广西国有派阳山林场国家马尾松良种基地发展现状与建议

2022-11-07魏国余黄彩枝杨章旗

广西林业科学 2022年4期

张智，安冰，付军，魏国余，陈虎，黄彩枝，杨章旗

（1.广西壮族自治区国有派阳山林场，广西宁明 532500；2.广西壮族自治区林业科学研究院国家林业和草原局马尾松工程技术研究中心广西马尾松工程技术研究中心，广西南宁 530002）

林以种为本、种以质为先，林木良种对林业增产、林农增收起着重要的作用，速生丰产林增效需依靠林木良种。实现林木良种化已成为解决木材供需矛盾，减轻生态建设压力，保障国家生态和木材安全，实现我国经济社会可持续发展的必然选择[1]。林木良种基地承载着良种选育的重任，建设高水平的良种基地，能保障充足的良种供应，并起到示范作用[2]。

马尾松（Pinus massoniana）是我国南方重要的材用和脂用乡土树种，分布于我国南方17 个省（直辖市、自治区）。桐棉种源是我国马尾松优良地理种源之一，拥有生长速度快、干形通直、松脂产量高和树皮薄等优良特性，也称“桐棉松”。我国从上世纪60年代开始马尾松良种选育，经过几十年发展，在种源评价[3-4]、种质资源分析[5]、种子园经营[6]、种子园遗传多样性[7]、种苗繁育[8]和种子园家系评价[9-10]等方面取得成果，推动马尾松人工林高质量发展。

随着森林总体布局的变化，南方成为我国木材生产的主要区域，广西是重要的木材生产基地之一。2009年，原国家林业局发布三批国家重点林木良种基地，共296处；与马尾松相关的良种基地有29处，广西有4 处，均为国家级马尾松良种基地；2022年，国家林业与草原局与广西壮族自治区人民政府共建广西现代林业产业示范区。在良种基地建设过程中，存在种子园老化、种子园产量不足、高世代进程缓慢和基地功能单一等问题[2,6-7]。该文以广西壮族自治区国有派阳山林场国家马尾松良种基地（以下简称“马尾松良种基地”）为例，通过总结几十年，尤其是近十年其在良种基地建设方面的历程、成效和措施，旨在为林木良种基地的建设与发展提供参考。

1 自然条件

马尾松良种基地位于派阳山林场鸿鹄分场（106°30′ ～107°15′E，21°15′ ～22°30′N），属热带及南亚热带季风气候，日照充足，热量充沛，夏长冬短，干湿季节明显；年均气温21.8 ℃，极端高温40.7 ℃，极端低温3 ℃；≥10 ℃活动积温7 730 ℃，无霜期达360 天；年均降水量1 250 ～1 700 mm，雨季集中在5 — 8月，年均蒸发量1 423.3 mm，年均相对湿度82.0%。地貌多为丘陵，少量低山，海拔为200 ～600 m，坡度20°左右。土壤主要是砂岩发育成的赤红壤，土层中厚，厚度一般在60 cm 以上，质地较疏松，有机质含量3%～5.5%，pH值为5.0 ～6.5。

2 发展历程

经过几代人的不懈努力，科技专家在马尾松种质资源开发利用和保护、种子园丰产、高世代育种、良种繁育及丰产栽培等方面取得一系列成果，为打造以桐棉松为主的马尾松良种基地及林业科技试验示范基地打下坚实的基础。该马尾松良种基地的发展，分为3个发展阶段。

2.1 第1阶段

第1 阶段为1958 — 1991年。1958年，林场引种桐棉松；1978年，开始对桐棉种源进行全国地理种源试验[11]，桐棉种源表现优良，被确认为全国优良地理种源；1983年，建立人工母树林；1985年，南方14 省（自治区）专家进行鉴定验收，证实25年生桐棉松平均年生长量达34.65 m3/hm2[11-12]，创造了马尾松人工林大面积（470 hm2）栽培的最高生长记录，首次证实马尾松在适宜条件下是有较高生产力的速生树种（图1a）。“六五”至“七五”期间，营建不同造林密度、施肥、苗龄及种源等对比试验林28 hm2，营建近300 hm2的高产示范林[13-14]。1990年，桐棉松种植面积达0.8 万hm2；1991年，通过世界银行贷款项目“琼斯育种计划”，营造桐棉种源人工母树林近10 hm2；2000年，开始投产，年均产种125 kg；2009年开始，不再采种，培育大径材林，保留密度为150株/hm2；2018年，改造为异龄混交林（图1b）。

图1 桐棉松人工林和母树林Fig.1 Tongmian pine plantations and mother tree forests

2.2 第2阶段

第2 阶段为1992— 2011年。科研人员继续对第一阶段营建的试验林进行调查[15-16]，对母树林进行去劣留优。1998年，建设以种子园为代表的桐棉松良种基地，采用原南宁地区林科所国家马尾松良种基地1 代种子园中经子代测定表现优良、来源于桐棉种源的50个优良无性系营建桐棉松1.5代种子园，该种子园是全国唯一1 个采用同一优良无性系营建的种子园（图2a），为桐棉松后期遗传改良奠定基础。2000年，基地被评为自治区级林木良种基地；2004年，基地开始投产；2012年，开始对全园进行树体矮化管理（图2b）。

图2 桐棉松1.5代种子园Fig.2 1.5 generation seed orchard of Tongmian pine

2.3 第3阶段

第3 阶段为2012年至今。2012年，马尾松良种基地被列入第2 批国家重点林木良种基地，桐棉松进入遗传改良和培育技术集成的快速发展阶段，该阶段取得显著成效。广西壮族自治区林业科学研究院松树研究团队经过30多年研究，选出桐棉种源优良单株及新品系，营建桐棉种源马尾松种质资源库（图3a）。营建桐棉种源马尾松2代种子园和高产脂1代种子园，采用“一穴双株”方式缩短建园时间，采用“果园式”管理方法提高种子产量。建成马尾松现代化育苗基地（图3b），年产优质苗木100万株。开展松树种内或种间杂交，完成杂交组合786 个。营建50 hm2家系子代测定林，参试家系达2 195 个（图3c）。开展20 多项松树种植密度、修枝强度、施肥措施和间伐强度等试验，35 项营建混交模式的栽培试验（图3d）。

图3 桐棉松主要功能区Fig.3 Main functional areas of Tongmian pine

3 建设成效与不足

3.1 建成多功能基地，但还需进一步优化

基地经过近10年的快速发展，已建成集种质资源保存、良种选育、良种生产、壮苗培育、科学研究和示范推广等为一体的多功能利用基地。但还存在对种质速生、高脂和抗逆等性状评价研究不足，苗木繁育基地规模和现代化经营水平不高，示范区域不集中，展示模式少及示范作用有待加强等不足。

3.2 种子产量稳定提升，但机械化程度低

针对种子园种子产量较低的问题，科技专家与基地人员开展优良种源遗传多样性和生长性状变异研究[17]，了解修剪强度对桐棉松成年母树影响[18]，确定矮化马尾松无性系开花结实特征并制定树体矮化技术[19]，确定最佳外源处理方式[20]，分析不同家系苗期生长情况[21-22]。形成马尾松种子园丰产技术，种子园产量得到显著提升（表1），不同世代良种平均遗传增益均达20%以上。但种子园辅助授粉、修枝整形、采果、制种和育苗等程序机械化水平较低。

表1 马尾松良种产量Tab.2 Output of P.massoniana improved variety(kg)

3.3 改良进程加快，但定向育种需加强

从1 代种子园到2 代种子园的改良共花费30 多年时间。基地在建成马尾松2 代种子园后，在科技团队帮助下，加强杂交授粉和遗传测定林营建工作，通过设计亚系间杂交策略[23]，营建一批马尾松优树、种子园家系半同胞和全同胞家系子代，为马尾松更高世代遗传改良奠定基础。预计在“十四五”末，基地将营建3代种子园，良种的遗传增益将再提升10%以上。但良种与实际需求存在一定差距，如用于生产纸浆材、大径材及具有高抗逆性（抵御自然生物与非生物灾害）的良种较少。

3.4 改良成效显著，但培育体系需完善

1958年，基地首次营建桐棉种源示范林；2022年1月，进行测定。桐棉种源平均单株材积为3.27 m3，最大单株材积为11.00 m3，平均蓄积量为688.50 m3/hm2，是全国长势最好的马尾松林分之一；8年生1.5 代种子园家系平均树高、胸径和材积均比1 代种子园高出11.87%、7.75%和32.24%；4年生2 代种子园家系平均树高和胸径达6.6 m 和10.25 cm，最优家系达7.00 m 和10.69 cm。但还存在栽培技术不够系统，可持续经营模式少，如更细化区域的优良家系选育和不同发育时期专用肥研发较少；林分生长、土壤监测和数据收集等方面的新技术不成熟等问题。

3.5 科技成果丰硕，仍需加强科技人员技能

在广西马尾松领军人杨章旗教授及其团队30多年合作指导下，基地培养出一批技术骨干，先后主持或参与国家和省级项目近40 项；获国家级、省部级科技成果共14 项，其中省部级一等奖1 项、二等奖3 项和三等奖3 项。但基地科技人员年龄偏大，了解实际操作的技术人员较少，不利于基地长期稳定发展。

3.6 示范作用明显，但带动作用不足

经过几年建设，马尾松良种基地成为花山松涛桐棉松产业（核心）示范区、广西农业科技园区，是国家松脂产业技术联盟、国家马尾松创新联盟和广西主要用材林育种和培育国家长期科研基地；建成1个全国林草科普基地、1个科技研发中心、1个森林高质量培育基地、1 个星创天地和农业创新创业一站式开放性综合服务平台、1 个桐棉松产业科技成果展示厅、1 个多功能报告厅和生态科普广场等。累计开展技术培训60 期，培训技术人员和林农1 万人次。虽为马尾松良种推广、区域经济发展和林农增收搭建较好的平台，但平台的作用还未充分发挥，仅开展现场培训，多途径、多渠道、多方式的培训和宣传服务体系还未建立。

4 未来发展建议

根据国家和广西林业“十四五”发展需求，以树种结构调整、生态文明建设和木材安全保障为主要发展方向，以科技创新和科技兴林为主线，针对目前马尾松遗传改良和良种基地建设存在的问题，提出以下建议。

4.1 进一步加大资金投入

林木良种基地建设是一项全社会受益的公益事业。要扩大基地的建设内容和规模，需增加资金投入，才能保障基地可持续发展。近几年，马尾松受松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）病等影响，造林面积不断减少。为保证良种供应，应在抗逆、抗病虫害良种选育，营建具有更强抗逆性的高世代种子园，信息化、机械化研发等方面增加资金投入，不断提升良种和造林质量。

4.2 加强定向培育，不断完善栽培体系

加大种质资源收集、保存、鉴定、评价和开发利用力度，加快培育主导品系和特色品系，创新良种选育技术，推动良种生产高质量发展。应根据市场需求、当地社会发展和林业总体布局，适当增加乡土阔叶树种；以培育优质、高产、高效、高抗和高碳汇品系为目标，开展多目标育种、定向育种及多世代连续改良工作。不断加强对遗传子代测定林、栽培试验林的营建、管护和调查分析，攻关高效培育“卡脖子”核心技术，实现由单一追求木材产量向高产、优质和多抗联合育种转变，进一步为经济、生态和社会发展提供保障。