第七章 种子园

2、初级种子园与高世代种子园



初级种子园通常是从未经改良的天然林或人工林中选择优树建立的种 子园，入园亲本的谱系一般不清楚，遗传特性有待研究。 根据子代测定结果，对初级种子园进行去劣疏伐，即可转化为去劣疏 伐种子园（rogued seed orchard）；根据子代测定结果，对初级种子 园亲本无性系作重新选择，再建的种子园，称为第一代改良种子园（ first generation improvement clonal seed orchard）。为了强调建园 亲本是经过遗传测定和选择，遗传质量更优了，有别于初级种子园， 国外称之为1.5代种子园(1.5-generation orchard)。 利用初级种子园建园亲本进行控制授粉，在子代测定林中选择优良家 系中的优良单株，通过无性繁殖建立种子园，称为第二代种子园 (second generation seed orchard)。 改良代种子园是指由经过改良的繁殖材料建立的种子园，如第二代或 更高世代的种子园。各类种子园关系见图7－1。
1、无性系种子园与实生种子园





对于开花结实早的树种，如桉树中的多数树种，可以考虑建实生苗种子园， 对于开花结实晚的树种，如红松、油松等则应采用无性系种子园。因为接穗 取自成年母树，由于阶段发育年龄的缘故，接穗嫁接后可提早开花结实。比 如，杉木实生苗造林一般需10～15年才能开花结实，如果从已开花结实的优 树上采集穗条嫁接，第二年可见雌花，第三年可以收获种子。 实生苗种子园所包含的亲本比无性系种子园多。因此，具有更广泛的遗传基 础。 无性系种子园同株或不同分株间会发生自交，特别是建园无性系数量少时， 自交率（inbreeding rate）会更高。 在实生苗种子园中，自交只出现在同一株树上，同一家系不同植株的交配为 近交。自交和近交都是不利的，其中自交危害更大。 因此，种子园无性系和家系单株的配置应当使同一无性系或有亲缘关系的家 系保持适当地距离。
1、无性系种子园与实生种子园



对于轮伐期短及幼年期与成熟期性状相关性大的树种，可由子代测定林改建 成种子园，在一定时期能起到遗传测定与种子生产双重作用。在这种情况下 ，实生苗种子园优越性能体现出来。然而，这两个目的在多数情况下难于同 时实现。 子代测定林应当建在生态条件典型的地段，而这种地段不一定适宜建种子园 。比如，落叶松子代测定林可建在高海拔地段，但这种地段的立地条件显然 不利于开花结实，会由于在花期遭受冻害，难以收到种子。 此外，子代测定林的初植密度比种子园的大，为了保证正常开花结实，必须 在林分郁闭前疏伐，以保证光照充足，使树冠充分发育，种子收获量高，开 花结实层低。但是在林分郁闭前疏伐，子代测定林还处于幼林期，往往不能 对家系和单株作正确的评定，子代测定任务无法完成。如果子代测定林按种 子园的栽植密度定植，树冠得到了充分发育，但子代测定效果就会降低。
第七章 种子园
陈晓阳
本章摘要

种子园在实现林木良种化中发挥着重要作用。种子园按建园苗木繁殖方式分， 有无性系种子园和实生苗种子园；按遗传改良世代分，有初级种子园和高世 代种子园。在推进种子园发展过程中，不必过分强调繁殖材料的世代，而应 重视材料的遗传品质和亲缘关系。园址选择对于种子园产量至关重要，种子 园应建立在建园树种能正常生长与发育，且能有效防止外源花粉污染的地方。 种子园内无性系的数目取决于种子园的类型、树种传粉距离、无性系配置距 离、无性系或家系花期的同步程度、去劣疏伐的强度等。种子园内无性系的 配置有多种方式，应从减少自交机率，促使随机交配，有利于疏伐，便于施 工、管理、调查及其数据统计分析等方面来考虑选用。一个理想的种子园应 当没有园外花粉侵入，园内实行随机交配，没有自交或近交。为了提高种子 园种子产量和品质，应掌握种子园花粉传播规律和各无性系开花结实习性， 尤其要注意无性系系间雌雄开花的同步性、配子贡献的平衡性和自交率等问 题。种子园通过控制密度、整形修剪、施肥灌溉、辅助授粉、防治病虫害等 技术措施可以达到优质高产的目的。
3、其它形式的种子园



芬兰、美国、加拿大、英国等国利用塑料大棚，采取增温、提高CO2 浓度、延长光照、赤霉素处理、水分胁迫和绞缢等技术措施，诱导桦 木、云杉、铁杉、火炬松等树种提早开花结实。 如芬兰60年代开始建立桦木塑料大棚种子园，通过10000—12000Lux 的持续光照，控制温度为25℃、相对湿度为60%，提高CO2浓度，进 行施肥和激素处理，使8个月的桦木苗开花，而在自然条件下需10～ 15年才能开花。 室内种子园特别适用于种子小、结实多的树种，如白桦，或开花结实 晚的树种，如云杉。近十年我国也开展了类似工作。如东北林业大学 自1991年利用塑料大棚条件，采取控制CO2浓度、光照强度、温度、 湿度，合理施复合肥和催花素，适时绞缢处理等技术措施，使得白桦 开花结实周期由17～20年缩短到2～3年，已利用良种推广示范林 12000亩。
1、无性系种子园与实生种子园





无性系种子园是用无性繁殖苗木建立的种子园。无性繁殖方式有嫁接 、扦插和组织培养，多数种子园的苗木是通过嫁接繁殖的。无性系种 子园在生产中最普遍。 另一类种子园称为实生苗种子园。这类种子园是用优树自由授粉（ open pollination）或控制授粉的种子培育的苗木建立的，继而通过疏 伐去劣，保留优良家系中的优良单株生产种子。 早期建立的种子园是无性系种子园。1959年J. Wright提出应建立实生 苗种子园。 究竟哪类种子园更好，在上世纪60年代初期有过激烈的争论。1963 年举行过专题讨论会，1964年Silvae Genetica杂志第13卷第1期刊登 了该讨会论的论文。 事实上，这两类种子园各有利弊，有各自适用条件。
序



我国于1964年开始建立杉木无性系种子园，70年代，林木 种子园有较大发展，特别是80年代初开始，种子园营建技 术列为国家重点科技攻关项目，并受到林业生产部门的重 视，投入了大量的人力和物力，有力地推动了我国林木种 子园发展，有些研究成果达到了世界林业发达国家的先进 水平。 截至1997年底，我国大陆种子园面积达到15420hm2，建 园树种达40余种。除西藏外，全国各地均有分布。 目前，主要树种初级种子园建立工作已完成，部分种子园 已实施去劣疏伐，或建立1.5代种子园，少数树种已营建了 第二代种子园，个别树种准备营建第三代种子园。
序



种子园在实现林木良种化中发挥了重要作用。例如，瑞 典欧洲赤松造林用种基本上由种子园提供，增加木材产 量10％以上。美国东南部用初级种子园的种子造林，20 年生林分的材积实际增益为7.6％～12.9％；去劣疏伐种 子园为12.8％～17.9％；1.5代种子园为17.1～22.5％。 我国林业生产实践也表明种子园是林木改良的有效途径 （表7－1）。如油松初级种子园经子代测定，多数家系 10年生树高增益在10％～30％。杉木第二代种子园子代 的平均材积增益可提高30％～36％。 种子园还有其他优点，如提早开花结实，树体矮化，便 于采收，面积集中，便于管理，等等。
本章讲义提纲



Байду номын сангаас
一、种子园种类 1、无性系种子园与实生种子园 2、初级种子园与高级种子园 3、其他形式的种子园 二、种子园总体规划和区划 1、种子园规模 2、园址选择 3、种子园区划 4、优树收集区 5、建园亲本数目 三、种子园建立技术 1、苗木准备 2、无性系配置 3、栽植密度 四、生殖生物学 1、花芽分化与胚胎发育进程 2、开花物侯与配子贡献 3、花粉空间分布 4、球果与种子败育 五、种子园经营管理 1、去劣疏伐 2、辅助授粉 3、土壤管理 4、有害生物防治 5、整形修剪 6、其他措施
序


种子园（seed orchard）是由优良遗传特 性的林木组成的人工林，其目的是生产大 量、优质的种子。 为避免或减少外源花粉污染，对种子园采 取隔离或管理措施，并通过集约经营，保 证种子高产、稳产，并便于采收。
序




1880年荷兰人为了提高金鸡纳树的奎宁含量，在瓜哇营建了金鸡纳种 子园。 1934年，C. S. Larson比较系统地论述了营建无性系种子园的主张，对 欧美国家的种子园发展有重要影响。 上世纪40年代后期，瑞典和丹麦开始营建欧洲赤松和落叶松种子园。 50年代后，种子园得到发展，60年代，风靡世界。从此，林木良种开 始走上基地化道路，造林用种开始进入良种化时期。 种子园在实践中也不断得到发展，已由初级种子园、去劣疏伐种子园 、1.5代种子园、第二代种子园，循序发展到第三代种子园。 如美国佛罗里达第一代树种改良始于1955年，到1987年结束，历史32 年，第二代种子园始于1987年，预计18年后完成。北卡罗来纳州正全 面建立第二代种子园，个别公司已经试建第三代种子园。
我国部分树种种子园子代材积遗传增益
表7－1 树种 杉木 油松 马尾松 云南松 红松 日本落叶松 长白落叶松 樟子松 湿地松 我国部分树种种子园子代材积遗传增益 材积增益（％） 30～35 19 10.9～92.8 20 35 22.2～28.2 30以上 38.6以上 23.73 材料性质 第二代种子园3年生子代 兴城初级无性系种子园 广西种子园混系4年生子代 初级无性系种子园 15年生529个家系 初级无性系种子园 杂交种子园7年生子代 初级无性系种子园7年生子代 1.5代种子园10年生 资料来源 施季森等（1990） 沈熙环等（1994） 覃开展等（2001） 何富强等（1997） 王元兴等（2002） 吴德军等（1997） 潘本立等（1990） 毛玉琪等（1992） 李瑞群等（1994）
一、种子园种类



种子园按建园苗木繁殖方式，可分为无性系种子 园（clonal seed orchard）和实生苗种子园（ seedling seed orchard）； 按林木改良程度，可分为初级种子园（firstgeneration orchard）、改良种子园（advanced seed orchard）， 按建园性质，可分为产地种子园、杂交种子园 (hybrid seed orchard)、室内种子园(greenhouse seed orchard)等。
3、其它形式的种子园



由两个不同树种的繁殖材料建立的种子园，其目的是生产优良的杂交 种子。建立杂交种子园要事先做杂交试验，证明有明显的杂种优势， 树种间的花期要一致，入园无性系一般配合力和特殊配合力较高。杂 交种子园建立时，将不同树种的植株适当排列栽植，以提高不同树种 间的杂交率，降低同一树种植株间的授粉。 如黑龙江省林科院等单位曾选择花期相遇、花量适中、树干通直、生 长量大的日本落叶松10个无性系和长白落叶松30个无性系，于1979 年建立了杂交种子园，1986年结实，3年生子代比长白落叶松种子园 子代树高生长高20％，比长白落叶松对照高40％以上。 在种源选择中，如果发现某地存在着最佳种源，每年要从该地大量采 种；或属于不同种源，但种源间的杂交种生长较好，要大量开展种源 间杂交。为此建立种子园，以生产特定种源的种子。
各类种子园的关系
2、初级种子园与高世代种子园



在推进育种世代过程中，不必过分强调繁殖材料的世代，而应重视材料的遗 传品质和亲缘关系。 美国东南部的一些第三轮选择营建的火炬松种子园包含有第一代和第二代的 选育成果。从理论上分析，1.5代种子园是根据子代表现，对亲本进行选择 ，利用子代表现优良的母本穗条建立的种子园，属于后向选择（backward selection）。而第二代种子园的材料来源于优良家系中的优良单株，属于前 向选择(forward selection)，其遗传增益应该大于或等于1.5代种子园。 但是从实际考虑，在建立1.5代种子园前，已对各无性系的开花结实习性进 行了多年的观察，也根据子代平均值对各个无性系进行了评价，在此基础上 ，确定的入园无性系，其种子遗传品质、播种品种和产量是有保证的。 如果第二代种子园的亲本，只通过表型选择，未作子代则定和无性系开花结 实习性观察，其遗传增益和种子品质是否一定大于1.5代种子园，尚待研究 。
各类种子园的关系
林分（天然、实生） 种子 优树 穗条
初级实生苗 种子园
自由授粉子代测定林
初级无性系 种子园
测定结果 去劣疏伐实 生苗种子园 更 高 世 代 种 子 园 去劣疏伐无 性系种子园 基因库
控制授粉 第二代种子园 子代测定
1.5 代种子园
注：虚线为提供信息
控 制 授 粉 子 代 林
图 7－1