造林树种苗木定向培育技术体系

造林树种苗木定向培育技术体系

目前，关于定向培育的文献中，对定向培育的理解相对狭窄，通常只理解速生丰产工业木材的技术要求，很少有关于苗木培养的文章。近年来，随着造林阶段的加快，山地、偏远、石质山、干旱地区、贫瘠、寒冷等布局条件差的造林比例增加，苗木抗逆性要求不断提高。在过去，传统的育苗方法不考虑幼苗在哪里种植，而取决于苗的高度和直径是否能达到，不能适应生产发展的要求。特别是对苗木质量的评价和苗木栽培技术很少考虑造林国家的条件，缺乏准确的含义。在中国，尤其是，造林部门很少干预苗木的质量，负责苗木的苗圃也不了解造林的当地条件，导致苗木的种植和造林严重分离。由于不同的造林条件和不同质量的幼苗的适应性，双方合作不太顺利，严重影响造林活动的生存和人工林的生长。要解决这一问题，必须从根本上改变目前苗木培育盲目性的不足，吸收人工造林的本质。结合几年的研究、实践和思考，我们认为幼苗也应该进行定向培训。1苗木定向培育的概念和理论依据1.1苗木定向培育技术.在造林根据多年来从事苗木培育的研究实践,我们认为苗木定向培育,是指苗圃根据造林地立地条件主要限制因子对苗木的要求,在苗木培育过程中采取相应调控技术措施,使苗木在形态、生理及活力等方面满足造林需要,做到适地适苗造林.实施苗木定向培育技术,有针对性地为干旱、盐碱、高寒等地区培育相应抗旱、抗盐、抗寒性较强的苗木,并将苗木活力保护技术和理念广泛推广到生产第一线,这对于困难立地条件下提高造林成活率、保存率,加快植被恢复具有重要意义.1.2积极调控时代苗木定向培育的必要性现行的苗木质量评估只是对已生产的成苗进行质量评价,指导个体或批量淘汰,这显然是质量管理中的一种消极对策.考虑到苗木质量是苗圃整个培育时期对所受培育条件和措施的集中反映,且各发育阶段又有因果关系,所以有可能在苗木生产全过程中,通过环境及培育技术调控苗木生理和形态,实现生产生理一致的高质量苗木的理想.借用工业生产中分工序地全面进行质量管理,这种做法也可称之为苗木质量分阶段目标管理,从而使苗木质量评价由消极检验进入积极调控的时代.美国一些林学家已提出目标苗木(targetseedling)概念,所谓目标苗木,是指以保证造林成功为目的,将苗木在形态、生理等多方面的特性以数量化的形式与保证造林成功联系起来,只要苗圃能根据用户的要求(即造林地立地条件)生产出相应规格的苗木,造林成功就有较大的保障国内外研究表明,苗木具有可塑性,不同育苗技术措施如水分胁迫处理、施肥、生长抑制剂、菌根菌、光周期等,培育的苗木,在形态、生理、活力、抗性及造林成活率等各方面均存在较大差异.如在夏末周期性地给苗木造成一定程度的水分胁迫,有助于苗木木质化,形成顶芽,从而进入抗性较强的休眠状态,增强抗性.又如同样是1年生苗,容器苗的抗旱能力就远远大于裸根苗.造林时如苗木选择不当,不仅会影响适地适树的效果,甚至使造林失败.适地适苗总之,同人工林定向培育一样,苗木定向培育是根据造林地立地条件的要求,苗圃制定出苗木生产周期内不同生长发育阶段所必需的经营管理措施,通过不断观测苗木的反应,及时调整培育条件,保证实现目标要求.可见,目标苗木与适地适苗一起成为苗木定向培育形成的理论依据.苗木定向培育是可行的,它从根本上改变了苗木培育与造林相脱节的状况.2苗木定向培育技术体系根据我国目前造林任务的情况,困难立地造林成为今后造林工作的一个主要方面,所以,以困难立地条件造林用苗木为目标,针对干旱、盐碱、寒冷等情况,建立培育抗旱、抗盐、抗寒苗木的调控技术,形成苗木定向化培育体系,为生产上选择有效控制苗木抗逆性的培育技术提供重要依据,对于自然条件恶劣的地区提高造林成功率具有重要意义.2.1苗木定向培育的必要性植物在生长过程中会受到各种环境胁迫,如干旱、低温、盐碱、贫瘠等,经过长期进化,植物形成了不同的适应胁迫机制,这种适应机制不仅存在于种间,同一植物的不同品种、种源、无性系等对环境胁迫适应机制也存在差异,这为通过抗性基因型选择、种源选择等,培育抗性较强的苗木提供了可能.20多年来,我国各地进行了大规模的种源试验和种子区划试验研究,涉及树种10多个.研究发现,同一树种由于地理起源不同,其生长特点、适应能力存在着明显的变异苗木定向培育除了遵循适地适苗原则外,还要做到适地适种源,进行良种选育.同一树种由于长期处于不同的自然环境条件下,必然形成适应当地条件的遗传特性和地理变异,如造林地条件与种源地条件差异太大,会出现林木生长不良,甚至全部死亡的现象.苗木定向培育,尤其是抗逆性苗木的培育,是建立在基因型选择、抗性种源选择,甚至是抗性无性系选择的基础上的,因为培育技术措施的调控是有一定限度的,是在相同抗性基因的基础上来增强苗木抗性.2.2乌种子处理技术种子处理的方法很多,常规的有温水浸种、低温层积催芽、变温处理等.近年来,种子处理技术有了一些新发展.如:①应用植物激素和生长调节剂.据目前研究成果,能有效解除休眠的激素和生长调节剂有:赤霉素、激动素、乙烯利、壳梭孢素、吲哚乙酸等,如赤霉素可以打破乌桕种子的休眠,具有代替低温促进酸性磷酸脂酶活性的作用2.32.3.1苗木生长和施肥许多研究表明,养分对苗木的抗逆性有重要影响.主要包括:渗透调节的大小和变化过程、可溶性糖的积累、脯氨酸的积累、叶片厚度的变化、根系生长和水分利用效率等现在国内外学者开展了随苗木生长速度由慢到快变化规律,逐步提高有效元素施用量的指数施肥研究近年来,国内外在苗木施肥方面进行了新的探索,DriesscheR.V.D.2.3.2对苗木抗旱性的影响水分是苗木培育过程中的一个重要因子.灌溉的重要性更多地反映在对苗木生理状况的调节上,对苗木质量及抗逆性有一定的影响.许多研究表明,苗木不断受到干旱周期的作用,能够增强苗木造林后的抗旱性及其成活率根生长潜力(RGP)与抗逆性相关,是鉴定苗木质量的一个重要指标.水分胁迫处理可显著提高苗木的RGP2.3.3激素类物质目前,林业育苗上常用的生长调节剂有ABT生根粉、赤霉素(CA)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)、激素类叶面肥等.主要应用于扦插育苗和苗木移栽等方面.而苗木培育中研究和应用的激素类物质主要是植物生长抑制剂和延缓剂在提高苗木抗旱性方面的作用,包括ABA(脱落酸)、CCC(矮壮素)、比久(B9)、多效唑、整形素等.它们的功能主要是①关闭气孔,减少蒸腾失水;②调节水分平衡,以增强作物的抗旱性;③在干旱条件下,用它们处理苗木能限制植物高生长,促进径向生长,根量增多,茎/根比低、叶形小而厚,叶片细胞变小,细胞层数增加,从而有利于稳定质膜透性和提高地上部分的持水能力适宜激素浓度对苗木生长有着极大的促进作用,能显著提高插穗生根能力.Simpsonm2.3.4苗木抗逆性生物调控技术在苗木培育过程中应用生物制剂,目前国内外已进行了一些研究,并取得了明显的效果.林业上应用较多的生物制剂主要是菌根.研究表明,接种菌根的苗木质量高,抗逆性强,在干旱地区能提高造林成活率我国近年来,在外生菌根应用技术上取得明显的进展,尤其是中国林业科学研究院研制开发了彩色豆马勃(Pt)菌根制剂,并形成了规模化生产,创造性地提出了截根菌根化育苗造林技术,取得了明显成效.研究表明,截根与人工接种优良的营养菌根制剂相结合的方法促进了菌根真菌早期定植,加速菌根真菌的主要传染和菌根的形成.这种截根菌根化技术已成功应用于马尾松、湿地松、火炬松等树种的育苗上2.3.5抗育苗机械调节技术2.3.5.苗木密度调控密度是制约苗木生长发育的重要因素之一,不同密度处理对苗高、根、茎、叶的生长影响不同.密度小,根茎生长快,根系数量多而且粗;密度大,苗木根茎细,而且根长,根系数量少,同时对将来造林后根的伸长产生影响,不利于苗木的抗旱性.据新西兰一项研究,测定了不同密度1年生辐射松苗木RGP,结果新根数量和总长度随密度降低而增加,并且生根力强,低密度条件下培育的苗木,在造林两年后具有更好的生长和存活表现.目前,育苗密度对苗木生理状况及抗性的影响的研究还不多,有待于进一步的研究.2.3.5.干旱锻炼可增强抗旱性早在20世纪60年代,苏联学者金杰里就提出了种子抗旱锻炼处理方法.研究表明,干旱锻炼的植株再度受旱时表现为叶片原生质粘度降低,抗逆能力增强,水的通透性增大,并认为经干旱锻炼的种子在播前处理中的一些代谢反应可以被保留下来,播后能加快成苗速度和出苗的整齐度.这一方法的有效性已为一些试验所证实.在美国,有人报道了种子干旱锻炼可增强幼苗抗旱性,促进提早成苗的效应2.3.5.不同断根处理对南方松苗断根的影响在苗木培育措施方面,采用不同的方法来改变根系的生长是一个重要方面.对于根系处理,主要有两种方法:截根(undercutting)和扭根(wrenching)美国学者对以培养1年生的裸根苗为主的南方松苗的断根研究表明,断根处理只轻微引起根生长量的减少,却显著降低苗木高度,减少叶生物量,提早封顶,改善苗木地上/地下部的比例2.3.5.采用短光照长调控苗高控制光周期对改善苗木质量具有重要作用.光周期处理的苗木株高稍有降低,根茎粗度增加,地上部干重减少,根系干重增加,苗木质量明显提高.在加拿大,采用缩短日照长度调控苗高,诱导顶芽形成、休眠和提高越冬能力已成为云杉(3幼苗活力保护与管理技术3.1对苗木生长的能力苗木活力是苗木栽植在特定(最适)环境条件下成活和生长的能力.把根生长潜力另外,齐明聪探索用不同生理手段预测苗木活力3.2苗木活力的保护苗木活力保护主要是指从苗木被起出后至造林栽植这段时间的保护问题,这时苗木保护工作的好坏,直接影响到造林后苗木的成活与生长.然而,在生产实践中这确实是一个薄弱的环节,可以说这也是我国有些地区造林成活率不高的一个主要原因.因此,在苗木定向培育过程中,采取正确有效的技术措施保护苗木的活力至关重要,使苗木在形态、生理及活力等方面满足造林需要.20世纪70年代以来,国内外学者对起苗后的苗木水分生理、根系生理、贮藏期间的生理活动等内容进行了深入研究,为苗木活力的保护提供了理论依据.如寇纪烈的研究表明,影响苗木质量的主要因素是苗木水分,起苗后失水最多的是细根,因此保护好细根是造林成功的关键4苗木定向培育技术1)苗木定向培育其目的是为了从根本上改变苗木培育与造林相脱节的状况,是对传统苗木生产技术与新技术新成果的一次全面整合,由过去的苗木培育技术以形态标准为导向,转变为以立地条件主要限制因子对苗木的要求为导向,通过苗木抗逆性调控技术,定向培育适合各种困难立地条件造林苗木.2)以困难立地条件下造林为目标,通过不同育苗技术措施,将苗木抗逆性与育苗措施紧密结合起来,在了解苗木抗逆性形成的机理基础上,为生产上提供了选择有效控制苗木抗逆性的培养技术.苗木定向培育技术有待于进一步深入系统地研究和探索,适地适苗反映了苗木质量的生态相对性,应根据不同造林地立地条件、不同树种、不同苗木类型、不同培育目标等.定向培育技术也是不同,不能用一个或几个固定模式去培育不同目标类型的苗木.要将适地适苗原则贯彻于苗木培育整个过程,使苗木从形态和生理活性及抗逆性等在栽植后能朝着人们所要求的方向发展.要深入研究影响苗木活力及抗逆性的生理学机制和能控制形态