文冠果的育種種植技術(shù)

2012/5/4 12:26:32

文冠果( X anthoceras so rbif oliaB unge. ) , 隸屬于無患子科文冠果屬, 為單種屬, 落葉喬木或灌木, 在我國的北京、內(nèi)蒙、陜西、山西、河北、河南、新疆、甘肅、寧夏、山東、安徽、四川、遼寧、黑龍江、青海、西藏等16 個省、自治區(qū)、直轄市均曾有資源分布。文冠果具有較強的適應(yīng)性和抗逆( 抗寒、抗旱和抗鹽堿) 能力, 是北方水土保持及困難立地生態(tài)環(huán)境改造的優(yōu)良樹種。文冠果種子營養(yǎng)豐富、種仁含油率高、可入藥, 是一種中國特有的珍稀木本油料植物, 有北方油茶之稱, 社會經(jīng)濟效益重大。隨著我國生物質(zhì)能源戰(zhàn)略的確立, 基于我國木本油料植物種質(zhì)資源分布格局現(xiàn)狀, 文冠果的研究與開發(fā)亦面臨巨大的歷史機遇。然而, 文冠果的發(fā)展歷程幾經(jīng)坎坷, 資源保存現(xiàn)狀及科學(xué)研究基礎(chǔ)均不容樂觀。對于文冠果育種及栽培技術(shù)研究, 不同單位、不同學(xué)者進行了層次不一的試驗研究工作, 取得了階段性的成績, 但總體上仍擺脫不了連續(xù)性較差、系統(tǒng)性不強、研究水平不高的狀況。

1 . 文冠果育種研究進展

1. 1 . 文冠果優(yōu)良種質(zhì)選育研究文冠果處于半栽培半野生狀態(tài), 異花授粉植物, 多系自然雜交品種( 類型) , 具有廣泛的遺傳變異基礎(chǔ)。從20 世紀70 年代開始, 我國陸續(xù)開展文冠果的選育工作, 在早期選、育基礎(chǔ)上, 目前已經(jīng)總結(jié)出文冠果選育的兩個主要途徑。一是優(yōu)株選擇與優(yōu)良類型選擇, 其中, 以優(yōu)株選擇為主, 優(yōu)良類型選擇十分少見。文冠果自然分布區(qū)內(nèi)生態(tài)條件差別較大, 同一分布區(qū)單株彼此間亦存在明顯差異, 可首先篩選出生長速度快, 樹勢健壯, 座果率高, 單株產(chǎn)量高, 果大皮薄, 籽粒飽滿,出仁率和種子含油量高, 抗病蟲和生產(chǎn)能力大的優(yōu)良母株; 然后進行快速無性繁殖, 形成遺傳性狀穩(wěn)定的無性系, 進而培育成優(yōu)良品種。內(nèi)蒙古林學(xué)院1974 年開始文冠果良種選育工作, 先后選出了內(nèi)林53 號、內(nèi)林2 號優(yōu)良單株, 并對優(yōu)良單株的經(jīng)濟性狀進行了跟蹤調(diào)查研究; 陜西楊凌金山農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司報道成功培育出文冠果1 號, 改良了野生文冠果素有的一些弊端。我國文冠果選擇育種較為系統(tǒng)的研究始于 十五! 國家科技攻關(guān)計劃執(zhí)行期, 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所主持承擔(dān)項目 燃料油木本植物資源調(diào)查研究及示范基地的建立! 的研究任務(wù), 首次在全國近20 個省展開文冠果種質(zhì)資源分布調(diào)查, 并綜合篩選出小球果、扁球果及平頂球果等3 個球果優(yōu)良類型,發(fā)現(xiàn)文冠果樹體形狀對球果產(chǎn)量影響明顯, 其中以開心型產(chǎn)量最高, 圓頭型其次,疏散型和灌木型球果產(chǎn)量最低, 為文冠果優(yōu)良類型的選擇奠定了理論與實踐基礎(chǔ)。二是雜交育種。文冠果遺傳資源豐富, 如能育成文冠果純合二倍體( 即自交系) , 然后配成優(yōu)良雜交組合, 進而建立雜交種子園, 選擇其雜種優(yōu)勢明顯、后代表現(xiàn)型整齊一致的良種, 也不失為一條有效途徑。文冠果雜交育種試驗較為少見, 曾有研究以無性繁殖和子代測定的常規(guī)育種為手段, 在文冠果的選育中, 通過表型選擇、當代鑒定交配設(shè)計的子代測定, 對當代表現(xiàn)型進行了定量分析, 對子代的遺傳力、配合力、遺傳增益等遺傳參數(shù)進行了測定,并在30 多個無性系中, 選出1 個優(yōu)良無性系和2 個最佳組合。此外, 由于文冠果后代分離現(xiàn)象嚴重, 某些花器官突變個體的形成為分子生物技術(shù)的應(yīng)用提供了平臺, 通過對突變基因的篩選, 為克隆文冠果花發(fā)育調(diào)控基因奠定基礎(chǔ)。在選擇育種廣泛開展的同時, 輻射育種也表現(xiàn)出一定應(yīng)用前景。有研究發(fā)現(xiàn)采用二氧化碳激光對文冠果種子進行處理后, 文冠果出苗及生長結(jié)實都有明顯的促進作用, 并且激光引起的某些變異具有可遺傳性。

1. 2 . 文冠果區(qū)域引種研究文冠果是我國西北黃土丘陵地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種, 主要分布在甘肅、陜西、山西、河北等省的黃土丘陵溝壑地區(qū)�；�于文冠果的用途以及國家政策的支持, 我國許多地區(qū)都進行了引種栽培試驗, 多數(shù)成功, 但亦有失敗的例子。通過多地區(qū)的引種栽培試驗, 文冠果的適栽范圍得到一定程度的確定, 發(fā)現(xiàn)文冠果的分布極限北部位置至北緯47?20#, 而南部極限位置可達北緯29?。除國內(nèi)引種試驗外, 朝鮮在對文冠果生態(tài)學(xué)和生物學(xué)特性研究的基礎(chǔ)上, 至1987 年在兩江道、平安南道、黃海北道、慈江道、江原道等地引種成功, 栽培面積500 hm2 。

2 . 文冠果人工林培育技術(shù)研究文冠果人工栽培始于20 世紀60 年代、70- 80 年代, 我國北方許多地區(qū)曾大面積栽培, 1979 、1 980 年先后由中國林科院林業(yè)所主持召開了2 次全國文冠果科研協(xié)作會議, 會議協(xié)商組織了55 個生產(chǎn)、教學(xué)和科研單位參加研究協(xié)作, 在生物學(xué)特性、種子處理、無性繁殖措施及造林技術(shù)等方面的研究上相繼取得了一定進展。

2. 1 . 生物學(xué)特性研究文冠果座果率之低, 在果樹中是罕見的, 素有 千花一果! 之稱, 這也是造成文冠果低產(chǎn)的一個主要原因。近年來科研工作者做了大量的研究, 分別從樹體營養(yǎng)限制、有性繁殖退化、雄性不育等方面進行了探索, 但由于文冠果 千花一果! 形成機制的復(fù)雜性, 至今還沒有完全搞清楚。

2. 2 . 苗木培育技術(shù)文冠果可采用播種、分株、扦插、壓條及組培法等有性或無性繁殖方式繁殖苗木。但由于文冠果無性扦插繁殖成活率低且組培繁殖系數(shù)不高, 文冠果目前主要繁殖方式仍是播種育苗。文冠果采種母樹一般選擇樹勢健旺、豐產(chǎn)和抗性強、種子含油率高的植株。種子采用傳統(tǒng)的濕沙埋藏與溫水浸泡方法催芽。有研究者發(fā)現(xiàn): 對種子采用低頻電流和鈷輻射處理, 種子的發(fā)芽率提高, 苗木質(zhì)量好; 采用80 ? 熱水浸泡種子24 h后, 用機械破損種皮, 會促進種子萌發(fā), 提高種子發(fā)芽率。由于文冠果種子繁殖方式存在后代嚴重分化的現(xiàn)象, 文冠果無性繁殖方法的研究不可避免地得到一定程度的重視, 主要集中在扦插、嫁接和組織培養(yǎng)上, 但總體上仍處于摸索試驗階段。在扦插繁殖方面, 研究結(jié)果表明, 文冠果根插育苗要優(yōu)于枝插育苗。扦插前采用一定濃度的ABT 生根粉處理插根基部30 s 可大大提高插穗的成活率, 生根率達90% 以上。插條隨母株年齡的增大其生根率、生長量下降; 用ABT 6 號生根粉處理的插條生長勢好、生根率高; 用一定質(zhì)量分數(shù)濃度的IBA 浸泡1 h, 能大幅度的提高枝條扦插成活率。文冠果枝條氣培育苗試驗表明,氣培育苗法使其生根率由原來的5% 提高到50%以上。在嫁接繁殖方面, 文冠果主要有帶木質(zhì)部大片芽接、劈接、插皮接、嫩梢芽接等。研究表明, 帶木質(zhì)部大片芽接效果較好, 砧木應(yīng)選用1~ 2 年生直徑在1 cm 以上的苗木, 接穗應(yīng)選用豐產(chǎn)株上生長健壯的枝條, 嫁接部位應(yīng)在砧木距地面約15 cm處, 這樣砧木根部供應(yīng)水分養(yǎng)分充足, 有利于接口愈合。在組織培養(yǎng)方面, 重點進行了文冠果微體繁殖。采用文冠果嫩莖和莖尖組織離體培養(yǎng)獲得植株, 并針對性地篩選出了適宜的分化、生長、生根培養(yǎng)基; 采用文冠果種胚為材料, 探討了愈傷組織誘導(dǎo)快而增殖量多的化學(xué)方法; 對愈傷組織進行了懸浮培養(yǎng), 結(jié)果表明, 一定配方的培養(yǎng)基中進行弱光培養(yǎng)可形成體細胞胚。對采用文冠果原生質(zhì)體進行植株培養(yǎng)亦進行了一些探索, 初步建立起文冠果體細胞胚發(fā)生的培育體系。

2. 3 . 造林技術(shù)文冠果根系愈傷能力較差, 損傷后極易造成爛根, 從而導(dǎo)致造林成活率低。研究表明采用塑料大棚容器育苗, 苗木發(fā)育更健壯, 栽植成活率提高, 苗木抗寒越冬能力更強, 成本更低。對造林密度控制方面亦展開了探討, 試驗結(jié)果表明, 應(yīng)根據(jù)不同的地點和土質(zhì)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;較肥沃的山區(qū)和黃土丘陵可采用2 m% 3 m、3 m % 3 m; 土質(zhì)深厚、肥沃的地方可采用3 m % 4 m 或4 m % 4 m。作為一種生態(tài)經(jīng)濟林樹種, 文冠果在生長過程中還要加強日常的栽培管理, 及時進行灌溉、施肥、中耕除草、越冬修剪、病蟲害防治等工作。對于病蟲害防治, 已有試驗研究結(jié)果表明, 宜采用正確的化學(xué)藥劑進行拌種以預(yù)防文冠果立枯病; 加強苗期管理, 及時中耕松土, 剪除病株, 可減輕黃化病的發(fā)生。

3 . 文冠果育種與栽培對策

文冠果作為一種具有很高開發(fā)利用價值的木本油料樹種已成為我國實施生物質(zhì)能源戰(zhàn)略的關(guān)鍵。國內(nèi)研究機構(gòu)和企業(yè)在研究利用文冠果提取生物柴油、藥物制劑及保健品技術(shù)方面十分活躍, 但由于文冠果良種選育和定向培育技術(shù)相對滯后, 已成為文冠果的開發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)化進程的瓶頸。因此為加速文冠果開發(fā)利用進程, 必須解決文冠果良種選育及豐產(chǎn)栽培技術(shù)方面的系列問題。

3. 1 . 存在問題

( 1) 種質(zhì)資源保護乏力, 致使資源流失嚴重。早期由于對文冠果的開發(fā)利用價值認識不足, 致使野生資源逐漸遭受破壞, 某些分布區(qū)的資源甚至消失殆盡, 已造成無法挽回的基因資源損失; 我國文冠果人工栽培歷史較短, 人工栽培熱潮出現(xiàn)在20 世紀70- 80 年代, 但由于政策及多方面因素的影響, 文冠果人工栽培林疏于管理和開發(fā), 大多損毀, 品種資源嚴重減少。這種局面一定程度上遲滯了文冠果產(chǎn)業(yè)開發(fā)的步伐。

( 2) 良種選育工作嚴重滯后, 良種不良。由于我國木本油料植物直到十五期間始受到足夠重視, 國內(nèi)開展良種選育工作的單位呈零星狀分布, 且研究計劃時常中斷, 致使良種選育工作具有相當?shù)木植啃院筒幌到y(tǒng)性, 良種應(yīng)用十分有限, 生產(chǎn)中基本上延續(xù)著不分品種, 有種就育苗,育苗就造林的模式, 產(chǎn)量極為低下, 良種優(yōu)勢無從體現(xiàn)。少量的選種亦僅局限在某些地區(qū), 育種手段較為匱乏, 目前文冠果育種總體上處于初級的優(yōu)株選擇育種水平, 尚十分缺乏優(yōu)良類型的選擇研究。

( 3) 引種具有相當?shù)拿つ啃浴Ｎ覈�文冠果分布疆域遼闊, 野生資源主要分布在黃土高原次生林區(qū), 陜西、甘肅、山西、青海、內(nèi)蒙古相對較多。應(yīng)該說, 生態(tài)適應(yīng)幅度的寬泛為文冠果的區(qū)域引種奠定了堅實的基礎(chǔ), 但大面積的引種栽培缺乏有計劃及嚴格的品種區(qū)域化試驗研究基礎(chǔ),增大了引種風(fēng)險, 有時導(dǎo)致引種失敗, 造成不應(yīng)該的損失。

( 4) 繁殖技術(shù)落后, 制約了產(chǎn)業(yè)化進程。目前生產(chǎn)上文冠果主要采用采種園采種育苗造林, 但文冠果子代分離現(xiàn)象嚴重, 播種苗的集約化栽培將會造成巨大的損失。然而文冠果無性繁殖技術(shù)尚未取得實質(zhì)性進

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