林木育苗产业化关键技术

林木育苗产业化关键技术

芦溪县林业局

在我国林业学科中,苗木培育属于森林培育学的内容,但所占比重有限;在林业科研中,苗木培育常被认为技术含量低、难出成果,得到的重视不足;在生产实践中,则被认为是苗圃工人的工作,与科技和产业关系不大。欧美林业发达国家却在苗木培育领域取得了不俗的成绩,并成为育苗技术、设备和设施的出口国。我国人工原料林普遍低产和“连年造林不见林”等问题的原因常被归咎为良种不良、立地条件差和幼林管护不力等,而对造林苗木质量问题考虑甚少。木或林分的生长受到内在(遗传性状) 和外在(生态因子)因素的影响。为解决内因问题,遗传育种在林业学科中地位突出;为改善外部条件,幼林抚育管理在林业生产中得到足够重视;但对苗木培育的重视和入却远不如前两者。事实上,使用不良方法和技术培育的劣质苗木,不仅难以发挥良种的优良性状,还将导致幼林抚育管理的成效大打折扣。本文在分析国内外林木育苗研究和产业化现状的基础上,提出了产业化关键技术,为我国林木育苗产业化提供支持和参考。

1 产业化林木育苗的特点和技术体系

1. 1 产业化苗木培育的特点

林木育苗产业化的特点可以概括为专业化、现代化、规模化和集约化。产业化苗木培育要求把育苗这一环节从森林培育过程中细分出来,由专业人员在固定的培育基地开展深入细致的配套

技术研发和育苗工作,实现林木育苗的专业化。固定的培育基地为投入育苗机械设备和配套设施提供了条件,而机械化、设施化是苗木培育现代化的重要标志。利用现代育苗设备设施提高生产效率为实现苗木培育的规模化生产奠定了基础。育苗基地有限的空间和较高的固定资产投资,都要求集约化的生产经营模式,以实现单位面积和单位时间内的最大效益。

1. 2 产业化苗木培育的技术体系

苗木培育过程包括繁殖材料获取、扩繁、幼苗保育和成苗等步骤,各个步骤可采取从简单到复杂的一系列技术措施。产业化苗木培育要求对各步骤所采取的技术措施进行组装集成,合理配置技术措施和设备设施,以较高的效率实现生产目标。根据国内外发展现状,林木育苗产业化技术主要涉及苗木扩繁技术、育苗基质研发和生产技术、育苗容器研制和选择技术、机械设备设施制造和选配技术以及育苗生产线建设和工厂化育苗综合配套技术等。

2 苗木培育产业化关键技术

2. 1 苗木扩繁

根据植物繁殖方式,苗木扩繁技术可分为有性扩繁技术和无性扩繁技术2大类。有性扩繁技术有种子育苗和离体胚培养,离体胚培养是为克服种子发育机理障碍将胚剥离培养的繁殖技术;无性扩繁技术有扦插、嫁接和组培等。组织培养技术始于1968年美国的W inton利用颤杨根段愈伤组织培养获得第1株试管

苗。目前世界各地的林业科研院所大多建有组培实验室,并开发了当地树种组培苗工厂化生产配套技术,但在生产实践中由于受到生产规模和单位成本的限制,仅在较为发达的地区得到应用。体细胞胚胎发生技术是组织培养的前沿领域,对设备、技术和财力投入的要求高,全世界有40 多种木本植物获得了体细胞胚,但应用于生产实践的仅有火炬松、挪威云杉和辐射松等为数不多的几个树种。中国科学院遗传所、植物生理研究所、植物所和南京林业大学等单位研究了云杉属、火炬松、马尾松、黑穗醋栗、桉树、桃树、枫香、鹅掌楸和杉木等树种体细胞胚胎发生和植株再生技术。

种子育苗和扦插繁殖仍然是现今苗木扩繁的主要途径。组培育苗和离体胚培养具有利用少量优良种质资源获得最大扩繁效果的特点,一直被认为是林木快速扩繁技术的发展方向,但由于受到成本- 效益限制,导致技术研发和生产应用之间还有一定距离。种子育苗由于遗传变异需要进行多世代选育,但从目前的发展趋势看,用良种育苗造林仍然是最经济、最有效和最基本的增产措施,瑞典、日本、美国和芬兰等发达国家投入大量资金建设种子园,目前已发展到第二代、第三代种子园,特别在欧洲,由于欧洲赤松和欧洲云杉等主要造林树种的种子质量和数量得以保证,林木种子是主要的扩繁材料。我国的扦插繁殖技术在ABT系列生根粉成功研发和应用的基础上,到迅速发展。尽管某些树种的扦插生根仍然困难、侧枝扦插“偏冠”问题尚未解决,但扦插繁殖已成为

目前苗木扩繁中应用最多的无性繁殖方法。

2. 2 育苗基质

林木育苗基质可分为2种:一是以泥炭土为主要原料的泥炭基质,二是以各类植物(作物)体为原料的复合基质。高纬地区特别是北欧国家如丹麦、瑞典和芬兰等国,利用丰富的泥炭土资源优势,形成了独立的育苗基质生产企业和基质品牌;中纬度地区的温带和亚热带以研发和生产复合基质为主;低纬度或热带地区的林木育苗基质研发和生产则相对滞后。泥炭基质的育苗效果总体上优于复合基质,前者在单位时间内收获的苗木生物量是后者的3～6倍,但泥炭基质的供给量远不能满足中、低纬度地区林木育苗的需求。因此,开发和生产轻型高效复合基质是中、低纬度地区的必然选择。

复合基质的研发主要包括基质配方、发酵过程控制、基质产品性状和育苗效果比较等内容。复合基质的配制原料多为就地取材,各地配方不尽相同,主要原料有森林土、草炭土、腐殖土、锯末、蔗渣、树枝叶、椰糠、稻壳和作物秸秆等;辅助原料有蛭石、珍珠岩、有机肥料和化学肥料等;添加剂有生物发酵剂、白生菌剂、白腐菌剂等。发酵过程控制的指标包括发酵温度、pH 值、C /N等,发酵温度达到55 ℃以上,既可有效提高腐熟速率,又能控制病虫杂草滋生;发酵过程中用硝酸溶液调剂酸碱度,将pH值控制在6左右,有助于提高针、阔叶树种的育苗效果; C /N是衡量发酵充分与否的重要指标,以达到40 以下为佳。基质产品性状以

物理结构和化学营养成分衡量,现代温室育苗要求基质总孔隙度达到70%～80% , 其中持水孔隙度达到40% ～45%。Heiskanen报道用珍珠岩和砂作为添加剂可改善基质的水文特征,另外基质中应有5%左右的长纤维( ≥2 cm)维持基质的物理结构;营养元素包括N, P, K,Mg, B,Mo, Cu,Mn, Zn, Fe等,含量测定以g/m3 为单位。育苗效果比较试验是衡量基质优劣的重要标准,李继承、奥小平、邓煜、尚子华等利用不同配方的基质,完成了红松、落叶松、樟子松、云杉、香椿、日本落叶松、侧柏、油松、山杏、刺槐、丁香、爬地柏等的基质育苗对比试验,筛选出适于不同树种的育苗基质。此外,在基质中添加菌根菌以促进植物对营养物质的吸收,是当前基质研发的新领域。

复合基质的规模化生产目前仍处于起步阶段。复合基质的生产远比基质研发复杂,基质研发可利用各种试材,开展组合和配比试验,获得不同树种较为理想的育苗基质;但基质的规模化生产需在获得生产工艺的基础上,综合考虑原材料的持续供给能力、加工机械设备、产品适应性等因素。北欧国家的泥炭基质生产目前形成了多渠道原料供给、机械化加工和全球产品销售的产、供、销链条;我国的复合基质生产受到原材料和加工机械设备的限制,至今尚无专门从事林木育苗基质生产的企业,离产业化基质生产有一定距离。但林木育苗基质特别是轻型高效基质的生产是一个前景光明的产业。

2. 3 育苗容器