林木良种生产与壮苗培育.ppt

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1、第五章 林木良种生产与壮苗培育5-1 林木遗传控制5-2 林木良种生产经营5-3 苗圃作业方式与圃地耕作5-4 苗木培育技术,课前预习题,1林木良种选育的主要技术包括哪些？林木良种繁育的途径有哪些？2什么叫林木的结实周期性？其原因有哪些？3林木种子的形态成熟与生理成熟有何区别？生产上如何确定采种期？4.种子检验有何意义？种子检验的步骤及种子品质指标有哪些？5.影响林木种子贮藏安全和稳定性的因素有哪些？,5-1 林木遗传控制,一、林木良种选育技术二、林木良种繁育,一、林木良种选育技术,（一）林木选择育种 选择是森林改良的主要手段和基本方法。选择育种的目的就是利用林木的自然变异，利用林木种内遗传多

2、样性，对目标性状“留优去劣”，选择出符合人们需要的群体、家系、单株或类型，通过比较、鉴定和培育，创造出优良品种或类型，以提高林产品的产量、质量，或增强其抗逆性能。,1、选择方法*（1）表型选择与遗传型选择（2）家系选择、家系内选择以及配合选择（3）轮回选择与改良代选择（4）多性状选择（5）无性系选择,2、优树选择 优树是指在相同立地条件下，采取相同营林措施的同龄、同种天然林或人工林中，在生长量、形质、材性、抗性及适应性等方面表现特别优良的个体。优树选择就是从天然林或人工林群体中，按选种目标和优树标准进行表型个体选择，从入选的优良单株上采种育苗、进行遗传测定以评价遗传品质的优劣，并根据遗传品质对

3、其亲本进行再选择，建立种子园或采穗圃繁育良种。,2、优树选择其选择方法：（1）优势木对比法（2）综合评分法（3）平均木法,3、子代测定 子代测定是指用各种育种途径或交配设计所得到的有性后代，按照一定的试验设计要求，建立遗传测定群体，根据子代的表现，对其亲本遗传进行评价的过程。,3、子代测定 测定的主要性状包括：生长、树高、直径以及材积的年生长量、总生长量、生长过程及特点；主干通直度、圆满度、树皮厚度；分枝特性、侧枝粗细、冠幅、自然整枝状况；木材比重和密度、纹理通直性、早材和晚材比率、心材和边材比率、纤维和管胞长度；产胶量、产脂量、产量稳定性和品质；抗病虫害侵染、耐盐渍、耐寒及对其他不良环境条件

4、的适应性。,一、林木良种选育技术,（二）林木引种1、基本概念 每个树种都有一定的自然分布范围，当它在自然分布区内生长时，称为乡土树种；当栽种到自然分布区外时，被称为外来树种。把树种从原有的分布区扩展到分布区以外，或引进外来树种称为引种。引种是树木改良的基本技术之一，是多、快、好、省的育种途径，在丰富树种资源、提供育种原始材料、保护珍稀濒危树种方面也具有重要的意义。,2、影响引种成败的主要因素（1）现实生态条件 引种成败的关键生态条件包括温度、降水和湿度、日照、土壤和风等；（2）历史生态条件 植物在系统发育中所遭遇的生态条件的变迁历史；（3）不同生态型 气候生态型、土壤生态型和共栖生态型；,3、

5、引种的基本方法（1）引种材料的收集和研究（2）必须严格种苗检疫，防止发生危险性病虫害的传播和蔓延（3）引种栽培试验（4）引种的具体措施,（4）引种的具体措施结合选择进行引种选多种立地条件做试验适当的繁殖方式结合有性杂交逐步驯化林业技术措施,4、树木引种驯化成功的标准（1）能适应当地环境条件，不需要采取特殊保护措施能够正常生长。（2）不降低原有的经济价值。（3）能够用该树种固有的繁殖方式进行繁殖。（4）没有明显或致命的病虫害。,一、林木良种选育技术,（三）杂交育种 杂交育种是指对遗传基础不同的树种，或同一树种的不同类型，或不同个体之间进行人工交配，其后代称为有性杂种。按亲缘关系不同，可分为种内杂

6、交、种间杂交和属间杂交。种内杂交为近缘杂交；种间和属间杂交称为远缘杂交。杂交育种的目的，在于获得并利用杂种优势和综合双亲的优良性状。,1、制定杂交育种目标杂交育种的目的和要求主要有：提高生态环境保护功能；速生丰产；改善品质；增强抗性。,2、原始材料的搜集研究 所有的育种工作都是在原有植物的基础上进行的，最初被选作育种的对象，称为育种原始材料，包括不同的树种，相同树种的不同生态型、地理型、品种以及其他变异类型和个体。搜集和掌握各种原始材料，对于育种工作的成败有极大的影响。同时，需要研究收集的育种原始材料，包括其形态特征、生长发育特性、生理特性、抗性、主要经济性状及授粉特性等。,3、杂交亲本的选择

7、原则 杂交亲本遗传性状的优劣，直接影响到杂种后代遗传性状的好坏，育种目标确定后，有针对性地选择杂交亲本。（1）考虑育种的主要目的 亲本必须具有目的性状；（2）亲本双方的优缺点能互补 绝对不能有共同缺点；（3）选择亲本要考虑生态适应性 生态型不同的亲本易培育出优良杂种；（4）考虑亲本性状的遗传规律（5）双亲杂交亲和力（可配性、配合力）的大小,4、杂交方式（1）单交（2）复交5、杂交技术：杂交技术具体就是人工授粉，在人为控制下进行授粉的有性杂交。（1）去雄（2）套袋隔离（3）取得花粉（4）人工授粉（5）精心管理,一、林木良种选育技术,（四）林木基因工程1、概述 基因工程又称为遗传工程，是按照人们预

8、先设计的生物蓝图，应用研究人工方法将生物的遗传物质（通常是DNA）分离出来，在体外进行分割、拼接和重组，进行将重组DNA导入某种宿主或个体，从而改变其遗传品性或获得某种基因产物（多肽或蛋白质），形成新类型的一种操作技术。,一、林木良种选育技术,（四）林木基因工程 一般来说，基因工程的施工程序大致分为4个步骤：（1）施工材料的准备（如目的基因、载体、工具酶等）。（2）把目的基因与载体外结合成重组DNA分子。（3）把重组DNA分子引入受体细胞，建立分子无性繁殖系或称克隆。（4）从细胞群体中选出所需要的无性繁殖系，并使外源基因在受体细胞质中正确表达。,一、林木良种选育技术,2、林木基因工程 利用基因

9、工程进行林木育种，可以在一定程度上克服常规育种的局限性，在较短的时间内培育出优良品种。目前主要工作包括林木抗虫、抗病、抗除草剂、抗性、改善木质素、抗环境污染基因工程。,二、林木良种繁育,（一）母树林母树林是在天然林或人工林中，选择优良林分并通过留优去劣的的疏伐措施而营建的，其目的是提供遗传品质较好的林木种子。（二）种子园种子园是由优树的无性系和家系营建而成，是以生产优良种子为目的的特种种植园。要求面积集中，管理方便，开花结实早，遗传品质优良，遗传增益高，种子产量大。（三）采穗圃采穗圃是以优树或优良无性系作材料，为林业生产提供优质种条和接穗的场圃。采穗圃是一种穗条产量高、成本低、易于集约经营管理

10、、遗传品质有保障的林木良种繁育方式。,5-2 林木良种生产经营,一、林木种子的采集、加工与贮藏二、林木种子品质检验,林木种子是指林业生产中播种材料的总称。包括植物学上所说的真正意义的种子，果实，果实的一部分，种子的一部分及能进行无性繁殖林木的营养器官等。这些材料是林木繁殖及造林的物质基础，种子质量的好坏直接影响到人工林质量。,良种是指遗传品质和播种品质都优良的种子。优良的遗传品质主要表现在用此种子造林形成的林分具有速生、丰产、优质、抗逆性强等特点，而播种品质优良则体现在种子物理特性和发芽能力等指标达到或超过有关国家标准。遗传品质是基础，播种品质是保证，只有在两者都优良的情况下才能称为良种。,一

11、、林木种子的采集、加工与贮藏,（一）林木结实周期性1、林木结实周期性 同一树种结实量在不同年份间有较大差异，一般把结实多的年份称为种子年、大年或丰年；结实量中等的年份称为平年；结实量小的称为小年或歉年。林木结实的丰年和歉年经常交替出现的现象称为林木结实的周期性。2、林木结实周期性的主要原因（1）营养状况（2）树体内激素,（二）种实采集与加工1、种子成熟 种子成熟是指受精的卵细胞发育成具有胚根、胚芽、胚轴和子叶的种胚过程。分为生理成熟和形态成熟。林木果实成熟时，通常表现出一定的外部特征，主要要颜色、气味和果皮方面的变化，因此可通过形态上的鉴别来确定种子是否成熟。,林木种实类型,1、球果类2、干果

12、类：蒴果、荚果、蓇葖果、翅 果、坚果；3、肉质果：浆果、核果、肉质果。,果实类型,果实类型,（二）种实采集与加工1、种子成熟 种子成熟一般经历两个过程：先生理成熟，后形态成熟。（1）球果类：果鳞干燥、硬化、微裂、变色；（2）干果类：果皮由绿转黄、褐或紫黑色，果皮干燥收缩、硬化，有开裂和不开裂两类；（3）肉质果类：果皮软化、变色；,当种子内部贮藏的营养物质积累到一定程度，具有发芽能力时称为生理成熟（physiological maturity）。当种子具有发芽能力，且果实、种子显示出成熟特征时，称为形态成熟（morphological maturity）。生产上多以形态成熟做为确定采种期的标志。

13、还有少数树种，如银杏的种实，虽然在形态上已呈现出成熟的特征，但种胚还未发育完全，只有采收后经过层积处理，种胚才逐渐伸长至正常的大小而具有发芽能力，这种现象称为生理后熟。,种实的成熟,种实的成熟期因树种不同而异。如杨、柳等树种，在春季成熟；黑荆树、桑树等在初夏成熟；相思树、檫树等在夏末成熟；松、柏、杉等大部分树种在秋末或冬初成熟；苦楝、女贞、樟、楠等树种的种实成熟期在冬季。同一树种因生长地区的地理位置和环境条件不同，种实成熟期也有差别。,（二）种实采集与加工2、种子采集 种子的采集必须在种子成熟后进行，采集时间过早，会影响种子的质量，过晚，等小粒种子脱落飞散后则无法收集。林木种子成熟后，应适时采

14、集方可获得优质高产的种子；（1）确定采种期的原则：大多数种子在形态成熟后脱落前采集；（2）采集方法：地面收集、立木采集和机械采集3种。,3、种实调制 为了获得纯净、适于贮藏和播种的优质种子，采集的种实应及时调制。（1）脱粒球果类：利用日光暴晒或人工干燥法进行脱粒；干果类：调制方法因含水量高低而异；肉质果类：因果皮类别而异。（2）净种 又称种子精选，是清除种子中各类杂物，如种翅、鳞片、果皮、果柄、枝叶碎片、破碎种子、石块、土粒及异类种子等，以提高种子纯度和质量，便于贮藏和播种。,3、种实调制净种的方法主要有：风选筛选水选粒选,（3）分级 对同一批种子，利用不同孔径的筛子，按种粒大小分开称为种子分

15、级。种子分级有利于提高种子质量，在播种育苗时，不同级别的种子分别播种，可使出苗整齐，生长均匀，便于管理。（4）干燥 种子干燥的标准是使种子达到安全含水量。种子干燥分人工干燥、自然干燥、机械干燥，目前主要采用自然干燥法。自然干燥有晒干和阴干两种。,种子调制自动化,空气压缩机,球果干燥箱,去翅脱粒机,过滤装置,水选机,球果清理站,净种及分级机,重力分选机,（三）种子贮藏1、影响种子生命力的因素（1）种子内在因素：影响种子生命力的内在因素包括种皮结构、内含物构成，种子含水量以及种子成熟度等。（2）外部条件：主要包括空气相对湿度、温度、通气条件以及生物因子。,影响种子生命力的因素,1、种子本身的性状是

16、影响种子生命力的内在因素，其中主要是种皮结构、内含物构成和种子含水量以及种子成熟度等最为关键。2、环境温度与种子生命力的关系，一般来说，在50-0范围内，温度每降低5，种子生命力增加1倍。大多数林木种子，贮藏期间最适宜的温度为0-5。,3、空气相对湿度愈高，种子含水量增加愈快，呼吸作用旺盛，反过来又释放出大量水汽。贮藏一个季度，种子库的空气相对湿度应控制在65%以内；贮藏2-3年的种子应控制在45%以内；贮藏多年的种子应控制在25%左右。4、通气条件对种子生命力影响程度同种子本身的含水量及贮藏条件有关。必须创造良好的通风条件，及时排除由于种子呼吸而释放出的水汽、二氧化碳和热量。,2、种子贮藏方

17、法林木种子贮藏法应根据种子安全含水量的高低来确定。通常方法有干藏和湿藏两种。（1）干藏。将充分干燥后的种子置于干燥环境中贮藏统称为干藏。普通干藏法密封干藏法（2）湿藏。是将种子放置于湿润、低温、通气良好的条件下贮藏。主要适用于安全含水量较高或具有生理休眠的种子。层积沙藏法堆藏法,种子贮藏方法,根据种子的特性和贮藏目的，贮藏方法可分为干藏和湿藏。无论采用哪种方法，种子入库前都必须净种，测定种子含水量。对含水量过高的种子要进行干燥处理，使其符合贮藏标准。为防止病虫害，入库前应对种子进行消毒处理。,干藏 将充分干燥的种子，置于干燥环境中贮藏称为干藏（dry storage）。干藏又根据贮藏时间和贮藏

18、方式，分为普通干藏和密封干藏。1、普通干藏（conventional dry storage）将充分干燥的种子，装入麻袋、箩筐、箱、桶、缸、罐等容器中，置于低温、干燥、通风的库内或普通室内贮藏。适用于大多数针、阔叶树种的种子进行短期（如秋采冬贮春播）贮藏。2、密封干藏（sealed storage）将充分干燥的种子，装入已消毒的玻璃瓶、铅桶、铁桶、聚乙烯袋容器中，密封贮藏。,长期贮藏大量种子时，应建造种子贮藏库。多数研究都表明，低温冷藏是种子贮藏的最佳环境，但是，低温库的建设通常投资较大，技术要求高。为长期保存种质资源，对新技术的探索是没有止境的，利用液态氮超低温（-196）保存植物种质的一系

19、列研究证明，许多植物种子、花粉、分生组织、芽、愈伤组织和细胞等都能成功地保存在液态氮温度（-196）而生活力不受影响。我国已建林木种子低温库18座，贮种面积9700m2，可贮存种子260万kg。,湿藏 湿藏（wet storage）是将种子置于湿润、适度低温、通气的条件下贮藏。适用于安全含水量高的种子，如壳斗科、七叶树、核桃、油茶、檫树等树种。湿藏的具体方法很多，主要有坑藏、堆藏和流水贮藏等。湿藏基本条件：（1）经常保持湿润，以防种子失水干燥；（2）温度以0-5为宜；（3）通气良好。,二、林木种子品质检验,（一）取样1、种批：就是种子批的简称。凡属同一树种或品种，其产地的立地条件，母树年龄或龄

20、级，采集时间与方法大致相同，种实的调制方法和贮藏方法相同；重量不超过一定限额的种子，称为种子批或叫一批种子。,（一）取样2、每一批种子抽取一个送检样品；为了提取的种子样品能有最大的代表性，国家对种子批的数量规定了限额。一批种子的重量不超过下列限额：特大粒：核桃、板栗、油桐 10000Kg；大粒：麻栎、山杏、油茶 5000Kg；中粒：红松、华山松、樟树、沙枣 3500Kg；小粒：油松、落叶松、杉木、刺槐 1000Kg；特小粒：桉、桑、泡桐、木麻黄 250Kg,（一）取样3、种子样品初次样品混合样品送检样品测定样品,三、种子品质检验,（二）种子物理性状鉴定1、净度（纯度）：百分率；2、重量：千粒重

21、；3、含水率：相对、绝对；,三、种子品质检验,（三）种子发芽力鉴定发芽率85%发芽势绝对发芽率平均发芽速度场圃发芽率,三、种子品质检验,（四）种子生活力测定潜在发芽能力人工法硒盐法靛蓝法四唑法,抽样程序,种批 混合样品 初次样品 送检样品 混合样品必须是初次样品的10倍以上 从送检样品中抽取测定样品时，应采用分样法。常用的分样方法有四分法、分样器法等。,四分法,离心式分样器,种子播种品质指标及测定方法,净度 净度（purity）是纯净种子重量占测定样品各成分总重量的百分率。它是种子品质的重要指标，是种子分级的重要依据，它直接影响种子贮藏和播种效果。测定净度的关键是要将纯净种子和废种子及其他夹杂

22、物分开。手工测定和仪器测定。,千粒重 千粒重（one thousand-seed weight）是指1000粒纯净种子在气干状态下的重量，以克表示。它是反应种子重量和种子品质的重要指标，是苗木培育时，计算播种量的重要依据。同一树种的种子，千粒重大，说明种子饱满充实，贮藏的营养物质多，播种以后出苗整齐健壮。千粒重的测定方法有百粒法、千粒法和全量法三种。,数粒仪,种子含水量 种子含水量（seed moisture content）是种子中所含水分重量占种子重量的百分比。种子含水量的高低，直接影响种子调运和贮藏的安全。为保持种子品质，在种子入库、调运、贮藏期间需要经常测定种子含水量。采用烘干法和红外

23、水分测定仪测定。,红外水分测定仪,种子发芽能力发芽能力是种子播种品质中最重要的指标。它表示成熟种子在适宜的室内发芽条件下的发芽能力。种子发芽能力的指标有发芽率、发芽势、平均发芽时间等。,发芽率（germination percentage）在规定条件和时期内，正常发芽粒数占供测定种子总数的百分率。发芽势在发芽过程中发芽种子数达到高峰时，正常发芽种子粒数占供检种子总数的百分率。它表示种子发芽的迅速和整齐程度。如有发芽率相同的两个种批，则以发芽势高的品质为佳。平均发芽时间（mean time to germination）种子发芽所需的平均时间，一般用日表示。它是衡量种子发芽快慢的一个指标。在同一

24、个树种的不同种批间，平均发芽时间短，表示该批种子发芽迅速，发芽能力较好。,生活力 生活力(seed viability)是用化学方法快速测定的种子潜在发芽能力，也是反映种子品质优劣的一个指标。测定种子生活力的方法很多，目前常用的有染色法，即采用化学试剂溶液浸泡去皮后的种子，根据种胚和胚乳的染色情况判断种子有无生活力。所用的试剂有靛蓝、四唑等。,四唑染色,种子优良度 种子优良度（seed soundness）是采用感官方法，根据种子外观和内部状况，判断种子优劣程度的指标。种子优良度的测定方法有解剖法、挤压法和软X射线法。（软X射线波长较长，为0.6-0.9纳米，穿透能力强，用软X射线观察和摄影检验种子的优良度，不仅检验速度快，而且检验后的种子仍可用于播种。）,软X射线检验种子优良度,