趙鯤,王軍輝,麻文俊,張云峰,張海讓,李關峰,楊艷紅
(1.洛陽農林科學院,河南 洛陽471000;2.中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所,北京100091;3.靈寶市林業(yè)局,河南 三門峽472500;4.洛寧縣全寶山林場,河南 洛陽471700)
楸樹(Catalpa bungi)原產中國,有“木王”之稱,在我國栽培歷史悠久,因材質優(yōu)良、用途廣泛、樹姿優(yōu)美而深受人們喜愛[1]。隨著優(yōu)良品種的不斷出現及營林技術的提高,其栽培面積不斷擴大,現已成為華北、華中、華東、西北等地造林的主要樹種之一。
楸樹自花不育,在自然條件下很少結種[2]。長期以來人們很少采用實生方式繁殖楸樹,一直延用“取傍生者植之”的方法繁衍楸樹,代代相傳形成了楸樹的單一無性系。長期的自然隔離和品種的單一發(fā)展,使楸樹自然選擇受到一定的限制。根據樹木遺傳育種理論,結合林木育種實踐經驗,楸樹育種要想有所突破,理論上應開展楸樹人工控制雜交育種,以便利用楸樹雜種優(yōu)勢,創(chuàng)制楸樹種質資源,進而培育楸樹新品種?!鞍偃栈ā遍睒涫遣捎肍1 代楸樹為母本,滇楸為父本,經人工控制雜交獲得的F2代雜種。它生長快、材質優(yōu)、開花早、花期長,是集用材、觀賞及育種價值與一體的楸樹新品種,是速生豐產林、生態(tài)林、園林綠化的主要品種,也是楸樹高世代育種的重要材料。
“百日花”楸樹是采用洛陽農林科學院和中國林科院林業(yè)所合作選育的5 年生F1 代雜種“洛楸4號”為母本,貴州貴定縣的“滇楸2 號”為父本雜交獲得的楸樹F2 代雜種。
2011 年,依據開花早、花色艷、花期長的生物學特性,選擇雜種F1 代“洛楸4 號”為開花品種培育的母本,同時依據滇楸自花授粉的開花習性選擇貴州貴定縣的“滇楸2 號”作為父本。
2006 年,在洛陽白馬寺鎮(zhèn)三里橋及甘肅天水小隴山林科所營建母本育種園,父本“滇楸2 號”采取原產地就地保存。
2011 年4 月下旬進行人工授粉,由于楸樹自花不育,采用不去雄、開放式人工授粉;9 月初種子成熟后分系號采種(同年雜交組合56 個)。
2012 年春季,將種子在培養(yǎng)箱中播種,獲得芽苗后移植到營養(yǎng)缽容器中;待成苗后,將苗木移入洛陽農林科學院伊濱區(qū)試驗地,開展苗期各雜交組合對比試驗,對家系及單株進行全面觀測;6 月初從中選擇20 個當年播種當年開花的單株,進行苗期綜合觀測。
2013 年春季,以梓楸嫁接法(以梓樹為砧木,嫁接楸樹)對選擇的早花超級苗進行無性系篩選,田間設計為完全隨機區(qū)組設計,4 次重復,12 株小區(qū)。對照為“洛楸4 號”和金絲楸。經開花性狀觀測,結合抗性,從中選出開花表現穩(wěn)定的8 個無性系。
2014 年,對入選的開花無性系在河南省洛陽市、南陽市和甘肅省天水市營造無性系試驗林。試驗采用隨機完全區(qū)組設計,6 次重復,2 株小區(qū),以“洛楸4 號”和金絲楸為對照,繼續(xù)對苗期開花穩(wěn)定性、生長適應性進行觀測。
由于苗期生長表現受環(huán)境影響較大,因此在進行無性系測定和選擇時,應遵循“大選、大淘”的原則[3]。2015 年,對多個試驗點的無性系開花生物學及生長適應性、遺傳穩(wěn)定性、抗性等指標進行綜合評價。試驗表明,11-050-5 具有分枝多、嫁接當年開花,且花期長、自花結實等優(yōu)良性狀,因該品種開花期超過100 d,定名為“百日花”楸樹。2015 年7 月16 日申請河南省林木品種審定委員會現場查定,2015 年12 月“百日花”楸樹通過河南省林木品種審定委員會審定。
2.1.1 形態(tài)特征
“百日花”楸樹樹干光滑,樹冠卵形,枝條稠密。樹皮灰綠色,皮孔較密,圓形或條形。1 年生枝綠色,2 年生枝暗綠色,3 年生枝褐綠色。三葉輪生,葉三角狀卵形,全緣或少裂,葉基淺心形少平截,葉尖漸尖,表面綠色,背面黃綠色,無毛。葉脈基部有2 個褐色腺斑。葉長11~15 cm,葉寬8~11 cm,葉柄長6~10 cm。
綜合觀測表明,“百日花”楸樹具有1 年多次抽枝、開花、結果的特性。當年生新枝開花結果后,頂部再次萌生新梢,新梢再次開花、結實?;▋尚?,粉白色,圓錐花序頂生,由7~15 朵小花組成;花期5月中下旬至9 月中下旬,果長40~60 cm。生長速度中等,無明顯枝干和葉部病害。
2.1.2 生長特性
對選出的超級苗采用嫁接法進行一級篩選,每系號嫁接9 株,方塊排列,加入雜交親本“洛楸4號”及金絲楸做對照。嫁接當年“百日花”楸樹、“洛楸4 號”和金絲楸的苗木生長情況見表1。
由表1 可知,“百日花”楸樹1 年生苗的苗高、胸徑生長量比金絲楸提高28.2%和40.8%,但略小于“洛楸4 號”,單株多次開花,開花穩(wěn)定,花期長。3 年生“百日花”楸樹平均苗高、胸徑生長不如“洛楸4 號”,但比金絲楸苗高、胸徑提高17.7%和29.5%。早期開花穩(wěn)定,單株多次開花,單株花期長達100~110 d。
表1 1 年生和3 年生“百日花”楸樹、“洛楸4 號”、金絲楸生長因子
2.1.3 生態(tài)學特性
經多年系統(tǒng)觀測,“百日花”楸樹生態(tài)特性同雙親基本一致。性喜光,喜溫暖濕潤的環(huán)境條件,在年平均氣溫10~15 ℃,年降水量500~1500 mm 的地方生長良好;在年平均氣溫高于20 ℃,低于10 ℃,年降水量1 800 mm 以上、400 mm 以下的地區(qū)和積水洼地,地下水位高于0.5 m 的地方不能正常生長。喜深厚肥沃疏松的中性土壤,可以在堿性及較重度鹽堿等多種土壤上生長。
2.1.4 物候學特性
經連續(xù)6 年物候觀測,“百日花”楸樹及“洛楸4號”和金絲楸物候見表2。
由表2 可知,“百日花”楸樹的芽萌動期、展葉期、抽梢期比“洛楸4 號”晚,比金絲楸早;而封頂期、落葉期比“洛楸4 號”早,比金絲楸晚。
表2 “百日花”楸樹、“洛楸4 號”、金絲楸物候特征
通過6 年全面觀測,“百日花”楸樹均表現出穩(wěn)定的多分枝、開花早、多次開花的特性,不同月份開花穩(wěn)定,結果見表3。
表3 “百日花”楸樹、“洛楸4 號”及金絲楸開花對照
由表3 可知,“百日花”楸樹具有1 年多次抽枝、開花、結果的特性。當年生新枝開花結果后,頂部再次萌生新梢,新梢再次開花、結實。單株花期遠遠超過“洛楸4 號”及金絲楸,花期較“洛楸4 號”及金絲楸延長90 d 以上。
2.1.5 抗性
經多年苗期試驗及連續(xù)觀測,“百日花”楸樹具有較強的抗性,楸螟危害較少,無其他嚴重病蟲害,在短期積水情況下也能正常生長,對堿性及中度鹽堿性的土壤也有較好的適應性。
2.2.1 適生區(qū)域
經區(qū)域化試驗表明,“百日花”楸樹適宜區(qū)域可劃分為三個大區(qū):北亞熱帶區(qū),包括江蘇、安徽、湖北、河南信陽,年降水量為800 mm 以上,適宜于海拔1 500 m 以下;暖溫帶東部區(qū),包括河南、山東、河北、北京,年降水量為600 mm 以上,適宜于海拔1 000 m 以下;暖溫帶西部區(qū),包括陜西關中地區(qū)、甘肅東南部、山西南部,年降水量為600 mm 以上,適宜于海拔600 m 以下。
2.2.2 繁殖方式
該品種通過扦插、嫁接等無性繁殖方式繁育,扦插主要采用根插及埋干催芽扦插,嫁接采用自砧或梓砧進行薄木質芽接,嫁接所用芽應從1~3 年生的幼樹上采集,批量繁育應建采穗圃。
2.2.3 造林密度
該品種主要用于園林綠化,也可用于速生豐產林,其栽植密度依不同綠化模式及生產目的來確定。通道和庭院綠化,單行栽植株距5~6 m,雙行以上行距6~8 m,株距3~4 m;“四旁”栽植,根據其立地條件和周圍環(huán)境確定列植或叢植,列植株行距(4~6)m×(5~8)m,叢植株距為4~5 m,生產性造林同常規(guī)楸樹造林模式。
2.2.4 造林苗木規(guī)格
造林用苗采用胸徑3 cm 以上,高度3 m 以上1~2 年生的苗木。
2.2.5 苗期接干及平茬管理
造林當年進行人工接干。方法是造林前及時進行頂梢回截,將木質化程度不良的梢部剪除,生長季節(jié)及時抹除離地2 m 以下的萌芽,以促進新梢生長。三級苗造林后就地平茬。
2.2.6 病蟲害防治
該品種的主要病蟲害是苗期楸螟及根結線蟲病。楸螟的主要防治方法是結合冬春修枝,完全剪除蟲枝并一次性燒掉。4 月下旬至6 月上旬,用阿維三唑磷和馬拉硫磷類藥物交替防治各1 次,有較好效果。7~8 月第二代成蟲期再次進行防治。
根結線蟲病是楸樹苗期的主要病害,防治方法主要應從育苗抓起,培育無病苗是關鍵。育苗前苗圃地深翻曬伐,用3~4 kg/667m2克線靈消毒,苗期用80%二溴氯丙烷配成100~150 倍液開溝澆灌。
2.2.7 品種的主要缺陷及改進方法
“百日花”楸樹側枝分化強,易形成大量側枝,造成主干極性不強,在苗期管理上要求前期加強側枝打杈管理。這一缺陷對當年新枝開花的楸樹而言,在提高了多次開花習性的同時,因側枝分枝多也增大了苗期管理的成本,有待通過多世代育種不斷改良。另外,“百日花”楸樹花色較淺,呈淺粉色,為提高其觀賞價值,應進行花色改良。目前項目組正通過高世代育種進行改良中。
“百日花”楸樹自2013 年以來,分別引種到河南、山東、湖北、河北、甘肅、新疆、南陽等地試種。經多年連續(xù)觀測,該品種均表現出較好的遺傳穩(wěn)定性和生態(tài)適應性,特別是該品種當年嫁接、當年開花、當年結果,且花期穩(wěn)定在5 月中下旬到9 月中下旬的開花習性受到引種地的高度評價。
2013 年引種到南陽平原區(qū),“百日花”楸樹2 年生試驗林,其樹高、胸徑生長量比金絲楸分別提高16.7%和24.7%。觀察表明,“百日花”楸樹單株呈現多次抽梢,多次開花結果習性。生長期開花穩(wěn)定,單株花期達110 d 左右。
2013 年引種到甘肅天水,2 年生平均苗高、胸徑生長量較金絲楸提高19.1%、21.6%。觀察表明,“百日花”楸樹單株呈現多次抽梢,多次開花結果習性。生長期開花穩(wěn)定,單株花期達100 d 左右。
2017 年3 月引種到河北省保定涿州市,經連續(xù)3 年試驗觀測,在-20 ℃環(huán)境條件下,該品種生長正常并開花結實。
2020 年4 月引種到新疆自治區(qū)庫爾勒市,在高鹽堿環(huán)境條件下,目前生長正常。
“百日花”楸樹具有開花早、花期長、生長較快、抗性強的優(yōu)良特性。其開花早、花期長的特異性,使其極具優(yōu)良的觀賞及育種價值,在紫葳科楸樹種中實屬少見。該品種是理想的用材、觀賞兼用型楸樹品種,也是我國楸樹高世代育種的核心骨干親本之一。
由于“百日花”楸樹特殊的超長花期,特別是從5 月中旬到9 月上旬不間斷的開花習性,給我國楸樹育種,特別是紫葳科遠緣雜交育種提供了良好的親本材料。
近幾年,我們以“百日花”楸樹為親本,分別開展了“百日花”楸樹與梓樹、黃金樹之間的遠緣雜交育種試驗,獲得了雜種子代。目前雜種已進入生長特性、抗性及適應性測定階段。這一品種的出現對縮短楸樹育種周期,推動我國楸樹高世代育種具有十分重要的現實意義。