杉木種子園人工控制授粉雜交培育現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

方丹

摘 要：目前我國(guó)南方地區(qū)杉木種子園發(fā)展十分迅猛，杉木人工控制授粉雜交培育也成為杉木產(chǎn)業(yè)中最受人關(guān)注的話題。本文主要探究當(dāng)前我國(guó)杉木種子園人工控制授粉雜交培育的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，并提出杉木人工授粉雜交培育的技術(shù)措施，以供相關(guān)從業(yè)人員參考。

關(guān)鍵詞：杉木種子園;人工控制授粉;雜交培育;現(xiàn)狀;問(wèn)題

杉木是我國(guó)南方重要的木材品種，在我國(guó)南方17個(gè)省市自治區(qū)都有廣泛的種植培育，尤其是廣西，杉木是主要栽培樹(shù)種之一。杉木具備生長(zhǎng)速度快，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，杉樹(shù)產(chǎn)業(yè)是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。但在杉木良種培育方面，雖然不少地區(qū)選用良種相繼開(kāi)發(fā)了杉木種子園，但由于人工授粉技術(shù)尚有欠缺加之市場(chǎng)對(duì)杉木良種需求較大，導(dǎo)致杉木種子園仍然無(wú)法滿(mǎn)足杉木良種供給需求，在一定程度上影響了我國(guó)南方杉木產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

一、杉木種子園人工控制授粉雜交培育現(xiàn)狀以及實(shí)施問(wèn)題

1.杉木種樹(shù)人工授粉雜交培育存在困難

杉木母樹(shù)主干強(qiáng)，側(cè)枝弱，這對(duì)人工控制授粉雜交會(huì)帶來(lái)一定的困難和危險(xiǎn)。相較于盤(pán)冠的杉樹(shù)母樹(shù)，雖然其具備采種方便的特點(diǎn)，但其種子數(shù)量較少，產(chǎn)量較低，而正冠的杉樹(shù)母樹(shù)雖然種子產(chǎn)量高，但其矮化現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)樹(shù)冠上層具有一層較厚重的結(jié)實(shí)層，這會(huì)增加杉木種子園的人工授粉雜交培育的成本，從而降低育種效益。

2.良種培育目標(biāo)單一，市場(chǎng)適應(yīng)力較差

長(zhǎng)期以來(lái)，杉木木材主要被應(yīng)用在建筑建材領(lǐng)域，當(dāng)傳統(tǒng)杉木建筑木材的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化時(shí)，因杉木在其他領(lǐng)域的應(yīng)用較少以及對(duì)杉木的相關(guān)研究不足，導(dǎo)致杉木的良種培育單一，嚴(yán)重影響了杉木產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。杉木作為一種長(zhǎng)纖維的針葉樹(shù)種，不但在建筑用材方面屬于一種良好的建筑材料，同時(shí)也適用于家具制造，裝飾材料以及造紙?jiān)系?。因此，杉木種子園有必要開(kāi)展多樣性的人工授粉雜交培育，以適應(yīng)市場(chǎng)的不斷變化的需求。

3.人工控制授粉雜交培育種子品質(zhì)不穩(wěn)定

根據(jù)廣西地區(qū)的杉木種子園生產(chǎn)實(shí)踐表明，杉木種子園人工控制授粉進(jìn)行雜交培育，不僅能夠培育良種，同時(shí)還能讓杉木種子顯著增產(chǎn)。但就目前而言，廣西地區(qū)2代杉木種子園的人工控制授粉技術(shù)還處于不斷完善階段，部分種子園杉木種子產(chǎn)量較低，產(chǎn)種量難以適應(yīng)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的實(shí)際需求。此外，杉木種子園由于生產(chǎn)條件、人工控制授粉技術(shù)等因素限制，存在杉木生產(chǎn)地種子播種質(zhì)量差，澀粒多等問(wèn)題。而且此類(lèi)種子數(shù)量占比種子總量約在40%～60%，在廣西建成的杉木種子園中，2代種子園僅有34.2%，根本無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

4.杉木種子遺傳基因資源的相關(guān)研究工作進(jìn)展緩慢

杉木種子園在人工控制授粉雜交培育的過(guò)程中，需要研究大量的杉木種類(lèi)，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)林驗(yàn)證杉木種子雜交培育的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而完成對(duì)杉木種子的培育，并將杉木種子相關(guān)研究材料和數(shù)據(jù)，在杉木種子基因資源中加以保存。而目前廣西地區(qū)在杉木種子雜交選育方面的研究還有待提升，有關(guān)杉木無(wú)性系的杉木種子生長(zhǎng)習(xí)性、材性以及適應(yīng)能力等評(píng)價(jià)還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，不斷推進(jìn)廣西地區(qū)杉木種子園人工控制授粉以及雜交培育等工作，促進(jìn)杉木樹(shù)種推陳出新，發(fā)揮杉木種子園的經(jīng)濟(jì)效益。

5.雜交育種組合數(shù)量龐大，耗時(shí)長(zhǎng)久

以融水縣國(guó)營(yíng)貝江河林場(chǎng)為例，紅心杉專(zhuān)營(yíng)種子園配置的無(wú)性系有90個(gè)，完成一個(gè)輪回雜交組合有16110個(gè);糠杉專(zhuān)營(yíng)種子園配置的無(wú)性系有90個(gè)，完成一個(gè)輪回雜交組合有16110個(gè);二代園園配置的無(wú)性系有95個(gè)，完成一個(gè)輪回雜交組合有17955個(gè);三代園無(wú)性系有40個(gè)，完成一個(gè)輪回雜交組合有3160個(gè)。2019年累計(jì)完成了320個(gè)雜交組合，是歷年來(lái)最多的一年。按照這個(gè)速度，要100多年才能完成一個(gè)輪回。目前完成的雜交組合里，有可能漏掉了最佳組合。

二、杉木種子園人工控制授粉雜交培育的技術(shù)措施

1.杉木種子人工控制授粉雜交培育的準(zhǔn)備工作

杉木作為雌雄同株異花的樹(shù)種，在進(jìn)行人工控制授粉過(guò)程中通常不需要去除雄花株。但是為了確保杉木種子的雜交培育質(zhì)量，在進(jìn)行雜交前需要在杉木雄花末散粉，雌花未開(kāi)苞之前完成套袋操作。同時(shí)為確保杉木雌蕊具備良好的生長(zhǎng)條件，隔離袋要選用透明材料來(lái)制作，通常選擇硫酸紙，確保杉木雌蕊的光照充足，透氣性良好。杉木在人工控制授粉前，對(duì)雌花套袋通常選擇3朵一袋，套袋時(shí)要注意袋口要綁縛在木質(zhì)老枝上，袋口利用棉花或報(bào)紙等物墊襯，避免因捆扎套袋破裂導(dǎo)致花粉受到污染，也可以有效避免外來(lái)花粉進(jìn)入袋內(nèi)，影響杉木人工控制授粉的雜交培育效果。此外，針對(duì)隔離袋內(nèi)部空間要做好調(diào)整，避免雌花蕊緊靠袋壁，可以有效防止雌蕊被陽(yáng)光灼傷，提高杉木人工控制授粉的成功率。

2.杉木種子人工控制授粉雜交培育花粉處理

杉木人工控制授粉在采集花粉的時(shí)間上至關(guān)重要，由于杉木雌花在自然釋放的時(shí)間內(nèi)可授期花粉留存時(shí)間較短，因此需要在杉木雄花苞葉散開(kāi)時(shí)進(jìn)行花粉收集，為人工授粉預(yù)留足夠時(shí)間。杉木成熟花粉一般為扁球形，內(nèi)外兩層壁，外壁相對(duì)較厚且表面多褶皺，中間部位有乳狀突起，為花粉萌發(fā)孔。內(nèi)壁相對(duì)較薄，壁面附著一層清晰的細(xì)胞質(zhì)和被許多粉末狀物質(zhì)包裹的細(xì)胞核?；ǚ鄄杉戤吅螅枰⒓刺幚?，否則花粉中儲(chǔ)藏的養(yǎng)分容易在呼吸作用下被消耗殆盡，最終導(dǎo)致花粉衰敗直至死亡。

3.杉木種子人工控制授粉雜交培育的操作方法

在人工控制授粉階段，應(yīng)選擇雌花花苞張開(kāi)大半，胚珠具有明顯光亮的時(shí)期最為合適，時(shí)間選擇上要以一天中的清晨最為合適，早晨氣流相對(duì)較穩(wěn)定，進(jìn)行人工雜交授粉可以有效避免花粉污染。授粉過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)杉木種質(zhì)資源配置圖，找到雜交母本植株以及父本花粉進(jìn)行人工授粉，為確保人工授粉成功率，授粉次數(shù)最好保持2～3次，每次授粉時(shí)間間隔2～3d，這樣不僅能夠有效確保授粉成功率，還能提升杉木發(fā)芽率。人工授粉操作可以使用注射器完成，將花粉裝入注射器中，插入花粉隔離袋內(nèi)，花粉注射器對(duì)準(zhǔn)雌花花蕊注射，花粉注射完畢后做好隔離袋密封工作。每株杉木人工授粉完畢后應(yīng)做好標(biāo)記，授粉操作人員做好消毒處理后，在開(kāi)展下一株杉木人工授粉操作，確保不會(huì)造成花粉污染。人工授粉完成后，要重視解袋工作，在杉木雌花蕊沒(méi)有完全閉合前解開(kāi)套袋，避免影響杉木種子正常生長(zhǎng)發(fā)育。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，杉木種子園人工授粉雜交培育良種杉木過(guò)程中，針對(duì)目前杉木良種培育單一，杉木種子遺傳基因進(jìn)展緩慢以及杉木種子品質(zhì)較差等問(wèn)題，相關(guān)研究人員應(yīng)運(yùn)用科學(xué)的人工授粉技術(shù)措施，不斷提高杉木種子園人工授粉雜交培育質(zhì)量與數(shù)量，提高人工授粉成功率，結(jié)合當(dāng)?shù)厣寄旧a(chǎn)實(shí)際，開(kāi)發(fā)更加優(yōu)質(zhì)的杉木品種，使杉木在更多的領(lǐng)域得到有效利用，從而促進(jìn)地區(qū)杉木產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]林源華.杉木雜交授粉技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015，21（12）：91-92.

[2]胡德活，韋如萍，王潤(rùn)輝，等.杉木控制授粉子代雜種優(yōu)勢(shì)分析[J].林業(yè)與環(huán)境科學(xué)，2010，26（4）：1-6.

[3]李文鈿，奇文清，成小飛，等.杉木與柳杉人工雜交種子發(fā)育的軟X-射線判斷及種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的觀察（英文）[J].植物學(xué)報(bào)（英文版），1999，41（7）：690-694.

[4]高智慧，史忠禮，朱治平，等.人工授粉對(duì)杉木種子發(fā)芽、形態(tài)及生物大分子的影響[J].浙江林業(yè)科技，1996（4）：15-17.

[5]唐文，姚吉霞，鄧蔭偉，etal.杉木種子園人工輔助授粉試驗(yàn)研究[J].園藝與種苗，2016（11）：26-29.