本项目属林业科学技术领域。在“十一五”、“十二五”国家科技支撑计划杉木育种与栽培专题、“863计划”等项目资助下,经7家单位10余年的合作攻关,在杉木良种选育、良种繁育、大径材培育、生长收获模拟与预测等方面取得重大突破。
揭示了杉木主要经济性状遗传变异规律,选育出多目标多水平良种101个,全面推进了杉木产区良种换代升级。系统阐明了杉木不同改良世代亲本子代生长与材质性状遗传变异规律;提出了第3代种子园亲本选择技术,基于生长、结实、抗逆多性状选择指数评价出3代亲本199个,创新性提出分步式种子园营建技术,在湘、浙、闽、黔、赣营建第三代种子园8000亩;揭示了杉木重要性状杂种优势形成机理,提出双系杂交种子园建立技术,子代遗传增益达30%以上;突破了速生优质、耐瘠薄、红心材等多性状无性系选育技术,选育无性系51个,材积遗传增益19.8%-92.7%;审/认定良种101个,提升了杉木良种整体水平。
突破了杉木组培快繁技术难点,构建了种子园丰产及良种快繁技术体系,实现了良种规模化生产。揭示了种子园开花习性及异交率影响因素,提出施肥、疏伐、截顶矮化、截干复壮、病虫害防治等种子园丰产技术,种子发芽率达60%以上,病虫危害控制在10%以内;提出杉木组织培养外植体获取、愈伤组织培养、初代培养芽诱导、试管苗生根诱导方法,组培苗生根率达90%。
突破了杉木大径材材种结构动态变化规律及成材机理研究,提出了杉木大径材定向培育技术体系。首次基于一个轮伐期定位观测数据,揭示了杉木大径材遗传控制、立地控制、密度控制、轮伐期控制及立地、密度、林龄交互控制的作用机制与大小;明确了杉木大径材培育良种材料、苗木质量要求以及最佳造林立地指数、造林密度、间伐制度、保留密度、主伐林龄等,提出了杉木大径材速生丰产林优化栽培模式,大径材比例提高30%以上,系统建立了国家及省区级杉木大径材速丰林培育标准化体系。
突破了杉木自然稀疏理论与生长模拟方法研究,构建了杉木人工林生长模拟技术体系。首次利用不同产区密度试验林数据,验证分析了杉木自然稀疏法则、发生轨迹与产区效应,建立了杉木最大密度线优化模拟技术,奠定了杉木密度管理理论依据;首次基于贝叶斯理论、人工神经网络、混合效应模型构建了杉木生长动态模型,实现了杉木人工林生长模拟理论与技术创新。
项目审/认定杉木良种101个,发表学术论文151篇,其中SCI收录25篇,授权国家发明专利6件,实用新型专利1件,登记软件著作权2项,颁布林业行业、地方标准10项,出版专著8部,验收认定/鉴定科技成果7项,获省部级科学技术奖一等奖1项,二等奖4项,三等奖2项。成果在湘、赣、桂、浙、闽、黔等省区推广,15个基层应用单位累计推广造林面积283万亩,新增产值57亿元。经济、社会和生态效益显著。