫁接接后就剪砧，以后注意及時摸芽。秋季嫁接翌年春季進(jìn)行剪砧，注意及時摸芽。整個生長季節(jié)根據(jù)樹勢進(jìn)行土肥水調(diào)控，及時松土、鋤草、改善土壤狀況，提高土壤保墑和透氣性能，促進(jìn)林木生長。及時防治病蟲害，盡量為采穗母株創(chuàng)造良好的生長環(huán)境。②扦插育苗：選擇插條要考慮位置效應(yīng)和采穗母樹條件，可采用硬枝扦插和嫩枝扦插。

硬枝扦插。時間2月底至3月初，選擇1年生健壯0.5 cm粗以上的穗條，剪成長15～20 cm插條，下口斜剪，每段應(yīng)具有2～3個芽，插入土中2/3，扦插前用500 mg/LⅡ號ABT 1號生根粉浸泡插穗基部1 h左右。基質(zhì)采用普通黃土或者1珍珠巖∶1河砂，插條應(yīng)隨采隨插，插好后及時覆膜，搭建遮蔭設(shè)施，5月份揭膜后及時澆水，9月底揭去遮陽網(wǎng)。

嫩枝扦插。時間6月中旬至7月中旬，剪取當(dāng)年生半木質(zhì)化嫩枝，可保留1～2個葉片或半葉，扦插前用500 mg/LⅡ號ABT 1號生根粉浸泡插穗基部1 h左右。基質(zhì)采用普通黃土或者1珍珠巖∶1河砂，插條應(yīng)隨采隨插，插好后及時覆膜，搭建遮蔭設(shè)施，9月份揭膜后及時澆水，10月底揭去遮陽網(wǎng)。

(6)良種繁殖。良種繁育圃分成2部分，一部分用于嫁接育苗，另一部分用于扦插育苗。1年可以采2次穗，春季用于扦插，秋季用于嫁接，這樣可以充分發(fā)揮采穗圃的功能，而且也與扦插和嫁接的特性相吻合。以春季硬枝扦插繁殖為主，當(dāng)年可以長成平均20～30 cm的扦插苗，可年繁近10萬株扦插苗，再培養(yǎng)1年即可造林。嫁接主要以春季定植1年生鵝掌楸小苗作為砧木，秋季嫁接(成活率較高)，第二年生長1年即可造林，可年繁近7萬株嫁接苗。

(7)建立檔案。包括苗圃地地理位置、立地條件、區(qū)劃與整地措施等相關(guān)記錄內(nèi)容。

5.4 試驗區(qū)

通過林地清理、整地、生境改善、建立品種隔離帶、栽植、試驗觀察研究以及管理等方式，建立無性系和子代測定林，對收集和引進(jìn)的種質(zhì)資源開展對比觀察試驗，建立長期技術(shù)檔案，研究各種種質(zhì)資源的生理、生態(tài)、生物學(xué)特性，為優(yōu)良品種選育提供原始材料和科學(xué)依據(jù)，主要技術(shù)措施如下：

(1)試驗地的選擇。選擇土壤狀況能夠代表當(dāng)?shù)亓⒌貤l件的地塊，地勢平坦、肥力中等、灌排方便的地方。

(2)資源布局，造林密度和樹種配置。將試驗資源劃分不同種植小區(qū)，分區(qū)栽植。

造林株行距采用3 m×4 m，初植密度為56株/畝，采用塊狀或者行狀配置。

(3)林地清理與整地。林地清理采用全面清理方式，將林地上原有苗木遷移，清除林地剩余物。林地整地采用穴狀整地，整地規(guī)格為60 cm×60 cm×60 cm，整地時應(yīng)盡可能地保留造林地上的原有植被。

(4)種質(zhì)資源生境改善。改善種質(zhì)資源收集區(qū)的種植條件，種植條件盡可能與種質(zhì)資源自然生長地相似，以減少由于生態(tài)條件的改變而引起變異和自然選擇的影響。

(5)保護(hù)行。為了減少人為、環(huán)境不均衡因素引起的影響，在各試驗林周圍設(shè)立保護(hù)行，保護(hù)行一般1～2行，用無性系株數(shù)較多的資源建立，繪制定制圖。

(6)栽植。造林方式為人工植苗造林。在植苗前7～10 d下基肥，回填表土，基肥在栽植前結(jié)合整地施于穴底。基肥采用復(fù)合肥，施用量為0.3 kg/穴。栽植時間選擇在冬春兩季，選擇土壤墑情較好時栽植。栽植容器苗時，應(yīng)先劃破容器袋，但不要打破容器土。裸根苗栽植時注意使根舒展，分層填土踏實，覆以厚層雜草。當(dāng)天不能栽完的苗木應(yīng)進(jìn)行假植，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。造林成活率低于90%的小班，應(yīng)及時采用容器苗進(jìn)行補(bǔ)植或在第二年采用一級苗進(jìn)行補(bǔ)植。

(7)管理措施。撫育管理：加強(qiáng)土壤肥水管理，及時松土、鋤草、改善土壤狀況，提高土壤保墑和透氣性能，促進(jìn)林木生長。適時適量追肥，及時防治病蟲害，盡量為收集保存樹木創(chuàng)造良好的生長小環(huán)境。

保護(hù)標(biāo)志管理：設(shè)立明顯的樹種保護(hù)標(biāo)志，包括界碑、界樁、標(biāo)牌等。

保護(hù)管理：禁止一切經(jīng)營活動，加強(qiáng)防火、病蟲害防治、管護(hù)工作，保障異地保存安全。

(8)建立檔案。分類建立完整的檔案資料，每年定期觀測，將管理情況、適應(yīng)性與抗逆性(土壤及水肥條件、抗病蟲、抗旱、耐鹽堿)、生長表現(xiàn)(產(chǎn)量、苗木生長量、幼樹生長量)等作詳細(xì)記載，并將圖表、圖片、照片、標(biāo)本以及技術(shù)管理文件等歸檔保存。

6 灌溉供水及排水

設(shè)計利用資源庫現(xiàn)有的水塘，采用高壓水泵加壓直接供水到出水管，進(jìn)行灌溉，出水管道要盡量安裝在山脊線上，且靠近生產(chǎn)路，并保證埋于地下30 cm深以上。根據(jù)水源條件、地形情況，資源保存庫布局及投資規(guī)模，結(jié)合現(xiàn)有排水溝及道路工程鋪設(shè)管網(wǎng)，挖排水溝。

7 防火

在資源庫周邊與外界接壤的周邊營建一條生物防火隔離帶，在生物防火帶位置上，進(jìn)行全面鋤草、挖凈多年生深根性雜草、灌木的草根樹頭和全面翻土，形成光板生土帶。用化學(xué)除草劑控草，在防火道上種植女貞等耐火植物，株行距為1 m×1 m，迅速建成生物防火林帶。