李金玉,王洪峰,林军
(1.广东轻工职业技术学院生态环境技术学院,广东 广州 510300; 2.广东省林业科学研究院生物技术研究团队,广东 广州 510520; 3.广东省乐昌市龙山林场,广东 乐昌 512221)
粤北光皮树植物学特性与苗木繁育技术研究
李金玉1,王洪峰2,林军3
(1.广东轻工职业技术学院生态环境技术学院,广东 广州 510300; 2.广东省林业科学研究院生物技术研究团队,广东 广州 510520; 3.广东省乐昌市龙山林场,广东 乐昌 512221)
通过对粤北光皮树的调查阐述其形态特征与生态习性,对比分析说明了采用播种育苗、扦插育苗、嫁接育苗和组织培养快速繁殖等不同育苗方式进行光皮树苗木繁育的优缺点,提出了组培高效快繁工厂化育苗是未来光皮树苗木繁育的重要发展方向。
光皮树;植物学特性;苗木繁育;组培快繁;粤北
光皮树( Cornus wilsoniana Wanaer),又名光皮梾木、斑皮抽水树,车梁木、油树、狗骨木等,是山茱萸科( Cornaceae),梾木属( Swide opiz)的落叶乔木。光皮树生长快、适应性强、分布广、寿命长、果实产量高、含油率高且品质好(干果含油率高达36%,且果实油中含油酸和亚油酸高达77.68%),可作高级食用油,能100%降胆固醇,长期食用可治疗高血脂症总有效率达93.3%和减肥保健功效;其油作为生物柴油原料油,燃烧特性和动力性能接近0#柴油,是很好的代用燃料,可谓是生物清洁能源;其根系发达,落叶层厚,能有效保持水土,改良土壤,改善气候[1-4]。总之,光皮树是一种优良木本油料植物,具有重要的生态和经济价值,探索组培高效快繁工厂化光皮树苗木繁育技术意义重大、前景广阔。
1.1粤北光皮树形态特征
光皮树为落叶高大乔木,外表清秀,树干挺拔,树皮斑驳,枝繁叶茂,2-3月中旬为芽萌发期,12-1月上旬为落叶期。幼树树皮呈青绿色或紫红色,发育成长迅速,生长4-5年后树皮开始薄片状脱落,光滑,呈紫红、青绿、青灰、灰白等花斑色。自然生长的光皮树树高最高可达20m左右,胸径可达550mm,树冠伞形,面积可达100m2。叶交互对生,椭圆形,长40-120mm,宽20-60mm,表面绿色,背面青白色并密生柔毛。聚伞花序着生于1年生的枝条上,初夏开花,白色或淡黄色。10-11月为盛果期,核果圆球形,11月成熟,呈紫黑色或紫褐色,果径4.5-7mm。种子黄白色,种子千粒质量约为70g。
图1 光皮树Fig.1 Cornus wilsoniana
1.2粤北光皮树生态习性
光皮树为喜光阳性树种,根系发达,抗病虫害及生存能力强,寿命较长(可达200年以上)。光皮树萌芽力强,最适宜其生长的土壤是土层深厚、疏松、肥沃、湿润、排水良好、PH值5.5-7.5,但对土壤的要求不甚严格,可在钙质土及光秃的石砾、山坡上生长,也能在呈酸性的红壤上生长。光皮树适宜于生长在石灰岩山区,适宜的地形为沟谷、河滩、路旁、门前屋后、山脚、向阳的山窝及缓坡地上。光皮树对气候的适应性广,耐寒,能耐零下18-25℃的低温,并能够抵抗11级大风。
光皮树苗木繁育的有效可行方式包括播种育苗、扦插育苗、嫁接育苗和组织培养快速繁殖等育苗方式。
2.1播种育苗
光皮树播种育苗从果实采收到出圃定植,一般要历时16-17个月,生产成本相对较低,技术也比较容易掌握,但其子代个体易于分化,母本优良性状保持困难[5-7]。
图2 光皮树种子Fig.2 seeds of Cornus wilsoniana
(1)果实采收。选择至少7年生以上,最好15年以上30年以内的健壮成年光皮树作为母树。果实通常11月完全成熟,当核果色由紫红色、青绿色或黄色变成紫黑色或紫褐色时,及时摘取已经完全成熟的果实。由于光皮树高大,为了方便,可采取剪摘果穗整枝方法。
(2)果实处理。将完全成熟的果实采摘后,堆沤7-10d的时间使果肉腐烂。同时,为了提高果肉腐烂速度,可将其浸入混有草木灰的温水3-5d或用2-5%氢氧化钙水溶液(石灰水)泡2-3d,以除去蜡质。搓揉使果肉和果核分离开来,果核就是我们要获取的种子。另外也可选用豆浆机,将果实直接装入豆浆机中,然后开启豆浆机运转3-5s,让光皮树果实与果实之间,产生强力摩擦、挤压、碰撞后,使果肉与种子分离开来。再用水冲洗,去掉渣子,并用0.1%高锰酸钾溶液浸10-15min,进行消毒。捞出水底纯净饱满种子,阴处晾干后混湿沙储藏备用。种子不能经受阳光的直晒,因为种子内的胚芽如果丢失水分,会造成种子的坏死。
(3)种子沙藏。选用细河沙,让其在太阳下曝晒2-3d以杀死病菌。捞出水底纯净饱满种子,阴干后混湿沙储藏。先是铺设在底下一层80-100mm左右高度的细沙,其宽度在1.2-1.6m,并保持沙40-60%的湿度,即用手握成团松手散开,再将种子均匀地撒在沙床上,最后再往上面覆盖80-100mm左右同样湿度的细沙,种子与湿沙的体积积比为l:2- l:3。以后定期检查,如果出现较为干燥的时候,要略微往沙床上浇一点清水,以保持40-60%湿度。
图3 光皮树种子发芽率Fig.3 germination percentage of Cornus wilsoniana seeds
图3中,1代表室内常温储藏且不搓皮,2、3、4分别代表室内常温储藏、冰箱内4-8℃冷藏、沙藏的种子经砂皮搓揉,可以看出,沙藏的种子发芽率明显高于另外三种储藏条件下的种子发芽率,这说明沙藏作用,除了使种子能长时间进行贮藏之外,还可以对种子进行催芽。
(4)圃地选择。育苗地宜选择在海拔800m以下,交通便利,地势平坦,水源充裕,排灌便利、土层深厚、质地疏松、中性或微酸、肥沃的地方。
(5)苗床准备。清除苗圃地杂草,整平作床,用50%多菌灵可湿性粉剂1000倍液消毒杀菌,施足底肥,可施用3000kg/hm钙镁磷肥或每亩30~50Kg的氮磷钾比例在1.5:3:1的复合肥,并用塑料薄膜覆盖苗床一周以上时间。
(6)播种。可采取冬播(随采随播)或春播(次年2-3月播种,经沙藏,种子的种核会微微裂开,露出白色的胚根,表明催芽成功),播种量为12~18kg/hm。播种沟深80-100mm,将种子均匀撒在播种沟内,然后用细土覆盖20-30mm,然后铺盖一层均匀稀薄的稻草,起到防晒保湿和防止土壤板结的作用,同时也能够提高种子的成活率。
(7)苗期管理。种子破土、苗木出土后要加强管理看护工作,草揭去2/3,留下1/3,以保持土壤湿度。首先就是要除草,同时,给幼苗喷洒50%多菌灵可湿性粉剂800-1000倍液,预防病菌;在幼苗全部出土,子叶变绿时,按“苗间距50-60mm、去弱留强、去劣留优、间密留稀”的原则进行第1次间苗;在幼苗长出2~3片真叶时,按苗间距80-100mm进行第2次间苗;松土施肥,总体按“薄肥勤施”,用水将肥溶解,浓度控制在0.2~0.3%,每亩施尿素3~5Kg,每隔15d施肥1次;定期除草,雨季排水,旱时浇水,防治病虫害。
(8)出圃定植。按照上述管理方法,第三年的2-3月,可以出圃定植,健康生长的光皮树幼苗,苗高一般都达到了500mm以上,而主干基部的直径(地径)也至少能有5mm,已经符合出圃进行定植造林的标准,或转为培育嫁接苗。在用农具挖取苗木的时候,应当要注意保护根部。然后将根部的泥土轻轻抖落干净。如果不能马上进行定植的话,为了避免消耗过多的养分,一定要将苗木上所有的叶片从基部剪除干净。紧接着用普通塑料袋包住苗木的根部,可起到暂时保湿的作用。光皮树幼苗在出圃后,应当尽快在3d内进行定植。
2.2扦插育苗
图4 光皮树穗条Fig.4 softwood branch
选择1年生光皮树枝条(取条时应尽量使用较粗壮的中下部枝段)剪成110-140mm插穗,下剪口剪成马耳形,上剪口剪成平口,上部保留2-2.5片叶,用不同浓度的NAA或IBA生根剂溶液浸泡其基部1-4h。扦插基质用蛭石或河沙或珍珠岩,用2%KMnO4液消毒并施足底肥。将处理好的插穗按照200×100mm的行株距扦插,插穗上芽露出地面约20-30mm,扦插后要浇足水,采用全光照喷雾保湿。扦插后每隔7天喷1次0.5% KMnO4杀菌消毒。光皮树扦插生根相对容易,成活率较高[1-2],但周期较长,可能会受到病虫害影响。
表1 光皮树扦插生根率Tab.1 rooting rate of Cornus wilsoniana cutting propagation
从表1可以看出,生根剂IBA或NAA都可以促进光皮树扦插枝条较好地生根和成活,IBA处理的和NAA处理的插穗生根率差别不大,平均生根成活率超过80%。然而,生根剂浓度及处理时间对光皮树生根率有影响但不显著,IBA和NAA都较适合作为光皮树扦插育苗的生根剂。
2.3嫁接育苗
图5 光皮树嫁接苗Fig.5 grafting sprout
目前,光皮树繁育以实生苗为主,树体高大,结果较晚,制约了光皮树的栽培与推广应用。通过嫁接,矮化树体,集约经营,提高产果量,提高果实含油率是嫁接育苗的目标。利用矮化钻木嫁接可以诱导光皮树树体矮化早实,降低株高、实现矮化密植是现代燃料油能源林培植的必然趋势。采用正确合理的光皮树嫁接繁殖育苗方法及管理措施,可保证春、秋三刀法露芽腹接的成活率均可达到86%以上,尤其是秋季三刀法露芽腹接成活率可达95.7%以上。光皮树嫁接经过精心管理,当年生平均苗高可达到600mm,地径平均在7mm以上,可出圃造林苗,当年即可开花,2-3年开始结果。通过上述试验和探索,其最终目的就是加快实现光皮树矮化密植高产栽培。嫁接育苗周期也较长,必须加强病虫害防治工作。
2.4组培快繁
图6 组培实验室Fig.6 tissue culture laboratory
光皮树组织培养以其种子和嫩枝条为基础原材料。对于种子,首先是设法破除其外表皮,用酒精消毒并接种于培养基中以获取无菌种子苗,再用其子叶和胚轴为外植体进行培养。对于嫩枝条,先将光皮树嫩枝条放在装有少许清水的器皿中,培育一段时间,待腋芽伸长后,再分别选其茎段、顶芽、叶片和带腋芽的茎段为外植体进行培养。组织培养方面,先用外植体进行愈伤组织诱导,再进行分化;然后以带腋芽的茎段为外植体进行腋芽增殖;待丛芽长至20-30mm时,切割分离,转入不同浓度配比的培养基上,进行诱导生根[3]。组织培养实验室环境条件为:洁净,温度25±2 ℃,光源照射时间14h/d,光照强度2000lx。
研究与应用组织培养技术探索建立光皮树离体培养无性系,组培高效快繁工厂化育苗是未来光皮树苗木繁育的重要发展方向,但开办光皮树组培厂的前期投入大且运营成本较高。
通过对粤北地区能源树种光皮树的资源调查,初步掌握了其形态特征与生态习性以及播种育苗、扦插育苗、嫁接育苗和组织培养快速繁殖等不同育苗方法,结合光皮树苗木繁育不同方式的各自优缺点,认为组培快繁工厂化育苗将是高效快速繁育光皮树苗木的有效可行途径和未来重要发展方向。
[1]邵向奎.不同IBA浓度对光皮树硬枝扦插育苗试验[J].现代园艺,2015,(5):16-17.SHAO Xiangkui.Experiment on cottage breeding of Cornus wilsoniana hard branch using different IBA concentration[J].Xiandai Horticulture,2015,(5):16-17.(in Chinese)
[2]胡冬南等.光皮树嫩枝扦插繁殖技术[J].经济林研究,2013,31(2):146-150.HU Dongnan,etc.Techniques of softwood cutting propagation in Cornus wilsoniana [J].Nonwood Forest Research,2013,31(2):146-150.(in Chinese)
[3]刘清等.光皮树的组织培养研究初探[J].湖南林业科技,2011,38(6):59-63.LIU Qing,etc.In vitro culture of Swida wilsoniana Wanaer[J].Hunan Forestry Science and Technology,2011,38(6):59-63.(in Chinese)
[4]林军等.粤北地区光皮树种质资源生态调查及其开发利用[J].广东林业科技,2010,26(6):45-48.LIN Jun,etc.Ecological Investigation of Germ Plasm Resources of Cornus wilsoniana and Its Development and Utilization in North Guangdong Area[J].Guangdong Forestry Science and Technology,2010,26(6):45-48.(in Chinese)
[5]龙秀琴等.不同育苗方式对光皮树出苗率及苗木生长情况和质量的影响[J].安徽农业科学,2009,37(5):1986-1987.L0NG Xiuqin,etc.Effects of Different of Raising Seedling Mode on Germination Rate of Comus wiisoniana and Its Growth Status and Quality[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences,2009,37(5):1986-1987.(in Chinese)
[6]万志洲等.明孝陵光皮树的生物学特性及繁育技术研究[J].林业实用技术,2007,(2):3-5.WAN Zhizhou,etc.Study on biological Characteristics and breed techniques of Mingxiao Mausoleum Cornus wilsoniana[J].Practical Forestry Technology,2007,(2):3-5.(in Chinese)
[7]王新其等.光皮树育苗技术及适应性试验初报[J].上海交通大学学报(农业科学版),2006,24(3):264-267.WANG Xinqi,etc.Preliminary Study on Seedling Growth and Adaptability of Cornus wilsoniana Wanger in Shanghai[J].Journal of Shanghai Jiaotong University(AGRICULTURAL SCIENCE),2006,24(3):264-267.(in Chinese)
【责任编辑:高潮】
Study on botany characteristics and breed techniques used for nursery stock of north Guangdong Cornus wilsoniana
LI Jinyu1,WANG Hongfeng2,LIN Jun3
(1.Guangdong Industry Technical College,Environmental Engineering Department,Guangzhou 510300,P.R.China;2.Guangdong Academy of Forestry ,Biotechnology Research Group,Guangzhou 510520,P.R.China; 3.Lechang Longshan Forest Farm,Guangdong Province,Lechang 512221,P.R.China)
According to surveying the Cornus wilsoniana grown in north Guangdong area,we describe the morphological and botany characteristics of it.Advantages and disadvantages of different ways used for grow seedlings are illustrated by comparing different types of breeding,such as sowing,cutting propagation,grafting and tissue culture.It is put forward that the tissue culture factory is the future important developing direction of breeding nursery stock of Cornus wilsoniana.
Cornus wilsoniana; botany characteristics; breeding nursery stock; tissue culture; north Guangdong
S565.904
A
1672-6332(2016)03-0058-04
2016-09-04
广东省省级科技计划项目(2014A070713042)
李金玉(1971-),女(汉),江西吉安人,副教授,硕士,主要研究方向:生物化学及检测技术。E-mail:lijinyu101@163.com