林學概論-第五林木良種生產與壯苗培育1

第五章林木良種生產與壯苗培育

§5-1林木遺傳控制

§5-2林木良種生產經營

§5-3苗圃作業(yè)方式與圃地耕作

§5-4苗木培育技術

課前預習題1．林木良種選育的主要技術包括哪些？林木良種繁育的途徑有哪些？2．什么叫林木的結實周期性？其原因有哪些？3．林木種子的形態(tài)成熟與生理成熟有何區(qū)別？生產上如何確定采種期？4.種子檢驗有何意義？種子檢驗的步驟及種子品質指標有哪些？5.影響林木種子貯藏安全和穩(wěn)定性的因素有哪些？§5-1林木遺傳控制一、林木良種選育技術二、林木良種繁育一、林木良種選育技術

（一）林木選擇育種選擇是森林改良的主要手段和基本方法。選擇育種的目的就是利用林木的自然變異，利用林木種內遺傳多樣性，對目標性狀“留優(yōu)去劣”，選擇出符合人們需要的群體、家系、單株或類型，通過比較、鑒定和培育，創(chuàng)造出優(yōu)良品種或類型，以提高林產品的產量、質量，或增強其抗逆性能。1、選擇方法*（1）表型選擇與遺傳型選擇（2）家系選擇、家系內選擇以及配合選擇（3）輪回選擇與改良代選擇（4）多性狀選擇（5）無性系選擇2、優(yōu)樹選擇

優(yōu)樹是指在相同立地條件下，采取相同營林措施的同齡、同種天然林或人工林中，在生長量、形質、材性、抗性及適應性等方面表現特別優(yōu)良的個體。

優(yōu)樹選擇就是從天然林或人工林群體中，按選種目標和優(yōu)樹標準進行表型個體選擇，從入選的優(yōu)良單株上采種育苗、進行遺傳測定以評價遺傳品質的優(yōu)劣，并根據遺傳品質對其親本進行再選擇，建立種子園或采穗圃繁育良種。2、優(yōu)樹選擇其選擇方法：（1）優(yōu)勢木對比法（2）綜合評分法（3）平均木法3、子代測定子代測定是指用各種育種途徑或交配設計所得到的有性后代，按照一定的試驗設計要求，建立遺傳測定群體，根據子代的表現，對其親本遺傳進行評價的過程。3、子代測定測定的主要性狀包括：①生長、樹高、直徑以及材積的年生長量、總生長量、生長過程及特點；②主干通直度、圓滿度、樹皮厚度；③分枝特性、側枝粗細、冠幅、自然整枝狀況；④木材比重和密度、紋理通直性、早材和晚材比率、心材和邊材比率、纖維和管胞長度；⑤產膠量、產脂量、產量穩(wěn)定性和品質；⑥抗病蟲害侵染、耐鹽漬、耐寒及對其他不良環(huán)境條件的適應性。一、林木良種選育技術

（二）林木引種1、基本概念每個樹種都有一定的自然分布范圍，當它在自然分布區(qū)內生長時，稱為鄉(xiāng)土樹種；當栽種到自然分布區(qū)外時，被稱為外來樹種。把樹種從原有的分布區(qū)擴展到分布區(qū)以外，或引進外來樹種稱為引種。

引種是樹木改良的基本技術之一，是多、快、好、省的育種途徑，在豐富樹種資源、提供育種原始材料、保護珍稀瀕危樹種方面也具有重要的意義。2、影響引種成敗的主要因素（1）現實生態(tài)條件引種成敗的關鍵生態(tài)條件包括溫度、降水和濕度、日照、土壤和風等；（2）歷史生態(tài)條件植物在系統發(fā)育中所遭遇的生態(tài)條件的變遷歷史；（3）不同生態(tài)型氣候生態(tài)型、土壤生態(tài)型和共棲生態(tài)型；3、引種的基本方法（1）引種材料的收集和研究（2）必須嚴格種苗檢疫，防止發(fā)生危險性病蟲害的傳播和蔓延（3）引種栽培試驗（4）引種的具體措施（4）引種的具體措施結合選擇進行引種選多種立地條件做試驗適當的繁殖方式結合有性雜交逐步馴化林業(yè)技術措施4、樹木引種馴化成功的標準（1）能適應當地環(huán)境條件，不需要采取特殊保護措施能夠正常生長。（2）不降低原有的經濟價值。（3）能夠用該樹種固有的繁殖方式進行繁殖。（4）沒有明顯或致命的病蟲害。一、林木良種選育技術

（三）雜交育種

雜交育種是指對遺傳基礎不同的樹種，或同一樹種的不同類型，或不同個體之間進行人工交配，其后代稱為有性雜種。按親緣關系不同，可分為種內雜交、種間雜交和屬間雜交。種內雜交為近緣雜交；種間和屬間雜交稱為遠緣雜交。雜交育種的目的，在于獲得并利用雜種優(yōu)勢和綜合雙親的優(yōu)良性狀。1、制定雜交育種目標雜交育種的目的和要求主要有：①提高生態(tài)環(huán)境保護功能；②速生豐產；③改善品質；④增強抗性。2、原始材料的搜集研究所有的育種工作都是在原有植物的基礎上進行的，最初被選作育種的對象，稱為育種原始材料，包括不同的樹種，相同樹種的不同生態(tài)型、地理型、品種以及其他變異類型和個體。搜集和掌握各種原始材料，對于育種工作的成敗有極大的影響。同時，需要研究收集的育種原始材料，包括其形態(tài)特征、生長發(fā)育特性、生理特性、抗性、主要經濟性狀及授粉特性等。3、雜交親本的選擇原則雜交親本遺傳性狀的優(yōu)劣，直接影響到雜種后代遺傳性狀的好壞，育種目標確定后，有針對性地選擇雜交親本。（1）考慮育種的主要目的親本必須具有目的性狀；（2）親本雙方的優(yōu)缺點能互補絕對不能有共同缺點；（3）選擇親本要考慮生態(tài)適應性生態(tài)型不同的親本易培育出優(yōu)良雜種；（4）考慮親本性狀的遺傳規(guī)律（5）雙親雜交親和力（可配性、配合力）的大小4、雜交方式（1）單交（2）復交5、雜交技術：雜交技術具體就是人工授粉，在人為控制下進行授粉的有性雜交。（1）去雄（2）套袋隔離（3）取得花粉（4）人工授粉（5）精心管理一、林木良種選育技術

（四）林木基因工程1、概述基因工程又稱為遺傳工程，是按照人們預先設計的生物藍圖，應用研究人工方法將生物的遺傳物質（通常是DNA）分離出來，在體外進行分割、拼接和重組，進行將重組DNA導入某種宿主或個體，從而改變其遺傳品性或獲得某種基因產物（多肽或蛋白質），形成新類型的一種操作技術。一、林木良種選育技術

（四）林木基因工程一般來說，基因工程的施工程序大致分為4個步驟：（1）施工材料的準備（如目的基因、載體、工具酶等）。（2）把目的基因與載體外結合成重組DNA分子。（3）把重組DNA分子引入受體細胞，建立分子無性繁殖系或稱克隆。（4）從細胞群體中選出所需要的無性繁殖系，并使外源基因在受體細胞質中正確表達。一、林木良種選育技術

2、林木基因工程利用基因工程進行林木育種，可以在一定程度上克服常規(guī)育種的局限性，在較短的時間內培育出優(yōu)良品種。目前主要工作包括林木抗蟲、抗病、抗除草劑、抗性、改善木質素、抗環(huán)境污染基因工程。二、林木良種繁育

（一）母樹林母樹林是在天然林或人工林中，選擇優(yōu)良林分并通過留優(yōu)去劣的的疏伐措施而營建的，其目的是提供遺傳品質較好的林木種子。（二）種子園種子園是由優(yōu)樹的無性系和家系營建而成，是以生產優(yōu)良種子為目的的特種種植園。要求面積集中，管理方便，開花結實早，遺傳品質優(yōu)良，遺傳增益高，種子產量大。（三）采穗圃采穗圃是以優(yōu)樹或優(yōu)良無性系作材料，為林業(yè)生產提供優(yōu)質種條和接穗的場圃。采穗圃是一種穗條產量高、成本低、易于集約經營管理、遺傳品質有保障的林木良種繁育方式。§5-2林木良種生產經營一、林木種子的采集、加工與貯藏二、林木種子品質檢驗

林木種子是指林業(yè)生產中播種材料的總稱。包括植物學上所說的真正意義的種子，果實，果實的一部分，種子的一部分及能進行無性繁殖林木的營養(yǎng)器官等。這些材料是林木繁殖及造林的物質基礎，種子質量的好壞直接影響到人工林質量。

良種是指遺傳品質和播種品質都優(yōu)良的種子。優(yōu)良的遺傳品質主要表現在用此種子造林形成的林分具有速生、豐產、優(yōu)質、抗逆性強等特點，而播種品質優(yōu)良則體現在種子物理特性和發(fā)芽能力等指標達到或超過有關國家標準。

遺傳品質是基礎，播種品質是保證，只有在兩者都優(yōu)良的情況下才能稱為良種。一、林木種子的采集、加工與貯藏（一）林木結實周期性1、林木結實周期性同一樹種結實量在不同年份間有較大差異，一般把結實多的年份稱為種子年、大年或豐年；結實量中等的年份稱為平年；結實量小的稱為小年或歉年。林木結實的豐年和歉年經常交替出現的現象稱為林木結實的周期性。2、林木結實周期性的主要原因（1）營養(yǎng)狀況（2）樹體內激素（二）種實采集與加工1、種子成熟

種子成熟是指受精的卵細胞發(fā)育成具有胚根、胚芽、胚軸和子葉的種胚過程。

分為生理成熟和形態(tài)成熟。林木果實成熟時，通常表現出一定的外部特征，主要要顏色、氣味和果皮方面的變化，因此可通過形態(tài)上的鑒別來確定種子是否成熟。

林木種實類型1、球果類2、干果類：蒴果、莢果、蓇葖果、翅果、堅果；3、肉質果：漿果、核果、肉質果。果實類型果實類型（二）種實采集與加工1、種子成熟種子成熟一般經歷兩個過程：先生理成熟，后形態(tài)成熟。（1）球果類：果鱗干燥、硬化、微裂、變色；（2）干果類：果皮由綠轉黃、褐或紫黑色，果皮干燥收縮、硬化，有開裂和不開裂兩類；（3）肉質果類：果皮軟化、變色；

當種子內部貯藏的營養(yǎng)物質積累到一定程度，具有發(fā)芽能力時稱為生理成熟（physiologicalmaturity）。當種子具有發(fā)芽能力，且果實、種子顯示出成熟特征時，稱為形態(tài)成熟（morphologicalmaturity）。生產上多以形態(tài)成熟做為確定采種期的標志。還有少數樹種，如銀杏的種實，雖然在形態(tài)上已呈現出成熟的特征，但種胚還未發(fā)育完全，只有采收后經過層積處理，種胚才逐漸伸長至正常的大小而具有發(fā)芽能力，這種現象稱為生理后熟。

種實的成熟種實的成熟期因樹種不同而異。如楊、柳等樹種，在春季成熟；黑荊樹、桑樹等在初夏成熟；相思樹、檫樹等在夏末成熟；松、柏、杉等大部分樹種在秋末或冬初成熟；苦楝、女貞、樟、楠等樹種的種實成熟期在冬季。同一樹種因生長地區(qū)的地理位置和環(huán)境條件不同，種實成熟期也有差別。（二）種實采集與加工2、種子采集

種子的采集必須在種子成熟后進行，采集時間過早，會影響種子的質量，過晚，等小粒種子脫落飛散后則無法收集。林木種子成熟后，應適時采集方可獲得優(yōu)質高產的種子；（1）確定采種期的原則：大多數種子在形態(tài)成熟后脫落前采集；（2）采集方法：地面收集、立木采集和機械采集3種。3、種實調制為了獲得純凈、適于貯藏和播種的優(yōu)質種子，采集的種實應及時調制。（1）脫粒球果類：利用日光暴曬或人工干燥法進行脫粒；干果類：調制方法因含水量高低而異；肉質果類：因果皮類別而異。（2）凈種又稱種子精選，是清除種子中各類雜物，如種翅、鱗片、果皮、果柄、枝葉碎片、破碎種子、石塊、土粒及異類種子等，以提高種子純度和質量，便于貯藏和播種。3、種實調制凈種的方法主要有：風選篩選水選粒選（3）分級對同一批種子，利用不同孔徑的篩子，按種粒大小分開稱為種子分級。種子分級有利于提高種子質量，在播種育苗時，不同級別的種子分別播種，可使出苗整齊，生長均勻，便于管理。（4）干燥種子干燥的標準是使種子達到安全含水量。種子干燥分人工干燥、自然干燥、機械干燥，目前主要采用自然干燥法。自然干燥有曬干和陰干兩種。種子調制自動化空氣壓縮機球果干燥箱去翅脫粒機過濾裝置水選機球果清理站凈種及分級機重力分選機（三）種子貯藏1、影響種子生命力的因素（1）種子內在因素：影響種子生命力的內在因素包括種皮結構、內含物構成，種子含水量以及種子成熟度等。（2）外部條件：主要包括空氣相對濕度、溫度、通氣條件以及生物因子。影響種子生命力的因素1、種子本身的性狀是影響種子生命力的內在因素，其中主要是種皮結構、內含物構成和種子含水量以及種子成熟度等最為關鍵。

2、環(huán)境溫度與種子生命力的關系，一般來說，在50-0℃范圍內，溫度每降低5℃，種子生命力增加1倍。大多數林木種子，貯藏期間最適宜的溫度為0-5℃

。3、空氣相對濕度愈高，種子含水量增加愈快，呼吸作用旺盛，反過來又釋放出大量水汽。貯藏一個季度，種子庫的空氣相對濕度應控制在65%以內；貯藏2-3年的種子應控制在45%以內；貯藏多年的種子應控制在25%左右。

4、通氣條件對種子生命力影響程度同種子本身的含水量及貯藏條件有關。必須創(chuàng)造良好的通風條件，及時排除由于種子呼吸而釋放出的水汽、二氧化碳和熱量。2、種子貯藏方法林木種子貯藏法應根據種子安全含水量的高低來確定。通常方法有干藏和濕藏兩種。（1）干藏。將充分干燥后的種子置于干燥環(huán)境中貯藏統稱為干藏。普通干藏法密封干藏法（2）濕藏。是將種子放置于濕潤、低溫、通氣良好的條件下貯藏。主要適用于安全含水量較高或具有生理休眠的種子。層積沙藏法堆藏法種子貯藏方法

根據種子的特性和貯藏目的，貯藏方法可分為干藏和濕藏。無論采用哪種方法，種子入庫前都必須凈種，測定種子含水量。對含水量過高的種子要進行干燥處理，使其符合貯藏標準。為防止病蟲害，入庫前應對種子進行消毒處理。干藏將充分干燥的種子，置于干燥環(huán)境中貯藏稱為干藏（drystorage）。干藏又根據貯藏時間和貯藏方式，分為普通干藏和密封干藏。

1、普通干藏（conventionaldrystorage）將充分干燥的種子，裝入麻袋、籮筐、箱、桶、缸、罐等容器中，置于低溫、干燥、通風的庫內或普通室內貯藏。適用于大多數針、闊葉樹種的種子進行短期（如秋采冬貯春播）貯藏。

2、密封干藏（sealedstorage）將充分干燥的種子，裝入已消毒的玻璃瓶、鉛桶、鐵桶、聚乙烯袋容器中，密封貯藏。長期貯藏大量種子時，應建造種子貯藏庫。多數研究都表明，低溫冷藏是種子貯藏的最佳環(huán)境，但是，低溫庫的建設通常投資較大，技術要求高。為長期保存種質資源，對新技術的探索是沒有止境的，利用液態(tài)氮超低溫（-196℃）保存植物種質的一系列研究證明，許多植物種子、花粉、分生組織、芽、愈傷組織和細胞等都能成功地保存在液態(tài)氮溫度（-196℃）而生活力不受影響。我國已建林木種子低溫庫18座，貯種面積9700m2，可貯存種子260萬kg。濕藏

濕藏（wetstorage）是將種子置于濕潤、適度低溫、通氣的條件下貯藏。適用于安全含水量高的種子，如殼斗科、七葉樹、核桃、油茶、檫樹等樹種。

濕藏的具體方法很多，主要有坑藏、堆藏和流水貯藏等。

濕藏基本條件：（1）經常保持濕潤，以防種子失水干燥；（2）溫度以0-5℃為宜；（3）通氣良好。二、林木種子品質檢驗（一）取樣1、種批：就是種子批的簡稱。凡屬同一樹種或品種，其產地的立地條件，母樹年齡或齡級，采集時間與方法大致相同，種實的調制方法和貯藏方法相同；重量不超過一定限額的種子，稱為種子批或叫一批種子。（一）取樣2、每一批種子抽取一個送檢樣品；為了提取的種子樣品能有最大的代表性，國家對種子批的數量規(guī)定了限額。一批種子的重量不超過下列限額：特大粒：核桃、板栗、油桐10000Kg；大粒：麻櫟、山杏、油茶5000Kg；中粒：紅松、華山松、樟樹、沙棗3500Kg；小粒：油松、落葉松、杉木、刺槐1000Kg；特小粒：桉、桑、泡桐、木麻黃250Kg（一）取樣3、種子樣品初次樣品混合樣品送檢樣品測定樣品三、種子品質檢驗（二）種子物理性狀鑒定1、凈度（純度）：百分率；2、重量：千粒重；3、含水率：相對、絕對；三、種子品質檢驗（三）種子發(fā)芽力鑒定發(fā)芽率＞85%發(fā)芽勢絕對發(fā)芽率平均發(fā)芽速度場圃發(fā)芽率三、種子品質檢驗（四）種子生活力測定→潛在發(fā)芽能力人工法硒鹽法靛藍法四唑法抽樣程序種批混合樣品初次樣品送檢樣品

混合樣品必須是初次樣品的10倍以上

從送檢樣品中抽取測定樣品時，應采用分樣法。常用的分樣方法有四分法、分樣器法等。四分法離心式分樣器種子播種品質指標及測定方法凈度

凈度（purity）是純凈種子重量占測定樣品各成分總重量的百分率。它是種子品質的重要指標，是種子分級的重要依據，它直接影響種子貯藏和播種效果。測定凈度的關鍵是要將純凈種子和廢種子及其他夾雜物分開。手工測定和儀器測定。千粒重

千粒重（onethousand-seedweight）是指1000粒純凈種子在氣干狀態(tài)下的重量，以克表示。它是反應種子重量和種子品質的重要指標，是苗木培育時，計算播種量的重要依據。同一樹種的種子，千粒重大，說明種子飽滿充實，貯藏的營養(yǎng)物質多，播種以后出苗整齊健壯。

千粒重的測定方法有百粒法、千粒法和全量法三種。數粒儀種子含水量

種子含水量（seedmoisturecontent）是種子中所含水分重