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杂交新品种“百日花”楸树选育与栽培试验研究

2021-01-28赵鲲王军辉麻文俊张云峰张海让李关峰杨艳红

安徽林业科技 2020年6期
关键词:楸树金丝苗期

赵鲲,王军辉,麻文俊,张云峰,张海让,李关峰,杨艳红

(1.洛阳农林科学院,河南 洛阳471000;2.中国林业科学研究院林业研究所,北京100091;3.灵宝市林业局,河南 三门峡472500;4.洛宁县全宝山林场,河南 洛阳471700)

楸树(Catalpa bungi)原产中国,有“木王”之称,在我国栽培历史悠久,因材质优良、用途广泛、树姿优美而深受人们喜爱[1]。随着优良品种的不断出现及营林技术的提高,其栽培面积不断扩大,现已成为华北、华中、华东、西北等地造林的主要树种之一。

楸树自花不育,在自然条件下很少结种[2]。长期以来人们很少采用实生方式繁殖楸树,一直延用“取傍生者植之”的方法繁衍楸树,代代相传形成了楸树的单一无性系。长期的自然隔离和品种的单一发展,使楸树自然选择受到一定的限制。根据树木遗传育种理论,结合林木育种实践经验,楸树育种要想有所突破,理论上应开展楸树人工控制杂交育种,以便利用楸树杂种优势,创制楸树种质资源,进而培育楸树新品种。“百日花”楸树是采用F1 代楸树为母本,滇楸为父本,经人工控制杂交获得的F2代杂种。它生长快、材质优、开花早、花期长,是集用材、观赏及育种价值与一体的楸树新品种,是速生丰产林、生态林、园林绿化的主要品种,也是楸树高世代育种的重要材料。

1 材料与方法

“百日花”楸树是采用洛阳农林科学院和中国林科院林业所合作选育的5 年生F1 代杂种“洛楸4号”为母本,贵州贵定县的“滇楸2 号”为父本杂交获得的楸树F2 代杂种。

1.1 亲本来源

2011 年,依据开花早、花色艳、花期长的生物学特性,选择杂种F1 代“洛楸4 号”为开花品种培育的母本,同时依据滇楸自花授粉的开花习性选择贵州贵定县的“滇楸2 号”作为父本。

1.2 育种园营建及父本保存

2006 年,在洛阳白马寺镇三里桥及甘肃天水小陇山林科所营建母本育种园,父本“滇楸2 号”采取原产地就地保存。

1.3 人工授粉和种子采收

2011 年4 月下旬进行人工授粉,由于楸树自花不育,采用不去雄、开放式人工授粉;9 月初种子成熟后分系号采种(同年杂交组合56 个)。

1.4 1 年生杂种苗培育和子代苗选择

2012 年春季,将种子在培养箱中播种,获得芽苗后移植到营养钵容器中;待成苗后,将苗木移入洛阳农林科学院伊滨区试验地,开展苗期各杂交组合对比试验,对家系及单株进行全面观测;6 月初从中选择20 个当年播种当年开花的单株,进行苗期综合观测。

1.5 超级苗无性系化

2013 年春季,以梓楸嫁接法(以梓树为砧木,嫁接楸树)对选择的早花超级苗进行无性系筛选,田间设计为完全随机区组设计,4 次重复,12 株小区。对照为“洛楸4 号”和金丝楸。经开花性状观测,结合抗性,从中选出开花表现稳定的8 个无性系。

1.6 无性系分生态区造林试验

2014 年,对入选的开花无性系在河南省洛阳市、南阳市和甘肃省天水市营造无性系试验林。试验采用随机完全区组设计,6 次重复,2 株小区,以“洛楸4 号”和金丝楸为对照,继续对苗期开花稳定性、生长适应性进行观测。

1.7 无性系决选

由于苗期生长表现受环境影响较大,因此在进行无性系测定和选择时,应遵循“大选、大淘”的原则[3]。2015 年,对多个试验点的无性系开花生物学及生长适应性、遗传稳定性、抗性等指标进行综合评价。试验表明,11-050-5 具有分枝多、嫁接当年开花,且花期长、自花结实等优良性状,因该品种开花期超过100 d,定名为“百日花”楸树。2015 年7 月16 日申请河南省林木品种审定委员会现场查定,2015 年12 月“百日花”楸树通过河南省林木品种审定委员会审定。

2 结果与分析

2.1 品种的主要特征、特性

2.1.1 形态特征

“百日花”楸树树干光滑,树冠卵形,枝条稠密。树皮灰绿色,皮孔较密,圆形或条形。1 年生枝绿色,2 年生枝暗绿色,3 年生枝褐绿色。三叶轮生,叶三角状卵形,全缘或少裂,叶基浅心形少平截,叶尖渐尖,表面绿色,背面黄绿色,无毛。叶脉基部有2 个褐色腺斑。叶长11~15 cm,叶宽8~11 cm,叶柄长6~10 cm。

综合观测表明,“百日花”楸树具有1 年多次抽枝、开花、结果的特性。当年生新枝开花结果后,顶部再次萌生新梢,新梢再次开花、结实。花两性,粉白色,圆锥花序顶生,由7~15 朵小花组成;花期5月中下旬至9 月中下旬,果长40~60 cm。生长速度中等,无明显枝干和叶部病害。

2.1.2 生长特性

对选出的超级苗采用嫁接法进行一级筛选,每系号嫁接9 株,方块排列,加入杂交亲本“洛楸4号”及金丝楸做对照。嫁接当年“百日花”楸树、“洛楸4 号”和金丝楸的苗木生长情况见表1。

由表1 可知,“百日花”楸树1 年生苗的苗高、胸径生长量比金丝楸提高28.2%和40.8%,但略小于“洛楸4 号”,单株多次开花,开花稳定,花期长。3 年生“百日花”楸树平均苗高、胸径生长不如“洛楸4 号”,但比金丝楸苗高、胸径提高17.7%和29.5%。早期开花稳定,单株多次开花,单株花期长达100~110 d。

表1 1 年生和3 年生“百日花”楸树、“洛楸4 号”、金丝楸生长因子

2.1.3 生态学特性

经多年系统观测,“百日花”楸树生态特性同双亲基本一致。性喜光,喜温暖湿润的环境条件,在年平均气温10~15 ℃,年降水量500~1500 mm 的地方生长良好;在年平均气温高于20 ℃,低于10 ℃,年降水量1 800 mm 以上、400 mm 以下的地区和积水洼地,地下水位高于0.5 m 的地方不能正常生长。喜深厚肥沃疏松的中性土壤,可以在碱性及较重度盐碱等多种土壤上生长。

2.1.4 物候学特性

经连续6 年物候观测,“百日花”楸树及“洛楸4号”和金丝楸物候见表2。

由表2 可知,“百日花”楸树的芽萌动期、展叶期、抽梢期比“洛楸4 号”晚,比金丝楸早;而封顶期、落叶期比“洛楸4 号”早,比金丝楸晚。

表2 “百日花”楸树、“洛楸4 号”、金丝楸物候特征

通过6 年全面观测,“百日花”楸树均表现出稳定的多分枝、开花早、多次开花的特性,不同月份开花稳定,结果见表3。

表3 “百日花”楸树、“洛楸4 号”及金丝楸开花对照

由表3 可知,“百日花”楸树具有1 年多次抽枝、开花、结果的特性。当年生新枝开花结果后,顶部再次萌生新梢,新梢再次开花、结实。单株花期远远超过“洛楸4 号”及金丝楸,花期较“洛楸4 号”及金丝楸延长90 d 以上。

2.1.5 抗性

经多年苗期试验及连续观测,“百日花”楸树具有较强的抗性,楸螟危害较少,无其他严重病虫害,在短期积水情况下也能正常生长,对碱性及中度盐碱性的土壤也有较好的适应性。

2.2 品种的栽培技术要点

2.2.1 适生区域

经区域化试验表明,“百日花”楸树适宜区域可划分为三个大区:北亚热带区,包括江苏、安徽、湖北、河南信阳,年降水量为800 mm 以上,适宜于海拔1 500 m 以下;暖温带东部区,包括河南、山东、河北、北京,年降水量为600 mm 以上,适宜于海拔1 000 m 以下;暖温带西部区,包括陕西关中地区、甘肃东南部、山西南部,年降水量为600 mm 以上,适宜于海拔600 m 以下。

2.2.2 繁殖方式

该品种通过扦插、嫁接等无性繁殖方式繁育,扦插主要采用根插及埋干催芽扦插,嫁接采用自砧或梓砧进行薄木质芽接,嫁接所用芽应从1~3 年生的幼树上采集,批量繁育应建采穗圃。

2.2.3 造林密度

该品种主要用于园林绿化,也可用于速生丰产林,其栽植密度依不同绿化模式及生产目的来确定。通道和庭院绿化,单行栽植株距5~6 m,双行以上行距6~8 m,株距3~4 m;“四旁”栽植,根据其立地条件和周围环境确定列植或丛植,列植株行距(4~6)m×(5~8)m,丛植株距为4~5 m,生产性造林同常规楸树造林模式。

2.2.4 造林苗木规格

造林用苗采用胸径3 cm 以上,高度3 m 以上1~2 年生的苗木。

2.2.5 苗期接干及平茬管理

造林当年进行人工接干。方法是造林前及时进行顶梢回截,将木质化程度不良的梢部剪除,生长季节及时抹除离地2 m 以下的萌芽,以促进新梢生长。三级苗造林后就地平茬。

2.2.6 病虫害防治

该品种的主要病虫害是苗期楸螟及根结线虫病。楸螟的主要防治方法是结合冬春修枝,完全剪除虫枝并一次性烧掉。4 月下旬至6 月上旬,用阿维三唑磷和马拉硫磷类药物交替防治各1 次,有较好效果。7~8 月第二代成虫期再次进行防治。

根结线虫病是楸树苗期的主要病害,防治方法主要应从育苗抓起,培育无病苗是关键。育苗前苗圃地深翻晒伐,用3~4 kg/667m2克线灵消毒,苗期用80%二溴氯丙烷配成100~150 倍液开沟浇灌。

2.2.7 品种的主要缺陷及改进方法

“百日花”楸树侧枝分化强,易形成大量侧枝,造成主干极性不强,在苗期管理上要求前期加强侧枝打杈管理。这一缺陷对当年新枝开花的楸树而言,在提高了多次开花习性的同时,因侧枝分枝多也增大了苗期管理的成本,有待通过多世代育种不断改良。另外,“百日花”楸树花色较浅,呈浅粉色,为提高其观赏价值,应进行花色改良。目前项目组正通过高世代育种进行改良中。

2.3 各地引种栽培表现

“百日花”楸树自2013 年以来,分别引种到河南、山东、湖北、河北、甘肃、新疆、南阳等地试种。经多年连续观测,该品种均表现出较好的遗传稳定性和生态适应性,特别是该品种当年嫁接、当年开花、当年结果,且花期稳定在5 月中下旬到9 月中下旬的开花习性受到引种地的高度评价。

2013 年引种到南阳平原区,“百日花”楸树2 年生试验林,其树高、胸径生长量比金丝楸分别提高16.7%和24.7%。观察表明,“百日花”楸树单株呈现多次抽梢,多次开花结果习性。生长期开花稳定,单株花期达110 d 左右。

2013 年引种到甘肃天水,2 年生平均苗高、胸径生长量较金丝楸提高19.1%、21.6%。观察表明,“百日花”楸树单株呈现多次抽梢,多次开花结果习性。生长期开花稳定,单株花期达100 d 左右。

2017 年3 月引种到河北省保定涿州市,经连续3 年试验观测,在-20 ℃环境条件下,该品种生长正常并开花结实。

2020 年4 月引种到新疆自治区库尔勒市,在高盐碱环境条件下,目前生长正常。

3 讨论与结论

“百日花”楸树具有开花早、花期长、生长较快、抗性强的优良特性。其开花早、花期长的特异性,使其极具优良的观赏及育种价值,在紫葳科楸树种中实属少见。该品种是理想的用材、观赏兼用型楸树品种,也是我国楸树高世代育种的核心骨干亲本之一。

由于“百日花”楸树特殊的超长花期,特别是从5 月中旬到9 月上旬不间断的开花习性,给我国楸树育种,特别是紫葳科远缘杂交育种提供了良好的亲本材料。

近几年,我们以“百日花”楸树为亲本,分别开展了“百日花”楸树与梓树、黄金树之间的远缘杂交育种试验,获得了杂种子代。目前杂种已进入生长特性、抗性及适应性测定阶段。这一品种的出现对缩短楸树育种周期,推动我国楸树高世代育种具有十分重要的现实意义。

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