恩施市銅盆水林場國家杉木良種基地種子園建設(shè)現(xiàn)狀及對策

于玉華，饒邦堂，楊圣芳，肖玉軍，吳承楚

（1.恩施市林業(yè)局，湖北恩施 445000；2.恩施市國有銅盆水林場，湖北恩施 445026）

湖北省恩施市國有銅盆水林場地處武陵山脈分支，地理坐標(biāo)為東經(jīng)109°21′～109°23′，北緯30°19′～30°22′。毗鄰滬渝、銀白高速公路、宜萬鐵路、恩施機場，距高速公路入口11 km、宜萬鐵路恩施站15 km、恩施機場13 km、恩施城區(qū)33 km，國道318線穿場而過，交通十分便利。銅盆水林場地處中山，海拔在800～1 700 m 之間，境內(nèi)地形地貌呈西低東高，北低南高；地勢平緩，坡度10°～25°；氣候溫和，陽光充足，雨量充沛，屬典型的北亞熱帶氣候；年平均氣溫12.9～14.5 ℃，月平均最高氣溫21～25 ℃，最低氣溫0.3～3.3 ℃，全年無霜期180～245 d，日照時數(shù)1 200～1 400 h，相對濕度80%～88%，年降雨量1 200～2 000 mm，冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑、雨多風(fēng)小、春遲秋早[2]。其氣候的垂直變化十分明顯，具有區(qū)域小氣候特色。土壤有黃壤和黃棕壤2 種土壤，I、II類地占70%，III、IV類地占30%；pH值為5.5～6.5，土層厚50～80 cm，立地質(zhì)量等級2～3 級，肥力中等[2]。植被類型主要為常綠針葉林，適宜培育以杉木、柳杉為主的用材林和馬褂木、香樟、楠木、桂花等鄉(xiāng)土珍貴樹種。

林木種子園是由優(yōu)樹無性系或家系按營建設(shè)計要求，實現(xiàn)集約經(jīng)營，以生產(chǎn)遺傳品質(zhì)和播種品質(zhì)優(yōu)良的林木良種為目的的特種人工林[1]。恩施市銅盆水林場在種子園的建園材料選擇、園址選擇、無性系配置、栽植密度、嫁接方法和種子園的經(jīng)營管理等方面做了大量的研究和探索，包括去劣留優(yōu)疏伐、人工輔助授粉、樹體截干矮化、測土配方施肥，生長調(diào)節(jié)劑促進開花結(jié)實、病蟲害防治等，并取得了顯著成效。為給武陵山區(qū)杉木種子園的建設(shè)與發(fā)展提供參考，本文通過調(diào)查分析銅盆水林場36年杉木種子園的建設(shè)現(xiàn)狀、主要成效及存在問題，并提出了一些發(fā)展建議。

1 現(xiàn)狀與成效

1.1 建設(shè)現(xiàn)狀

銅盆水林場國家杉木良種基地（以下簡稱杉木良種基地）已建成種子園采種區(qū)82.7 hm2，分1 代種子園和2 代種子園。建成子代測定林20 hm2。2009 年1月，被原國家林業(yè)局（現(xiàn)為國家林業(yè)和草原局）確定為國家重點林木良種基地。2011年12月，杉木良種基地種子園生產(chǎn)的種子，于2011年湖北省林木良種審定委員會審定為良種[證書號：鄂S-CSO(1)-CL-001-2011]，適宜推廣生態(tài)區(qū)域為湖北省杉木適生區(qū)[2]。2018年11月，申請注冊了“金銅杉”林木良種商標(biāo)。

1.1.1 杉木第1代種子園

杉木第1 代種子園于1987 年開工建設(shè)。從湖北、湖南、四川、福建、廣西、廣東、江西、貴州、云南、重慶10 ?。ㄊ校┦占?44 個無性系建立采穗圃6 hm2，通過逐年調(diào)查和表型選擇，以及結(jié)實情況、球果類型、開裂早遲等多項調(diào)查分析，選擇出117 個無性系入選初級種子園采種區(qū)，株行距4 m×4 m、4 m×5 m 兩種規(guī)格，采用隨機區(qū)組排列或順序錯位排列[2]。1代種子園現(xiàn)有采種區(qū)59.9 hm2，分為4個大區(qū)28個小區(qū)，于1987—1994 年建立。其中，第Ⅰ大區(qū)面積29.7 hm2，第Ⅱ大區(qū)面積6.4 hm2，第Ⅲ大區(qū)面積16.5 hm2，第Ⅳ大區(qū)面積7.3 hm2[2]。入選的158 個無性系中，湖南、湖北、廣西、四川、福建、江西、貴州、云南分別有50、16、21、28、9、17、16、1 個。種子園平均樹高18.8 m，平均胸徑29.2 cm，平均冠幅5.6 m，郁閉度0.90。

1.1.2 杉木第2代種子園

杉木2 代種子園采種區(qū)22.8 hm2，分別于1994、2006、2018 年建成。1）1994 年營建2 代種子園10 hm2，分1 個大區(qū)6 個小區(qū)。株行距4 m×5 m，采用隨機區(qū)組排列。使用無性系41 個，其中湖南、湖北、廣西、四川、福建、江西、貴州分別有9、8、2、7、2、2、11 個?，F(xiàn)平均樹高20.2 m，平均胸徑31.4 cm，平均冠幅6.1 m，郁閉度0.90。2）2006 年營建2 代種子園6.1 hm2，分為2 個大區(qū)4 個小區(qū)，其中第Ⅰ大區(qū)面積3.1 hm2，第Ⅱ大區(qū)面積3 hm2。株行距4 m×5 m，采用隨機區(qū)組排列。使用無性系70個，其中在湖南合同、廣西西山、四川鄰水、貴州錦屏4 省引進無性系34個，在本場子代測定林中選優(yōu)良家系的優(yōu)良單株36個。入選的70 個無性系中，湖南、湖北、廣西、四川、福建、江西、貴州、云南、廣東分別有9、12、10、15、8、7、7、1、1 個。現(xiàn)控制母樹樹高11.0 m，平均胸徑18.4 cm，平均冠幅4.5 m，郁閉度0.80。3）2018 年營建2 代種子園6.7 hm2，分為1 個大區(qū)2 個小區(qū)，其中第Ⅰ大區(qū)面積3.4 hm2，第Ⅱ大區(qū)面積3.3 hm2。株行距5 m×5 m，采用隨機區(qū)組排列。使用無性系50個，其中在湖北陽新七峰山林場引進無性系15個，在本場子代測定林中選優(yōu)良家系的優(yōu)良單株35個。入選的50個無性系中，湖南有16個、湖北10個、四川9 個、重慶8 個、貴州7 個?，F(xiàn)控制母樹樹高3.0 m，平均胸徑5.4 cm，平均冠幅2.1 m，郁閉度0.50。

1.1.3 杉木子代測定林

子代測定林20 hm2，包括慶坪片13.4 hm2、銅盆水片沙子門4.5 hm2、黃林坡2.1 hm2，分別于1991、1997、2007 和2015 年建成。1）1991 年在銅盆水林場慶坪片營建4.7 hm2，用家系54 個，株行距1.7 m×1.7 m，現(xiàn)平均樹高20.0 m，平均胸徑21.5 cm。2）1997 年在銅盆水林場慶坪片營建8.7 hm2，用家系104個，株行距1.7 m×1.7 m，現(xiàn)平均樹高18.1 m，平均胸徑19.4 cm。3）2007 年在本場2 代種子園中采集30 個家系進行繁育，在銅盆水林場沙子門營建子代測定林4.5 hm2，株行距2 m×2 m，現(xiàn)平均樹高15.0 m，平均胸徑16.6 cm。4）2015 年用福建3 代種子園種子64 個家系營建子代測定林2.1 hm2，株行距2 m×2 m，現(xiàn)平均樹高8.50 m，平均胸徑9.1 cm。銅盆水林場每年對子代測定林都進行了形質(zhì)、生長量等調(diào)查觀測，獲得了一系列相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析[2]。

1.2 主要成效

1.2.1 生產(chǎn)條件日益改善

杉木良種基地購置電腦、掃描儀、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、彩色打印機等檔案信息管理設(shè)備；有黑光燈、噴藥機等病蟲害防治設(shè)備；有激光測距測高儀、森林羅盤儀、土壤養(yǎng)分測試儀等調(diào)查儀器設(shè)備；有鋁合金伸縮梯、高枝剪等采種設(shè)備；有智能光照箱、智能水分測定儀、電子數(shù)粒儀、電子天平等檢驗設(shè)備。有電教室、實驗室、培訓(xùn)室、會議室等辦公用房。硬件設(shè)施的不斷加強，極大改善了生產(chǎn)條件，工作開展更加方便和科學(xué)，提高了工作效率。

1.2.2 種子質(zhì)量穩(wěn)步提高

種子園通過除雜撫育，解決了采種母樹與其他植物之間對水、肥、氣、熱、光的競爭，保證采種母樹不受非目的樹種或草本植物的抑制；通過去劣疏伐、截干矮化、整形修剪，改善光照條件，保證樹冠透氣通風(fēng)，利于結(jié)種和采摘；通過測土配方和堆肥，改善種子園水肥狀況，提高種子產(chǎn)量；通過人工輔助授粉、激素和環(huán)割，加大優(yōu)樹的雜交概率和刺激花芽分化，進一步提高良種品質(zhì)和促進開花結(jié)實；加強病蟲害防治，有效降低球果受害率，保證種子穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)?，F(xiàn)種子園球果產(chǎn)量平均可達750 kg·hm-2。杉木良種基地種子球果出籽率5.6%～6.1%，種子純度96%～97%，千粒重為15.3～18.4 g，實驗室發(fā)芽率54%～73%，與普通球果相比，種子質(zhì)量穩(wěn)步提高。

1.2.3 良種貢獻率明顯加大

經(jīng)多年多點試驗，杉木良種基地良種遺傳增益21%。截至2022年底，種子園累計生產(chǎn)良種33 000 kg，育苗220 hm2，培育苗木3.5 億株，造林11 萬hm2，以25 年為一個輪伐期，可增加木材500 萬m3，增加產(chǎn)值50 億元，取得了顯著的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

1.2.4 種質(zhì)資源有效保護

杉木良種基地在福建、湖南、廣西、江西、四川、重慶等10 省（市）收集國內(nèi)杉木種質(zhì)資源982份，保存優(yōu)良家系66 個、優(yōu)良單株3 300 個。這些資源是不可復(fù)制的珍貴材料，堪稱無價之寶。為更加有效保護基地林木種質(zhì)資源，杉木良種基地對收集的種質(zhì)資源均已掛牌登記。

1.2.5 科研支撐能力不斷加強

在抓好杉木良種基地建設(shè)的同時，開展了系列技術(shù)研究。近10 年，支撐完成科研項目5 項，其中省部級項目3 項。結(jié)合種子園改建升級，完成論文《杉木無性系初級種子園去劣疏伐效果分析》在《中國農(nóng)村小康科技》發(fā)表。依據(jù)子代林測定數(shù)據(jù)，完成論文《杉木優(yōu)良家系子代測定林研究初報》在《湖北林業(yè)科技》發(fā)表。對靖縣45-4、靖縣20-5、錦屏47、柳地223 進行了全雙列交配實驗，完成論文《杉木親本的遺傳效應(yīng)分析》在《中國農(nóng)村小康科技》發(fā)表，選出了靖縣45-4×靖縣20-5、柳地223×錦屏47、靖縣20-5×柳地223、柳地223×靖縣45-4 等4 個優(yōu)良組合。提高種子園產(chǎn)量和品質(zhì)，完成論文《恩施市銅盆水林場國家杉木良種基地種子園產(chǎn)量及品質(zhì)提升措施》在《南方農(nóng)業(yè)》發(fā)表。結(jié)合種子園建園，“杉木產(chǎn)地種子園的營建技術(shù)”獲恩施州、市科技進步一等獎。加強林木遺傳育種選育、改良、培育工作，成果《湖北省杉木遺傳改良及人工林培育技術(shù)研究》獲得湖北省人民政府科技進步三等獎。

2 存在的問題

2.1 樹齡老化問題突出

許忠坤等對湖南省攸縣35.8 hm2杉木初級種子園25 年的產(chǎn)種量逐年進行了分析研究，發(fā)現(xiàn)杉木種子園第4 年開始進入盛果期，第7 年達到最大值，16 年后開始逐年下降[3]。銅盆水林場在1991—2006 年間共營建杉木種子園采種區(qū)76 hm2，占杉木良種基地總面積的91.9%。截至目前，這些種子園年齡都在26 年以上，遠遠超過種子盛產(chǎn)期，結(jié)實量明顯下降。為追求最大利潤，當(dāng)年種子園建設(shè)的總體思路是，既保證種子園建設(shè)的順利進行，又保證種子園無性系作為木材能夠利用[2]。然而，經(jīng)過“無約束”的生長，目前平均樹高已達20 m 左右，加之杉木果實主要分布在樹冠中上部，采種十分困難，導(dǎo)致種子無法全部采收[2]。

2.2 人才匱乏，技術(shù)力量薄弱

1）人員年齡老化問題嚴(yán)重。林場在編在崗10人，其中管理崗2 人，專技崗5 人，工勤崗3 人。專技崗5人中，50～55 歲3 人，56 歲以上2 人。20 年來，銅盆水林場沒有招收過1 名林業(yè)專業(yè)大學(xué)生，真正能負擔(dān)起林木遺傳育種專業(yè)的技術(shù)人員已經(jīng)到了青黃不接的狀態(tài)，成為銅盆水林場的痛點和種子園建設(shè)的隱形危機。2）知識老化問題突出。在當(dāng)今日新月異的信息時代，知識迭代更新的速度越來越快，傳統(tǒng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和知識體系不可避免地受到猛烈沖擊，稍有懈怠，就會落伍。銅盆水林場專業(yè)技術(shù)人員常常由于陷入具體的事務(wù)中，且處于相對封閉的狀態(tài)，使得專業(yè)技術(shù)人員忽視了新知識的不斷補充和提高。暴露出科學(xué)知識、實踐技能、發(fā)展理念與現(xiàn)代種子園建設(shè)要求相比差距太大，不相匹配。

2.3 建設(shè)水平低，升級換代慢

2001 年以前，杉木良種基地種子園建設(shè)和經(jīng)營管理水平走在全國前列，得到國家、省、州、市林業(yè)主管部門和專家的一致好評。后在高世代種子園建設(shè)方面，沒有根據(jù)銅盆水林場實際制訂長期的育種策略和規(guī)劃，杉木良種基地建設(shè)的育種群體、基本群體、選擇群體、生產(chǎn)群體混淆不清，缺乏與交配、測試、評價等相關(guān)且行之有效的技術(shù)方案，導(dǎo)致種子園建設(shè)發(fā)展目標(biāo)不明、技術(shù)路線不清、保障措施不力，種子園建設(shè)和良種選育工作處于半停滯狀態(tài)。截至目前，種子園仍停留在第2 輪回育種階段，與湖南、廣西的第3輪回育種、福建的第4輪回育種等國內(nèi)先進良種基地建設(shè)水平相比，差距逐漸拉大。

2.4 建設(shè)成果得不到示范推廣

堅持科研面向生產(chǎn)，加快林業(yè)科技成果商品化、產(chǎn)業(yè)化的步伐，實行科技興林，是林業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的唯一選擇。杉木良種基地種子園的科技成果只有示范推廣，林業(yè)投入才會產(chǎn)生強大的指數(shù)效應(yīng)，使林業(yè)生產(chǎn)力得到質(zhì)的提高，使林業(yè)的快速發(fā)展建立在高質(zhì)量、高效益的堅實基礎(chǔ)之上，顯示出強大的生命力。湖北省已經(jīng)精準(zhǔn)滅荒，杉木造林無地可造。因為杉木周期長，經(jīng)濟效益不高，森林保護修復(fù)、森林質(zhì)量提升等項目多選用藥用樹種（如杜仲、厚樸、黃柏、油茶等）或經(jīng)濟林樹種（如核桃、獼猴桃、漆樹、山桐子等）。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人們更加注重園林景觀建設(shè)的應(yīng)用；既需要種植大量的綠植樹木，又需要種植彩葉樹種，以使整體景觀體現(xiàn)出良好的色彩基調(diào)，更好地提高人們的觀賞積極性。這就導(dǎo)致裸土覆綠項目多不營造杉木林，而選擇彩葉樹種（如銀杏、紅葉李、紅楓、金葉國槐、紫玉蘭等）。可見，杉木良種基地建設(shè)成果得不到示范推廣，在全面推動林業(yè)創(chuàng)新、服務(wù)林業(yè)生態(tài)建設(shè)、促進林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面的重要作用得不到充分發(fā)揮。

3 對策建議

3.1 加大高齡種子園利用力度

根據(jù)子代測定結(jié)果，對育種目標(biāo)有顯著表現(xiàn)的無性系進行分系采種、育苗、造林，充分發(fā)揮優(yōu)良無性系在國土綠化中的重要作用。對20 世紀(jì)90 年代初期營建的1代種子園，優(yōu)樹早已過了良種盛產(chǎn)期的年齡，鑒于完成了種子生產(chǎn)的歷史使命，在保存一定優(yōu)良基因的基礎(chǔ)上進行擇伐，有選擇地培養(yǎng)杉木大徑材。對早期營建的2 代種子園，由于仍然在營養(yǎng)生長期，在去劣留優(yōu)疏伐增加光照空間的基礎(chǔ)上，林下套種一些黃連、黨參等道地藥材，提高林地利用率，增加林業(yè)經(jīng)濟效益?？紤]銅盆水林場土地資源十分緊張的現(xiàn)實，選擇部分種子園大區(qū)，使用優(yōu)良無性系替換不結(jié)實、少結(jié)實、種子質(zhì)量差的無性系，進行集約化管理，提高種子園產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.2 加大第三代種子園建設(shè)力度

高世代種子園是經(jīng)過多世代的選擇和培育形成的，可以提高林木中優(yōu)良基因頻率，并組合出更能符合人們所需要的優(yōu)良基因型[4]。隨著種子園世代增加，改良效果能逐步提高，高世代種子園是今后的發(fā)展方向。1）在園址選擇上，盡量選擇地形開闊，四面光照充足，通風(fēng)和排水條件好，土層較深厚，肥力中等，立地質(zhì)量等級Ⅱ～Ⅲ級[2]，交通便利，海拔1 100 m左右的地塊。2）在建園材料的選擇上，依據(jù)子代測定林調(diào)查數(shù)據(jù)，通過后向選擇，選擇配合力高、木材品質(zhì)優(yōu)、抗逆性強、開花結(jié)實多的建園親本；通過前向選擇，選擇子代測定林中優(yōu)良家系的優(yōu)良單株，并考慮結(jié)實能力。同時，引進生態(tài)條件比較一致的湖南、重慶、四川等優(yōu)樹。3）在經(jīng)營管理上，保持與福建省林業(yè)科學(xué)研究院作為杉木良種基地的科技支撐單位，與鄭仁華教授級高工作為杉木良種基地的科技支撐專家。進一步加強與湖北民族大學(xué)、湖北林業(yè)科學(xué)研究院、湖北省林業(yè)科技推廣中心等科研院校的合作，在杉木種子園樹體矮化、整形修剪、病蟲害防治等關(guān)鍵技術(shù)上積極研究探索，努力提高種子園的遺傳增益。

3.3 加大樹種結(jié)構(gòu)調(diào)整力度

湖北省造林綠化一代接著一代干，現(xiàn)已精準(zhǔn)滅荒。實施的林業(yè)項目如低產(chǎn)林改造、石漠化治理、新一輪退耕還林、祼土覆綠多選用經(jīng)濟林或彩葉樹種，杉木良種的需求量正在減少，產(chǎn)能正在過剩，壓縮生產(chǎn)面積，擴大生產(chǎn)急需樹種面積，是擺在良種基地面前的又一任務(wù)。核桃作為世界“四大干果之一”，具有很強的適應(yīng)性，在恩施州分布很廣。近幾年來由于市場前景看好，利潤豐厚，核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，已成為當(dāng)前恩施發(fā)展林果業(yè)的主選樹種。但恩施的核桃品種選育尚在起步階段，至今沒有省級審定或認(rèn)定的核桃品種，選育一批品質(zhì)優(yōu)、豐產(chǎn)、穩(wěn)定、適應(yīng)性強、抗病性強的核桃品種，是擺在恩施面前的一個重要任務(wù)，銅盆水林場可以順勢而為。

3.4 加大專業(yè)人才培養(yǎng)力度

通過“走出去”方式，讓杉木良種基地技術(shù)人員到條件更好的良種基地學(xué)習(xí)考察，增長見識；派出技術(shù)人員參加各種專題技術(shù)培訓(xùn)班，培養(yǎng)一支能穩(wěn)定扎根于杉木良種基地并較好掌握現(xiàn)代林木遺傳育種知識的人才隊伍。推行技術(shù)人員到先進基地掛職鍛煉及崗位交流等工作模式，構(gòu)建梯次培養(yǎng)、有序銜接人才結(jié)構(gòu)。通過“請進來”的方式，爭取國家知名專家來杉木良種基地現(xiàn)場指導(dǎo)解決基地戰(zhàn)略問題、技術(shù)路線問題、育種技術(shù)問題。出臺優(yōu)惠政策，強化對高層次、高技能人才的引進工作，對引進的專業(yè)技術(shù)人才在福利待遇、職稱評定等方面予以充分保障。積極向有關(guān)部門爭取，將杉木良種基地納入高校畢業(yè)生“三支一扶”服務(wù)范圍。

3.5 加大建設(shè)資金籌措力度

用好中央財政林木良種繁育補助資金，加強杉木良種基地建設(shè)發(fā)展工作；捆綁恩施市林業(yè)項目資金，充分利用中央財政林業(yè)改革發(fā)展資金實施的中幼林撫育、低效林改造、林下種植、國家儲備林建設(shè)等林業(yè)項目，用于杉木良種基地種子園新建任務(wù)；爭取當(dāng)?shù)卣畬⒒鼗A(chǔ)設(shè)施建設(shè)納入同級政府建設(shè)計劃，加大對基地生產(chǎn)用房等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，將基地道路按屬性納入相關(guān)公路網(wǎng)規(guī)劃，進一步完善種子園配套設(shè)施；積極爭取多渠道融資，引導(dǎo)和鼓勵各類社會資金參與基地種子園建設(shè)。