1. 引言
红松(Pinus koraiensis)又名海松、果松,是松科(Pinaceae)松属(Pinus)的常绿乔木,高可达40 m,国家二级重点保护野生植物。以中国的东北部为中心,集中分布在吉林省长白山地区和黑龙江省完达山地区、小兴安岭、老爷岭和张广才岭,俄罗斯的远东南部和朝鲜半岛也有连续分布区,日本本州和四国有间断分布。其种源试验被广泛开展,在早期经过开展种源区划研究后,又陆续开展优良种源选择研究。营建母树林是为造林提供种子重要方法之一,在保存遗传资源方面的价值非常大[1]。通过对现有天然林和已建人工林进行改建成母树林,相对简单便捷,成本投入比较低,效果显著。
2. 当前红松种子生产存在的问题
2.1. 遗传改良进程缓慢
吉林省绝大多数种子园处于第一代遗传改良阶段,而且建设进度参差不齐。在建立种子园初期,由于缺少经验,普遍对基础工作认识不够。例如:选择优树的标准与准确性存在一定问题,结实能力未作为主要选优性状,偏重于数量性状。优树自由授粉子代测定工作没有及时完成,收集的不够全面;全同胞控制授粉工作开展的不及时和不深入,不能及时提供必要的遗传参数,对多世代遗传改良进程与改良水平产生了影响[2]。
2.2. 良种使用率较低,苗木产量方面有缺口
目前,吉林省用于培育苗木的种子,绝大多数采自天然母树林、人工母树林或天然采种林,种子遗传品质改良的程度较低,种子园的种子用于育苗生产的比例还不够高。这与培高质量后备森林资源的要求相差甚远,远远满足不了全省每年5~6亿株苗木量的需求,良种缺口极大。
2.3. 良种生产规划落实不到位,基地经营管理相对粗放
吉林省系统的林木遗传改良基础工作和良种基地建设已有20多年的历史,虽然制定了林木良种基地建设发展规划,但无法保证系统的、连续的落实到位。相对粗放的经营管理模式,产量偏低。没有足够多的经费保障生产和科研,存在不及时更新设备的情况,专业技术人员不稳定,导致基地的建设、经营管理水平不高。基于上述原因,吉林省林木种子生产基地化、采集专业化、加工机械化、造林良种化仍处于较低水平,种子的遗传品质和播种品质急待提高。
2.4. 科研工作没有与时俱进,没有实现全覆盖
现阶段,该基地只是针对部分第一代改良群体进行了一般性研究,在多世代改良方面缺少深层次的研究。在母树结实技术上,目前还没有开展研究;优树自由授粉子代测定工作开展的不够及时,没有开展全同胞控制授粉工作,导致遗传参数无法及时地提供,进而对多世代遗传改良进程产生影响。
3. 红松母树林扩建的必要性
3.1. 符合林木良种事业不断发展的需要
良种是提高造林绿化水平的前提。目前,临江红松种子园第一代改良实践证明:15年生优树自由授粉子代家系树高、胸径、材积生长的遗传增益为8.63%、24%和34.97%,效果显著。因此,优质的红松母树林的建立很有必要。通过遗传交配设计育测定,不断筛选优良基因型,加速多世代遗传改良,不断提高林木种子的遗传品质和遗传增益,进而缩短商品林的建设周期,提高森林的产量与质量。
3.2. 符合生态省和林业重点生态工程建设的需要
吉林省是国家启动的生态省建设试点,预计2030年完成生态省建设任务,为顺利完成此项任务,种苗建设先行的战略措施被提出,加快推进全省林木良种基地建设,为各项生态工程建设提供充足的良种壮苗,充分提高全省造林绿化水平和质量。充足的良种壮苗是生态建设必不可少的重要前提,林业“六大”重点工程全面实施的同时,我省也启动了天然林资源保护、退耕还林、“三北”防护林四期建设工程、速生丰产林基地建设工程等林业重点生态工程,优质种苗需求量很大。
4. 红松母树林扩建技术
母树林是在优良天然林或确知种源的优良人工林的基础上,按照母树林的营建标准,经过留优去劣的疏伐、为生产遗传品质较好的林木种子而营建的采种林分。用母树林产的种子进行造林,较其他方式,有3%~7%的增益。母树林营建技术相对简单,投入生产速度较快,成本较低,生产的种子质量和产量较其他林分高,是生产良种的重要形式。
4.1. 建立红松母树林的方法
4.1.1. 采种母树林应具备的条件
气候条件。不同分布区域,气候条件有很大差异,同一树种也会受到影响。受当地气候条件的影响,在生长发育的生理上、抗性以及外部形态会因为要适应环境条件产生变异,部分变异会遗传。树种在较为温暖的地区生长速度会较快,结实也会比较早,产量更高,种子质量也更好。而相对寒冷地区,则生长速度较慢,结实晚,产量较低,质量也较差。在地域选择方面,母树林要选择与造林地的气候条件相同或相近。同时,也要满足该树种在开花结实时候对气候条件的需求[3]。
土壤条件。种子的产量和质量与土壤有着不可分割的密切联系。土壤肥力较高的林分,种子的产量较高,质量较好,生长速度快。肥力较低的土壤则生长速度较慢,种子产量低,主差,侧枝多。营建母树林,应当选取肥力较好的林分。
林分的条件。生长达到最盛时期的较为适宜。林分年龄在1/3~1/4轮伐期的更为合适。营建母树林,应当选取优良林分,优良木为主或占大多数的林分。林分劣树在50%以下的林分。
郁闭度。母树林的郁闭度应当以0.5~0.7较为适宜。郁闭度小,进行疏伐会有困难。林龄相对较大的母树林郁闭度可稍小些,林龄小的,则郁闭度应大些。优良母树的总株数应大于所要求单位面积应保留的母树株数。
其他条件。一是林分的位置和面积。母树林选址应当交通便利,方便运输,地势平缓,便于采种。山区则应当选择阳坡或半阳坡,靠近水源,方便灌溉。母树林面积不宜过小,6.67 hm2以上,最低不能少于3.5 hm2,应集中连片。如面积过小,则不便于经营管理,不良花粉容易入侵,使种子品质受到不良影响。二是林分的组成纯林最为适宜做母树林,针阔混交林则采种目的树种需大于或等于一半。营建针叶母树林,一定量的阔叶树种有利于减少病虫害,维护地力。
4.1.2. 母树林的区划要点
为方便经营管理和运输,应当进行道路区划,设置防火线,宽度应当为8~15 m。防火带应清除杂草及树木。应当设置隔离带。为防止不良花粉传入,在母树林周围应当设置隔离带。四周无林地隔离带距离为300 m。非母树林树种:常绿针叶树为100 m,阔叶树为200 m。不方便设置隔离带的,可以选择母树林外围100 m内不采种。
建立母树林技术档案:位置及平面图;每木调查表;基本情况登记表;疏伐改造施工设计方案;疏伐登记表;经营情况及条件登记表;后代测定登记表;土壤登记表;植被情况登记表。
4.2. 采种母树林的经营
4.2.1. 对母树按如下标准进行分类:
优良木:在林分内生长健壮、干形通直,无明显缺陷,整枝情况好,树冠完整,冠幅较小,无病虫害或病虫害极小。在树龄选择方面,应当尽量选用已经进入或即将进入盛果期的壮龄林。林分起源方面,实生林最佳,林分郁闭度选择0.5~0.7。纯林和同龄林最宜。
中等木:生长较快,干形较好,缺陷不大,品质良好,病虫害较少,林分郁闭度0.7~0.9,树高大于林分平均值6%以上的树木。
劣等木:生长不良、品质差、病虫害感染较重,树高、直径小于林分同龄林平均值的树木。
4.2.2. 经营管理的主要内容
采种母树林的经营管理主要内容包括:疏伐、施肥、灌溉、土壤耕作和保护母树等。
1) 疏伐
疏伐目的。疏伐是采种林经营管理的主要内容,目的是通过疏伐改善采种林的光照条件,增加营养空间,从而提高林木种子的结实量。通过疏伐,每亩株数相对减少,透林阳光增加,进而土壤的温度得到提高,土壤中的微生物活跃程度也得到相应提高,有机质分解速度增快,林木可获得的营养物质明显增加。疏伐的强度与地表和地中的温度呈正相关。疏伐强度与种子产量呈正相关。由于营养的增加,疏伐强度与种子质量也呈正相关。同时,清除劣等木,还可改善林内卫生条件,减少或消灭母树和种子病虫害的根源。
疏伐强度。疏伐强度对母树的生长和种子产量具有直接的影响。疏伐强度过小,产生不了明显效果,疏伐强度过大,株数减少,十分不利于母树的生长,而且会造成灾害,种子产量随之降低。因此,疏伐时要适度,避免环境发生剧烈变化。应本着多次少量、留优去劣的原则进行。疏伐后能使母树均匀分布较为理想,树冠间留1.0米左右的间距,使其得到能充分伸展,郁闭度大于等于0.5。根据林分条件不同,强度尽量控制在10%~20%。
疏伐对象。疏伐时,首先伐除不结实、枯顶、扭曲、秃头、偏冠、双杈、病虫害严重的劣等木,其次再采伐不宜留作母树的中等木。
疏伐间隔期。母树林的树冠发育与郁闭度影响疏伐间隔期。幼龄期的母树,生长力旺盛,树冠增长快,疏伐间隔期相对较短;当母树进入或即将进入盛果期,疏伐间隔期相对延长。疏伐间隔期5年。根据本设计现状资料,通过二次疏伐即可定株,首次疏伐郁闭度控制在0.7,二次疏伐后每公顷保留母树株数156株(株行距为8 m × 8 m),伐后郁闭度保持在0.5~0.6。
疏伐方式。一般多用“均匀式”的疏伐,通过去劣留优,可以使留下的母树分布相对均匀,不会有较大的空地出现。
疏伐量及出材估算。本次疏伐设计是为经济评价提供估算指标,由于疏伐后林分测树因子的变化,无法确定,因此,此次疏伐量及出材量是根据静态指标估算的,仅供参考。
母树林疏伐作业任务量安排如下:
第一年进行第一次疏伐:疏伐面积326.2 hm2。
隔5年进行第二次疏伐:疏伐面积326.2 hm2。
疏伐强度:株数强度20%,蓄积强度小于20%。
2) 施肥管理
为了改善母树的营养条件,提高采种林产量和质量,对母树要进行施肥。
肥料种类:天然绿肥,氮、磷、钾混合肥,磷酸氢二铵等。经试验,磷酸氢二铵施肥效果较为理想,但价格相对较高。采取氮、磷、钾混合施肥,其质量比为2:1:2。
施肥期:春季施肥选择复合肥,在母树开花前两周进行;秋季则选择迟效肥。施肥位置:以树冠投影半径的1.5倍区域进行环状施肥。施肥深度:施肥深度应到达母树根系分布层,深度25 cm左右进行开沟,施肥后覆土。
3) 灌溉
树木生长水是必不可少的,肥料需通过水溶解以后才能被吸收利用。土壤缺少水会造成落花落果。水源条件较好的地区,可以采取开沟引水灌溉。
4) 病虫害防治
病虫害是对林木生长具有巨大威胁,要坚持“预防为主、早期防治、迅速消灭”的原则,加强造林木种苗的检疫,杜绝病虫害的侵入。同时,保持合理的采伐强度,保证生态系统合理运行,防止生态系统紊乱导致的病虫害,提高树木的抗病腐能力。最后,强化采种林病虫害防治人员的业务素质,经常性地进行调查研究,摸清采种林病虫害的危害程度、分布与发生规律,做到提前预报、预防。
5) 树体管理
对母树进行截顶、修枝。通过截顶,树冠变矮,利于下部枝条的生长,促进低干形成,有利于种子的采摘。主要在早春或晚秋进行,冬至禁止进行截顶。修枝是对保留母树的下层枯枝、弱枝、病虫枝、交叉枝及陡长枝等进行修剪,可保持树形,减少枝层重叠,透光度增加,空气通畅,更加利于开花结实。同时可防止病虫害发生,修枝时切口要平滑,不能留短或损伤树皮。春季、夏季及秋季都可进行修枝,冬季禁止。
6) 土壤耕作
疏伐以后,林地易长杂灌,影响母树的生长,应进行除杂灌垦复的技术措施,改善林分生长环境。减少土壤水分和养分的消耗,消除病虫的危害,疏松土壤,增强土壤透水和蓄水性能,减少雨水地表迳流,改善土壤的通气条件。创造较为良好的环境给土壤微生物活动和根系生长,有利于土壤有机质分解,除草松土每年进行1~2次,第一次在5~6月,第二次在7~8月,5~6月杂灌幼嫩,易于腐烂,增加土壤肥力,7~8月天气干燥,杂灌种子未成熟,可以减少来年杂灌的数量,利于改善土壤的物理性能。
5. 讨论
林木良种基地建设是林业的基础工程,能够体现一个地区林业生产力发展的水平。临江市林业局自然条件适宜,技术力量雄厚,现有良种基地基础条件好,在花山林场扩建红松1代母树林良种繁育基地符合林业可持续发展的需要,符合吉林省建设生态省和林业重点生态工程建设的需要,符合林木良种事业向前发展的需要。