林木种质资源调查报告

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　　2007年11月29日至12月19日笔者参加了由国家林业局种苗工作总站组织的赴美国林木种质资源保护和林木良种选育培训团，在美期间，培训团先后在美国农业部林务局、国家种质资源实验室、美国林务局国家种子实验室和美国南方林业试验站密西西比州林木遗传研究所等单位进行了学习培训，并对美国旧金山红杉种质资源原地保存库、惠好公司北卡林区GHW苗圃、乔治亚州林业委员会Flint River 苗圃和南方林业试验站试验室、种子园、Harrison试验林和良种繁殖圃等进行了实地考察。通过学习考察，对美国林木种质资源收集保存及林木良种选育工作有了比较直观、深入的了解。下面主要介绍美国的资源保护和良种选育的发展现状、先进技术、管理方式及相关扶持政策及其主要特点，并联系我省工作实际，提出改进我省工作的几点建议。

　　一、培训考察基本情况

　　(一)美国林木种质资源收集保存现状

　　美国开展植物种质资源收集保存工作已超过百年，现已在全国组织建立了引种驯化试验站、种质资源保存库，形成了完善的国家植物种质系统(NPGS)。该系统由政府机构和私立机构共同组成，主要由植物种质资源收集贮存系统、作物种质资源委员会和种质资源信息网构成，其中国家种质资源收集贮存系统由分布在全国的31个机构组成，包括国家种质资源实验室、国家植物检疫办公室、国家植物种质资源贮存库和地方引种站等。国家种质资源实验室隶属于美国农业部，其主要任务是协助美国农业部农业研究局组织开展国家种质系统(NPGS)进行种质资源的收集、整理、鉴定、保存与评价，提高和扩散种质资源，开展种质资源保存技术研究，并负责国家种质资源信息网络(GRIN)的更新和维护。迄今，美国国家植物种质系统已收集保存了植物种质材料48万份，覆盖了2006个属的12379种植物，其中主要农作物的品种资源已基本齐备，林木树种主要包括火炬松、湿地松、长叶松、短叶松等主要用材树种。

　　种质资源收集保存的主要方法有：①种子保存(备份库)。中期保存在0～5℃条件下;长期保存在-18℃以下低温中。②体胚保存。如苹果、葡萄等。③原地保存。如美国旧金山红杉种质资源原地保存库。④异地保存。按照育种目标以种植形式建立异地保存林。

　　主要收集保存对象是：①早期选择的优树;②优良种源，包括有益于森林健康种质资源;③材质较好的珍贵阔叶树种，如黑核桃等;④高海拔地区、干旱、火灾发生区等易丢失遗传资源的一些小群体资源;⑤特殊种质种质资源，即处于濒危、生态敏感树种遗传资源。

　　(二)美国林木种苗生产管理现状

　　20世纪50年代以前,美国造林用种也属是种就采、有种就用，种源不清，造林质量不高，曾造成过大面积造林失败，损失严重。从20世纪60年代开始,美国在全国统一划分种子区，按种子区建设种子生产基地，经过40多年的努力，所有种子园都已生产种子，实现了按种子区定向供种。目前美国的造林良种化率已达80%，其中美国林务局所属的国有林和各大私营企业的造林已全部使用种子园种子。

　　1、造林实现了良种生产基地化。美国现在大约有40个树种建立了种子园，其中美国林务局直属的种子园有55个。美国南方松已开始建设第三代种子园，遗传增益在30%以上。种子园生产的种子完全能够满足国有林区造林的需要。国有林用种实行统一调拨，种子园根据用种量采种，一般不出售种子。为了保证歉年供种，种子的贮备量可供一年之用。

　　州林务局及大的私营林业公司都有自己的种子园,如美国惠好公司拥有9个种子园，生产的良种不仅满足了本公司林地更新造林的需要,而且还为美国西部地区提供了50%的良种苗,为南部造林地区提供了85%的良种苗。目前惠好公司已逐渐用第二代种子园种子育苗造林，20世纪80年代初开始建立的第三代种子园也将生产良种。现在美国已完全杜绝了漫山遍野采种,千家万户加工的局面，实现了林木良种生产基地化。

　　2、种子园经营实现了标准化管理。从灌溉、施肥、疏根、病虫害防治到采收、档案管理、作业时间、质量要求等整个种子园经营过程都有严格的标准规定，机械化作业程度相当高。美国在种苗方面的发展战略是进行高世代育种，保证世代连续改良;研究林木遗传品质的早期测定技术，进一步提高材积增益，在高世代林木改良中十分注重材性、材质的改良。

　　3、苗圃管理实现了全过程作业机械化。美国有各类苗圃3000多个，其中美国林务局直属苗圃13个，年产苗4000多万株，主要用于国有林区造林;各州林务局有直属苗圃1～3个，一般面积为20～30公顷;私营苗圃很多，经营树种多样，面积为1～200公顷，每年总产苗几十亿株。美国苗圃的经营管理水平很高，从整地、作床、播种、苗期管理到起苗、包装、运输实现了全过程作业机械化。美国育苗的产业化、集约化程度较高，苗木的生产量与本企业年造林任务

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　　务量、市场供需订单有直接关系，基本上是按订单生产苗木。电脑在苗圃中的应用十分普遍，从气候观测、灌溉、施肥及病虫害防治设施的自动化控制，到苗圃的技术档案管理等都已实现电子化管理，并与上级电脑联网，大大提高了苗圃的经营管理水平。

　　4、扶持种苗生产实行了长期而稳定的投入。美国林务局每年用于营林经费约有5千万美元，其中1.6～1.7千万美元直接用于林木良种技术的研究，占营林科研经费的30%以上，良种生产的经费基本上是按实支报的;私营大公司的良种经费投入比例更高。美国在营林生产中把主要力量放在林木种苗生产上，他们认为抓种苗是用最少的投入，获得最大的效益。因此，国有林、州有林及大林业公司的种苗生产自成系统，都建有自己的种苗生产基地，在生产建设和资金投入上实行计划管理。国有林、州有林系统对林木改良和种子园建设所需费用都实行无偿投入，苗木生产也不以盈利为目的，主要为本系统造林提供苗木，其人员经费和生产经费均由政府投入，建设一亩种子园的费用高达1500～2000美元。美国用于种苗投入的渠道也是多方面的。国有林部分由国家林务局投入，州立苗圃和种子园由州林务局投入，大林业公司由企业自己投入，小企业则根据市场需要考虑投入，但也能从国家、州林务局获得技术援助。

　　(三)美国在高新技术繁育新品种方面的最新成果

　　美国在分子遗传和育种等林业高新技术领域已获得了突破性进展，进入了实用阶段。如美国南方林木遗传和育种中心在湿地松的分子抗病育种方面是世界领先的。最近几年又在RAPD分子标记分析、DNA测序、染色体荧光原位杂交和应用分子标记在抗病育种方面取得了重要进展，育出了抗病的果实、木材兼用型板栗新品种，使原来要花20～30年时间育成的一个新品种缩短到7～8年，提高了育种效率。美国在运用体细胞胚胎发生技术等高新技术繁育新品种方面也取得了重要突破。如惠好公司进行的黑云杉体细胞胚胎发生技术，体细胞的胚诱导率已达到80%～90%，目前正在扩大规模进行工厂化生产试验。现在这一技术已经扩展到火炬松、白云杉、湿地松等树种的良种繁育上。研究人员认为，在未来几年内以杂交育种和优良杂交种子体细胞胚培养方法生产的人工种子将实用化。

　　二、美国种质资源保护和林木良种选育的主要特点

　　1、高度重视，投入稳定。美国联邦政府对植物种质资源收集保存历来给予重视。早在1898年美国政府即开始了植物种质资源搜集计划(Plant Germplasm Exploration Program)，提出了构建国家植物种质系统计划，以合作名义在国内和世界范围内开展植物种质资源调查搜集，组织开展跨地区、跨国界的种质搜集工作，并鼓励和号召个人、社会团体等广泛参与种质搜集工作，坚持长期稳定地开展。联邦政府负担了全部种质资源研究的费用，包括植物种质资源的收集、保存、评价和繁殖等费用，并且部分种质资源的国内外共享费用也由政府买单。迄今已开展了多达600余次的种质资源搜集工作，平均每年开展近6项。2007年还与中国合作开展了白蜡树的种质资源收集保存工作。

　　2、统一布局，合理规划。为确保植物种质资源的收集和长期保存，美国对全国种质资源收集保存地点进行了长期规划，由国家植物种质资源委员会，根据不同地理区域的自然条件确定收集保存的重点，建立了全国区域性的种质资源贮存库、试验站。同时，为确保遗传材料长期保存的安全，集中建立了种质资源安全中心库(国家遗传资源保存中心)，各贮存库收集保存的种质材料在该库中具有备份，既保证了各种植物材料的区域适应性，使每种植物材料能在较适宜的自然环境中得以保存，又可以保证每种材料长期保存的安全性，不致因一个点的不可预见风险导致的损失造成某一保存材料的流失。

　　3、机构人员稳定，运作效率高。林木种质资源收集保存和林木良种选育作为公益性的工作，美国联邦政府给予了长期稳定的经费投入，确保了相关研究机构和管理机构的运作经费和研究与管理人员的相对稳定，不仅保证了研究工作的持续稳定开展，而且也大大提高了工作效率，其人员精简、机构稳定、运作高效给我们留下了深刻印象。如国家林木种子实验室的主任在该实验室工作已经超过30年，其他几位工作人员也都长达十几年，而负责种子检验的科室只有3个人，每年所作的种子检验达到5000～6000份，而且要保证检验结果及时反馈和上网以供客户查询;惠好公司北卡GHW苗圃面积达到80公顷，每年育苗4500万株，仅有固定职工9人，苗木生产仅有30%提供造林，其余均要苗圃自己寻求销路，且能够保持常年盈利。

　　4、广泛参与，协作共进。在美国种质资源的收集保存不仅得到联邦政府、州县及地方政府的广泛支持，而且也得到许多个人、团体的热情参与，美国公民对植物种质资源的收集保存具有很强的全民责任意识，以多种形式对国家种质资源系统进行了捐助，如在

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　　美国植物种质资源系统中收集的许多种质资源是由国民免费赠送的，部分保存机构是私人机构所有等。同时，美国研究机构在林木种质资源研究开发上的协作也非常成功，美国南方松的协作育种就是一个范例。美国南方松的协作育种始于1956年的全分布区选优，涉及范围广，参加单位包括联邦政府研究机构、州一级研究机构或大学以及企业单位等，组织构成了三个育种协作组，分别从事区域内的试验研究工作，所有的种质资源和研究成果实行共享，从而极快地推进了南方松的育种工作，提高了遗传增益。

　　5、林木育种投入大，成效高。美国林业公司对于林木育种极为重视，真正将林木种苗作为营林生产的第一车间，长期稳定地投入资金开展林木遗传改良，已取得显著成效。如进入世界五百强的美国惠好公司自1955年开始即进行了火炬松的遗传改良和种子园建设，并且每年都保证林木改良的资金和人员投入，不断建设新的种子园，保证了公司造林良种化。目前该公司火炬松造林主要使用第二代种子园单系良种，第三代种子园良种也已开始用于造林，而且控制授粉得到的全同胞家系种子造林已达到全部造林的1/4，第四代试验性种子园也进入建设阶段，火炬松人工种子即将于2009年投入造林生产。良种造林给该公司的林分带来了巨大的增益，公司人工林轮伐期缩短了一半，产量却提高了3倍，伐期总收获量达到1000m3/hm2。

　　6、科研、教学、生产紧密结合，实现一体化。美国林木种子生产、管理水平高，技术发展快，关键因素之一是非常重视科技力量的投入和科研生产一体化。除各大公司的研究中心和美国林务局的少数研究中心外，美国林务局系统10个区域性试验站的研究中心都分设在各州立大学，与大学形成一体化。美国高等院校主要侧重高新技术的研究;联邦林务局所属的试验站和州立的研究机构主要是解决生产上急需的实用技术;各大公司的研究中心也根据自身需要开展研究。同时美国林务局研究机构每年组织一次科研项目审定会，教学、生产单位也参加。首先由生产单位提出项目要求，再共同研究确定，必要时三方共同承担课题研究。各州林务局都有3～5人负责研究成果推广，向私有林主提供咨询服务、病虫害防治技术、寻找木材市场等。

　　三、几点建议

　　通过培训和考察，笔者认为美国植物种质资源收集保存和林木良种选育研究工作能取得今天这样的成就，主要得益于国家高度重视，投入稳定，统一规划，合理布局，持之以恒，持续稳定的开展，并充分发挥协作精神。我省虽然在管理体制等很多方面与美国相比存在很大差异，但是美国的林业建设经验和发展模式，尤其是在种质资源保护和林木良种选育等方面的经济政策及经营管理措施有很多经验值得我们学习和借鉴，结合我省实际，提出以下几点建议：

　　1、建立林木种质资源保护专项资金。林木种质资源保护属于基础性工作，是林木良种选育和实现良种化的前提，对国家经济和生态安全有着深远影响，因此国家和省应高度重视，增加投入，设立专项资金，并保持相对稳定，只有这样才能确保林木种质资源的广泛收集和长期保存。

　　2、研究制定全省林木种质资源收集保存和开发利用总体方案。目前全省林木种质资源普查工作已经基本完成，并取得了明显成效。为充分利用普查成果，有效保护种质资源，应尽快制定全省林木种质资源收集保存和开发利用总体方案，统一规划，合理布局，建立种质资源原地保存库和异地保存库，有条件的还要进行设施保存。

　　3、建立国家对林木良种选育工作的长期投资机制。林木良种选育工作是一项投资大、时间长、经济效益不显著，但社会效益极大的一项工作，其性质决定了它既是一项科技型事业，又是一项公益型事业，理应受到国家的重视和支持。林木良种选育工作不是靠一两次投资就能解决问题的，国家应当制定林木种苗长期发展规划，给予长期稳定的支持。

　　4、加强林木良种培育与推广，提高造林良种使用率。针对目前我省基地供种率和良种使用率较低的现实情况，应进一步加强良种基地建设，加快良种选育步伐，提高良种生产能力，逐步达到林木良种生产基地化，造林良种化。

　　5、坚持“生产、科研、管理”相结合。以生产实际需求为导向，以科技为支撑，以良种基地为载体和平台，组织科研机构、大专院校和生产管理单位，在良种选育技术和管理方面发挥各自优势，协同攻关，共同解决科研、生产中的技术难题和管理中存在的问题，达到项目建设和经济效益双提高。

　　6、苗圃建设实行规范化管理。完善基础设施建设，提高人员素质，实行集约经营，建立种子加工、育苗生产控制和起苗、包装、贮藏、运输等一整套操作流程和管理体制，积极采用新技术，逐渐推行机械化作业，实行微机化管理，促进苗木生产、管理和技术水平的提高。

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