項(xiàng)目系統(tǒng)研究、揭示和建立了馬尾松、落葉松、云杉等我國(guó)南、北方重要針葉速速生紙漿材樹(shù)種的現(xiàn)代“育種、繁殖和培育”技術(shù)體系,將“有性”和“無(wú)性”兩大“繁、育”思路緊密、有機(jī)結(jié)合,攻克了落葉松雜種新品系創(chuàng)制和規(guī);療o(wú)性繁殖技術(shù)關(guān)鍵,建立了高效、優(yōu)質(zhì)的針葉樹(shù)種現(xiàn)代育種與快速無(wú)性繁殖技術(shù)體系,為林業(yè)科學(xué)實(shí)現(xiàn)“高技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化”奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
我國(guó)從“八五”開(kāi)始開(kāi)展紙漿材定向選育研究,馬尾松、落葉松、云杉是我國(guó)重要的制漿造紙樹(shù)種,這些樹(shù)種的紙漿材性遺傳變異和種源選擇取得重大進(jìn)展,但與國(guó)外松類樹(shù)種相比,種子園產(chǎn)量低,急需對(duì)種子豐產(chǎn)進(jìn)行研究;優(yōu)良無(wú)性系選育和規(guī);瘮U(kuò)繁及雜交制種無(wú)性繁殖方面還是空白。
已有栽培技術(shù)研究主要以建筑材為培育目標(biāo),并忽視促進(jìn)早期速生技術(shù)、優(yōu)良遺傳型與環(huán)境、育種措施優(yōu)化配置技術(shù)等研究。因此,參照世界人工林發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn),開(kāi)展落葉松、馬尾松、云杉紙漿材良種選育及培育技術(shù)研究,對(duì)縮短紙漿材培育周期長(zhǎng),建立紙漿用材林基地,實(shí)現(xiàn)紙漿材生產(chǎn)的規(guī);彤a(chǎn)業(yè)化具有重要意義。
研究項(xiàng)目在家系和個(gè)體水平上的制漿造紙?jiān)囼?yàn)、材質(zhì)材性和成漿成紙性能遺傳學(xué)研究;強(qiáng)化育種、雜交組合配、制以及創(chuàng)制;采穗園建立、采穗母株整形修剪技術(shù);扦插擴(kuò)繁利用、體細(xì)胞胚快繁;紙漿材育種目標(biāo)的構(gòu)建;優(yōu)良遺傳型的合理布局、優(yōu)良遺傳型與環(huán)境及育林措施的互作;促進(jìn)早期速生技術(shù)及優(yōu)化栽培模式等項(xiàng)研究,在國(guó)內(nèi)均屬首次,并進(jìn)入國(guó)際同類研究先進(jìn)行列。
項(xiàng)目從“宏觀與微觀”、“理論與應(yīng)用”、“育種與繁殖”、“有性與無(wú)性”、“重點(diǎn)與一般”等對(duì)立、統(tǒng)一角度,首次全方位、系統(tǒng)地研究和建立馬尾松、落葉松、云杉三個(gè)難生根樹(shù)種的“育種、造林、繁殖和培育”等“良種化、無(wú)性系化、產(chǎn)業(yè)化”繁育技術(shù)體系,有很強(qiáng)的理論性、應(yīng)用性和代表性;創(chuàng)新與發(fā)展落葉松強(qiáng)化育種技術(shù),組合、重組雙親優(yōu)良性狀基因創(chuàng)制優(yōu)良雜種,提出“有性制種,無(wú)性利用”的針葉樹(shù)育種戰(zhàn)略。
攻克了雜種新品系創(chuàng)制和扦插繁殖及無(wú)性系、新品系穗條幼化、插穗生根及良種選育等技術(shù)難點(diǎn),通過(guò)扦插和體細(xì)胞胚繁殖方式進(jìn)行雜種優(yōu)勢(shì)固定,是針葉樹(shù)繁育技術(shù)上的巨大變革;首次系統(tǒng)揭示了馬尾松生產(chǎn)力、材質(zhì)材性遺傳變異規(guī)律,突破了馬尾松早期生長(zhǎng)慢的技術(shù)難關(guān),系統(tǒng)研究提出了技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上高效的紙漿材林培育技術(shù)體系,建立了優(yōu)質(zhì)、高效的針葉樹(shù)現(xiàn)代育種與無(wú)性快繁技術(shù)體系。
創(chuàng)制了落葉松優(yōu)良無(wú)性系38個(gè)、雜種新品系30個(gè),云杉優(yōu)良無(wú)性系35個(gè)。建立了落葉松、馬尾松微型育種園,分別配置優(yōu)良雜交組合130個(gè)和405個(gè);突破了優(yōu)良落葉松、馬尾松、云杉新品系采穗園幼化及插穗生根技術(shù);選出馬尾松優(yōu)良家系30個(gè)、優(yōu)良無(wú)性系25個(gè)。項(xiàng)目期間共出版著作7部,發(fā)表相關(guān)論文93篇。
其項(xiàng)目特色之處主要表現(xiàn)在:提出了“有性制種、無(wú)性利用”的針葉樹(shù)育種戰(zhàn)略,從有性和無(wú)性兩方面攻克了雜種新品系創(chuàng)制、規(guī);療o(wú)性繁殖的技術(shù)難點(diǎn);建立微型育種園及其生長(zhǎng)、代謝調(diào)控等配套技術(shù)體系,結(jié)實(shí)周期由5年縮短為3年。
降低了育種成本,開(kāi)辟了針葉樹(shù)現(xiàn)代育種新途徑;雜交制種技術(shù)——組合育種、優(yōu)勢(shì)育種、良種選育等有機(jī)結(jié)合,配、制優(yōu)良雜交組合,創(chuàng)制針葉樹(shù)優(yōu)良雜種新種質(zhì),培育了一批針葉樹(shù)優(yōu)良無(wú)性系、家系、雜種新品系。
選擇育種技術(shù)——從種源、林分、家系、單株、基因等不同層次、不同水平上,系統(tǒng)地進(jìn)行了針葉樹(shù)育種、繁殖、培育技術(shù)研究,首次在家系和個(gè)體水平上,系統(tǒng)研究了木材產(chǎn)量、木材密度、木材化學(xué)組分和漿紙性能的遺傳學(xué)問(wèn)題,揭示了主要經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳和變異規(guī)律。結(jié)合培育目標(biāo),采用多性狀聯(lián)合選育技術(shù),篩選了一批優(yōu)良家系和無(wú)性系。
采穗園技術(shù)——建立針葉樹(shù)優(yōu)良無(wú)性系、家系、雜種新品系等不同類型、不同層次的采穗園,通過(guò)采穗母株的幼化、整形修剪等技術(shù),減緩了位置效應(yīng)、延長(zhǎng)了母株服務(wù)年限、提高了穗條產(chǎn)量與質(zhì)量;揭示了扦插基質(zhì)、時(shí)間、母株年齡、種源(家系、無(wú)性系、雜交組合)、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)等對(duì)扦插成活率及生根狀況的影響,成功地解決了難生根針葉樹(shù)扦插繁殖技術(shù),使生根率有明顯提高。
建立了高效、穩(wěn)定的針葉樹(shù)體細(xì)胞胚胎發(fā)生及遺傳轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),突破了胚性愈傷組織獲得、體細(xì)胞胚成熟、防止畸形胚發(fā)生等技術(shù)關(guān)鍵;建立了紙漿材專用性種子園,提出了較完善的種子園種子豐產(chǎn)技術(shù),使種子產(chǎn)量提高31%-40%;突破了馬尾松早期生長(zhǎng)慢的技術(shù)難關(guān),使幼林3年即可郁閉;首創(chuàng)了芽苗定距移栽3次切根育苗新方法。
使苗木質(zhì)量有明顯提高;以定向和高效為前提,根據(jù)材性、造紙?zhí)匦约袄锰攸c(diǎn)調(diào)整各種營(yíng)林措施,總結(jié)出了各種栽培措施的較佳處理,形成了技術(shù)上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上高效的紙漿材林培育技術(shù)體系;分帶、產(chǎn)區(qū)、立地篩選出23種優(yōu)化栽培模式,每種模式中均包括18種技術(shù)組合,使采伐年齡縮短12年以上,內(nèi)部收益率提高4-9個(gè)百分點(diǎn)。
本成果已在黑龍江、貴州、福建、浙江、湖北等12個(gè)省區(qū)推廣,應(yīng)用面積22.6萬(wàn)公頃,帶動(dòng)了當(dāng)?shù)毓I(yè)用材林的發(fā)展。
其中:建立落葉松優(yōu)良雜種采穗園3公頃,年產(chǎn)插穗80-90萬(wàn)條,安裝插盤及扦插育苗設(shè)備20套,年產(chǎn)扦插苗70萬(wàn)株,營(yíng)造無(wú)性系示范林200公頃、推廣面積5.6萬(wàn)公頃。
根據(jù)生長(zhǎng)量預(yù)測(cè)每公頃優(yōu)良雜種年均增加木材2.1 m3, 按輪伐期15年、木材價(jià)格400元/m3計(jì),每公頃新增產(chǎn)值12600元;建立紅皮云杉無(wú)性系種子園8.23公頃、采穗圃0.5公頃、含200個(gè)無(wú)性系的紅皮云杉優(yōu)樹(shù)收集區(qū)1公頃,營(yíng)建試驗(yàn)示范林28公頃。
優(yōu)良無(wú)性系35個(gè),成果推廣面積已達(dá)10萬(wàn)公頃,紅皮云杉人工林培育周期縮短3-7年,每年可平均增加林木蓄積5-10%;直接營(yíng)造馬尾松試驗(yàn)示范林超過(guò)2000公頃,輻射推廣5萬(wàn)公頃,生產(chǎn)力較相同立地的現(xiàn)有林提高20%-30%;以輪伐期15年主伐時(shí)每公頃可凈增蓄積30-45m3、凈增木片13.8-20.7噸。
僅目前已營(yíng)造和推廣3.2萬(wàn)公頃,在一個(gè)輪伐期內(nèi),就可凈增產(chǎn)值2.915-4.372億元,年均凈增產(chǎn)值1943-2915萬(wàn)元,同時(shí)還降低造林成本10%-15%。項(xiàng)目的實(shí)施取得了良好的社會(huì)效益及生態(tài)
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