王洪江,張洪偉,劉麗娜,李文杰,張連翔
(1.遼寧省干旱地區(qū)造林研究所,遼寧朝陽 122000;2.遼寧省生態(tài)試驗(yàn)林場,遼寧朝陽 122000;3.阜蒙縣王府林場,遼寧阜新 123100)
引種是指從外地或外國引進(jìn)一個(gè)本地或本國沒有的植物,經(jīng)過馴化培育,使其成為本地或本國的一種栽培植物。引種可以豐富本地區(qū)的植物資源,提供更多、更好的可利用產(chǎn)品,對基因資源的保護(hù)也有積極意義。
我國擁有7種7亞種的沙棘資源,分布最廣泛的為中國沙棘,其抗逆性非常強(qiáng),對干旱、土壤貧脊等惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng)。可是它果實(shí)小,棘刺多,采集困難,經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值不高。而俄羅斯和蒙古國等選育出的優(yōu)良沙棘品種果大、刺少,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。為使沙棘種植區(qū)在恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí),獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益,我國的沙棘工作者自20世紀(jì)50年代至今已經(jīng)引進(jìn)沙棘品種和類型50多個(gè)[1],極大豐富了我國沙棘良種資源種類。中國的沙棘育種,以“多目標(biāo)育種、多層次選擇、選引育并進(jìn)、有性與無性繁殖兼用”和“多生態(tài)區(qū)布點(diǎn)、多單位協(xié)作”的理念作指導(dǎo),開展了多方面的工作[2]。
在二十世紀(jì)50年代至80年代初,主要側(cè)重于沙棘的育苗造林工作,以解決生產(chǎn)需要,其規(guī)模小而零散[3]。80年代后期開始系統(tǒng)地開展沙棘的新品種選育及栽培技術(shù)的研究[4]。1987年,國家組織了專家對前蘇聯(lián)新西伯利亞地區(qū)的沙棘進(jìn)行了參觀考察,引進(jìn)了沙棘栽培品種7 個(gè),雜交種子2 份2000粒;1989年又從蒙古引進(jìn)優(yōu)良沙棘品種38 個(gè)。中國林業(yè)科學(xué)研究院承擔(dān)了“948”項(xiàng)目,從俄羅斯,加拿大、芬蘭等國家引進(jìn)了“烏蘭格木”沙棘種子1200 粒,中國種源沙棘材料16 份,并選出了23 個(gè)優(yōu)株;1993~1998年從俄羅斯引進(jìn)了一批大果沙棘新品種,并進(jìn)行了篩選和雜交育種。目前,全國已引進(jìn)和選育的品種達(dá)50 個(gè),其中30 個(gè)品種己通過鑒定并進(jìn)行了開發(fā)利用。沙棘的品種以中國林業(yè)科學(xué)研究院沙漠實(shí)驗(yàn)中心收集較全(馬明呈,2008)。
此外黑龍江、遼寧、四川、寧夏、陜西等?。▍^(qū))相關(guān)科研機(jī)構(gòu)也同時(shí)開展了沙棘的良種選育、繁育及規(guī)模栽培等方面的研究工作,并取得了一些成績。
1985年中國林科院黃銓研究員從俄羅斯、蒙古國等引進(jìn)了大批沙棘良種在陜、甘、寧、青等地開展試驗(yàn),拉開了國外沙棘良種在我國引種馴化的序幕。
1993年,李代瓊等開始了國內(nèi)不同地理種源及俄羅斯優(yōu)良沙棘品種的引種選育研究,但結(jié)果證明,俄羅斯沙棘品種不能適應(yīng)陜西吳旗、安塞的環(huán)境,不可直接引種。在其他地區(qū),俄羅斯大果沙棘的引種效果也不盡相同,陜西永壽由于和原產(chǎn)地緯度相差太大而導(dǎo)致引種失敗;而甘肅蘭州的高海拔氣候條件則使俄羅斯沙棘得以生存。試驗(yàn)表明,甘肅省內(nèi)海拔1600~2800m,年均溫2~7℃,≥10℃有效積溫2000 攝氏度以上,年降水量400mm 以上或有補(bǔ)水條件的緩坡地為適宜引種的范圍。
內(nèi)蒙古水利科學(xué)研究院在1986年和1994年分兩次從前蘇聯(lián)、德國以及我國沙棘分布區(qū)引進(jìn)10個(gè)沙棘品種,從引種后的表現(xiàn)來看,我國西南地區(qū)的沙棘在內(nèi)蒙古生長不良,但是蒙古沙棘能夠正常生長。內(nèi)蒙古赤峰市也進(jìn)行了規(guī)模較大的引種及區(qū)域化試驗(yàn)工作,從1988年開始,陸續(xù)從前蘇聯(lián)、蒙古國及我國的呼和浩特、磴口等地引進(jìn)沙棘良種20余個(gè),試驗(yàn)表明中亞沙棘、蒙古沙棘在該地區(qū)表現(xiàn)較好。
遼寧省也積極引進(jìn)俄羅斯沙棘品種,在引進(jìn)的30 多個(gè)品種中培育出2 個(gè)優(yōu)良品種遼阜1號和遼阜2號(白玉明等,2009年),目前已在全國大面積推廣,從俄羅斯、蒙古國引進(jìn)優(yōu)良品種14 個(gè),大部分長勢良好。
選擇育種包括群體和個(gè)體選擇,主要完成了優(yōu)良種源試驗(yàn)和優(yōu)良品種選育。通過種源試驗(yàn)和造林比較測定,摸清了沙棘種群地理變異規(guī)律,并為種源選擇提供了依據(jù),使生產(chǎn)上能選用對特定地區(qū)條件適應(yīng)性強(qiáng)、遺傳增益高的種源,并為制定種子調(diào)撥區(qū)劃、確定采種區(qū)和建立母樹林奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,優(yōu)良品種選擇取得了突破性進(jìn)展。1997年,內(nèi)蒙古砒砂巖地區(qū)沙棘育種研究課題組選育的“黃河1號”和“烏沙2號”兩個(gè)復(fù)合無性系新品種(原種)通過部級鑒定[5]。同年,陜西省沙棘良種選育研究課題組選育出的3 個(gè)新品種也通過省級鑒定,分別為復(fù)合無性系新品種1個(gè)、經(jīng)濟(jì)型果用新品種1個(gè)、經(jīng)濟(jì)型觀賞用新品種1個(gè)[6]。另外,遼寧省干旱地區(qū)造林研究所張連翔教授在引進(jìn)俄羅斯大果沙棘品種中培育出2個(gè)新品種,遼寧“沙棘遺傳改良系統(tǒng)研究”課題組培育出了我國第1代大果沙棘“遼阜1號”和“遼阜2號”[7]。目前,我國引進(jìn)和選育的品種達(dá)50 個(gè),其中30 個(gè)已通過鑒定并進(jìn)行了開發(fā)利用。
國內(nèi)外沙棘良種的引種試驗(yàn)為沙棘遠(yuǎn)緣雜交提供了很多可供選擇的優(yōu)良親本材料,并且國外沙棘品種與中國沙棘具有良好的可配性,尤其是俄羅斯大果沙棘和蒙古沙棘的很多經(jīng)濟(jì)性狀都是中國沙棘不能比擬的。中國沙棘雖有強(qiáng)大的生命力,但刺多、果小、柄短,而俄羅斯、蒙古大果沙棘無刺(少刺)、果實(shí)大、柄長;如果利用雜種優(yōu)勢,能把中國沙棘與大果沙棘的優(yōu)良性狀組合起來,將為生態(tài)經(jīng)濟(jì)型沙棘的發(fā)展帶來光明的前景。因此,開展雜交育種是對我國天然沙棘性狀進(jìn)行遺傳改良的重要手段。
我國沙棘雜交育種的目標(biāo)主要是改良經(jīng)濟(jì)性狀,其中果實(shí)方面的研究占絕對優(yōu)勢。1993年,黃銓等選用中國沙棘、中亞沙棘以及蒙古沙棘做了35個(gè)雜交組合,雜交效果較好的親本組合是以經(jīng)過選擇定型的烏蘭沙棘為母本、以經(jīng)過選擇的中國沙棘冀北種源的“無刺雄”或優(yōu)樹F1雄株為父本的組合。韓玉蘭等利用人工授粉的方法,選擇前蘇聯(lián)沙棘、蒙古沙棘、青海大通、門源、河北豐寧、涿鹿、陜西黃龍等地沙棘共40 多個(gè)不同產(chǎn)地的家系作為雜交親本,選擇出雜交優(yōu)勢明顯的家系4 個(gè)。這些家系同期開花,授粉率和結(jié)果率高,且果實(shí)較大,建議今后以這些雜種作為大量制種的材料。俄羅斯大果沙棘品種丘依斯克是俄羅斯的主栽品種之一,果味酸甜可口、果實(shí)有效成分高、盛果期單株產(chǎn)量可達(dá)14.6~23kg/株,經(jīng)過引種試驗(yàn)在我國大部分地區(qū)適應(yīng)性良好、耐寒抗病蟲,以其為母本的雜交試驗(yàn)也較多,雜種間表現(xiàn)出顯著差異,雜種優(yōu)勢明顯,果實(shí)性狀較中國沙棘有很大提高。
除了以果實(shí)為育種目標(biāo)外,我國也開展了以葉片為目標(biāo)的育種工作,選擇出產(chǎn)葉量高、營養(yǎng)豐富、枝條棘刺少的優(yōu)良雄株。盧順光等用烏蘭沙棘(蒙古沙棘亞種)與豐寧雄株(中國沙棘)進(jìn)行雜交,雜種群體產(chǎn)生了嫩枝數(shù)量多、枝刺少、葉片厚而重、產(chǎn)葉量高等變異的單株,為選育葉用型沙棘優(yōu)良品種奠定了基礎(chǔ)[8]。
沙棘可用種子、根蘗、嫩枝或硬枝繁殖。但是生產(chǎn)中為了保持優(yōu)良性狀,大多采用根蘗、嫩枝或木質(zhì)化硬枝扦插的方法進(jìn)行無性繁殖[9,11]。沙棘組織培養(yǎng)的快繁技術(shù),己有許多研究報(bào)道,但均未在大田進(jìn)行廣泛推廣。
根蘗繁殖是在栽培當(dāng)年選擇1~2年生發(fā)育良好的根蘗條,在距樹干10~20cm 處將根切斷,分別貼上雌株或雄株標(biāo)記[10]。
嫩枝繁殖是在選擇遺傳性狀良好的母樹,在沙棘的旺盛生長期采條,插條長12~15cm,但需帶有頂芽生長點(diǎn),將下部葉片剪去,保留3~4 片,插前采用0.01%濃度的IAA 處理約16~18h,培養(yǎng)在塑料大棚內(nèi)及人工噴霧條件下進(jìn)行催根,然后移至苗圃繼續(xù)培養(yǎng),株行距一般為0.25m×0.7m。木質(zhì)化插條繁殖是在從一年生的健壯枝條上截取插條來培育營養(yǎng)苗,采條時(shí)間最好是早春,插條長15~20cm,先將插條放在水中浸泡5~6 晝夜,然后放在0.02%的異生長素稀溶液中浸泡12~15h,基部浸泡深度4~5cm,而后扦插在預(yù)先準(zhǔn)備好的苗床上,扦插時(shí)要露出地面2~3 個(gè)芽,最后澆水覆沙。嫁接繁殖是在良種樹上選擇生長健壯、無病蟲害、芽眼飽滿的枝條采集接穗,一般采集樹冠中上部外圍一年生枝條或一年生萌蘗株枝條,清明節(jié)后開始嫁接,嫁接時(shí)隨剪砧隨嫁接,接穗上保留2~3個(gè)飽滿芽,接口處用塑料條綁緊,接穗上端接口處及時(shí)涂漆,防止水分蒸發(fā)。沙棘扦插繁殖是否成功的標(biāo)志是插穗能否生根,影響其插穗生根的主要因素是母株來源、母株年齡、穗齡、采穗部位、扦插季節(jié)、生根環(huán)境(溫度、濕度、基質(zhì))以及植物生長調(diào)節(jié)劑等。近年來,北京林業(yè)大學(xué)等單位在沙棘微枝扦插繁殖技術(shù)領(lǐng)域取得了一定的成果。
種子繁殖是一種簡單易行的方法。我國大部分地區(qū)在沙棘的開發(fā)利用上采用種子繁殖。研究表明,整個(gè)生長進(jìn)程中存在著明顯的速生期(長約43d),速生期內(nèi)的苗高生長量約占總生長量的58%。在育苗實(shí)踐中要切實(shí)抓住這一關(guān)鍵時(shí)期,采取有效管理措施,提高苗木質(zhì)量。
沙棘種植園是其商品林的集約經(jīng)營形式,是提高產(chǎn)量和質(zhì)量的有效途徑。隨著沙棘加工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,沙棘種植園日益受到重視。沙棘種植園明顯區(qū)別于普通的大面積造林,至少包含3方面的特殊性:(1)林分結(jié)構(gòu)科學(xué),具有合理的株行距、恰當(dāng)?shù)拇菩郾壤蛢?yōu)越的生長環(huán)境;(2)實(shí)施集約經(jīng)營,即管護(hù)精細(xì)、便于采摘;(3)經(jīng)濟(jì)效益高選用優(yōu)良品種,果實(shí)質(zhì)量優(yōu)越、產(chǎn)量高。在生產(chǎn)實(shí)踐中,這3方面缺一不可。基于這些指標(biāo),沙棘種植園應(yīng)該抓好園址和品種選擇、授粉樹配置等關(guān)鍵問題。
首先,園址應(yīng)建在便于管理、采摘、運(yùn)輸?shù)牡囟?,土壤以通氣性好、結(jié)構(gòu)疏松的砂質(zhì)土壤為宜,沼澤土、粘土、酸性土壤不應(yīng)選作種植園。
其次,所選品種除了果大、豐產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)外,還應(yīng)具有矮化、果柄長、果皮厚等便于機(jī)械化采收的特點(diǎn),并盡可能考慮不同果實(shí)成熟期品種的搭配以延長采收期。
此外,雌雄株比例也是影響沙棘產(chǎn)量的重要因素之一。沙棘種植園中應(yīng)選擇生長勢強(qiáng)、節(jié)間短、無刺或少刺、花芽密集、花粉量大、花期一致的優(yōu)良雄株作為授粉樹,其比例為6∶1~10∶1(經(jīng)常使用的比例為8∶1)。與此同時(shí),周圍防護(hù)林也可以采用一定量沙棘雄株或在主風(fēng)方向栽植一行雄株,以保證充足的花粉來源[12]。
盡管我國的沙棘研究開發(fā)取得了一定成績,積累了許多經(jīng)驗(yàn),但也還有一些困難和問題制約著沙棘產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,主要有:對沙棘治理水土流失、改善生態(tài)環(huán)境的作用和巨大的開發(fā)利用價(jià)值認(rèn)識不夠。表現(xiàn)在:種植規(guī)模小,每年發(fā)展約7 萬hm2沙棘林與國家生態(tài)環(huán)境建設(shè)和治理水土流失的需要相差甚遠(yuǎn);特別是沙棘果小、刺多、難采摘的難題還沒有徹底解決。盡管果大、刺少、耐干旱的雜交優(yōu)良品種研究已取得突破,能否適應(yīng)西北地區(qū)貧瘠、干旱的荒山溝壑尚有待進(jìn)一步試驗(yàn),其果實(shí)早熟和落果等問題也有待繼續(xù)研究,需進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn)鑒定后才可推廣。
為此,培育篩選適合干旱、半干旱地區(qū)種植的優(yōu)良品種,推進(jìn)沙棘優(yōu)良品種(無性系)的區(qū)域化栽培試驗(yàn),推廣適應(yīng)不同生態(tài)條件的沙棘優(yōu)良品種(無性系)是當(dāng)前沙棘資源建設(shè)與開發(fā)中急待解決的問題。
[1]雷慶哲,續(xù)九如.我國沙棘引種、雜交及新品種選育的研究進(jìn)展[J].河北林果研究,2007,22(2):149-153 .
[2]黃銓.中國沙棘育種研究進(jìn)展[J].國際沙棘研究與開發(fā),2006,4(4):25-29 .
[3]白玉明,史社裕,張成榆,等.沙棘遺傳改良及繁殖栽培研究進(jìn)展[J].國際沙棘研究與開發(fā),2009,6(2):31-35 .
[4]黃銓.大果沙棘栽培[M].北京:金盾出版社,1999,88-89 .
[5]黃河水利委員會沙棘辦公室.砒砂巖地區(qū)沙棘育種研究課題通過部級鑒定[J].沙棘,1997,(2):35 .
[6]溫秀鳳,盧順光,金爭平,等.雜交子代與親本群體沙棘葉有機(jī)酸、脂肪及其它常規(guī)成分含量及變化研究[J].國際沙棘研究與開發(fā),2005,3(2):21-25 .
[7]姜樹茂,惠興學(xué),張文臣,等.遼寧省沙棘科研進(jìn)展情況和工作體會[J].防護(hù)林科技,1995,(4):76-78 .
[8]盧順光,金爭平,溫秀鳳,等.葉用型沙棘育種研究[J].國際沙棘研究與開發(fā),2003,1(2):17-22,47 .
[9]李根前,唐德瑞,趙一慶.沙棘林培育技術(shù)研究[J].沙棘,2000,13(3):12-17 .
[10]張廊玉.沙棘栽培管理[M].北京:氣象出版社,1990,23-24 .
[11]惠興學(xué),孔繁軾,張文臣,等.大果無刺沙棘全光霧嫩枝扦插育苗技術(shù)研究[J].沙棘,1999,12(2):17-20 .
[12]王春艷.良種沙棘種植園高效栽培試驗(yàn)研究[J].國際沙棘研究與開發(fā),2004,2(1):27-31 .