郭梦桥,王晓飞,徐海军,刘淑霞,关向军
(黑龙江省科学院大庆分院,黑龙江大庆 163319)
辣木有性繁殖技术研究进展
郭梦桥,王晓飞,徐海军,刘淑霞,关向军*
(黑龙江省科学院大庆分院,黑龙江大庆 163319)
摘要从辣木(Moringa oleifera Lam.)的种子处理、基质筛选、栽培密度和病虫害防治4个方面综述了国内在辣木有性繁殖技术上的研究进展,并在此基础上针对一些问题进行探讨,旨在为辣木的研究与推广应用提供参考。
关键词辣木;有性繁殖;研究进展
辣木(MoringaoleiferaLam.)亦称油辣木、鼓槌树、奇迹树等,系辣木科(Moringaceae)辣木属(MoringaAdans.)多年生热带乔木,原产于印度北部的喜马拉雅区域[1-2],是人类最古老的药用、食用树种,因其根具有辛辣味,故而得名辣木。辣木科共13个种[3],现广泛种植于亚洲、非洲和美洲的30多个热带、亚热带国家及地区[4-5]。我国主要在广东、广西、台湾、海南、福建、厦门、云南以及重庆等地有种植[6-7]。辣木作为一种新型营养保健食品,以其丰富的矿物质、维生素和蛋白质含量,被誉为“神奇之树”,其日益受到关注。我国科研工作者在辣木繁殖技术等方面进行了大量的研究工作,为辣木的良种栽培以及规模化生产提供了理论基础。有性繁殖是辣木最主要的繁殖方式。辣木种子经过浸泡处理后,置于恒温箱内进行发芽培养或播种在催芽基质中进行催芽,再将发芽的种子点播在事先准备好的营养袋内,盖上薄土,淋透水,遮阴保湿,生长至一定高度后移栽定植,其中播种前辣木种子的处理、栽培基质的选择、种植密度以及病虫害治理均是影响辣木发芽、生长、开花、结实的关键因素。笔者就辣木在常规育种方面取得的研究成果进行综述,回顾和分析近15年来辣木有性繁殖技术方面的主要研究进展,以期为我国辣木的研究及推广应用提供参考。
1种子处理
辣木种子的外壳坚硬,含油量高,直接播种通常难以发芽,需经过处理后再播种,对辣木种子的处理方式主要有温水浸泡和药剂浸泡2种。其中温水浸泡是最常用的处理方法,不但可以软化种皮加速种子萌发,同时还可以为发芽提供适宜的温度,增加种苗的成活率。郑燕珊[8]对辣木种子苗的繁殖技术进行试验研究,结果表明40 ℃左右的温水浸泡种子10 h后再播种,可以杀死辣木种子内外附着的细菌,保证种子发芽率及幼苗的成活率。李玲等[9]对辣木生长发育进行研究时也采用此处理方法。而林宗铿等[10]以辣木3个引进品系(多油辣木、PKM1及云南省热带作物研究所自选品系Y1)为试验材料,对其催芽、育苗和定植进行观测研究,结果表明26~27 ℃的温水浸泡2 d后催芽,出芽迅速、整齐且出芽率高。可见26~40 ℃的温水浸泡2~10 d均可达到软化种皮促进种子萌发的目的,且在较高温度下还可达到杀死种子内外细菌的效果。
药剂浸泡也可促进辣木种子发芽。邱瑾等[11]研究了钙浸种对辣木种子萌发和幼苗生长的影响,结果显示低浓度CaCl2浸种对辣木出芽及生长有促进作用,使用10 mmol/L Ca2+浸种最有利于辣木种子的萌发和幼苗的生长,可显著提高种子萌发率、发芽势和出苗率,促进胚根和胚芽的生长,进而提高苗木成苗率。周明强等[12]以印度传统辣木、非洲辣木和印度改良种PKM1 3个品种为试验材料,观察不同药剂处理对辣木种子出苗率的影响,结果表明1%的促根壮苗剂(长沙高盛科技有限公司,水剂)浸种4 h和10 g/L KH2PO4浸种4 h均可有效促进种子的萌发。还有学者研究认为,用高锰酸钾或阿司匹林对辣木种子进行浸种处理能显著提高种子出苗率,高锰酸钾作为强氧化剂,其溶液具有很强的杀菌、消毒及防腐作用,同时它还含有植物所必需的锰和钾2种营养元素,对于种子内的酶系统起到活化作用[13]。而阿司匹林遇水溶解能生成水杨酸和醋酸。适量浓度的水杨酸能显著提高植物体内源细胞分裂素及生长素的水平,进而促进种子萌发,提高出苗率[14]。所以播种前用100 mg/L的高锰酸钾溶液或用62.5 mg/L的阿司匹林溶液浸种12 h,可显著提高辣木出苗率[15]。但应注意药剂浸种处理时,浓度过高反而对种子萌发产生抵制作用[16-17]。此外,多菌灵、百菌清和甲基托布津也可起到杀菌、催芽的作用,以质量分数为1%的多菌灵浸泡辣木种子可以提高辣木发芽率和改善幼苗生长状况[18]。甲基托布津溶液浸泡8~12 h的催芽、杀菌处理[19]和百菌清1 000倍溶液12 h处理辣木种子均可达到较好的杀菌效果,使其幼苗生长时期未发生病害[10]。
2栽培基质
辣木种子经过浸泡处理后,于基质中开始播种育苗,播种前需将基质浇透水,同时喷洒600倍的多菌灵溶液或40%福尔马林100倍液,对基质进行杀菌消毒[8]。辣木苗的肉质根不耐水浸,需选择适宜的基质播种育苗,播种基质要求干净、保湿、疏松、透气,通常可以选用沙壤土、珍珠岩、有机肥、复合肥、红土等。栽培基质对种子萌发、苗木生长、成苗保存、苗木根系及苗木干重与鲜重等影响巨大。
刘昌芬等[16]对辣木栽培技术的研究中提出使用沙床作为基质进行催芽,辣木种子的出苗率较高。郑燕珊[8]经试验发现用过筛的泥炭土+珍珠岩+过磷酸钙(5∶2∶1)混合基质最适宜辣木育苗。而智顺等[15]通过对不同基质播种下的种子出苗率进行观察,发现用纯河沙播种,基质不易保持水分,容易干燥,出苗率低;用纯泥炭播种,透气性差,基质过湿,不利于种子出苗;而泥炭与河沙的混合基质湿度适宜,透气性好,出苗率较纯河沙或纯泥炭播种高。林宗铿等[10]发现珍珠岩保湿、透气性好,以珍珠岩为催芽基质时,发芽率较高且起苗时不会伤根,可作为催芽基质并重复利用。杨焱等[20]对播种在不同基质中的辣木生长发育进行试验观测,认为单一的草炭基质在持续浇水后通透性变差,容易板结,影响植株根系生长,并表明草炭+河沙+谷壳(3∶1∶1)混合基质能显著提高辣木鲜叶产量,是辣木大棚栽培的优良基质。而李贵华等[21]、朱晓鹏[22]对不同基质下种苗的发芽率及苗木生长进行了观察,分别得出以有机肥+红土(1∶4)和泥炭土+珍珠岩+钙镁磷(8.0∶1.5∶0.5)作为基质有利于种子发芽、成苗保存及根系生长的结论。最新研究认为,以木薯废弃物为主要原料的轻基质栽培辣木可以改善根际微环境并节省成本15%~30%[23]。
在辣木培养中,采用单一基质栽培通常难以满足辣木根系生长需求,筛选不同理化性质的基质和适当配比可使栽培基质容重与总空隙度趋于合理,形成更适合根系生长的良好环境[24-25]。
3种植密度
密度是自然界的重要选择压力[26],植株密度的增加造成群落个体间对环境资源的竞争[27],从而导致株高、地茎和冠幅的减少[28]。我国科研工作者对不同地区的辣木种植进行详实地观察,其中刘昌芬等[16]在云南省西双版纳州景洪市对辣木栽培技术进行大量的试验研究,指出坡地的种植密度可比平地大,采用梢和果的种植密度可比采用叶及种子的大,并表明若以用梢为目的,建议株行距为0.8 m×2.0 m或1.0 m×2.0 m;若以用果、叶及种子为目的,建议株行距为1.5 m×2.0 m或2.0 m×2.0 m。周明强等[29]对贵州地区辣木的引种栽培技术进行详细地报道,并提出辣木作蔬菜栽培用时,以株行距1.5 m×1.5 m为宜,过稀或者过密均会影响辣木的产量和产值。宿爱芝等[30]对干热河谷盆地辣木种植密度与分枝格局和生物量的关系进行细致研究,通过野外实地调查和数据分析,得出栽培密度对辣木的分枝格局有较显著影响,并建议以叶用辣木为栽培目标时,较适宜的栽培密度为株行距0.9 m×0.9 m,以果用为栽培目的时,较适宜的栽培密度为株行距1.5 m×1.5 m。张德等[31]对元谋干热河谷地区的果用辣木栽培技术进行了研究,认为株行距为2.5 m×2.5 m有利于辣木的生长、开花与结果,可促进辣木生长期提前和结果数增多,保障种子产量和质量。于学安等[19]对德宏州的辣木种植技术进行研究,结果表明以采收鲜叶和嫩梢为目的的种植需合理密植,建议种植密度不低于15 000株/hm2,种植规格株行距为0.5 m×1.0 m;以采收种子为目的的种植,虽然第1年开花结荚,但因树冠小产量不高,待第2年树冠形成后,产量可大幅度增加,为保证高产,建议种植密度为3 000~4 995株/hm2,种植株行距为(1.0~1.5)m×2.0 m。
由此可见,辣木的种植密度应因种植目的、种植地的地形不同而合理安排。辣木的种植密度越小,光合作用越强,作物间对土壤养分吸收的竞争越弱,同时可促进分枝数目增多,有利于植物在横向上拓展其生存空间。而随着栽培密度的增加,结果率有所降低,果实个重逐渐减小。以采收鲜叶和嫩梢为目的时,建议适当密植,以采收果实种子为目的时,建议减小种子密度。此外,辣木亦可以与其他热带作物相互间作,成为热带作物生态农业系统中的一个物种成分,从而提高土地利用率和单位面积生产力[32]。
4病虫害防治
病虫害是制约辣木生产的重要因素,严重时可能导致绝收[33]。如何有效、安全、经济地对辣木进行管理是辣木栽培种植中极为重要的问题。
4.1病害防治辣木主要病害表现症状为嫩梢萎蔫、枝条溃疡、枝条回枯、落叶、果荚褐腐[34]。经病原菌分离、接种和切片镜检,确认是由2种病原真菌引起的,分别为半裸镰刀菌(FusariumsemitectumBerk.& Rav.)和黑星菌(Fusicladiumsp.)[35]。病害的发病率极高,严重流行时几乎达到100%,为此很多学者进行了细致地研究[34-36],并提出有效、可行的防治方法,如通过施肥、修剪等农业措施增加植株自身抵抗能力;调节辣木花期、果期避开病害多发季节;病害严重流行时喷600倍代森锰锌和绿亨2号等广谱性杀菌剂进行防治,并停止采收。辣木根部和茎基部腐烂防治难度较大,死亡率可达25%以上,需改善土壤的通透性,保持通风良好或在砂壤上种植。严重流行时只能整株连根挖出,并对植穴进行消毒处理[16]。
4.2虫害防治辣木栽培中的主要害虫有红蜘蛛、二疣犀甲、白蚁、蚜虫、蛾类幼虫及潜叶虫等,可对辣木植物的茎干和根部造成巨大的危害,直接或间接地导致植物死亡[36-37]。对其主要的防治方法有适时观测虫情,尽早发现受虫害的植株并即时除去带虫卵的叶片[38];及时采收辣木叶以保持高产;危害较轻时可直接手工抓除,也可以用印楝油、烟碱等低毒、低残留的杀虫剂或生物源杀虫剂进行局部控制,将虫害控制在最小范围[37,39];虫害大面积严重发生时,需大量且频繁地喷洒较高浓度的药剂,同时为了避免产生抗药性,应交替使用不同药物。此外,为保证产品无公害及其保健功效,生产上可采用天敌捕食螨进行生物防治[36]。也可根据成虫的趋黄性,在大棚内挂黄色粘虫板进行诱杀,利用害虫的趋光性安装黑光灯进行诱杀或用诱捕器进行诱捕。还可以剪除辣木所有的枝叶,15 d左右就可重新长出健康的叶子[36]。
5展望
有性繁殖作为辣木主要的繁殖技术手段,在生产实践中占有重要的地位。我国在辣木栽培种植方面的研究虽然时间尚短,但受到科研工作者的大力重视,尤其是在南方省市的辣木栽培研究较为深入、细致,可为我国南方省市的辣木栽培、种植提供较强的理论指导和技术支撑。然而有关北方温室大棚栽培技术方面的报道较少,为了指导辣木在我国北方温室成功种植和进一步拓展北方市场,仍需我国科研工作者们进一步研究和探索。
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Research Progress of Sexual Reproduction Techniques ofMoringaoleiferaLam.
GUO Meng-qiao,WANG Xiao-fei,XU Hai-jun,GUAN Xiang-jun*et al
(Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Sciences,Daqing,Heilongjiang 163319)
AbstractResearch progress of sexual reproduction techniques of Moringa oleifera Lam.was reviewed from four aspects of seed treatment,culture medium,planting density,plant diseases and pests.Based on these,some problems were discussed,aiming at providing references for the research and extension of M.oleifera.
Key wordsMoringa oleifera; Sexual reproduction; Research progress
基金项目黑龙江省科学院青年创新基金。
作者简介郭梦桥(1987- ),女,黑龙江哈尔滨人,研究实习员,硕士,从事植物学实验工作。*通讯作者,研究员,从事农作物资源创新及新品种选育工作。
收稿日期2016-03-30
中图分类号S 722.3
文献标识码A
文章编号0517-6611(2016)11-181-03