王清華
(海東市平安區(qū)林業(yè)和草原局園林綠化服務(wù)中心,青海海東 810600)
楊樹是楊柳科(Salicaceae)楊屬(Populus)植物的統(tǒng)稱,全屬約100 余種,在我國分布較為廣泛,是重要的木材及加工業(yè)原材料。楊樹是世界上分布最廣、適應(yīng)性最強(qiáng)的樹種,具有抗旱、抗寒、抗倒伏等優(yōu)良屬性,分布海拔可高達(dá)4 800 m。楊樹具有廣泛用途,不僅可以用作木材,且已成為膠合板、纖維板等的重要加工原料,具有較高的經(jīng)濟(jì)開發(fā)價(jià)值,加之楊樹成材快、輪伐期短,若采用科學(xué)的種植栽培方式可以在短時(shí)間內(nèi)獲得經(jīng)濟(jì)效益。但在自然條件下楊樹種子較少,采集難度較高,雜交花期、授粉等不容易被控制。為培育出大徑材、特殊抗性的楊樹品種,可以采用切枝雜交技術(shù),保留父本的優(yōu)良遺傳性狀并以人工方式控制花期與授粉,對(duì)于楊樹育種具有重要意義。
切枝雜交是楊樹家系育種的關(guān)鍵技術(shù)措施,可以解決自然條件下楊樹種子少、不易采集、花期及授粉不易控制的問題,以保留親本優(yōu)良遺傳性狀,提升楊樹品質(zhì)。
1.1.1親本選擇及雌雄株辨別。楊樹育種以目標(biāo)為驅(qū)動(dòng),如培育大徑材、輪伐期較短、具有特殊抗性的楊樹等。以育種目標(biāo)為導(dǎo)向,選擇壯齡期、生長健壯、無病蟲害、無機(jī)械性損傷的父母親本是楊樹切枝育苗的前端環(huán)節(jié)。根據(jù)育種目的一般以親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的楊樹品種進(jìn)行切枝雜交,如北方楊樹品種與美洲黑楊雜交[1]。
楊樹雌雄株辨別是楊樹切枝雜交技術(shù)應(yīng)用的必備環(huán)節(jié)。楊樹雄花序由花托及雄蕊群組成,無花被,初期花藥呈現(xiàn)紅色,在花枝上微微低垂;當(dāng)開花后散播花粉,花序長可達(dá)8~10 cm,隨后萎縮干枯呈黑色,雄花序凋零的同時(shí)楊枝開始萌發(fā)出嫩芽。雌花序?yàn)樗霠钊|荑花序,呈嫩綠色,每朵小花僅有1 個(gè)裸生子房與柱頭,無花被,子房授粉至蒴果成熟期間不脫落。
1.1.2采枝及工具準(zhǔn)備。楊樹切枝雜交需要選擇花芽粗短肥大、芽鱗短小,而葉芽尖長、芽鱗較多的枝條為材料。采枝時(shí)間依當(dāng)?shù)貧夂驐l件、空氣濕度而定,北方地區(qū)一般在2—3 月進(jìn)行采枝,當(dāng)?shù)仄贩N采枝后即可進(jìn)行水培雜交,外地品種需要提前采枝并進(jìn)行低溫存儲(chǔ)。若條件允許盡量將雌雄株分開采枝。如果同時(shí)采枝,則應(yīng)當(dāng)將雄花枝在室內(nèi)水培5~7 d,可以保證雄花開放時(shí)花粉充足;雌花枝則入地窖進(jìn)行冷藏?;蛱崆安尚刍ㄖ?,在室內(nèi)水培3~5 d后再采雌花枝并與雄花枝共同水培。
楊樹采枝時(shí)優(yōu)先選擇壯齡期、生長健壯的母樹,從樹冠中上部剪取直徑1.5 cm,長100 cm 且?guī)в谢ㄑ康闹l,僅保留1 個(gè)葉芽,其他芽全部去除,并剪掉徒長枝。雄株花枝保留3~5 個(gè)花芽,且花芽分布均勻。
在進(jìn)行楊樹切枝雜交之前需要做好工具的準(zhǔn)備工作,主要包括容量為2 000 mL 的廣口瓶,10 cm×10 cm的紙袋若干個(gè),標(biāo)簽,修枝剪等。
1.2.1水培管理及隔離。將修剪好的花枝放入水中進(jìn)行栽培,為避免空氣進(jìn)入花枝的導(dǎo)管并阻礙其對(duì)水分的吸收與利用,應(yīng)將花枝底部修剪成斜面,以此保證花枝在萌發(fā)與開花時(shí)水分充足。待全部修剪完成后,將花枝插入事先準(zhǔn)備好的2 000 mL 廣口瓶內(nèi),并在瓶內(nèi)加入適量的水。
若選擇在3 月初及初春時(shí)節(jié)進(jìn)行切枝雜交育苗,因該階段溫度較低,需要頻繁更換廣口瓶內(nèi)的水,一般2 d更換1 次,待溫度提升后,可1 d 更換1 次。在換水時(shí)需要密切關(guān)注花枝的狀態(tài),用清水沖洗花枝表面的黏液,避免其阻礙花枝對(duì)水分的吸收。若花枝浸入水中的部分出現(xiàn)腐爛情況,可以剪去腐爛部分,同時(shí)對(duì)廣口瓶進(jìn)行清洗,再將修剪好的花枝再次插入瓶中。與此同時(shí),為保證雜交效果,需要在開花前將雌雄株花枝隔離,或是將雌雄株花枝分別水培在不同的房間,或是在雌株花枝上套袋[2]。
1.2.2花粉采集及授粉。待雄花序下端花粉成熟后,可以用干凈的白紙或硫酸紙將花序托住,用手輕輕抖動(dòng)花序以收集花粉。花粉收集一般在每日上午9:00—11:00,下午14:00—16:00 進(jìn)行,以每日收集2~3 次為宜,直至全部花粉收集完成。將收集的花粉包好并放入培養(yǎng)皿內(nèi),置于干燥器內(nèi)干燥24 h,隨后將其放入0℃~5℃的低溫環(huán)境內(nèi)進(jìn)行保存。
花粉采集后進(jìn)行授粉,當(dāng)雌花開放且柱頭分泌黏液時(shí)開始,可以用毛筆蘸取少量花粉,在不觸碰雄花柱頭的前提下輕輕抖動(dòng)毛筆,用放大鏡觀察花粉在柱頭上的分布情況,以此調(diào)整毛筆的位置。授粉的時(shí)間最好為上午10:00,每日授粉1 次,連續(xù)授粉3 d。為避免雌花柱頭上花粉不足,需要在授粉后對(duì)雌花進(jìn)行套袋,以保證蒴果發(fā)育良好。
1.2.3授粉后的管理。授粉后3~4 d,雌花柱頭開始萎縮,子房逐漸膨脹,待蒴果發(fā)育并且膨大后摘掉紙袋,以保證蒴果光照充足、促進(jìn)蒴果的發(fā)育。授粉后需要更換廣口瓶內(nèi)的水,每隔1~3 d 更換1 次,每日注氧1 次。此外,將室內(nèi)溫度控制在25℃,保持室內(nèi)通風(fēng)情況良好,前期空氣濕度不低于85%,后期不低于60%。為保證光照充足,避免室內(nèi)條件制約蒴果發(fā)育及花枝生長,可以在晴朗且溫度適宜的天氣將花枝搬出室外,經(jīng)陽光照射2~3 h 后再搬回室內(nèi)。另外,在水培液中加入0.1%尿素、0.2%過磷酸鈣,以保證花枝生長及蒴果發(fā)育養(yǎng)分充足,避免落果發(fā)生。當(dāng)葉芽萌發(fā)為葉片后,保留5~7 個(gè)葉片以促進(jìn)光合作用,并噴施適量的葉面肥。
選擇土層深厚、土壤肥沃、背風(fēng)向陽、排水灌溉條件良好且土壤通透性較好的沙壤土、輕壤土作苗床,且該地塊此前未種植過土豆、蔬菜等農(nóng)作物,以避免苗木感染褐斑病等病蟲害。同時(shí),為了保證土壤肥沃、土壤理化特性滿足種子萌發(fā)及苗木生長需求,應(yīng)在播種前進(jìn)行深耕,耕深20~25 cm,可以有效去除土壤內(nèi)殘留的蟲卵及病菌殘?bào)w,保證土壤結(jié)構(gòu),促進(jìn)苗木根系發(fā)達(dá)。此外,在播種前需要采用0.5%的高錳酸鉀澆透土壤以消毒。
在楊樹播種育苗前需要進(jìn)行催芽,將種子放入培養(yǎng)皿中滴加適量的水,置于向陽、溫濕度適宜且光照充足的條件下促進(jìn)種子萌發(fā),待子葉長度達(dá)0.2~0.5 cm 后插入事先準(zhǔn)備好的花盆或營養(yǎng)袋內(nèi),澆透水,再用塑料薄膜包裹住盆口或袋口。
當(dāng)苗木生長健壯、達(dá)到一定高度后需要將苗木移栽至準(zhǔn)備好的苗圃地中。當(dāng)幼苗高度低于1 cm 時(shí)需要保證水分充足,每日噴水2~3 次,此外還需做好以下苗期管理工作。
2.3.1灌溉及施肥。當(dāng)苗木生長出1~8 枚真葉時(shí),根系發(fā)展快速,而地上部分枝干生長緩慢,且幼苗較嫩,對(duì)水分需求量較高。此外,陽光直射容易灼傷幼苗,需要及時(shí)噴水以保證苗木健康生長并降溫。同時(shí),控制苗圃地內(nèi)的苗木密度在95~110 株/m2范圍內(nèi),去除多余的苗木。間苗后追施速效氮肥,施肥量要少。在定苗后開始第2 次追肥,兩次追肥間隔14~28 d[3]。
2.3.2病蟲害防治。楊樹幼苗期易感染猝倒病、黑斑病、褐斑病、蠐螬、螻蛄等病蟲害。針對(duì)楊樹幼苗期猝倒病,可以采用林業(yè)防治與藥劑防治相結(jié)合的措施,在幼苗期進(jìn)行松土以促進(jìn)苗木根系發(fā)達(dá),適度降低灌水量與灌水頻率,同時(shí)每隔14 d 噴施1%~3%的硫酸亞鐵溶液,再用清水沖洗苗木,連續(xù)噴施3 次;針對(duì)楊樹幼苗期黑斑病與褐斑病,當(dāng)幼苗出現(xiàn)癥狀后,可以噴施65%代森錳鋅100~250 倍液、0.6%硫酸鋅液等藥劑,每隔15 d 噴施1 次,連續(xù)噴施2~3 次;針對(duì)楊樹幼苗期蠐螬、螻蛄等蟲害,可以施用50%辛硫磷顆粒劑30.0~37.5 kg/hm2,也可在播種前進(jìn)行拌種,以起到良好的蟲害防治效果。
楊樹切枝雜交技術(shù)可以通過親緣較遠(yuǎn)樹種的雜交獲得抗逆性良好、生長速度較快、樹姿優(yōu)美、適應(yīng)性更強(qiáng)的優(yōu)良新型品種,對(duì)于擴(kuò)大楊樹應(yīng)用范圍具有重要意義。在應(yīng)用楊樹切枝雜交技術(shù)時(shí),應(yīng)當(dāng)注意做好前期的材料與工具準(zhǔn)備工作,在室內(nèi)進(jìn)行雌雄株花枝的水培管理,并進(jìn)行花粉收集與授粉工作。在楊樹播種育苗階段,需要做好選地整地工作,以優(yōu)良地塊作苗圃地,在播種前進(jìn)行催芽并適時(shí)播種。此外注重苗期管理,提升灌水施肥的科學(xué)性,重視楊樹幼苗期病蟲害防治。