耐寒常绿阔叶树种杂交育种实践

尊龙人生就是博旧版-有态度的娱乐门户 /2019-02-14来源:《林业知识服务》微信公众号
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  编者按:文章作者的专业领域在树木分类和城市林业,退休后在经费等十分困难的条件下,长期坚持研究实践,直至获得对北方城市园林绿化有重要意义的阶段性成果。这种精神很值得林业科技工作者,尤其青年育种工作者学习。发表本文的积极意义还在于,本研究的方向是建设美丽中国所急需。实地观测所研究树种的耐寒性,及其通过与丝棉木嫁接长成的耐寒阔叶乔木,一旦成片用于园林,将会创造北方冬季的城市美景。

          

  1976年开始关注培育耐寒常绿阔叶树,经过广泛细致观察,栽培实验,终于在1996年用冬青卫矛(大叶黄杨)(Euonymus Japonicus L.)和胶州卫矛(Euonymus kiautschovicus Lots.)杂交出多个常绿树新种系列。经多年考验,适应恶劣环境性能及观赏价值均优于父母本,在北京能安全越冬。叶龄约达26个月,多为灌木,树形、叶色各异,叶色大体分为绿色及冬季变红或变蓝。

  新品种“中林1号”已获国家林业局授予的植物新品种权证书。

  一、杂交亲本选择

  我国双子叶常绿阔叶树种有80科、180属、1500余种。产于北方的常绿阔叶树种6科8属12种:

  忍冬科:北极花(Linnaea borealis L.)蔓性亚灌木,单叶对生,高10 cm。产于黑龙江,吉林,内蒙古,新疆阿尔泰山区。

  杜鹃花科;高山杜鹃(Rhododendrom lapponicum Wahl.)灌木.高50-80 cm,小枝密被鳞片和细毛,叶全缘,产于东北内蒙古;兴安杜鹃(Rhododendron dauricum L.)灌木高2 m,小枝被鳞片和柔毛、叶全缘,产于东北、内蒙古;照山白(Rhododendron micranthum Turcz.)灌木,高2 m,幼枝被鳞片和细毛,叶全缘,产于东北、华北和四川西部;烈香杜鹃(Rhododendron  anthopogonoides Maxim.)灌木,高1 m、小枝密被鳞片和微柔毛,叶全缘,产于青海、甘肃、四川北部;牛皮杜鹃(Rhododendron aureum Georgi)小灌木,高10-25 cm,叶簇生枝端,产于东北长白山。栂樱(Phyllodoce caerulea Babington)小灌木,高10-30 cm,枝细而多,叶革质、全缘、密集互生条形无柄,产于东北长白山、新疆阿尔泰。湿原踯躅(Cassandra calyculata Maench)灌木,高1.5 m,小枝密被白绒毛,叶近全缘,产于辽宁苔藓水甸子里。

  岩高兰科:岩高兰(Empetlrum sibiricum V.Vassil.)匍匐小灌木,高1 m,小枝密集、被短柔毛,叶条形、全缘,产于东北大兴安岭。

  夹竹桃科:络石(Trachelospermum jasminoides Lem.)藤本,长达10 m,有乳液,单叶对生全缘。产于山东,河北,山西及以南至两广、西南至云南、四川、陕西等地。    

  蝶形花科:沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus Cheng f.)灌木高2 m,掌状3小叶,稀单叶、全缘。产于内蒙古,甘肃,宁夏,新疆;新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus Chenh f.)灌木,单叶、稀3小叶,全缘,无柄,产于新疆喀什地区。

  桑寄生科:槲寄生(Viscum coloratum Nakai.)半寄生小灌木,高60 cm,单叶对生、稍肉质、全缘,具直出脉。产于东北,华北等地。

  上述树种生存环境表明:严寒干旱地带可能有常绿阔叶树存在,许多科属的树种有适应恶劣环境的能力,它们有共同近似的形态特征:如体量小、单叶、全缘、有附属物毛、被鳞片等,也因不同树种而特征有差异,如沙冬青可能正在由掌状3小叶向单叶过渡。找到树种形态特征与其生存环境关系,是我们的工作重心、这些树种都有珍贵的生态效益,也是景观,络石可以栽做地被,沙冬青可用适生区沙地绿化。其它树种仅在潮湿冷凉环境中生存。对气候及土壤的要求与城乡环境相差太大,城乡难以大量栽植。这些树种同属的树种少,难以找到与之杂交的树种。

  有些产于热带亚热带的树种,曾经经历过寒冷气候期,保留有耐寒基因,如荷花玉兰,原产于北美洲东南部热带地区,北京偶有栽植。加之气温升高。北京有些小气候区引进的常绿阔叶树有近20科20多属40多种或更多,这些树种遇气候恶劣年份易伤亡,不宜广泛栽植。

  想要耐寒常绿阔叶树只有另辟蹊径,寻找具有适合北方不同环境因素及有观赏价值的树种进行杂交、培育新树种,选择杂交亲本一定想到对杂交子代的影响,只有子代的抗性及观赏效果均优于父母本,否则,几十年的劳动和投资将付诸东流。用十多年时间对有关树种的形态、对不同环境的生态反复观察分析,认为冬青卫予最有可能给子代优良的常绿性及挺拔的树形,胶州卫予可能让子代抗性强、树形多样、叶色冬季多样。由此选择了冬青卫予做母本,胶州卫予为父本。此设想曾向马常耕先生请教,得到先生的鼓励。这两个树种的性状特征如下:

  冬青卫矛(Euonymus Japonicus L.)常绿灌木,高达5 m,多丛生,圆柱状,侧枝常短枝化,偶然生少量长枝,其分枝角度太小,枝叶密集。小枝粗壮密生细小瘤突;叶革质,深绿色、有光泽,叶呈倒卵形、倒卵圆形或椭圆形,长3—5 cm、宽2—3 cm,尖端圆或急尖、侧脉明显、尖端分枝相连、基部侧脉弧形,边缘稍增厚。干后向背卷、具细钝齿、常不整齐。聚伞花序有5—12花,花序梗长3—5厘米、花序梗及分枝粗壮扁平。蒴果近球形,淡红色,每室一种子。种子长约6毫米,被橘红色假种皮。花期6—7月,果期9—10月,果及种子冬季多宿存。

  原产于日本,华北及以南地区栽培,供观赏。北京长城以南多栽培做绿篱、灌丛,叶龄达28个月,遇大风常有死亡,2009年冬大量死亡。

  胶州卫矛(Euonymus kiautschovicus Lots.)半常绿灌木,高达3 m,匍匐状或披散式依附它树、有短枝、较长、长枝较多、分枝角度较大,小枝瘤突不明显、稀稍明显,遇潮湿处可生不定根,新发现冬季小枝及叶背变为深红或紫红,叶纸质,浅绿色,叶倒卵形、倒卵圆形、窄倒卵形或椭圆形,长4—8 cm,宽2—4 cm,先端急尖、钝圆、或短渐尖,基部楔形稍下延,侧脉平坦,基部侧脉短直,边缘近基部全缘、中上部具极浅细钝齿、多整齐。聚伞花序疏松、具13花,花序梗细、具四棱或稍扁,长2—2.5 cm,花梗长5—8 mm或更长。

  产于山东胶州地区;北京、太原、沈阳等地引栽。抗风能力强、耐寒耐旱性较强,北京地区枝条一般不受冻害,水肥条件好则速生,如遇冬季气候恶劣时叶脱落。

  二、杂交育种及新种介绍

  作为母本的冬青卫矛与作为父本的胶州卫矛花期接近,花两性、为复聚伞圆锥花序、多次开花,每个花序一次能采花粉或授粉的花不多,当父本花开时用镊子摘下未开裂的花药、保存起来、及时给母本授粉;当母本花开初期剥开花瓣用镊子摘去未开裂的花药,每朵花有4个雄蕊,要摘干净,将雄花花药打开,用毛笔蘸上花粉授到柱头上。(如果此花花药已开裂,则摘去另选花),套上硫酸纸袋,将袋内未授粉的花全部摘去,将纸袋封住。

  1996年冬青卫矛、胶州卫矛开花少,很分散,请许多人,尽力将看到的花都授粉,秋天果成熟时将所有果采回来,工作量大,难做到周全、成功率低。但仍获得了可供栽培用的种子,用于培育杂种苗木。

  播种苗的培育期限为1—3年,过冬要盖草或用塑料布棚保护,浇足越冬水。

  为筛选出耐寒抗旱抗风的种类,将杂交苗种植在本市多处及诸多省市恶劣环境中考验,其中昌平育种地正对着南口风口,大风曾使圃地10月3日见霜,2009—2010年冬季严寒、昌平区气象站测得最低气温为-19℃、最大风速11.3 m/秒,苗圃地最低气温曾到-25°C。大风使圃地内胸径10多cm的柿子、花椒、合欢等树木全部冻死,大国槐树干开裂,树冠冻伤,冬青卫矛大部分死亡、余者干枯,损失高1.5 m以上的大苗2000多株,胶州卫矛部分树枝干枯,杂交种大量被淘汰,能安全越冬者有几十株。

  在1996年后的杂交出的新种仍处于幼年阶段,将陆续推出供应用。杂交种简介:按叶冬季变红与否分作两类:

  (1)冬季变红类型:

  中林1号:大灌木,树形呈倒卵形,高3.5 m,长枝分枝角度较大,小枝粗壮瘤突明显,基部截面长圆形、上部圆形,浅绿色,叶革质,长枝上叶近椭圆形、先端尖、稀钝尖,短枝上叶倒卵圆形、先端凸尖,长3—5.5 cm,基部全缘、中上部有浅锯齿,叶浅绿色、冬季叶背多少变红呈锈色,侧脉5—7、近边缘分枝相连,叶柄2—4 mm。花序有花7—13朵,花黄白色,果序梗长3.5—5 cm、截面椭圆形。果近球形,直径6—8 mm,淡褐色,4裂,假种皮橘红色。全包种子。已获得国家林业局新品办“植物新品种权证书”。

  生长快,长枝年生长量30—100 cm,适合做大灌木或嫁接在砧木上养成乔木或造型树。

  中林2号:大灌木,树形倒卵形,高2 m,长枝分枝角较大,较细软,冬芽窄卵形,长枝叶多椭圆形、长3—5 cm,先端尖、基部楔形、短枝叶倒卵圆形,长2.5—4 cm、先端钝圆,基部宽楔形,主脉明显,侧脉5—7,近边缘近相连,基部全缘、中上部具疏浅齿,叶绿色,冬季叶背微红,叶柄长3—4 mm,花序梗细长2—2.7 cm,截面椭圆形。

  生长较慢、节间短、叶密集,适合做绿篱色块或灌丛。

  中林3号:灌木卵圆形或近球形,高2.5 m,长枝发达,分枝角度大,粗壮,瘤突多明显,冬芽卵形,长4—5 mm,长枝叶卵形,长4—6 cm,宽3—4.5 cm,先端钝、基部圆,短枝叶卵圆形,长3—4 cm,先端圆,基部全缘、中上部具浅齿,中脉明显、侧脉6—7,10月下旬叶背开始变红至深红,冬季长枝上叶片直立抱枝,外观可见一片红,花序梗较粗,截面椭圆形。

  长枝发达,年生长量20—60 cm,树形圆润,抗恶劣环境能力强,适合栽做灌球,色带,色块,或嫁接在砧木上养成乔木或造型树。

  中林6号:丛生直立灌木,高1.7 m,叶近卵形、长4—6 cm,夏季叶深绿,冬季叶不直立,叶背红色、表面秋末开始变蓝,寒冬黑蓝。2006年育成,形色初定。适合做色球点缀。

  (2)冬季叶绿色类型

  中林81号:灌木,近球形,高3 m,小枝疏生瘤突、较粗壮,叶革质,绿色,卵状椭圆形、长3—5 cm、宽2—3.5 cm,先端圆、凸尖或钝尖,基部宽楔形、楔形,下延至叶柄中部以下,叶缘微背卷,近基部½全缘,上半部疏具波状极浅锯齿,叶脉明显、侧脉5—6、顶端分枝相连,叶柄长5—7 mm。聚伞花序较密集,花序梗长3—4.5 cm,截面圆形或长圆形。

  可栽做绿篱、色块、灌球或嫁接在砧木上养成乔木或造型树。

  中林82号:灌木,圆柱形或椭圆形,高2 m,小枝较细,叶革质,绿色,椭圆形、窄倒卵状椭圆形,长3—5 cm、宽2—3 cm,先端尖或钝、基部楔形或宽楔形,边缘微被卷基部约⅓全缘、中上部具浅波状齿,中脉两面微凸,侧脉5—6、下面微凸、上面平坦,叶柄长3—6 mm,花序梗长2—3 cm,中粗,截面长圆形。

  可栽做绿篱、色块、灌球或嫁接在砧木上养成乔木或造型树。

  推广应用方面:每个杂交种作为一个无性系,扦插繁殖生根容易,已扦插几万株。可以按需要选择不同树形和颜色的种类应用,也可以将其嫁接在白杜(丝棉木)(Euonymus maackii Rupr.)上养成乔木,灌木等各种形状颜色的树木,嫁接亲合力好,用各种芽接、枝接成活率都很高,已嫁接了100多株。白杜分布广,由黑龙江到南岭、有野生、两广及新疆等许多省区有栽植,耐盐碱、对土壤要求不严。嫁接苗可以增强抗恶劣环境的能力。

  三、适用地域

  新树种都经过昌平苗圃严寒大风的长期考验,在昌平西关、怀柔、顺义种植生长正常,在河北香河、迁安、高阳,天津宝坻等地栽植3年均比昌平苗圃生长好。可以种植在北起北京长城往南经京、津、冀南达冬青卫矛广泛栽植的长三角广大低海拔地带、山西东南部、陕西汉中等地区、以及国内外气候近似的地区。这个地区物产丰富、经济发达、人口稠密,城镇数量多,收入高。首先让这部分地区城镇绿化上档次、冬天绿起来、红起来,建设美丽中国由这里开始!

  在大风干旱地区栽植要烧水,尤其浇过冬水。南部地区可以用来取代得黄化病的常绿阔叶树种。

  四、回顾与展望

  1.此项杂交育种是由深入认识杂交亲本开始的,认真观察树形特征、发掘特性,将对杂交亲本的特征、特性的新认识新发现体现在杂交新种上,表明我们已经有能力做开拓性杂交育种选种。

  2.希望筹集资金大量做杂交授粉、回交培育更多不同抗性、形状、颜色的杂交种,形成常绿阔叶树系列。

  3.此项研究用时长,耗资多,个人经营难以维持,成果易流失,一旦流失难以再生产,由国家经营有保证,而且能发挥此项研究的综合效应。

  4.希望建立大型育种基地:以任务带学科,充分运用几十年积累的知识和资源,大量培育育种人才,开发我国树种资源,杂交选育出优良树种,走向世界。

  我不大懂得树木育种,错漏之处请指教。

  作者简介:王木林,中国林业科学研究院森环森保所副研究员。