《林木引种驯化》PPT课件.ppt

林木引种驯化,第一节 引种驯化概念,一、引种驯化,广义的引种：是指从外地和外国引进新植物、新品种以及和遗传育种有关理论研究所需的各种遗传资源。 狭义的引种：将植物品种从原有分布范围引入新的地区栽种。 简单引种 ：引种地与原分布区的自然条件差异较小或引种植物本身适应范围较广，只需采用简单的栽培措施就能适应新环境并能正常生长发育。 驯化引种 ：引种地与原分布区的自然条件差异较大或引种植物本身适应范围较窄，只有通过人工措施改变其遗传组成才能适应新环境，或者必须采用相应的措施，使其产生新的生理适应性。,生物体的表现型是基因型与环境条件相互作用的结果。 生物体的基因只有在适宜的环境条件下才能得以表达。 植物的异地栽培是在植物具有潜在的适应基因的条件下获得成功的。 适宜的环境条件可以激活一些基因表达，因此原产地没有表达出来的性状有可能在异地条件下表达出来。,二、引种的遗传学基础,引种从遗传学的角度来说，就是植物在其基因型适应范围内迁移。这种适应范围受到基因型的严格制约。不同植物种类，其适应范围相差很大，同一植物种类的不同品种间在适应性上也存在差异；品种自体调节能力与品种基因型的杂合性程度有关。 而植物引种与驯化成功与否的重要基础就是遗传性状的变异与适应。如果引种植物的适应性较宽，环境条件的变化在植物适应范围之内，就是“简单引种”。反之，就是“驯化引种”。,二、引种的遗传学基础,三、引种的生态学分析,引种的生态学原理是研究林木引种驯化的基础。 通过研究自然环境与栽培条件（温度、光照、水分、土壤、生物等）对植物生长发育的影响以及植物对生态环境变化的不同反应和适应性，确定引种驯化的基本原则。,1、生态因子的综合分析 （1） “气候相似论” ：为了减少引种的盲目性，引种时要注意引种区与原产区生态环境的相似性，特别是气候条件的相似性。一般来说，从生态环境相似的地区引种容易获得成功，反之则困难得多。 （2）地理位置是影响不同地区气候条件的主要因素，尤以不同纬度的影响最为明显。受纬度影响的环境因子：温度、日照、雨量等，纬度相近地区间相互引种容易成功。中国各地与欧洲同纬度地区相比，冬季气温显著偏低，引种时要注意分析具体气候特点。海拔高度对引种也会产生一定的影响。 （3）在世界广大范围内，不可能有气候条件完全相似的两个地区，引种时既要承认气候对引种植物的重要影响，又要考虑植物本身可以改造的一面。不能认为，凡与原产地气候有差别的地方就不能引种。,2、主导生态因子分析 引种的生态学研究，既要注意各种生态因子对植物的综合作用，也要看到在一定的时间、地点条件下，或是植物生长发育的某一阶段，在综合生态因子中总是有某一生态因子起主导的决定性作用。 如温度、光照、水分、土壤、生物因子等。,（1）温度（temperature） 温度往往是影响引种成败的限制性因子之一。包括年平均温度，最低、最高温度及其持续时间，季节交替特点，无霜期、积温大小等。 首先应考虑原产地与引种地的年平均温度，若相差太大，引种难以成功。 生长期平均气温是植物分布带划分的主要依据：热带(16 )；温带(0-16 )；寒带(夏季 10 )。 有些植物的引种，尽管引种地与原产地的年平均气温相似，但全年的极端温度却成为限制因子。 极端低温的影响：呼市新华广场引种银杏，早期可正常生长，遇极端低温影响，存活无几。栾树，毛白杨，金叶女贞、金叶国槐,（1）温度（temperature） 除考虑最高温和最低温外，还要注意其持续时间。 季节交替的特点也是引种时的限制因子之一。 中纬度地区初春气温反复变化的幅度较大，本地植物不会因气温的暂时转暖而萌动；而高纬度地区早春气温变化少，当地植物随春季气温的升高而萌动。例：林科院内种的几株玉兰，春季气温回升后，玉兰迅速开花，遇春季温度变化幅度较大，气温再次降低，使玉兰生长受影响，生长状况较差。 小气候与小环境,（1）温度（temperature） 有些植物生长需要一定的积温，积温达不到，则生长不良。 南树北引时尤其要注意，如核桃。黑胡桃、小果黑胡桃 有些植物只有满足它们的低温要求，第二年才能正常生长。 通过休眠：如油松要求 15 以下低温 90-120d ，毛白杨 75d ，赤松 60d ，北京小叶杨 35d ，河南小叶杨 15d 等。,（2）光照（light） 光照对植物引种的影响主要包括日照强度、昼夜交替的光周期和光质。 光照强度和时间随纬度的变化而不同。 光照强度随纬度的增加而减弱。高纬度地区生长季昼长夜短，曙暮光多，分布在此区的植物多数喜光，属长日照植物；相反，低纬度地区的植物多为短日照植物,稍耐荫。 南树北移 时，由于生长季日照由短变长，秋季植物继续生长，影响封顶，从而减少养分的积累，妨碍组织的木质化和入冬前保护物质的转化，降低了抗寒性。 北树南移 时，可能会表现出两种情况： 1)因日照变短，枝条提前封顶，生长期缩短，植物生长缓慢，抗逆性差，成活率低； 2)不缩短生长期，反而因不适当地延长了生长期，造成二次生长而致害。 光质可以通过植物的生理作用间接地影响植株的高度、开花、花色、叶色等，引种高山植物时应多加注意。,（3）降水和湿度（water） 水分是维持植物生存的必要条件，有时降水和湿度比温度和光照更为重要。 许多南树北移失败的原因不是冬季温度太低被冻死，而是不能抵抗北方冬季尤其是春季的干旱，生理脱水而死。 降水量是决定我国树木分布的重要因素之一。,（3）降水和湿度（water） 降水量的季节分布也是影响引种驯化成功与否的重要因素。 我国的降水分布规律：年降水量由东南向西北逐渐减少，自沿海地区向内陆地区逐渐减少；山地降水量多于平原；夏季降水多，春、秋、冬季降水少。 空气湿度和土壤含水量也会影响引种。 红瑞木从东北引种到北京，由于北京冬季降雪较东北少，冬末春初气温回升时，空气湿度和土壤含水量少，造成红瑞木生理脱水，但在某些地下水位较高的地方引种成功，并开了花。红王子锦带、红松、红豆杉,（4）土壤（soil） 土壤是植物生长发育的基础，供给植物发育所需的水分、养分、氧气等；某些植物对土壤性质要求严格，土壤则成为影响其引种成败的关键。 土壤性质的差异有含盐量的差异、物理性质的差异、土壤肥力的差异、酸碱度的差异等，但影响引种成败的主要因素在于土壤酸碱度的差异。植物依对土壤酸碱度的要求可分为： 酸性土植物：落叶松等 中性土植物：多数园林植物 碱性土植物：柽柳、紫穗槐等 （引种时，如不注意各种植物对土壤酸碱度的要求，常致引种失败）,（5）生物因子（biological factor） 生物之间的寄生、共生以及其与花粉携带者之间的关系也会影响引种的成败。 松属、桦属等树种都有真菌与其共生，引种后由于环境条件的改变，失去与微生物共生的关系，从而影响树木在引种地的正常成活与生长。 （6）历史生态条件的分析 植物适应性的大小，不仅与目前分布区的生态条件有关，而且与其系统发育历史上经历的生态条件有关。 如水杉（分布于四川万县 湖北利川 800 km2 范围内），美洲、亚洲、欧洲相继引种获得成功；油松（华北地区广泛分布），引种到欧洲各国屡遭失败。,第二节 引种驯化意义、重要性,一、自然界树种分布特点 对于一个树种来说，它的自然分布范围与该种发生历史、适应能力、传播能力和条件、分布中的障碍、分布区适宜该树种范围的大小等因素有关。 从植物种的发展来看，有些种发展扩大阶段；有些种则因不适应气候环境条件的变化在逐渐缩小，处于衰退阶段。这样种的自然分布区常常呈现出不连续的岛状分布： 如我国目前的黄山属、福建柏属、银杉属、珙桐属。 有些种分布范围不断缩小，终于成为局部狭窄地区的残遗分布。 半日花、四合木、沙冬青、蒙古扁桃等。人为破坏也会使许多树种的自然分布区日益缩小，甚至灭绝。这就要求对稀有树种加以保护，并设立自然保护区。,一、自然界树种分布特点 各种植物局限于各自的自然分布区，并不是它们不能适生于其他地区，只是由于还没有传播出去，特别是因为传播上的障碍而不能或很难扩散。 如海洋、山岭、不同气候带等。这种障碍形成目前很多植物只分布于一定的区域之内。有的树种自然分布区很小，如我国的水杉，美国的辐射松等。辐射松原产美国太平洋沿岸，自然分布区范围：南北长200公里，东西宽约10公里，实际面积约4000公顷。 有些国家和地区乡土树种很少，只是由于许多树种不能自然传播进去，或者因为地质时代的气候变化，许多树种因不能适应变化而灭绝，到气候恢复后，灭绝的树种不能再生。,二、引种的意义 引种就是用人为传播，克服植物在传播上的障碍距离。这样就能扩大许多树种的栽培范围，就能使许多地区和国家增加新的外来树种。 可以大大增加本地区或本国内林业建设需要的外来树种。这是十分有利于促进林业生产的发展，增加林产品的种类，包括木材及多种林产品，有利于充分发挥森林的防护作用、森林的美化价值。一句话，通过林木引种可以大大提高林业生产水平，使林业建设更好地为经济建设、生态建设服务。 还能更充分地了解一个地区的林业生产的自然条件和潜力，同时也能更充分地认识一个树种的适生环境和它的生态生理性状。 林木引种具有树木试验生态学的作用，将能大大丰富树木栽培的知识。,三、引种的重要性 1、 快速、经济。与其它育种方法相比，引种所需的时间短，见效快，投入的人力物力少，因而是最为迅速而经济地丰富本地植物种类的一种有效方法。 2、引种驯化为丰富不同地区植物作出了巨大的贡献。 我国现在大量栽培应用的悬铃木、池杉、湿地松、黑松、火炬松、一串红、矮牵牛、万寿菊、百日草、金鱼草、香石竹、郁金香等都是从国外引进的。 我国梅、兰、菊、荷花、牡丹、芍药、杜鹃、丁香等现已遍及全世界。 国内由南向北或由北向南的引种也取得了很大的成就。,二、引种的重要性 3、通过引种可使某些种或品种在新的地区得到比原产地更好的发展，表现更为突出。 橡胶原产巴西，引种到马来西亚和印度尼西亚后，目前该地区的产胶量占全世界的 90% ；美国辐射松引种到新西兰，其生长优于原产地， 40 年生树高达 42.7m 。 黑果腺肋花楸、黑核桃、大樱桃、金枝垂柳 4、引入各种种质资源，可为育种提供新的材料，是创造新品种的重要手段。,第三节 引种驯化程序,坚持“既积极又慎重”的原则，采取“少量引种，多点试验，全面鉴定，逐步推广”的步骤，主要程序：,一、引种驯化的程序,引种目标及其可行性分析 选择引入材料 引种材料的收集和编号登记 引种材料的检疫 引种试验 栽培性试验和推广,1、引种目标及其可行性分析 调查引入材料的分布范围 借鉴前人的引种经验教训 主导生态因子 参考适应性相近的品种在本地区的表现,一、引种驯化的程序,一、引种驯化的程序 2、选择引入材料 引入材料的观赏性状或经济性状必须符合引种目标的要求； 引入材料对当地风土条件适应的可能性。 这些工作可以通过查阅有关的研究资料； 借鉴前人的经验教训 3、引种材料的收集和编号登记(档案-后期档案) 登记项目：种类、品种的名称，繁殖材料种类，材料来源和数量，收到日期，收到后采取的处理措施（假植、定植等）。来种登记、繁殖登记 将每份材料的有关资料如植物学性状、经济性状、观赏性状、原产地生态特点等记载说明一并归档。不做无档案的引种! 4、引种材料的检疫 病害、虫害、杂草严格检疫制度；设置检疫圃隔离种植。,一、引种驯化的程序 5、引种试验 种源试验：对同一植物分布区中不同地理种源的材料进行对比栽培试验 了解不同生态类型在引种地区的适应情况，以便从中选出对引种区适应性强的生态类型。引种试验的开端，规模小，探索性大。 品种比较试验：通过观察表现优良的生态类型作更精确的比较鉴定。 试验的时间依树种的类型而定：乔木应采取长期试验，花灌木中期试验。 试验以当地的种作对照，采用完全随机排列，并设置重复。 区域试验：将在少数地区进行品种试验的初步成果，拿到更大的范围和更多的试验点上进行栽培。 明确引种植物的适应地区和范围，为推广应用提供依据。,一、引种驯化的程序 6、推广应用 经过品种比较试验和区域试验，确定有推广应用价值的引入树种，采取各种措施加速繁殖，使引种试验成果发挥经济效益、社会效益和环境效益。,引种材料选择 种子、幼苗、插穗、接穗、根、芽、茎、叶片等-保存； 筛选高质量材料，数量可多可少； 野生材料佳，现在栽培种多。 引种驯化地点选择 植物园、树木园、苗圃等； 土壤条件最重要。 经营管理措施（繁殖、播种、扦插、嫁接、组培、容器、抚育等） 生长规律（生长适应性、抗性、物候、表现、变异-与原产地等） 后期记录（锻炼、移植、观察3-5年、定植点定位、生长周期情况等）,种质资源的调查,环境资料分析,材料收集,繁殖推广,引种试验,（试种观察） （品种比较试验） （区域试验）,交换、购买、赠送、考察收集,自然生境、栽培地条件、主导生态因子,种的分布范围 种内变异 栽培分布状况,加强检疫,引种驯化的基本程序,二、引种驯化成功的标准 1、与原产地比较，不需特殊的保护能露地越冬或越夏，生长良好； 2、没有降低原来的经济或观赏品质； 3、能够采用原来的繁殖方法（有性或无性）进行正常的繁殖； 4、没有严重的病虫危害。,三、引种驯化应注意的问题 1、少量试引、多点试验、全面鉴定、逐步推广； 2、避免盲目引种（有计划、有重点）； 3、严格执行检疫制度； 4、注意各类园林植物的习性特点； 5、注意因引种不当而破坏当地的生态平衡。,火炬树引入作为城市绿化、植被恢复、公路绿化的树种，由于其繁殖能力强，侵入灌草地，甚至农田。,澳大利亚引入仙人掌作篱笆，导致仙人掌在该国泛滥，当地物种和数量减少。,我国飞机草的入侵造成几千亿元的损失。,由于有一种强烈的气味，牛羊和其他动物不吃。但紫荆泽兰繁殖能力特强，挤占了其他植物生存的空间，使其他植物难以生长，严重破坏了生物多样性。在我国云南、四川等南方地区，紫荆泽兰成为破坏生态的生物灾难。,水葫芦1901年作为一种花卉引入我国，5060年代作为猪饲料推广种植，后逸为野生，最终出现今天几乎不可收拾的局面。如今，水葫芦在珠江水系、太湖水系等全国多个水域都已经泛滥成灾。 水葫芦既是外来生物入侵造成灾难的一个例子，也是没有摸清生物品种特性盲目引种推广造成灾难的例子。,水葫芦围困水口电站,水葫芦阻碍长江水道,大米草是我国60-80年代分别从英美等国引进的用于保护滩涂的植物。,宁德市65.9万亩滩涂被大米草占领了11万亩。大米草成了滩涂生物的天敌，蟹类、弹涂鱼等无处藏身，珍贵的海产资源白白流失，同时它还影响红树林生长和繁殖，堵塞航道、引发赤潮，造成的经济损失不可估量。,大米草与红树林争夺生存空间,第四节 乡土树种引种驯化,乡土树种是一个地区自然分布树种，它们与自然环境经过了长期相互作用和协调，逐渐适应了环境，具有较强的抗逆性,造林比较容易成功。 内蒙古地域辽阔，立地类型复杂，在生态建设中，为避免选种不当造成多重损失，应加大乡土树种利用率。 在加强乡土树种引种的同时，因遵守一定的引种原则和引种繁殖技术。,一、乡土树种引种 乡土树种的引进与改良也是一项长期的任务。,需要加大对乡土树种的保护、研究、培育和使用。 1、用于造林乡土树种的科、属、种数量引进范围应逐渐扩大，特别是对环境功能强的野生树种； 2、加强对乡土树种引进种源的研究，在研究人工栽培技术的同时，要注重野外自然更新规律的研究； 3、建立相应的采种基地，引进乡土树种的研究与苗木培育结合起来，直接为生态建设工程提供栽植材料。,二、乡土树种引种驯化原则 1、近区采种：是从离引入地区最近的分布边缘区采种,这种种子更易于通过驯化过程。 2、利用遗传可塑性大的材料进行引种驯化 实生苗的可塑性较无性繁殖材料大； 幼龄植株的实生苗适应性强； 杂种实生苗较纯种实生苗容易适应新环境； 亲本关系远的杂种比亲缘关系近的适应性强。,二、乡土树种引种驯化原则 3、逐代迁移驯化 新地区与原产地的气候条件相差太大而超越了引种植物幼苗的适应范围时，直接将杂种播种在引种地区往往难以驯化成功，此时需采用逐渐迁移播种的方法。 4、严格选择 引入的种或品种栽培在不同于原产地的自然或栽培条件下，必须加以选择，从中选出适应的基因型或生长良好的单株，以扩大繁殖。 5、采用适当的栽培技术措施 （1）播种期调整 南树北移时，适当延迟播种，能减少生长，使枝条及早成熟，增加组织充实度，而使植物具有较强的抗寒性；北树南移时，适当早播，增加植物在长日下的生长期和生长量，提高植物的抗热能力。,二、乡土树种引种驯化原则 （2）栽植密度 南树北移时，适当密植，可使植物具有相互保护的作用，在一定程度上提高植物的越冬性；北树南移时，适当增大株行距，以利于其生长。 （3）肥水管理 南树北移时，苗期适当节制肥水，苗木后期减少 N 肥，增施 P 、 K 肥，有利于组织木质化，提供植物抗寒性；北树南移时，苗期应多施 N 肥，以延迟封顶时间，提高越夏能力；同时可增加灌溉次数以增加土壤湿度，提高空气湿度、降低地温，对延迟封顶和减少炎热具有一定的作用。 （4）光照处理 南树北移时，苗期遮去早晚光，进行 8-10h 短日处理，可使植物提前形成顶芽，提供枝条木质化程度，以利其越冬；北树南移时，采用长日照处理延长植物的生长期，以增加生长量，利于抵抗炎热和病害。,二、乡土树种引种驯化原则 （5）土壤改良 南树北移时,可选山林隙地微酸性土壤种植；含盐量高的地方,要注意覆盖土壤。 （6）防寒、遮阴 在苗木生长的第一、二年的冬季要进行防寒保护，如设风障、培土、覆草等；夏季对幼苗进行遮荫，并自夏末起逐步缩短遮荫时间，以达到逐步适应。 （7）种子特殊处理,