林木抗病育种是什么?

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(breeding for disease-resistant forest trees)

(沈熙环)

以提高林木对病原侵袭抵抗能力的育种。真菌、细菌、病毒、类菌质体、线虫等生物因素,以及环境污染等非生物因素,都能引起树木病害,但林木抗病育种主要是指提高由真菌引起的病害的抵抗能力。

历史与现状

开展林木抗病育种大约已有半个多世纪。从1924年起美国大规模开展板栗抗枯萎病的杂交育种。1926年荷兰从事榆树枯萎病抗病研究。1950年美国爱达荷州开始山白松抗疱锈病育种;1951年美国东南部地区对火炬松、湿地松抗梭形锈病的育种也已开始。1964年在美国宾夕法尼亚州举行了第一次林木抗性育种国际讨论会。1967年世界林联下设了抗病育种小组,其中包括松树疱锈病、榆树枯萎病、杨树病害、松树曲枝病和梭形锈病等课题组。1969年在美国爱达荷州举行了第二次国际讨论会。1980年在荷兰举行了第三次讨论会。这些学术活动推动了抗病育种工作。据不完全统计,到80年代初主要研究的树种和病原有:湿地松、火炬松、西部白松—梭锈病;五针松、西部白松—疱锈病;日本落叶松—枯梢病、早期落叶病、落叶松杨锈病;榆树—荷兰病;杨树—锈病、褐斑病、腐烂病、黑星病;板栗—栗疫病等。

树木抗病育种研究工作已在生产中初见成效。如美国由南方松抗梭形锈病种子园生产种子长成的林分,感病率较对照低10~28%,经济效益提高35%。到80年代初,美国南方每年用抗病树苗造林的面积在4万公顷以上。欧洲各国大量培育抗病的杨树和榆树品种。杨树抗黑星病、褐斑病品种,榆树抗枯萎病品种已育成,其中有些已投入生产。中国自1972年开展了木麻黄抗青枯病的选择工作,对青枯病的病原生理生化、小种分化和寄主抗性作了初步研究。

树木抗病性机理

种间、种源间及个体间对同一种病原物的感染程度,往往存在着差异。凡易受某种病原物感染的称为感病性;不易感染的,称为抗病性;不受感染的,称为免疫性。树木的抗病性取决于寄主、病原物和环境三个因素的综合影响。根据寄主和病原物的相互关系,林木抗病性可分为垂直抗病性和水平抗病性。垂直抗病性是寄主对某些生理小种能够高度抵抗,但对另一些小种却不能抵抗。水平抗病性则是对各种小种的反应相仿,而没有特别明显的不同反应。一般认为,垂直抗病性是由一个或少数几个主要基因所控制,而水平抗性则是由多数次要基因综合作用的结果。在林木抗性育种中一般强调水平抗病性育种。

林木对真菌病害的抗性生理,可分为抗拒病原侵入、侵入后被抑制生长和被破坏以及耐病性四类。林木形态解剖结构特性,如角质层和木栓层的厚薄,气孔的数量和大小,蜡质覆盖物的有无,都与病原物的侵入有关,这是影响病原物侵入的机械因素。林木的营养状况、组织含水量、酸碱度、细胞渗透压,以及林木内含化学成分如单萜、酚等,也都与病原物的扩散或抑制有关。寄主被病原物侵入会有多种反应,如组织的坏死、变色或某些大分子化合物含量的改变等,这种改变都可视为保卫反应。潜在感病的树木,有时因栽培地点、时间和条件等原因,可能避开病原物侵袭而表现出实际并不存在的抗病特性。在抗病育种中对此应有所了解。

抗病育种的途径和方法

①选择抗病树种:不同树种对同一病原的感染程度不同。如欧亚起源的松树比美国和墨西哥的松树抗病;短叶松比火炬松抗梭形锈病。②选择抗病的种源:如火炬松密西西比河以西的种源比其他种源抗梭形锈病;花旗松南方种源对落针病菌病原最敏感。③在重病区按表型选择抗病单株:由于单株的抗病性配合力的差异,所以一般将按表型进行的单株选择与子代测定相配合,从中挑选抗病的亲本或家系,建立抗病性种子园。④杂交育种:如短叶松×火炬松,可导入短叶松的抗梭形病的基因,再通过选择和回交可维持杂种具有火炬松的干形好、生长快的优良性状。选择和杂交得到的材料,都要经过人工或自然接种和鉴定过程,才能最后筛选出真正抗病的材料。选择出来的材料,如需种子繁殖的,常用以建立种子园;如能无性繁殖的,通过采穗圃繁殖推广。

存在问题和展望

①在自然群体中选择抗病材料,特别是抗锈病和抗肿瘤病虽然是成功的,但由于对树木抗病的机理了解还不深,这不仅已影响了当前抗病育种的进展,更妨碍了多世代抗病育种的开展。②抗病育种工作的成功,取决于正确处理寄主—病原—环境三个因素错综复杂的相互关系。寄主存在变异已如上述。由于病原常适应寄主改变而变异,已发现从不同寄主上采集的某种栅锈菌、梭锈菌进行接种,病原致病力有明显差别。如新培育成功的抗锈病杨树新品种,在大量投入生产之前,就遭到新的病害侵袭,这很可能与病原发生了新的变异有关。这就是抗病育种比产量和品质育种复杂的原因所在。③研究并改进病原菌的分离、培养、收集、接种和鉴定技术,确立实验室表现和田间表现的相关性,是加速和提高抗病育种的进程和效率的重要措施。

参考书目

H.M.Heybroek et al,Resistance to Diseases and Pests in Forest Trees,Wageningen,New York,1982.

怎样能让意杨(一种树)生长的更快点?

丹红杨是中国林科院培育成功的新一代速生抗虫杨良种,2003年12月12日通过国家认定,并授予新品种保护权。

其母本为美洲黑杨50号,父本为美洲黑杨36号,1991年人工控制授粉获得种子,经过苗期初选后,1994年在河南焦作营造家系林,1999年在苏北、豫北焦作市营造区试林,2001年选育成功,2003年底通过国家良种认定,2004年初被授予新品种保护权。分辨方法如下,

丹红杨在焦作丹红杨种苗基地试验3年,经实地观测,丹红杨具有以下突出特点:

(一)生长快。基地试验林3年生胸径达到19.7厘米,比中林46大3.8厘米,比107大3.3厘米,比2025大3.5厘米,相应的材积分别大67.3%、59.7%、62.8%。

焦作丹红杨种苗基地6年生丹红杨比107材积大49.4%(丹红杨平均胸径34厘米,平均单株材积0.78m3,107平均胸径24.5厘米,平均单株材积0.3370 m3,丹红杨材积大79.4%)。

(二)干形通直圆满。丹红杨的父母本都是通直圆满,所以丹红杨的干形比107、中林46杨,干形都要好,几乎接近水杉。

(三)丹红杨树皮比较粗糙,所以,比107,46杨抗溃疡病(一般树皮粗糙的比树皮光滑的抗溃疡病)。

(四)天牛危害比107,108,46杨轻(丹红杨是韩一凡研究员选育的抗桑天牛的品种)。

(五)树高生产量大,分枝均匀,枝条细,适合培育无节良材。

(六)生根量大,造林和育苗成活率高。

一、选苗

实现杨树速生丰产必须选择良种壮苗造林。林木良种是经人工选育,通过严格试验和鉴定,证明在适生区域内,在产量和质量以及其他主要性状方面明显优于当地主栽树种或栽培品种,具有生产价值的繁殖材料。目前林业生产实践中,林木良种包括经审定、认定的优良品种、优良家系、优良无性系以及优良种源内经过去劣的正常林分和种子园、母树林生产的种子。使用林木良种要选择经过审定的林木良种。经过半个轮伐期的引种试验,证明确实优良的林木品种才能大面积推广使用。

对于具体的造林地块,要根据造林地的气候、地形、土壤、水分等立地条件,选择适宜的品种,遵循选树适地的原则。选择好品种,还选择健壮的苗木。一般杨树造林选择:高度4m以上,地径3cm以上,主干通直,顶芽饱满,木质化程度高,无病虫害,无机械损伤,根系相对完整的苗木。栽植时,要将太长的侧根截短,以防栽时窝根,影响生长。同时要将伤、断根及机械损伤严重的根系清除,以免发生腐烂、感染病害。选用良种壮苗造林是杨树速生丰产的主要措施之一。杨树一个轮伐期一般要十多年,苗木选择不当,影响十多年的木材产量,损失巨大,因此要十分重视良种壮苗的选择。

二、施基肥

为了促进林木生长、提高木材产量或改善其质量,直接或间接地供应给林木吸收利用的一切有机或无机物质称为肥料。施肥就是将含有一种或多种营养元素的肥料输送到土壤中、土壤上或植物上的过程。杨树生长过程中,需要吸收多种的营养元素,如碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁、棚、铜、锌等,其中碳、氢、氧由大气供给,林木较容易获得,而其余元素一般均有土壤提供。在这些元素中,氮、磷、钾需要量最大,而土壤中这三种元素的含量较低,需要及时补充。

(一)施肥的作用

施肥是造林时和林分生长过程中,提高土壤肥力,改善人工林营养状况的一项主要措施。实现杨树速生丰产必须抓好施肥,这是由于:1、用于造林的宜林地大多比较贫瘠,肥力不高,难以长期满足林木生长的需要;2、多代连续培育杨树纯林,使得包括微量元素在内的各种营养物质极度缺乏,地力衰退,土壤理化性质变坏;3、受自然或人为因素的影响,归还土壤的森林枯落物数量有限或很少,以及某些营养元素流失严重;4、森林主伐(特别是皆伐),造成有机质的大量损失。

施肥的主要作用有以下几个方面:1、直接提供林木生长的营养元素;2、改善土壤的物理性质。施肥后土壤结构疏松,水、肥、气、热状况得到改善,有利于土壤微生物活动,加速有机物的分解,提高土壤肥力;3、改善土壤的化学性质。施肥可以调节土壤的化学性质,如pH值、盐碱度,减少养分的淋洗和流失,促进某些难溶性物质的溶解,提高土壤速效养分的含量。

(二)基肥施用方法

基肥是在栽植时或栽植前施用的肥料。目的是在于长期地、不断地给林木提供养分以及改良土壤等。用作基肥的肥料以肥效期较长的有机肥为主。有机肥料又称农家肥料,是由植物的残体或人畜的粪尿等有机物质经过微生物的分解腐熟而成的肥料。有机肥料具有改良土壤和提供营养元素的双重作用。林地中常用的有:堆肥、厩肥、绿肥、人粪尿、饼肥和腐植酸肥等。

有机肥料的特点是含有氮、磷、钾等多种营养元素,而且肥效长,可以满足林木生长周期中对养分的需求,还能改善土壤的通透性,水、气、热状况和土壤结构,为土壤中微生物的活动和林木根系生长提供有利的条件,但有机肥通常肥效较慢。

杨树栽植时期施肥应以有机肥为主,化肥为辅,做到改土与供养结合、迟效与速效互补。施用的化肥要注意氮、磷、钾肥的比例,不宜施用过多的速效氮肥,否则会影响苗木成活率。同时,要有针对性地配施微量元素。肥料的施用量应根据土壤条件、苗木大小、栽培方法等情况而定,一般每株苗木施用有机肥20-30千克、磷肥0.5-1千克、钾肥0.1-0.2千克。在确定基肥的品种和数量时应特别注意以下几点:

1.要防止造成肥料浓度障碍。如果使用过量的化肥作基肥,能造成局部的高浓度肥料障碍。而有机肥缓效,缓冲性大,即使大量施用,也很少发生浓度障碍。因此,杨树幼苗基肥施用总量不足时,一般通过增加有机肥的数量来满足。造林时大水浇灌,一般只施用有机肥,不施速效肥,否则速效肥溶解,栽植穴内肥料浓度过高,容易导致烧苗现象,影响造林成活率。

2.少用硝态和铵态氮化肥。硝态氮化肥施入土壤不易被土壤吸附,易被雨水或灌溉淋失,故不宜大量作基肥;铵态氮化肥施得太多会影响杨树对钙、镁肥的吸收,也不宜大量作基肥。因此,如果确实需要施用氮肥,应施用酰胺态氮肥(尿素)为好,而且施肥量不能太多。

3.磷肥应作为重要的基肥。磷肥对林木生长的效果很显著,土壤中缺磷时,树叶会变成深绿紫色或紫色而影响林木生长。

(三)接种菌根菌

施基肥的同时,可以接种菌根菌。菌根是自然界中一种普遍的植物共生现象。它是土壤中的菌根真菌菌丝与苗木营养根系形成的一种联合体,具有强化苗木对水分和养分的吸收,特别是对磷和氮的吸收。

树木接种菌根菌的方法有:森林菌根土接种、菌根真菌纯培养接种、子实体接种、菌根菌剂接种。

森林菌根土接种:在与接种苗木相同的老林中,选择菌根菌发育良好的地方,挖取根层的土壤,而后将挖取的土壤与适量的有机肥和磷肥混拌后,开沟施入接种苗木的根层范围,接种后要浇水。这种方法简单,接种效果非常明显,菌根化程度高,但需要量大,运输不方便,也有可能带来新的致病菌、线虫和杂草种子。

菌根真菌纯培养接种:从菌根菌培养基上刮下菌丝体,或从液体发酵培养液中滤出菌丝体,直接接种到土壤中或幼苗侧根处。这种方法还没有在生产中广泛应用。

子实体接种:各种外生菌根真菌的子实体和孢子均可作为幼苗和土壤的接种体。特别是须腹菌属、硬皮马勃属和豆马勃属等真菌产生的担孢子,更容易大量收集,用来进行较大面积的接种。一般将采集到的子实体捣碎后与土混合,或直接用孢子施于栽植穴内,或制备成悬浮液浇灌,或将苗根浸入悬浮液中浸泡,或将子实体埋入根际附近。可以采用两种或多种子实体混合接种,其效果更好。

菌根菌剂接种:用人工培养的菌根制剂进行浸根处理或喷叶处理。

三、深栽

树根是树木的重要营养器官,没有树根树木不能存活。根的功能之一是将树木整体固定于土壤中,使整个树体维持重力平衡;功能之二是吸收土壤中的水分和溶于水中的矿质营养;功能之三是有些树木的根可形成不定芽而具有繁殖作用。树木个体全部根的总体,称为根系。根据根系在土壤中分布的状况,分为深根性树种和浅根性树种两类。深根性树种主根发达,深入土层,垂直向下生长。浅根性树种主根不发达,侧根或不定根辐射生长,长度超过主根很多,根系大部分分布在土壤表层。杨树属深根性树种,根系垂直分布深达4米,主要集中在0—90厘米深的土层内,占根系总量的80.2%。杨树栽植采用大塘深栽法,一般塘深不得少于1米,苗木栽植深度要达到80厘米。大塘深栽可以促进苗木生根,并且吸收地下较深处的水分、无机盐,增强抗旱能力,有利于苗木成活、生长。但夏季地下水位过高或经常积水的地方不宜深栽。

四、灌水

在我国杨树主要分布区,提高杨树造林成活率的关键是促进苗木体内的水分平衡,保障水分供应,因此杨树造林能否成功,主要看能否浇足水。为保证杨树栽植浇足水分,一般说要保障三水:一是底水。栽植前,在树塘内浇上底水,让树塘周围、底层土壤充分吸足水分,给苗木营造湿润的土壤环境。二是定根水。苗木培土三分之二时浇足定根水。以减少土壤孔隙度,让根系和土壤紧密结合在一起,保证根际土壤有足够的水分,满足根系吸收水分需要。三是透水。培土基本结束时,浇透一次水,补足苗木所需要的水分,缓解自然蒸发导致的水分损失。

五、培土

土壤是苗木生长的基础,一是固定苗木,二是提供水分、养分,因此栽植时要把握好培土这一环节。培土时先培表土,表土结构疏松、营养丰富,有利于苗木生长。后培心土,心土板结,团粒结构差,养分含量低。心土放到上层,可以通过自然分化、耕作、施肥等作用得到改良。细土、融土填放在苗木根系周围,块状的土壤尽量远离根系,促进苗木根系伤口愈合,恢复生理机能以及不定根的萌发、生长。在培土过程中,要保证苗木根系舒展、不窝根,还要边填土边踩实,使根土紧密结合。

培土高度依不同情况而定,春季干旱地区,培土高度低于地平面,在苗木周围做成杯状浇水穴,便于定期浇水;其它地区,培土高度可以高于地平面,有利于固定苗木,增加土层厚度,排除雨水。培土浇水之后,最上面的表层要覆盖一层干土,有利于减少水分蒸发,保持土壤湿润,提高成活率。

六、修枝与涂白

1、修枝

春季空气相对湿度低的地区,移植大苗时,为减少水分损失,应将侧枝全部修去。为了防止苗干产生更多的萌条,也可以对部分较大的侧枝进行短截,保留长5-10cm短桩,1-2年后再从基部截去。

苗木栽植完成后,多余的侧枝、破损枝、病虫枝要进行适当修剪,以降低苗木的蒸腾作用。有的地方,栽植后还进行涂漆,主要作用是给苗木做标记,以利于被盗窃、破坏后,便于查找。

2、涂白

有的地方新栽树木,甚至成材树木有涂白的习惯。涂白一般应用于道路两侧树木,其主要作用:一是作为交通标志物。道路两侧树木涂白,夜晚行车,容易辨别路面、转弯及交叉路口等,有利于行车安全;二是美化环境。树木涂白后整洁、明亮,赏心悦目,给人以美的享受。三是杀灭有害生物。涂白结合杀虫剂、杀菌剂使用,可以杀死病原菌和害虫,起到防病治虫的作用。

涂白方法:取少量生石灰,加水溶解,再加水稀释配制成石灰水(有的还要根据病虫情况,有针对性地选择杀虫、杀菌剂,添加在石灰水中),用排笔将石灰水涂抹于树干上,位置从树干基部到胸高,涂干高度一般1-1.5米。涂白注意事项:一是涂干高度必须一致,包括所有树木及树干四周;二是涂抹必须精细,树皮裂缝内也要精心涂抹到;三是涂干一周,不得半边脸,向路一侧涂,背路一侧不涂。

七、新技术应用

近年来,随着科学技术不断进步,许多新技术被应用到植树造林上。主要有:保水剂、菌根剂、生根粉、杨树专用肥等新材料的应用。

1、保水剂

保水剂是一种无毒、不会燃烧和爆炸、无腐蚀性的功能性高分子聚合物,能吸收自身重量100-250倍的天然水,易于降解,降解物对土壤有益。所吸收水分不能被简单物理方法挤出,有强烈的保水性,好似微型水库,供植物根部缓慢吸收,本身可以反复释放和吸收水分。保水剂如与农药、微量元素、生根粉和肥料等结合使用,还可使它们缓慢释放,提高利用率。

使用方法是:(1)拌土:以耕作层干土(容重1.25-1.35)重量的0.1%拌匀,再浇透水;或让保水剂吸足水成饱和凝胶,以土与饱和凝胶体积比10%-15%拌匀。再覆盖至少5厘米的表土,以免保水剂在阳光下过早分解。

(2)蘸根:让40-80目的保水剂以0.1%比例放入盛水容器中,充分搅拌和吸水约20分钟后使用,裸根苗浸泡30秒后取出,最好再用塑料薄膜包扎。1公斤保水剂可以处理2000棵幼苗。保水剂蘸根可以防止根部干燥,延长萎蔫期,便于长途运输,提高造林成活率15-20%。

使用效果:拌土使用保水剂可节水50-70%,节肥30%以上。保水剂还可以提高土壤的透气性,改善土壤结构和抗板结,并有一定的保温效果,能有效地提高杨树造林成活率。保水剂并非造水剂。首次使用时一定要浇透水,少雨地区以后还要定期补水。一般地区使用,树木不必再浇水,秋水春用。含盐较高地区,保水剂吸水能力和寿命会有所下降。不同地区应根据土质、植物特点和雨水情况科学使用。

2、菌根剂

菌根剂是具有多元作用的生物制剂,是根据植物在自然条件下需要形成菌根帮助成活和生长的原理而研制成功的可持续发展的生态技术产品,能诱发和促进植物形成其自然生活的供养体系——有效菌根,提高植物吸收和利用水肥的能力,分泌多种植物生理活性物质,调节植物生理活动,改善体内养分状况;分泌多种植物激素和各种酶,促进植物生根、生长和发育,提高对土壤养分(尤其磷)的利用率;增强植物抗病、抗逆性,提高土壤活性,增加土壤有机质含量,改善土壤理化性质,提高土壤肥力等。菌根化造林大幅度提高造林成活率和幼林生长,促进“优质、高产、高效、稳定”林分的迅速形成,同时节约补植和森林抚育费,缩短育林周期,降低育林成本。该项技术实施,将传统落后的挖森林土接种的粗放经营方式转变为先进的菌根化造林的集约经营方式,防止水土流失,保护森林资源,减少甚至完全避免使用生长调节剂、化肥和农药等化学制剂带来的环境污染,促进生态平衡。

3、生根粉

ABT生根粉是中国林科院林业研究所王涛研究员研制成功的一种具有国际先进水平的广谱高效生根促进剂。 ABT生根粉系列经示踪原子及液相色谱分析证明,处理植物插穗能参与其不定根形成的整个生理过程,具有补充外源激素与促进植物体内内源激素合成的双重功效,因而能促进不定根形成,缩短生根时间,并能促使不定根原基形成簇状根系,呈暴发性生根。该成果于1993年完成重点推广示范,取得了显著的经济、社会效益。 ABT生根粉系列包括ABTl号--10号, ABT3号适用于杨树苗木栽植,用它处理苗木根系,能提高苗木移栽成活率,促进根系发育,加速幼苗生长,增强抗逆能力,能有效地提高造林和移栽成活率17-31%。使用方法是:苗木栽植前,取1gABT 生根粉用少量酒精溶解后加水 20kg ,浸根 1.5-2 小时即可。1克生根粉可处理500-600株苗木,投入产出比为1:6-20。

4、杨树专用肥

杨树专用肥,是南京林业大学杨树专家陈金林教授,根据杨树生长过程中吸收养分特性和土壤理化性质,以及肥料性状和利用率,通过对不同配方和实验效果比较后而筛选出来的。其养分含量高、肥效长、释放均匀,可以提高杨树的生长速度,促进杨树根系发达、枝叶繁茂,并增强杨树的抗病虫害能力。杨树专用肥主要用于追肥。

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  • liuzea的头像
    liuzea 2025年07月28日

    我是六泽号的签约作者“liuzea”

  • liuzea
    liuzea 2025年07月28日

    本文概览:网上有关“林木抗病育种是什么?”话题很是火热,小编也是针对林木抗病育种是什么?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。(bree...

  • liuzea
    用户072801 2025年07月28日

    文章不错《林木抗病育种是什么?》内容很有帮助