刘振湘 李荣生 邹文涛 余 纽 杨锦昌
(中国林业科学研究院热带林业研究所/热带林业研究国家林草局重点实验室,广东 广州 510520)
米老排(Mytilaria laosensis),又名壳菜果、三角枫、山桐油,是金缕梅科(Hamamelidaceae)壳菜果属常绿阔叶大乔木,主要分布于我国广东、广西、云南三省和越南、老挝等国,是我国南亚热带地区优良的速生丰产用材树 种[1]。其干形通直,材质优良,出材率高,适于制作家具、胶合板等,在土壤改良、混交造林、水土保持、生物防火等方面作用明 显[2-3]。
随着米老排人工林的发展,生产上对米老排优质苗木的需求也越来越大,无性繁殖成为米老排良种繁育的重要手段。裘珍飞等[4]通过选取米老排人工林中的优良单株,建立了米老排组培快繁体系,用于优良株系的繁育,但其组培体系增殖率偏低,且组培苗较矮小,难以应用于实际的生产造林中。米老排也是一种萌蘖能力很强的树种,可以多代萌发,萌生更新潜力大,其伐桩上的不定芽围绕基部密集丛生,萌条较通直[5]。白磊 等[6]选用1 年生幼苗的嫩枝和大树萌条为插穗,获得了80.0%以上的扦插生根率,但5 年生优树1 年生枝条的生根率仅为5.0%,将其作为优树的繁育手段还存在一定缺陷。
采穗圃是利用优树或优良无性系作材料,为生产提供大量优良穗条而建立的良种基地,是衔接良种和壮苗育苗的重要中间环节,采穗圃在完成穗条任务后,同样是良种丰产林及种质资源圃,还可作为品种测定林[7]。因其成本较低,管理技术易于掌握,被广泛应用在许多树种的无性扩繁,杉木(Cunninghamia lanceolate)[8]、核桃(Juglans regia)[9]、桉 树(Eucalyptus robusta)[10]等都以建立采穗圃的形式,加速优良品种的繁殖与推广。通过选择优树,以组培快繁为手段,大量繁殖优树材料,然后以组培苗建立采穗圃,采用促萌及嫩枝扦插扩大米老排优良无性系组培苗木繁殖系数,可解决米老排良种短缺问 题[11]。
作为培育优良穗条,供生产上进行扦插[12]和嫁接繁殖[13]的场所,采穗圃的营建技术成了影响良种穗条产量和苗木质量的关键技术。截干是采穗圃建立过程中的一项重要措施,是促进母株的萌芽,以及林木复壮的重要手段[14]。对油 茶(Camellia oleifera)[15]等树种的研究表明,通过采用适度修剪生产出更幼嫩和饱满充实的穗条,能极大提高抽梢能力和穗条质量,取得了较好的繁殖效果。而截干高度不仅能影响萌条数量,并且也影响着穗条质量。刘德朝[16]、廖焕琴等[17]也分别对卷荚相思(Acacia cincinnata)扦插苗、7 年生红锥(Castanopsis hystrix)优良单株的截干高度进行研究,它们最好的截干高度分别为20和120 cm。目前,米老排的促萌多集中在人工林的伐桩更新方面[18-19],而对采穗圃的截干促萌研究较少。本研究以2 年生米老排无性系苗为试验材料,以探明不同截干高度对米老排无性系的促萌效果,为米老排采穗圃的初步建立奠定基础。
试验地点位于广州市中国林业科学研究院热带林业研究所苗圃(113°17′ E,23°08′ N),属南亚热带季风气候,温暖多雨、光热充足、夏季长、霜期短。年平均气温为20℃~22℃,年平均相对湿度77%,年降雨量为1 720 mm。4 月至6 月为雨季,7 月至9 月天气炎热多台风,12 月至次年2 月为阴凉的冬季。全年水热同期,雨量充沛,利于各种热带亚热带植物生长。2018 年3 月,选择苗圃中移植于30 cm×30 cm(直径×高度)的无纺袋中生长一致的2 年生米老排组培苗进行截干试验,每袋1 株。苗木高度为120~180 cm,地径为1.2~2.0 cm。
1.2.1 试验设计 采用单因素完全随机区组试验,设置3 种截干高度,即:20 cm(T1)、30 cm(T2)、40 cm(T3);每个处理的处理株数为30 株,设置4 次重复,共计12 个小区,360 株苗木。2018 年3 月,在春季萌芽前,用枝剪在距地面某一截干高度处对米老排进行第一次截干处理;考虑到米老排最适宜的扦插时间为11~12 月份[6],于2018 年8 月(采穗前3~4 个月),在高温多雨的米老排生长旺季,对第一次截干处理后长出的萌条,进行第二次截干处理,截干高度分别为距第一次截干后长出萌条的萌生处20、30、40 cm 处。每次截干时,均剪除瘦弱萌条(一般为红色,萌条长度5 cm 以内),然后对剩余所有萌条进行截干处理。
1.2.2 日常管理 截干后前两周,每周喷施1 次0.5%尿素水溶液,第三周和第四周,每周喷施1 次1%复合肥水溶液。整个试验过程中,晴天浇水2 次,阴天浇水1 次,其余天气不浇 水。
于第一次截干1 个月后统计萌芽数;8 月测量第一次截干萌条长度及萌条基径,统计萌条数(一部分萌芽萌出后不再生长的,长度小于10 cm 的不做统计);11 月进行第二次截干后萌条的基径、长度和萌条数量的统计。统计萌条的基径与长度时,均为全部测量。
参照梁坤南[20]对柚木进行的截干研究,拟定萌条转化率计算方法为:
萌条转化率=萌条数/萌芽数×100%,萌芽数为截干后1 个月统计的所有萌条(均小于5 cm)加小芽的总数。
单位长度萌条数为每10 cm 区段生长的萌条数量,计算公式分别为:
第一次截干单位长度萌条数=萌条总数/截干高度×10 cm
第二次截干单位长度萌条数=萌条总数/(二次截干条数×截干高度)×10 cm。
试验数据采用Microsoft excel 2016、SPSS 24.0 软件进行统计和分析,多重比较采用Duncan 检验。
米老排无性系截干后,腋芽萌发,第一次截干1 个月 后(4 月)T2和T3的萌芽数显著大于T1(P <0.05),且T3>T2>T1,T3平均每株达10.72 个(表1)。随着苗木的发育,一些萌芽不再生长,截干5个月后(8 月)T2和T3的萌条数显著大于T1(P <0.05),同样以T3最高,平均每株达4.17 条。各处理的萌条转化率间没有显著差异,但其平均值大小顺序与萌芽数和萌条数相反为: T1>T2>T3;且8 月和11 月的单位萌条数均为T1>T2>T3,各处理间的差异达极显著水平(P <0.01)(表2)。截干高度为20 cm 时,萌条转化率与单位萌条数均最高。
表1 截干高度对萌条转化率的影响Tab.1 Effect of cutting height on sprouts transformation rate of buds
表2 截干高度对单位萌条数的影响Tab.2 Effect of cutting height on the number of unit sprouts
由表3 可知,第一次截干后各处理间的萌条基径和萌条长度间没有显著差异,各处理的平均值大小关系均为:T1>T3>T2;二次截干后,各处理的萌条基径平均值大小仍为T1>T3>T2,各处理间没有显著差异,但T2和T3的萌条长度均显著大于T1(P <0.05)。
表3 萌条生长指标统计分析Tab.3 Statistical analysis of sprouts growth indexes
采穗圃是米老排抚育主要途径,截干处理是关键技术,截干是促进萌条生长,提高萌条数量的一项重要措施。对油茶林 [21]的截干研究表明,截干显著改善了树体的营养状况,提高叶片中氮、磷、锰、镁元素的含量。植物的地上部分遭到破坏后会进行补偿性生长[22],母株上的休眠芽或不定芽在其刺激下萌发成条[23]。
本研究中截干高度对米老排萌芽数的影响显著,不同截干高度的萌芽量与其截干高度成正比,即萌芽数随着截干高度的增加而增加,可能因为随着截干高度增加,留茬桩上的不定芽数量也在增长,相对而言,截干高度越高萌条数量越多。第一次截干后,不同截干高度下的萌条数量的试验结果与萌芽数量变化规律相同,但萌条转换率与之相反。T1的萌芽数与萌条数均最低,萌条转化率最高。米老排的叶片较大,一次截干后的萌条间会相互遮挡,不利于萌条的采光和生长,因此可在一次截干发散树形的基础上进行二次截干。二次截干后,各处理间萌条数差异不显著,但8 月和11 月各处理间的单位萌条数均达到了极显著水平,T1均最高,截干高度20 cm 的单位长度萌条数最多。通过截干1 年后观察,第一次截干后,萌条主要分布在 截干处以下4~15 cm 内,第二次截干后萌条主要分布在截干处以下2~12 cm 内。截干高度20 cm 的长度,满足米老排萌条生长的需要,截干处20 cm 以下部分,基本没有萌条生长,可能浪费树体的营养物质,引起萌条质量的下降。对芳香樟(C. camphoravar.linaloolifera)的截干研究发现[24],随着截干高度的增加,枝干生长消耗更多的养分,引起萌条质量下降,有效穗条数减少。对10 个月的高阿丁枫(Altingia excelsa)实生苗的研究表明,截干高度极显著的影响高阿丁枫的穗条产量及穗条的质量,截干高度为13~19 cm 时,其枝条萌发量和有效枝条(穗条)量均最高[25]。两次截干各处理间的萌条基径差异均不显著,但T1萌条的基径均最大。第一次截干后,各处理间的萌条长度差异不显著;二次截干后,T1的萌条长度显著低于T2和T3,但各处理的萌条长度均为40 cm 以上,平均每根萌条可剪切成两根穗条(米老排扦插穗条长度20 cm 左右)[6]。优良的穗条是扦插和嫁接繁殖的物质基础[26],两次截干的萌条基径均以截干高度20 cm 最大,其萌条相对来说更饱满粗壮,营养物质更多,所以更利于扦插后插条的成活与生根。
本研究从萌条数量和质量综合分析了截干高度对米老排促萌效果的影响,初步完善米老排截干促萌技术,为米老排采穗圃的建立打下良好基础。综合来看,二次截干后各处理的萌条总数间无显著差异,且各处理的平均每根萌条长度均可剪切成扦插的两根穗条,有效穗条数差别不大。但两次截干处理,截干高度20 cm 的单位萌条数均最多,该截干高度的促萌效果最佳。截干高度20 cm 的萌条基径也最大,萌条质量相对来说更优,且无性繁殖的位置效应在各树种间普遍存在,越靠近根部的枝条越幼态,其生根能力越强[27],在米老排扦插中也存在该现象[6]。考虑到不同高度萌条的扦插生根能力,截干高度为20 cm 的萌条最好。截干有利于米老排无性系的促萌更新,3 种截干高度中20 cm 更符合米老排扦插采穗圃营建的需要。另外,其他措施如施肥处理[28]、密度效应及激素处理等[20]均对萌条数量和质量以及萌条的木质化有一定影响,有待于进一步开展这些试验,以完善米老排的促萌体系。