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我国北美红杉研究进展及发展建议



全 文 :林业科学 现代农业科技 2015年第 12期
我国北美红杉研究进展及发展建议
常晓勇 1 徐钡昌 1 张夸云 1 余秋尚 2 王永强 1 *
(1云南省昆明市海口林场,云南昆明 650114; 2贡山县林业局)
摘要 北美红杉是一种国内外广泛应用的世界著名速生珍贵大径级用材树种,也是巨大锯木工业原料。该文概述了我国北美红杉引
种、无性繁殖、造林、病虫害防治等方面的研究进展,并对其今后的发展提出了若干建议,以期为从事北美红杉相关科研及生产的工作者提
供参考。
关键词 北美红杉;引种;无性繁殖;研究进展
中图分类号 S791.33 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2015)12-0180-02
Research Progress and Development Suggestion of Sequoia sempervirens in our Country
CHANG Xiao-yong 1 XU Bei-chang 1 ZHANG Kua-yun 1 YU Qiu-shang 2 WANG Yong-qiang 1*
(1 Haikou Forest Farm in kunming City of Yunnan Province,Kunming Yunnan 650114; 2 Forest Bureau of Gongshan County)
Abstract Sequoia sempervirens is aworld famous fast-growing valuable large-grade timber trees and huge sawmill industrial raw materials.
Rresearch progress of Sequoia sempervirens in China were summarized from introduction of Redwood from North America,asexual reproduction,
planting and pests.Suggestions for its future breeding direction were put forward ,in order to provide a reference for breeders of Sequoia sempervirens.
Key words Sequoia sempervirens;introduction;asexual reproduction;research progress
北美红杉(Sequoia sempervirens Endll)简称红杉,是一种
杉科北美红杉属常绿乔木,生长速度快,速生持续时间长,
具有较好的培育大径级材的优良特性。原产美国加利福尼
亚洲 40 年林龄的北美红杉,树高达 110 m,胸径达 8 m,年
单株立木材积生长量 0.237 m3。现广泛分布于我国华东、西
南几省,其适应力较好,在各引种点都能较好地生长,都能
正常开花结果 [1]。据有关学者报导,北美红杉是一种长寿树
种,富含一种称为缩合丹宁的物质,具有抵抗细菌、真菌入
侵的自我防御作用。这种物质在北美红杉木材中不仅含量
高,而且天然地凝结在木材上,是一种优良的无毒木材防腐
剂 [2]。据有关文献资料记载,在裸子植物、被子植物和蕨类植
物中均有红杉醇存在,随着世界老龄化现象越来越严重,糖
尿病已成为当今世界的一种常见病、多发病,因此寻找开发
有效、无毒、安全的新型降血糖物质是人类亟待解决的问
题 [3]。目前研究显示,红杉醇可降低血糖、血脂,在民间用红
杉的心木做成茶杯供给有“干渴症”的病人使用,起到一定
的消渴作用。基于上述原因,我国引进了红杉进行种植,以
期获得可利用再生生物能源。但是,我国对北美红杉的研究
起步较晚,大多集中在种质资源的调查利用等方面,对北美
红杉的引种、无性繁殖、造林、病虫害防治等方面的研究报
道较少。本文概括了北美红杉在我国的研究进展,并针对其
今后的育种方向提出了建议,以为从事北美红杉遗传育种工
作者提供参考。
1 北美红杉在我国的研究进展
1.1 引种
北美红杉原产美国加利福尼亚州海岸 ,中国上海、南
京、杭州有引种栽培 [1]。在我国适生范围较好,在西南地区、
华东地区都相继引种成功 [4]。北美红杉树形圆通饱满,分枝
多,直径 2~4 cm,木材材积量高,出材率高,木材材性好,在
国内外常用于建筑、家具等用材 [1]。叶有鳞状叶与线形叶二
型,球花雌雄同株;雄球花单生枝顶或叶腋;雄蕊多数;雌球
花单生枝顶,下有多数鳞状叶;珠鳞 15~20 枚;苞片与珠鳞
合生;球果当年成熟,卵圆形,成熟时珠鳞发育为种鳞 ,木
质,盾形;种子 2~5 粒。生长在美国旧金山附近的红杉国家
公园里的北美红杉树高达 115.55 m,具有世界之最之说 。
1980年联合国教科文组织将红杉树国家公园作为自然遗产
列入《世界遗产名录》。
1975年从杭州、上海引进美国总统尼克松访华赠送的北
美红杉扦插苗在云南种植。之后,1980年和 1984年又先后从
美国加州引进红杉种子育苗,在云南昆明、丽江、新平进行
试种,结果显示北美红杉在各引种地都生长良好。北美红杉
在红壤、黄红壤、黄壤乃至黄棕壤上都能生长,1983 年经历
过昆明绝对低温 、特大干旱气候 ,但没有出现旱害 、冻害
等现象,说明北美红杉在云南的适应性较强。除少数植株
感染病虫害外,其余都生长良好,红杉在我国引种初步取得
成功[5]。
1.2 无性繁殖
目前,北美红杉在我国尚处于引种阶段,种源缺乏,自
然繁殖困难,其繁殖方法主要为枝条扦插和组织培养技术。
生产上主要采用短穗扦插,北美红杉无性系扦插繁殖试验
结果表明,用二年生且带当年新梢的短穗最好 。插穗长度
12~15 cm,切口平滑,呈马耳形,去除离插穗基部 4~6 cm 的
叶片,然后把插穗放入已配好的生根粉溶液中,插穗时基部
稍晾干 [6]。北美红杉扦插的最好基质为砂壤土,稍偏酸性为
宜 [7]。插穗宜选在春季 2 月中旬或秋季 10 月中旬,插穗时间
一般为 10:00 前或 17:00—18:00 阳光转弱时,扦插最佳深
度为 5~6 cm[8]。扦插后立即盖好遮荫网,避免日光强烈照射,
防止温度过高烧损插穗。试验发现,用不同浓度激素 IBA、
NAA、ABT2处理的插穗都能生根,其中 IBA 浓度为 100 mg/L
处理过的插穗有利于形成愈伤组织,但不利于生根或生根
时间会延长;以 NAA 浓度为 100 mg/L 浸泡过的插穗生根率
最好,形成根数最多、根长最长;以 ABT2浓度为 1 500 mg/L
溶液速蘸的插穗生根效果最佳 [7]。北美红杉是一种以愈伤组
作者简介 常晓勇(1972-),男,陕西咸阳人,助理工程师,从事森林培
育及林政管理方面的工作。
* 通讯作者
收稿日期 2015-06-01
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织生根的植物类型 [9-10],1977 年美国 Bonga 初次报道了有关
北美红杉的组织培养 [11],我国潘颖南等在北美红杉组织培养
方面取得了一定的成果[11-15]。琚淑明等利用不同浓度的NAA、
KT、6-BA 激素组合进行北美红杉带腋芽茎段离体培养,结
果显示 MS+NAA 0.1 mg/L+KT 0.5 mg/L 对不定芽的诱导率
高(诱导率 100%);MS+NAA 0.1 mg/L+6-BA 1.5mg/L+KT 0.5
mg/L 增殖效果最好(增殖率约为 6);1/2 MS 附加 NAA 1.0
mg/L+IBA 2.5 mg/L,可获得较好的生根效果 [16]。将已生根的
组培苗移出培养室,放在散射光较强的地方炼苗,使组培苗
能较好地与外界光、湿、热相适宜。需注意的是瓶苗出瓶时
不能马上揭开瓶盖,需把瓶盖拧松 2 d 后再揭开,否则瓶苗
不易成活。出瓶苗移栽一般 2—3 月、6—8 月成活率较高 [15]。
经研究发现,北美红杉组培苗移栽最佳基质为珍珠岩+腐叶
土+素土(配比为 2∶1∶1),并保持大棚里的温度与湿度,温度
23~25 ℃,湿度 90%左右,移栽成活率达 80%以上 [17]。这一研
究结果为北美红杉的大规模工厂化生产提供了前期理论及
技术支持。
1.3 造林
造林已成为生物能源利用、环境保护人与自然和谐相
处的一种手段。根据北美红杉的生物学特性,选择一年生以
上的健壮苗木造林,造林时应提前 15 d 对选择好的林地进
行清理和全面整地。雨季造林,定苗时用表土与 5 kg 腐熟的
堆肥回填坑内,拆除苗木营养袋,把带土球的苗木放入坑
内,苗木主梢保持直立,回填土并分层压实,让根系与土壤
紧密结合,覆土厚度 5 cm 以上 [18]。根据不同因子对北美红杉
生长影响试验结果表明:海拔为 1 300 m 生长较好,南坡生
长比东南坡生长好 [19],北美红杉在滇东南、滇西南生长较好,
其次是滇东地区,滇西北地区生长较差 [20]。我国近 30 年才引
种北美红杉成功,对引进的种源、无性系在云南、贵州等省
进行栽培试验,结果发现:虽然不同种源和无性系间生态适
应能力有差异,但在“种”的适应性上有所相似,按相似的特
性对造林地进行合理的选择,具有可操作性。
1.4 病虫害防治
对北美红杉病虫害方面的研究,目前在国内尚无任何
资料报道。引进的北美红杉在云南几个试验示范种植点造
林后调查表明,主要是受白蚁危害,其他病害少见发生,白
蚁危害给造林保存率和生长带来了极大影响,其随着海拔
的升高而减少,但不显著,其中在海拔 1 200~2 000 m 处发
生严重,2 300 m 以上无白蚁危害。据有关学者报道,采用
3%呋喃丹防治白蚁效果较好 [21]。在北美红杉育苗过程中,猝
倒病危害现象较常见。经过试验发现,不论是种子处理、苗
床处理,还是出苗后的管理,对猝倒病的防治效果显著的是
21%克菌星。播种后,从有 30%苗出土时到第 1 片真叶出现
的这段时间,是最易感染猝倒病的时期,因此这也是对猝倒
病施药控制的最佳时期。上述研究为北美红杉大规模人工
种植和开发利用奠定了坚实的理论和技术基础。
2 现存问题
我国近 30 年对北美红杉引种取得了初步成功,但是针
对北美红杉的基础研究还很薄弱,其野生资源保护状况也
很严峻,开发利用也尚处于起步阶段。
2.1 引种方面
首先,红杉是一种古树,历史悠久,现有引种林木处于
幼龄阶段,对后续的生长发育情况还有待进一步研究观察;
其次,北美红杉引种种源少,引种点少;最后,引进的北美红
杉在不同生态环境中物候期、生长发育还缺乏研究。
2.2 无性繁殖
首先,北美红杉自然繁殖困难,野生资源较少,缺少遗
传多样性,选育基础差;其次,生产上以扦插为快速繁殖方
法,对于建立大规模采穗圃缺少大量穗条材料。尽管组织
培养技术已经成功,但应用于工厂化大规模生产还不成熟;
最后,目前栽培的北美红杉植株多来自于少数植株的无性
系繁殖,大量多代无性繁殖可能还会面临品质退化问题。
2.3 造林
首先,造林设计不合理;其次,造林后缺乏抚育管理,整
地粗放,苗木质量参差不齐,病虫害发生严重等;最后,造林
技术不当,如植苗时培土过深、过厚,造成下窖;培土过浅,
造成漏根;或根须扭曲,形成窝根;或踩土不实,使苗木死亡
或生长不良,形成低产林。
3 发展建议
针对上述问题,为更好地综合利用北美红杉资源,并加
速其发展,提出如下建议:一是加大北美红杉的基础研究力
度。在了解其物候、栽培等技术的基础上,加速北美红杉引
种、繁殖、造林、病虫害防治的研究,为充分利用其经济价值
提供理论基础。二是在引种过程中,应对优良种源、优良无
性系中的优良单株进行选择,扩大引种种源和引种点,为今
后大面积造林提供优良种苗打下良好的基础。三是在造林
方面,对造林技术、立地条件选择、造林密度、整地方法、栽
植方法、施肥、抚育、管理等技术进行完善。四是繁殖方面,
主要采用扦插、组织培养技术二者相结合 ,虽然已取得一
定成效,但离生产需要还有一定距离。因此,今后一定要加
大繁殖力度,提高苗木生产率 ,使植株尽快应用于生产 ,
实现经济价值。五是植株病虫害方面应坚持“预防为主、综
合防治”原则,合理运用栽培、化学、生物、物理的方法及其
他有效的生态学手段,把病虫害控制在最低程度。六是进一
步加大北美红杉相关后续产业的研发力度,使北美红杉从
前期的引种、栽培种植、再到优良无性系的扩繁,最后应用
于工厂化育苗等形成一条产业长链,实现其可持续发展。
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5.5 作业设计
县林业局根据省厅批复的实施方案,在做好外业调查
的基础上 ,按照 《河南省森林抚育作业设计规定 》(豫林
〔2012〕308 号)等,利用河南省营造林管理系统认真编制作
业设计。设计任务量按省下达泌阳县任务的 105%进行设
计,并于 2015年 1月底前将编制好的作业设计(电子、纸质)
上报省林业厅审批。作业设计一径批准不得变更 ,确需变
更的,须经原编制和审批单位同意。
5.6 组织施工
试点单位与施工队(林农)签订责任书或合同后,严格
按照批复的作业设计组织施工作业。秋冬季节进行抚育间
伐,并采取割灌和修枝等综合措施。于 2014 年 3 月底前完
成抚育间伐任务。
5.7 检查验收
抚育任务完成后,于 2015 年 7 月 15 日前完成县级自
查并提交自查报告(含统计表 1~5),迎接省厅检查验收。
6 保障措施
6.1 切实加强领导
为切实搞好该项目工程,泌阳县林业局专门成立了项
目领导小组,由林业局长杨林海同志任组长,分管领导刘
静、赵亚阁、安留科、张金才等同志任副组长,侯平友、韩本
贵、吕义坡、韩富兰、肖义、牛大平、汪丽莎、赵景奇、范宇、侯
发祥为成员。另抽调 10 名业务技术人员组成技术组。项目
领导小组负责全县该项目的组织管理工作。
6.2 认真落实责任
为确保抚育圆满成功,要先试点,再展开,同时要求承
担抚育任务者写出书面承诺,明确抚育面积、范围、完成时
间、补助标准、抚育要求等,有必要的进行公开公示。
6.3 加强资源监管
要按照 《河南省中幼龄林抚育作业设计规定 》(豫林
〔2012〕308号)要求,严格作业设计和审批管理,凭林权证申
请立项,严格按照作业设计施工作业。①业务设计人员要深
入抚育工作一线,认真、科学、合理地设计,对设计结果负全
责。②林政办证人员要依据业务人员技术标准按规定准确、
及时办证,办证后手续送交设计人员与稽查结合,实施采伐
监督。③林政稽查人员紧盯抚育全过程,进行监督指导,确
保抚育进度和质量,严防出现“拔大毛”及滥伐、盗伐等破坏
森林资源现象,确保森林资源的安全 [3]。
6.4 严格检查验收和监管
2015 年度省级森林抚育统一纳入 2015 年度林业生态
省建设提升工程任务,由省厅统一组织检查验收。抚育任务
完成后,县林业局认真组织全面自查,申请省厅核查。对违
规作业不符合标准的责令停工或取消项目,对造成案件的
依法严肃查处。对没有完成抚育任务的乡镇,在下一年度林
业工作中将不予安排抚育项目。
6.5 加强档案管理
加强档案管理制度,规范抚育工作档案管理,明确专人
负责,实行电子数字化管理。对抚育作业设计全过程进行完
整的档案记载,包括外业调查草稿、作业设计、作业合同书、
抚育照片、资源调查数据及补贴资金支付、采伐证办理等情
况分别登记造册、分类归档,确保森林抚育经营管理档案的
完整性和连续性[4]。
6.6 加强信息反馈
施工期间,县林业局要定期向省厅上报工作进度,并加
强对抚育工作情况的总结和分析,认真撰写和提交自查报
告,主要包括抚育工作自查验收情况、组织开展情况、主要
经验和程序、存在的主要问题及相关政策建议等。
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