森林培育学讲义.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流森林培育学讲义.精品文档.森林培育学讲义绪 论 一、森林培育学的概念和范畴森林培育从林木种子、苗木、造林到林木成林、成熟的整个过程中按既定培育目标和客观自然规律所进行的综合培育活动,它是森林经营活动的主要组成部分。森林培育学是森林培育全过程的理论和实践的学科。培育全过程的理论森林立地、树种选择、森林结构及其培育、森林生长发育及其调控。技术内容包括林木种子生产和经营、苗木培育、森林营造、森林抚育及改造、森林主伐更新等内容。森林培育可按林种区别不同的培育目标,技术体系应与培育目标相适应。完整的培育技术体系,包括4个方面:前期规划阶段(pre-es
2、tablishment planning)包括培育目标的论证和审定,更新造林地的调查,更新造林树种及其组成的确定(包括天然更新的预期调查)、培育森林结构的设计及整体技术体系的审定。更新营造阶段(establishment)把规划设计付诸实施的关键施工阶段 抚育管理阶段(tending)延续时间最长的阶段,调整林木、林分结构、抚育措施收获利用阶段(harvesting and utilization)森林可持续发展、收获利用方式(如择伐、皆找、渐伐)、技术、准则等研究对象:人工林,天然林或天然人工起源相结合形成的森林。第一章 林木种子的生产和经营第一节 林木结实一、林木发育期 林木有两种意义:一
3、是表示木本植物;二是泛指森林群体中的个体。它区别于散生木和孤立木。木本植物,从种子形成植株死亡,大体经历四个时期1、幼年期 从种子萌发开始,到开始结实时为止。(1) 特点a: 种子萌发、幼苗生长、幼苗出土、幼树生长等b: 主要是旺盛的营养生长,生殖器官尚未形成,无形成性细胞的能力c: 发育阶段年幼,可塑性大,适应性强,枝条再生能力强,积累营养物质时期。(板栗是极难生根树种,但一年生苗可扦插成活)(2) 任务:a: 促进种子的萌发和幼苗幼树的生长。加强抚育管理幼年期长短因树种而异,有的树种几年、有的需要十多年。树种马尾松杉木油桐银杏幼年期年年年年2、青年期从第一次开花结实-到大量结实之前(开始3
4、-5次结实)(1)特点 :由营养生长转入生殖生长,能形成花芽,它是内部的物质代谢与形态结构发生质变的结果;形成生殖器官(花芽)必须有足够的有机物质和成花激素(如糖类、成花激素、氨基酸、磷酸等的积累);仍以营养生长为主,生长较快,逐渐过渡与生殖生长相平衡;树冠的分枝增加快,冠幅扩大快,根系生长快;结实不多,空籽较多,种子可塑性大,适合于引种。(2) 任务:加强抚育管理,疏伐,改善光照条件。3、壮年期(结实盛期,成年期)从开始大量结实起,到结实开始下降为止,随着树龄的加大,结实量逐年增加,保持相对稳定的一个时期。成年期长短因树种而异:树种马尾松杉木樟树银杏油桐成年起期15-40年15-30年25-
5、50年80-100年6-7年特点:结实比较稳定,量多质好,是种子工作的主要时期,对水、光照要求较高任务:加强林分管理,搞好种实采集、处理、贮藏。4. 衰老期(老年时期)从营养生长和结实能力逐渐衰弱,直至个体死亡。特点:结实逐年减少,种子质量差,树木抗性弱,病虫多,生理机能衰退,枝、梢逐渐枯死。 种子保守性大,一般生产上不用此时期种子。 以上是根椐树木的生长周期和开花结实情况,人为划分的四个时期。生长和生殖是相互区别又相互依存的关系。从营养生长到生殖生长是从量变到质变的过程,在树木的形态,结构和生理方面都发生一系列变化,开花必须以营养生长和营养物质的积累为基础。幼年期和成年期的区别,不仅表现在开
6、花结实能力上,也同样反映在枝条生根难易等方面。二、影响林木发育期的因素 林木的发育期的长短受树种生物学特性和环境条件的制约树种特性(遗传特性所决定)不同树种,进入结实年龄、盛果期长短不一 发育早:喜光、速生、灌木树种。 结实早,幼年期短。如:湿地松、檫树 发育慢:耐荫树种、慢生树种 结实迟,幼年期长。如:银杏、栎类 树种起源(同一树种)无性繁殖、萌蘖林结实早,因其阶段发育年龄大。 观赏花卉、园林树种、果树多采用无性繁殖。因无性繁殖能提早开花结实(桂花、板栗、银杏) 环境条件 同树种、同起源、同年龄、不同立地条件 孤立木、林缘木、阳坡、低纬度、低海拔,发育早、结实早(因温度、光照、土壤肥力不一)
7、林木、阴坡、高纬度、高海拔由于光照时间短、温低等,结实迟些。三、影响林木结实的因素(一)内在因素、树木的年龄及生长发育状况 树木进入结实期后,结实量逐渐增多。种子产量还与树冠大小有关,树冠大、枝条多、结实量多。通过修剪、疏伐促进树冠生长发育,增加枝条数量 檫树结实量与年龄的关系母树年龄(年)单株产量(g)8207.810-151450.315-202255.020-25897.8母树结实盛果期杉木15-30年檫树15-30年油茶15-50年马尾松15-40年木荷20-60年油桐10-20年侧柏20-80年楝树15-30年板栗15-40年樟树20-50年喜树15-30年重阳木20-30年柏木20
8、-60年池杉15-30年麻栎25-60年同一林分内林木生长发育情况是有差别的,有高大的也有矮小的树林,这是困为种子遗传性或局部环境条件所造成的。级木(优势木)生长发育最好,居林冠最上层,生长快,树体高大,结实早,产量高,质量好,是采种主要对象级木(亚优势木)树冠高度仅次于级木,树冠受光条件也较好它的生长及单株结实不如级木多,但它在林分中株数比级木多,种子总产量比级木多,开始结实期与级木相差不大,、级木是采种主要对象。级木(中等木)树冠不发达,受光差,结实晚,结实少,一般不易采种。级木(被压木)处于林冠中下层,形成被压状态,很少结实,质量差。2、授粉条件:开花与传粉是形成种子的前提。林木开花多的
9、年份比种子丰年多,原因是多方面的,而传粉条件和授精对种子的产量质量影响很大:开花习性二性花泡桐、油茶、刺槐单性花(雌雄同株)杉木、马尾松、柏、栎、核桃单性花(雌雄异株)银杏、香榧、杜仲、千年桐(需配制授粉树)自然界林木传粉需要异花授粉,单性花会影响授粉、结实。自花授粉产生的种子生活力不强,影响树木生长。银杏的授粉在谷雨前后,温度2324,授粉效果好,产量高雌雄异熟(花期不遇)开花期间,由于花粉密度不一,授粉机遇不一 雌雄花开放期不一,影响授粉,影响种子产量和质量。 孤雌生殖(鹅掌楸)未经授粉,子房继续发育成果实 花朵在含苞欲放时,雌蕊已成熟,分泌粘液接受传粉,但花开时,雌蕊柱头已枯黄,失去接受
10、花粉能力,胚珠未受精,子房继续发育,无种胚,种子没有生活力 3、种子的丰歉年丰年 结实多的年份(种子年)平年 结实中等的年份歉年 结实量很少或没有产量的年份林木结实周期性结实丰产年和歉收年交替出现的现象 结实间隔期相邻两个丰年相隔的年限称为结实间隔期结实量稳定(丰歉年不明显)特点幼年期较短,种子形成时间短,累积营养物质能力强 种子小 从开花-到结实-到种子成熟时间短 树种杨、柳、榆、桉、女贞结实量比较稳定(丰年多于歉年)树种杉木、刺槐、泡桐、喜树、樟树、木荷。结实丰歉年明显(温带高寒地区树种较普遍)树种樟子松、红松、云杉、落叶松、金钱松、栎类、油桐、油茶丰歉年产生的原因营养状况花芽的分化和种实
11、的发育主要取决于营养物质的积累在丰年,开花多,幼果多,果实生长发育需很多有机物质,消耗了大量碳水化合物,使氨基酸来不及合成蛋白质,就被消耗了结实多,消耗了大量的营养物质,有时还消耗林木体内过去所积累的淀粉,因而造成下一年结实所需营养物质的不足同时养分不能正常运送到根系,从而抑制了根系的代谢与吸收功能,反过来又经影响枝梢生长与叶片的光合作用,造成花芽分化的关键时期营养不足,导致丰年不能形成足够数量的花芽,来年就出现了歉年 即使分化的花芽,量也少,或花芽分化期短,使花芽不能充分发育因此花期会使生殖细胞繁殖力下降,减低授粉率,以致降低幼果的着果力,因此会出现落花落果现象补充种子年消耗的营养物质所需的
12、时间短,结实间隔期则短,否则结实间隔期长内源激素的影响树体同有成花激素与抑花激素,成花激素(赤霉素类)起促进花芽的形成作用而抑花激素是起抑制花芽形成的作用 成花激素多利于花芽分化及开花抑花激素多不利于花芽分化及开花,抑花激素在林木种子中多,在种子年,结实多,种子残留母树体内的抑花激素多,使花芽形成受抑环境条件如果林地土壤养分和水分不足,影响花芽分化和发育林木结实的周期性虽然与树种生物学特性有关,但在很大程度上受环境条件的制约,只要实行集约栽培,控制适宜林分密度,使光照充足,同时进行施肥、灌水、防治病虫,可以减少大小年现象。 林木结实间隔期红松2-5年落叶松3-5年云杉3-5年杉木0-2年杨,柳
13、,榆0-1年马尾松0-2年金钱松1-3年水青冈3-5年以上樟树0-2年(二)外界环境因素、气侯和天气条件(1)温度 同一树种对该树种生长愈有利则丰年频率越高 温暖地区:生长期长,营养物质积累多,结实早,林木结实间隔期短寒冷地区:生长期短,营养物质积累少,结实晚,结实间隔期长,种子空粒多树种地区千粒重(g)侧柏山东泰安30.08河南龙门24.03山西霍县16.98 花芽分化期间,平均气温和日照时数高于常年,有利于花芽的形成,反之则不利于花芽的形成。天气晴朗,干燥,雨水少,能提高母树体内枝叶细胞液浓度,有利于蛋白质合成,促进花芽的形成。 林木每年形成的顶端分生组织,到了一定的时期,它的芽要分化成叶
14、芽和花芽。(树木体内营养物质积累多,成花激素的多,就能形成大量花芽。)林木花芽分化时期,多数树种是在开花前一年夏季到秋季之间进行的。大多数树种花芽分化是在营养物质消耗少,积累多的时期。泡桐花芽分化在7月前后,第二年3月中旬4月中旬开花 马尾松、杉木花芽分化在68月,第二年3月开花油茶花芽分化在月,当年10-11月开花。油橄榄、柑桔花芽分化在冬季或早春多次开花的树种:柠檬、八角、桉、榕,一年有多次花芽分化及开花。 花芽分化需在一定温度下进行,欧洲松花芽分化温度不能低于11-12,红松开花最适温17-18,一般树种最适温20左右,低于10或高于28大多数树种花芽分化不能进行或停止进行。春季开花的常
15、绿阔叶树,其花芽分化多在秋末冬初或早春。(2)降雨与风开花期间遇到寒潮、低温、强风、大雨妨碍花粉发芽,雨水会冲走花粉,影响花粉的传播, 花粉粒被雨水浸湿破裂,昆虫不能外出活动传粉,有时甚至不能授粉。严重影响种子产量及质量。天气晴朗,温暖,有利于昆虫的活动和传粉,有利于花粉囊的开裂和花粉的传播,则有利于提高授粉率,能提高种子的产量与质量。风有利于花的授粉,保证种子的质量与产量,但刮大风也会吹掉花朵和幼果,使种子产量下降。各种灾害性的天气,如狂风暴雨、冰雹、强寒潮,是不容易控制的因素,例:有一年,婺源珍珠山檫树在春节后满山到处开花,预测种子丰年,到7月份派人去采种,但无种可采,后查原因,是3月上旬
16、强寒流所致,造成幼果大量脱落。 幼果越冬的油茶,常因低温遭受冻害而导致减产。 母树早期落花落果还受气温过高,极度干旱所致,因为叶片的渗透压比果实高,一旦叶片缺水即向果实夺取水分,使水分产生倒流,造成果实干缩而脱落。油桐七干球,八干油,灌浆不足而影响种子的饱满度。(3)光照条件 影响结实年龄影响花芽分化影响种子的产量与质量光是植物生命活动不可缺的因子,光是林木同化CO2时能量的主要来源,扩大同化物质的形成和积累,是开花和结实的基本条件.孤立木、林缘木 受光充足,光能利用率高,光合作用产物多,因而结实早而多。林 木 受光不足,降低了光合作用的效率和树体营养水平,导致花芽分化较少。油松不同郁闭度对结
17、实的影响油松郁闭度 0.4 每公顷产49.9公斤种子 油松郁闭度 0.8 每公顷产18.9公斤种子 郁闭度小的林分,林内光照较充足,温度较高,土壤微生物活动旺盛,林内枯落物矿质养分释放多,营养好,树冠大,结实多。 光照条件也影响花性。(四川林科所研究表明),许多树种雌花形成需要充足的光照,雄花形成可出现在较为荫蔽的条件下。山区坡向不同,光照条件也有很大差别 阳坡:光照时间长,气温较高,同化作用旺盛,结实量多,质量好。利于建立种子园,母树林,种子林分的建立应选择在阳坡。 昆明林业试验场黄山松北坡8.2公斤/公顷东北坡18.2公斤/公顷西北坡21.1公斤/公顷西南坡24.0公斤/公顷、土壤条件土壤
18、提供水分和养分,直接影响林木生长,影响种子产量、质量。水肥条件好,林木生长条件优越,可以促进同化器官的形成,树木生长高大健壮,结实量多。林地地位级高的,林木种子千粒重、发芽率均高于低地位级。、生物因子:(病、虫、鸟、兽及人为因子) 直接影响:松、栎、刺槐、油茶、合欢等,在种实成熟过程中遭受病虫危害,造成种子减产,影响种子质量。 例:油茶炭疽病造成油茶早期落果。 樟、楠、檫等,由于果实鲜艳多汁,含有糖分,鸟类喜啄食。松类球果(红松)往往被鼠类偷食,危害重的年份,收不到种子。间接影响:食叶害虫,如马尾松毛虫爆发时会食掉大部分针叶,松梢螟危害松梢,影响花芽分化,影响球果生长发育,会影响种实的产量。
19、不合理的经营:人为不合理的采种,砍枝,割脂,剥皮等都会影响种子的产量和质量。第二节林木良种生产基地一母树林的建立母树林又称“种子林”,它的主要任务是生产品质优良的林木种子。 母树林是在天然林、人工林优良林分的基础上,经过留优去劣的疏伐改造,为生产遗传品质实好的林木种子而建立的采种林分。它是提供造林用种的重要的途径之一。在保存遗传资源方面,也具有重大的价值。(母树林在实现良种化基地过程中是初级的) 母树林建立意义、生产良种速度快,成本低(一般3-5年能见成效) 湿地松种子原靠进口,从七十年代末期到八十年代初期在广东、广西、江西南部建立了一批母树林,种子紧缺状况已得到初步解决,基本能满足各省育苗造
20、林的需求,种子价格比较便宜(从多元降至元) 在当前,急需解决各种阔叶树良种的需求,建立母树林是一条较好的途径。、提高种子的产量建立母树林必须通过集约经营管理,改善了母树生长环境条件,种子产量会有大幅度增加(改善光照、水肥条件),扩大冠幅,提高结实面积。、提高林木种子的遗传品质疏伐改造,去劣留优,改善林分卫生条件,林木的遗传品质较为优良,河北省龙头山林场,1972年建立8000亩华北落叶松母树林,79年调查结果: 母树林种子千粒重6.4g对照林分4.7g母树林种子发芽率77.7%对照林分55.6%母树林种子成苗率87.9%对照林分56.9%造林二年后保存率82.7%对照林分55.6%幼树平均高2
21、8.2cm对照林分24.4cm二 采穗圃的建立(一)建立采穗圃的意义采穗圃是用优树或优良无性系作材料建立的,是为生产遗传品质优良的种条和种根而建立的良种繁殖场所。其目的提供建立林木种子园及生产苗圃的无性繁殖材料。采穗圃不仅是提供大量优良种条的繁殖圃,同时也是优良品种的繁殖基地。在当前林业中,它和种子园一起构成良种繁殖的主要形式。在林业生产中,无性繁殖占有很重要的地位,随着阔叶树育种工作的开展,不论是无性系造林,还是建立各种世代的种子园都需要有大量种条,要持续不断地供应大量优质种条,最根本的办法就是建立采穗圃。建立采穗的作用采穗圃母树都是经过选择,种条遗传品质都好,保证长期能生产大量种条。由于采
22、穗圃年年采条,可获得经幼化,原位置效应,无成熟效应的繁殖材料。对采穗母树进行修剪、整形、施肥、病虫防治。种条生长健壮,充实,粗细适中,发根率较高,嫁接易成活。采穗圃可设在苗圃或苗圃附近。能及时供应种条,满足生产和科研的需要。 (二)采穗圃的种类省林业科院、亚林中心每年大量油茶芽苗砧嫁接,近200万根的穗条均来自于采穗圃 初级采穗圃:建圃材料是未经表型测定的优树,这只提供建立初级无性系种子园,无性系测定和资源保存所需要的种条。 高级采穗圃(或改良采穗圃)建圃材料是经过无性系测定的优良无性系或人工杂交选育定型的材料,其目的是提供建立改良无性系种子园或优良无性系的推广用材料。a 插穗采穗圃(用材树种
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