森林培育学1.docx

1、森林培育学1森林培育学 森林培育:是研究营造和培育森林的理论和技术的学科,其研究内容包括良种壮苗的生产、无林地造林、森林(人工林和天然林)的更新营造和造林后的抚育管理等方面。 学习内容包括:林木种子(种子篇)、苗木培育(种苗学)、森林营造(造林学)、森林抚育和森林主伐更新(营林学)等5篇。 完整的培育技术体系:1、前期规划阶段2、抚育管理阶段3、更新营造阶段4、收获利用阶段 森林营造从林木种子起到林木达到成熟利用为止的全部培育过程(广义);按照一定的方案用人工种植的方法营造森林达到郁闭成林的生产过程(狭义)人工造林在无林地或原来属于林业用地的土地上人工栽培林木的方法。 人工更新在采伐迹地及火烧

2、迹地上用人工方法进行造林。要考虑伐根、采伐剩余物的状况、森林的土壤特点等。 造林地供造林使用的土地资源(宜林地),种类较多,我省有九类造林地:采伐迹地、火烧迹地、疏林地、低价值幼林地荒山荒地、农耕地等。 人工林用人工种植的方法营造的森林。 特点:树种合理选定、种苗经过选择、密度配置均匀、林地环境受控 天然林(自然林) 用自然力量形成和恢复的森林。原始林属于天然林的范畴人工林比天然林更具速生丰产潜力。 林种森林按其经营的主要目的不同而区分的不同种类。 按用途分:用材林、经济林、防护林、薪炭林、特种用途林 第一章 第一节林木良种繁育 林木种子是指林业生产中直接用于更新造林和培育苗木的繁殖材料,包括

3、植物学上所说的真正意义的种子,果实,果实的一部分,种子的一部分,及无融合生殖形成的种子等及枝、叶、茎尖、根等营养器官。 种源是指取得种子或其他繁殖材料的地理来源或产地。 种子区是生态条件和林木遗传特性基本类似的种源单位,也是造林用种的地域单位。 种子亚区:在一个种子区内划分为更好的控制用种的次级单位. 良种是指遗传品质和播种品质都优良的种子。优良的遗传品质主要表现在用此种子造林形成的林分具有速生、丰产、优质、抗逆性强等特点。播种品质优良则体现在种子物理特性和发芽能力等指标达到或超过有关国家标准。遗传品质是基础,播种品质是保证。 良种基地有:母树林、种子园、采穗圃 母树林:是在优良天然林或确知种

4、源的优良人工林的基础上,按照母树林的营建标准,经过留优去劣的疏伐,为生产遗传品质较好的林木种子而营建的采种林分。种子园:是指用优树无性系或家系按设计要求营建、实行集约经营、以生产优良遗传品质和播种品质种子为目的的特种人工林。 根据母树的繁殖方法: 无性系种子园用无性繁殖苗木建立的种子园 实生苗种子园用优树自由授粉或控制授粉的种子培育的苗木建立的种子园。 根据林木改良程度: 初级种子园:从未经过改良的天然林或人工林中选择优树建立的种子园。 高世代种子园:根据子代测定结果,对初级种子园亲本无性系作重建选择在建的种子园。 采穗圃:是以优树或优良无性系作材料,生产遗传品质优良的枝条、接穗和根段的良种基

5、地。(初级、高级) 采穗圃的作用: 1. 直接为造林提供种条或种根; 2. 为进一步扩大繁殖提供无性繁殖材料,用于建立种子园、繁殖圃,或培育无性系苗木。 第二节林木结实 林木发育的四个时期: 1、幼年期:从种子萌发开始,到开始结实时为止。 (1)特点:可塑性大,适应性强,枝条再生能力强,积累营养物质时期。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(2)任务:促进种子的萌发和幼苗幼树的生长。加强抚育管理 2、青年期:从第一次开花结实-到大量结实之前(开始3-5次结实) (1)特点:由营养生长转入生殖生长,种子可塑性大,适合于引

6、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: 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。 二、影响林木发育期的因素(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)

7、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。 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)。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 1、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。(优势木、亚优势木、中等木、被压木

8、) 2、授粉条件。开花与传粉是形成种子的前提,林木开花多的年份比种子丰年多。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。 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 大小年产生的内在原因 (1)营养状况:花芽的分化和种实的发育主要取决于营养物质的积累. (2)内源激素的影响:树体同有成花激素(促进花芽的形成作用)与抑花激素(抑制花芽形成的作用) (3)林木结实间隔期 (二)外界环境因素 1、气侯和天气条件:温度降雨与风 2、光照

9、条件:光周期对林木开花结实也有很大的影响 3、土壤条件:土壤提供水分和养分,直接影响林木生长,影响种子产量、质量。 第三节采种 林木种子产量预测方法:目测法、标准地法、标准枝法等。 1.种实的成熟:是指受精后的合子发育成具有种胚和胚乳的过程(胚根、胚芽、胚茎和子叶)。(表现:生物化学变化,物理状态变化,外部形态变化)(生理成熟、形态成熟) 生理后熟:只有在采收后经过层积处理,种胚才逐渐伸长至正常的大小而具有发芽能力的现象。 2、影响成熟的因子:树种的遗传性环境条件影响(纬度、海拔、坡向、天气) 3、采种方法:根据种粒的大小,种子成熟后脱落的特点和时间不同:分为树上采种,地面收集,(机械收集)伐

10、倒木采集和水面收集。 种子调制:是采种后对果实和种子进行的干燥、脱粒、净种、和种粒分级等技术措施的总称。 调制的目的是为了获得纯净而适宜贮藏运输和播种的优质种子。 净种是为了去掉混杂在种子的杂物,为种子的运输、贮藏创造良好的条件,在种子品质检验规程中,净度是划分种子等级的重要依据,净度高,种子等级高,利于贮藏。 根据种子的比重和大小的不同,可分别选用风选,水选、筛选和手选。 第四节种子品质检验 一、净度:是纯净种子重量占测定样品各成分总重量的百分率。 二、千粒重:指1000粒纯净种子在气干状态下的重量,以克表示。 千粒重的测定方法有百粒法、千粒法和全量法三种。 三、种子含水量:是种子中所含水分

11、重量占种子重量的百分比。方法:烘干法、红外水分测定仪 四、种子发芽能力:表示成熟种子在适宜的室内发芽条件下的发芽能力。种子发芽能力的指标有发芽率、发芽势、平均发芽时间等。 发芽率:在规定条件和时期内,正常发芽粒数占供测定种子总数的百分率。 发芽势:在发芽过程中发芽种子数达到高峰时,正常发芽种子粒数占供检种子总数的百分率。 平均发芽时间:种子发芽所需的平均时间,一般用日表示。平均发芽时间短,表示该批种子发芽迅速,发芽能力较好。 发芽指数:为相应各日的正常发芽粒数被相应的发芽日数(从置床之日算起)除 之和。 五、生活力:是用化学方法快速测定的种子潜在发芽能力,也是反映种子品质优劣的一个指标。 染色

12、法:四唑染色法、靛蓝染色法、碘碘化钾染色法 六、种子优良度:是采用感官方法,根据种子外观和内部状况,判断种子优劣程度的指标。测定方法有解剖法(大粒种子)、挤压法(特小粒种子)和软X射线法。 第五节种子贮藏 一、种子贮藏的目的 1.大多数林木的种子都是秋冬成熟,第二年春天播种,必须经过一个贮藏过程。 2.可以通过大年多采进行贮藏,以弥补小年的不足。 3.通过适当的贮藏措施还可以减少种子的损失,保证种子的质量。 种子生活力下降的原因:酶的变性;种皮保护性能恶化;有毒代谢产物积累;蛋白质分子逐渐凝固,因而使种子失去活力;种胚细胞核的逐渐老化 二、种子贮藏的原理 种子贮藏期间的生命活动:种子在成熟之后

13、即转入休眠状态,处于休眠状态的种子仍然进行着微弱而缓慢的生命活动。主要表现在微弱的呼吸作用上。 1、影响种子寿命的内在因素 主要取决于遗传因素:种皮结构、内含物构成和种子含水量以及种子成熟度等最为关键。凡种皮构造致密、坚硬或具有蜡质的种子,种子寿命长;富含脂肪、蛋白质的种子寿命长 安全含水量:在贮藏期间,维持种子生命力所必须的含水量。 2、环境因子与种子生命力的关系:空气相对湿度、温度、通气条件、生物因子等 种子含水量是决定种子贮藏方法,影响贮藏效果的主导因素 三、种子贮藏方法:干藏和湿藏。 第六节种子休眠及催芽 一、种子休眠:具有生命力的种子,由于种皮障碍、种胚尚未成熟或种子存在有抑制物质等

14、原因,在适宜萌发条件下,也不能萌发的现象 种子休眠类型: 1、外源性休眠(物理、化学、机械) 2、外源性休眠(胚性休眠):形态、生理、综合) 二、种子催芽:通过机械擦伤、酸蚀、水浸、层积、或其他物理、化学方法,解除种子休眠,促进种子萌发的措施。 种子催芽方法方法很多:浸种催芽、层积催芽、药剂催芽 层积催芽:是将种子与湿润物(河沙、泥炭、锯末等)混合或分层放置,在一定温度下,经过一定时间,解除种子休眠,促进种子萌发的一种催芽方法。低温层积催芽是目前种子催芽效果最好的方法之一。 第二章 一、苗木种类:实生苗(播种苗、野生实生苗)、营养繁殖苗、移植苗、留床苗。 二、苗木的高、茎、根生长 (一)苗木的

15、高生长:春季生长类型(又称前期生长类型);全期生长类型 (二)苗木直径生长:生长高峰与高生长高峰是交错进行 共同规律:夏秋雨季直径生长高峰在高生长高峰之后 秋季直径生长停止期晚于高生长 (三)苗木根系生长:根系生长高峰是与高生长高峰交错的 三、一年生播种苗的年生长 1、出苗期:指从播种到幼苗出土,地上长出真叶(针叶树种脱掉种皮),地下发出侧根时为止。 特点: a:子叶出土尚未出现真叶,针叶树种壳未脱落(子叶留土树种,真叶未展开) b:地下只有主根而无侧根 c:地下根系生长较快,地上部分生长较慢 d:营养物质主要来源于种子自身所贮藏 2、幼苗期:是苗木幼嫩时期。自幼苗地上生出真叶,地下开始长侧根

16、开始,到幼苗的高生长量大幅度上升时为止。 特点:a地上部分出现真叶,地下部分出现侧根 b全靠自行制造营养物质c叶量不断增加,叶面积逐渐扩大 d前期高生长缓慢,根系生长较快,吸收根分布可达10cm以上,到后期,高生长逐渐转快 3、速生期:从苗木高生长量大幅度上升时开始,到高生长大幅度下降时为止,高生长量约占全年生长量的60-80%。 特点:a地上、地下部分生长量大,高生长量占全年生长量的60-80%。 b已形成了发达的营养器官,能吸收与制造大量营养物质。 c叶子数量,叶面积迅速增加。 d气温高,湿度大,水分适宜,适合苗木生长。 e在速生期中,一般出现1-2个高生长暂缓期,形成2-3个生长高峰。4

17、、苗木硬化期:是苗木地上、地下部分充分木质化,进入休眠时期。从苗木高生长量大幅度下降时开始,到苗木直径和根系生长停止时为止。 特点:a高生长急剧下降,不久高生长停止,径生长渐停止,最后根系生长停止。b出现冬芽,体内含水量降低,干物质增加 c地上地下都逐渐达到木质化 d对高温、低温抗性增强 四、扦插苗年生长 (一)成活期:从插穗插入土壤中到插穗生根,新生幼苗能独立制造营养时为止。特点:a 插穗无根,落叶树种初期也无叶。 b 成活过程中的养分的来源,主要是插穗本身所储藏的营养物质。 c 插穗水分主要通过切口和皮层从土壤中吸收。 (二)幼苗期或生长初期(落叶树称幼苗期,常绿树称生长初期):从插穗下端

18、长出不定根开始,到高生长大幅度上升时为止。 特点:a 幼苗已有不定根,能从土壤中吸收水分和无机营养元素,地上新枝叶能光合作用制造碳水化合物。 b 幼苗期前期根系生长较快,根的数量和长度增加都比较快。地上部分生长较缓慢,到幼苗期后期,地上部分生长加快。 (三)速生期:插条苗速生期的起止时间 特点:全期生长类型的树种,北方的速生期在6-8月下旬,南方到9-10月,而前期生长型苗木,速成生期短,到5-6月间即结束。 (四)木质化时期 一、整地的作用 1. 加强土壤的透水性,提高土壤的蓄水保墒和抗旱能力 2. 加强了土壤的透气性,有利于根部的呼吸,增强苗木根系对养分的吸收; 3. 提高地温,减少昼夜土

19、壤温度变幅,有利于苗木的生长。 4. 促进好气微生物的活动,促进土壤有机物质的矿化,增强土壤的供肥能力,有助于土壤的熟化。 5. 在一定程度能有效消灭杂草和病虫害 二、苗圃作业方式:苗床式育苗和大田式育苗 三、苗圃轮作(连作、轮作) 连作又叫重茬,在同一块苗圃地上,连年培育同一树种的苗木。 轮作:在同一块苗圃地上,按一定的顺序,轮换培育不同树种的苗木,或将苗木与农作物、绿肥轮换种植的方法。 (一)轮作的意义 可以充分利用和调节土壤养分(不同植物对养分的需求量和对不同种类养分的需求比例不同,同时某些树种或作物还有固氮作用); 可以有效防止某些病虫害的发生(改变了病虫害发生的生境),并能有效地防除

20、杂草(通过耕作); 可以恢复和提高土壤肥力(通过轮作绿肥或农作物的秸秆还田)。 第四节播种苗的培育 一、种子处理 作用:种子处理能提高场圃发芽率,使出苗整齐,提高苗木产量和质量。 种子催芽:种子的休眠: 强迫休眠、生理休眠 影响种子发芽的因素: 内部因素;外部因素水、温、气 催芽方法:低温层积催芽、变温层积催芽、混雪催芽、水浸催芽、药剂、激素催芽 二、播种期是指春(大多数树木)、夏、秋、冬四季,同时也包括播种的月份和时间。 播种期确定:树木生物学特性当地气候条件 苗木密度- 是单位面积上种植苗木的数量 播种量是单位面积或单位长度播种沟上播种种子的数量。 (一)播种方法 1、条播:条播是按一定的

21、行距,将种子均匀的播在播种沟内。是目前应用最广泛的方法,株行距应树种不同而不同。有标准参考。 优点:一定的株行距,便于中耕除草、开沟追肥和防治病虫害以及机械化作业; 比撒播省种子苗木的株行距较大,使苗木受光均匀,有良好的通风条件,苗木质量好起苗工作方便,适用于一切树种。 2、点播:使按一定的株行距将种子播于圃地的方法。一般应用于大粒种子。如核桃、板栗、山桃等。 3、撒播:是将种子均匀的撒播于床面或垄面上的方法。 优点:苗木产量高。 缺点:不便于中耕除草、开沟追肥和防治病虫害以及机械化作业。 苗木的密度大,造成光照不足,通风不良,苗木生长不好,过密时会降低苗木质量。播种量大,除极小粒种子外,一般

22、不适宜推广撒播法。 五、常用育苗措施 (一)覆盖:在播种苗床上覆盖稻草、麦秸、苇帘、蒲帘、塑料薄膜、土面增温剂等覆盖物的技术措施。 覆盖目的:保持土壤湿度、防止土壤板结、促进幼苗出土 (二)遮荫:一些树种幼苗时组织幼嫩,对地表高温和阳光直射抵抗能力很弱,采取遮荫降温措施。 遮荫目的:减轻土壤水分蒸发,保持土壤湿度、防止日灼 (三)松土除草:因圃地杂草、土壤板结,需要进行松土除草,松土要注意深度,防止伤及苗木根系。 (四)化学除草:是近年兴起的一种除草方法,利用化学药剂对杂草的抑制作用杀死杂草。 (五)灌溉:目的是促进苗木的生长。灌溉要适时、适量,要考虑不同树种苗期的生物学特性。灌溉方法有侧方灌

23、溉、畦灌、喷灌、滴灌等。 (六)间苗与定苗:间苗是调节光照、通风和营养面积的重要手段,与苗木质量、 合格苗产量密切相关。间苗宜早不宜迟。 第五节营养繁殖苗的培育 营养繁殖苗: 用营养繁殖方法培育的苗木。 方法:扦插、嫁接、压条、分蘖、组培 一、营养繁殖的意义 (一)有利于优良品种和类型的繁殖(能保持母本优良性状) (二)适用于某些用种子繁殖困难的树种 1、种源不足:雪松、龙柏、山茶、含笑、花石榴 2、种子繁殖困难:泡桐、杨柳、悬玲木(播种要求高) (三)能提早开花结实。无性繁殖苗,其阶段发育是母体营养器官发育阶段的延续,所以能提早开花结实 (四)方法简便、应用广泛: 营养繁殖的缺点:1、多代营

24、养繁殖会引起生长衰退。 2、营养繁殖苗造林寿命比实生苗造林短。 3、某些树种繁殖材料不足,大面积采用有困难。 二、插条育苗:切取树木枝条的一部分进行扦插培育苗木的方法。插穗-经过截制的育苗材料 (一)扦插成活的原理 扦插繁殖的生理基础是植物的再生作用(植物细胞全能性) 植物的再生作用-切口部位的分生组织细胞分裂,形成新的不定根和不定芽。枝插成活的关键是形成不定根。 不定根按其根原基形成的部位分为二类:皮部生根、愈合组织生根 极性现象:插穗上、下两端具有形态上和生理上的不同特征。 (二)影响扦插成活的因素 1、内在因素(1)树种遗传特性(生根难易可分成三类) (2)母树及枝条的年龄 (3)枝条的

25、营养物质含量(C/N比大有利于根的迅速形成) (4)枝条的部位及生长发育状况 (5)插穗的叶片:叶片能光合作用供给营养物质及生长激素,能促进插穗生根。 2、外界环境因素 (1)土壤条件:a 土壤水分:成活关键在于插穗水分代谢能否平衡 b 土壤通气:扦插的基质应是结构疏松,透气良好,能保持水分,但又不易积水的沙质土壤为好。 (2)温度(气温和地温)大多数树种生根最适地温15-20 (3)空气湿度(4)光照 (三)促进插条生根的方法 1、环状剥皮 2、黄化软化处理法 3、温水处理 4、生长素处理 5、其它处理 (四)插条繁殖的方法 根据枝条的木质化程度分为:硬枝扦插(木质化的枝条),嫩枝扦插(半木

26、质化枝条) 嫩枝扦插易于成活原因:是因为嫩枝生长素多,半木质化枝条,可溶性糖和氨基酸含量高,组织幼嫩,分生组织细胞分裂能力强,酶的活性强有利于形成愈合组织和生根。 第七节设施育苗 容器育苗是利用各种能装营养土(培养基)的容器作工具进行育苗的方法。 (一)容器育苗的优缺点 1.容器育苗的优点 (1)苗木能形成完整根团,起苗、包装、运输时不伤根,苗木活力强; (2)由于是带原土栽植,根系不受损伤,对造林地适应性强,所以春、夏、秋三季均可造林,不受常规造林季节限制,延长了造林时间;除北方地区严寒的冬季以外,几乎全年都用于造林。 (3)造林成活率高,初期生长量大。 (4)成苗的速度快,缩短育苗周期。

27、(5)苗木均匀整齐,适合于机械化造林作业。 (6)节约育苗的土地和劳力,不需占用营养好的土地。 (7)造林质量高,一般不会出现窝根现象。 2、容器育苗存在的问题:(1)育苗成本高 (2)育苗技术相对复杂 (3)造林时运输体积大,苗木运输费用较高。 (4)由于容器苗个体较裸根苗小,木质化程度差,造林后容易受到杂草欺压,因此不适宜用在杂草竞争激烈的地方造林; (5)容器苗如不注意会出现苗木根系在容器内盘旋生长现象,造林后会影响林木生长和稳定性。 第八节林木工厂化育苗 工厂化育苗:是指在人工创造的优良环境条件下,采用规范化技术措施以及机械化、自动化手段、快速而又稳定地成批生产植物幼苗的一种育苗技术。 第十节苗木出圃 第11节苗木质量评价 苗木质量是指苗木在其类型、年龄、形态、生理及活力等方面满足特定立地条件下实现造林目标的程度。 评价苗木质量:形态指标、生理指标、活力指标 形态指标:苗高、地径、高径比、苗木质量、根系指标、茎根比、顶芽、质量指数 生理指标:苗木含水量(含水量、水势)、矿质营养、碳水化合物储量、导电能力(植物组织外渗液电导率、植物组织电阻率) 活力指标: 苗木活力:是指苗木被栽植在特定(最适宜生长)环境条件下使其成活和生长的能力。 根生长潜力(RGP):是将苗木置于最适生长环境中的发根能力。