□陸 斌(研究員)聶艷麗(博士)董曉光(工程師)
無性系林業(yè)的概念包含兩方面的內(nèi)容:其一為無性系選育, 是林木遺傳改良的一種方法、程序或策略; 其二指用選育的無性系經(jīng)過適當(dāng)配置而進(jìn)行的造林和經(jīng)營方法。因此,無性系林業(yè)主要包括無性系選育、無性系與立地互作效應(yīng)、無性系間的組配、無性系造林方式及其配套經(jīng)營措施等一系列技術(shù)的應(yīng)用?,F(xiàn)代林業(yè)理論認(rèn)為,林業(yè)的出路在于依靠品種改良和栽培技術(shù)革新,無性系林業(yè)正是這種理論的結(jié)晶。
近20年來,無性系林業(yè)成為世界上林業(yè)最熱門攻關(guān)課題,其進(jìn)展與成功已成為現(xiàn)代林學(xué)技術(shù)進(jìn)步的象征,被評價為本世紀(jì)的“尖端林產(chǎn)業(yè)”。無性系林業(yè)與傳統(tǒng)林業(yè)相比,具有很多優(yōu)勢和特點(diǎn):
1、目的產(chǎn)品產(chǎn)量高,無性系林業(yè)通常是相同樹種傳統(tǒng)經(jīng)營方式的2倍以上。如剛果黑角地區(qū)貧瘠的熱帶稀樹草原上,桉樹無性系木材產(chǎn)量已達(dá)傳統(tǒng)經(jīng)營的3倍,無性系年公頃造紙纖維出產(chǎn)量為傳統(tǒng)經(jīng)營的5倍。
2、林地生產(chǎn)要素配置最佳化。無性系林業(yè)不能無規(guī)則地普遍發(fā)展,只能局限于符合特定條件的某些地區(qū)。在有限的面積上,能使生產(chǎn)要素配置最佳化,從而保證效益最大化,這是傳統(tǒng)林業(yè)生產(chǎn)方式所無法做到的。
3、經(jīng)營周期短。早期速生通常是無性系選育的一個共同標(biāo)準(zhǔn),加之無性系林業(yè)良種遺傳增益率大,經(jīng)營強(qiáng)度高,因此輪伐期很短,通常為相同樹種傳統(tǒng)經(jīng)營方式的幾分之一或幾十分之一。
4、產(chǎn)品品質(zhì)齊整。工業(yè)部門的原材料品質(zhì)齊整與規(guī)格統(tǒng)一,與設(shè)備先進(jìn)具有同等重要的意義。傳統(tǒng)林業(yè)很難滿足工業(yè)部門的這一要求,只有無性系林業(yè)才有可能根據(jù)工業(yè)部門的特定需求去組織生產(chǎn)這種原材料。
5、經(jīng)濟(jì)效益高。如果把一切成本都計算在內(nèi),傳統(tǒng)林業(yè)的投資純利潤只有2%~3%或者更低,而無性系林業(yè)可高達(dá)15%左右。
6、縮短了林木良種選育周期。傳統(tǒng)的林木遺傳改良技術(shù)是建立在種群群體改良的基礎(chǔ)上,所需時間較長且方法相對單一。林木無性系良種選育以個體改良為主,改良方法豐富,特別是雜交育種技術(shù)、倍性育種技術(shù)和生物育種技術(shù)的運(yùn)用,大大縮短了林木良種的選育進(jìn)程。
現(xiàn)在世界上有20多個國家開展了林木無性系繁殖、無性系林業(yè)的研究。由于世界各國對發(fā)展無性系林業(yè)的迫切愿望及緊迫感,1973年國際林業(yè)研究協(xié)會(IuFRo)在新西蘭召開了首屆林木無性繁殖討論會,1977年在瑞典召開了林木無性繁殖生理學(xué)與實(shí)用法討論會。1978年巴西和剛果首次利用桉樹無性系造林。1982年在原西德召開了林木育種策略討論會,主題包括多無性系品種利用。此后,日本主要對日本柳杉、日本扁柏等2個主要造林樹種進(jìn)行了無性系研究,新西蘭對引入種輻射松進(jìn)行無性系選育研究,輻射松的插條和微繁殖苗用于造林生產(chǎn)的增益非常顯著,現(xiàn)在輻射松已成為主要輸出商品材種。法國在海岸松無性系選育方面,制定了無性系選育程序,建立了無性系比較株,現(xiàn)正用組培法大量繁殖優(yōu)良無性系苗。英國以西加云杉為對象,確立了在種源選擇基礎(chǔ)上經(jīng)過半同胞子代測定,以優(yōu)良家系為基本遺傳材料的混合選擇利用模式來繁育無性系苗。德國則確立了以優(yōu)良種源為基礎(chǔ),早期超級苗選擇和逐步實(shí)行去劣淘汰相結(jié)的邊利用、邊淘汰、邊補(bǔ)充、邊提高的技術(shù)路線來發(fā)展無性系林業(yè)。美國對紅杉和南方松等樹種的無性系經(jīng)營都積累有大量的經(jīng)驗(yàn)。加拿大安略的黑云杉的無性系造林尤為突出。隨著組培苗生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,嚴(yán)格的無性系林業(yè)在輻射松、南歐海松及火炬松上正逐步成為現(xiàn)實(shí)。
近20年來,發(fā)達(dá)國家已成功地建立了一大批闊葉和針葉樹種的栽培種與優(yōu)良無性系,解決了多種難生根樹種或老化材料的幼化技術(shù)和工業(yè)化繁殖問題,還研制了系列化的樹木作物收獲技術(shù)與設(shè)備。無性系林業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)已經(jīng)奠定,無性系林業(yè)必將取代實(shí)生林業(yè)的位置。
我國無性系林業(yè)的發(fā)展起步較晚,但發(fā)展速度較快。1974 年提出把有性繁殖與無性繁殖有機(jī)結(jié)合的無性系育種作為林木改良的主要途徑。20世紀(jì)70年代末期,湖南省永州市林科所探索了可行的杉木無性系選擇程序,并開始了無性系選育。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)探索了木麻黃無性系育種方法,湛江市林科所擴(kuò)大利用,取得了實(shí)際成效。進(jìn)入20世紀(jì)90 年代,河南省林科所用嫁接法對白榆進(jìn)行了無性系選育研究,推廣營造了無性系林分。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東省林科所和遼寧省林科所等,選出了一批刺槐無性系品種。河北省豐寧縣林業(yè)局研究了華北落葉松無性繁殖技術(shù)并進(jìn)行了無性系選擇育種,營造了部分無性系測定林。我國楊樹發(fā)展較快,首先是得益于南京林業(yè)大學(xué)等單位對楊樹采取多種形式的無性系選育方法。中國林業(yè)科學(xué)院、北京林業(yè)大學(xué)等單位選育了以三倍體毛白楊和107、108、2025、895 、丹紅楊、巨霸楊等雜交楊樹為代表的無性系優(yōu)良品種,并以培育無性系扦插苗造林的方式,建立了大規(guī)模的無性系楊樹速生豐產(chǎn)林,使楊樹成為我國北方地區(qū)最重要的用材林樹種。目前,除我國特有的樹種外,白榆、刺槐、杉木等樹種的無性系已進(jìn)入世界水平。
“八五”期間,我國開展了部分紙漿材樹種無性系選育、生態(tài)穩(wěn)定性和適應(yīng)性及紙漿材性狀遺傳變異規(guī)律的研究。初步解決了桉樹、楊樹、相思、杉、松類及落葉松等無性繁殖的一系列技術(shù)問題,為規(guī)?;l(fā)展無性系林業(yè)奠定了基礎(chǔ)。廣西人工林尾葉桉、巨尾桉等良種及無性系栽培面積達(dá)810 萬公頃。1992 年,建立了3 個桉樹良種繁育基地和13 個中心苗圃,形成了桉樹優(yōu)良無性系的培育與繁殖體系,為桉樹無性系人工林的大面積栽培提供了基礎(chǔ)條件。
“十五”、“十一五”期間,中國林業(yè)科學(xué)院承擔(dān)了“西南樺引種馴化研究”課題工作,1996年開始與熱帶林業(yè)研究所聯(lián)合承擔(dān)了國家科技支撐課題“西南樺地理種源篩選與培育技術(shù)研究”與“西南樺良種選育與高效栽培技術(shù)”項(xiàng)目后,西南樺工廠化無性快繁技術(shù)已經(jīng)成熟,同時光皮樺的無性系快繁技術(shù)也已接近成熟。廣東省林業(yè)科學(xué)院開展了大量的無性系研究,在紅椎、香樟、沉香、雜種相思等方面的無性系研究居全國之首。這些針對我國南方鄉(xiāng)土樹種和重要經(jīng)濟(jì)樹種的研究,為無性系林業(yè)在我國鄉(xiāng)土樹種上推廣奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
云南94%的國土面積是山區(qū),現(xiàn)有林業(yè)用地3.71億畝,占全省土地總面積的64.71%;森林面積2.73億畝,占林地面積的73.41%;森林覆蓋率47.50%,林木綠化率53.46%;活立木總蓄積量17.12億立方米。森林資源總量雖然較大,但質(zhì)量不高,單位蓄積量和生長量偏小,僅為6.8立方米/畝和0.2立方米/畝,林地生產(chǎn)率處于較低的水平。林業(yè)創(chuàng)新成果實(shí)用技術(shù)推廣明顯滯后,特別是良種供應(yīng)能力偏低,這與我省優(yōu)越的自然條件和資源狀況極不相稱,已成為制約全省林業(yè)發(fā)展的最主要因素之一。發(fā)展無性系林業(yè),是充分發(fā)揮我省自然優(yōu)勢,發(fā)掘林地生產(chǎn)潛力,調(diào)整和優(yōu)化林分結(jié)構(gòu),提高林地質(zhì)量和效益的必然選擇。
自上世紀(jì)90年代我國天然林保護(hù)工程啟動后,我國國有林區(qū)的木材產(chǎn)量每年調(diào)減1000萬立方米,市場供需缺口進(jìn)一步拉大,2010年我國進(jìn)口原木3434.7萬立方米,比上年同期增長22.4%。據(jù)預(yù)測,到2015年,我國木材的年需求量將達(dá)到3.3~3.4億立方米,供需缺口將達(dá)到1.4~1.5億立方米。這一嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)迫使我們必須加快速生用材林基地建設(shè),只有通過提高人工林單位面積產(chǎn)量,才能來滿足市場的需要。而要提高單位面積產(chǎn)量,就必須采用增益水平較高的良種來造林。在林木良種中以無性系增益水平最高,而且無性系可以做到適地適品系,充分提高林地生產(chǎn)力。隨著樹種無性系選育和繁殖技術(shù)的完善,無性系林業(yè)已成為木材培育產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略關(guān)鍵。我國有9.9億多畝人工林,但平均每畝的蓄積量只有3立方米,不到世界平均水平的一半,僅為林業(yè)發(fā)達(dá)國家的1/5~1/4,而我省人工林平均每畝的蓄積量約為3.1 立方米,情況大致與全國平均水平相同。因此發(fā)展無性系林業(yè)提高單位面積木材已經(jīng)成為林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢,大力培育和綜合利用無性系林木良種,建設(shè)無性系林業(yè),增加優(yōu)質(zhì)商品材供應(yīng)量,將成為緩解我國21世紀(jì)木材供求矛盾的根本出路。無性系林木基地將成為我國主要的木材供應(yīng)來源。
隨著無性系桉樹的引進(jìn)與造林,西南樺無性系的選育、引進(jìn)及造林,高產(chǎn)脂思茅松無性系繁育造林等無性系林業(yè)建設(shè),無性系林業(yè)在我省已經(jīng)拉開了序幕。云南無性系林業(yè)的發(fā)展應(yīng)積極引進(jìn)桉樹、黑木相思、馬大雜種相思、沉香、柚木等成功的林木良種無性系,同時還應(yīng)利用豐富的林木資源優(yōu)勢開展西南樺、紅錐、香樟、光皮樺、榿木、川滇榿木和思茅松等鄉(xiāng)土樹種無性系林木良種培育與擴(kuò)繁,推廣鄉(xiāng)土樹種無性系林業(yè),在云南乃至我國西南、華南地區(qū)建設(shè)現(xiàn)代林業(yè)和林業(yè)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展過程中應(yīng)用前景廣闊。