桉樹采穗圃組建模式優(yōu)化探討

劉江萍，汪 濤

（金清遠(yuǎn)豐產(chǎn)林（紙材）基地有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511515）

1 引言

近年來，隨著廣東、廣西、海南等省以營造生產(chǎn)紙漿材的工業(yè)用材林基地建設(shè)的迅猛發(fā)展，作為世界上3大速生樹種之一的桉樹因其適應(yīng)性強(qiáng)、速生、豐產(chǎn)、材質(zhì)優(yōu)良等特點，成為了紙漿工業(yè)用材林開發(fā)利用的首選，其在廣東和鄰近省份的栽植面積與規(guī)模、育苗技術(shù)研發(fā)、栽植管理技術(shù)推廣以及營造林品質(zhì)提升等方面均取得了較大的發(fā)展。雖然取得了一定的成績，但是在實際生產(chǎn)中還仍存在一些有待改善之處。拿苗木生產(chǎn)這個環(huán)節(jié)來說，組培桉樹苗技術(shù)難度大、成本高，目前生產(chǎn)直接用于上山造林的組培苗的產(chǎn)量有限，扦插苗生產(chǎn)方法簡單，易被一般農(nóng)戶快速掌握，具有繁殖速度快、成本低等優(yōu)點，因而生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛。然而，扦插苗的生產(chǎn)往往因傳統(tǒng)桉樹采穗圃生產(chǎn)管理粗放，所生產(chǎn)的穗條品質(zhì)不佳及生產(chǎn)效率低下，影響了扦插成活率及苗木質(zhì)量，無法保障育苗進(jìn)度，致使部分林地延誤最佳造林時機(jī)，降低了造林品質(zhì)。因此，為了克服傳統(tǒng)桉樹采穗圃生產(chǎn)中存在的弊端，讓營造林工作能夠再上一個臺階，尋找更加優(yōu)化的采穗圃建圃模式已頗顯急迫。

2 桉樹、組培苗、扦插育苗及采穗圃

2.1 桉樹

桉樹是桃金娘科Myrtaceae桉樹屬Eucalyptus植物，自然分布于大洋洲，其種類繁多，是世界著名的硬木資源。全世界有數(shù)百個國家和地區(qū)種植桉樹，同松樹和楊樹一樣，是全球速生、經(jīng)濟(jì)價值大、生態(tài)效益和社會效益高的樹種。我國自20世紀(jì)50年代開始試驗種植桉樹人工林，并逐步作為主要造林樹種在南方近10個省推廣，截至2010年，我國發(fā)展種植桉樹人工林總面積已約達(dá)260萬hm2。目前，我國桉樹苗木生產(chǎn)常用扦插、組織培養(yǎng)兩種無性繁殖的方法。

2.2 組織培養(yǎng)

桉樹組織培養(yǎng)是應(yīng)用無菌操作方法培養(yǎng)生物的離體器官、組織或細(xì)胞，使其在人工條件下生長和發(fā)育成一株新桉樹植株的技術(shù)。按照選用材料的不同，植物組織培養(yǎng)一般可分為愈傷組織、以芽繁芽、微扦插和原球莖型4種類別，目前生產(chǎn)組培苗主要采用以芽繁芽的形式。

2.3 扦插育苗

桉樹扦插育苗是桉樹無性系育苗的主要方法，主要作業(yè)內(nèi)容包括苗圃場地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、組建采穗圃、穗條培育、剪取穗條扦插及插后管護(hù)。這種方法簡便易行，效果好，能夠大規(guī)模繁殖，成本低，目前在生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用。

2.4 采穗圃

傳統(tǒng)桉樹采穗圃一般是指以優(yōu)良無性系組培苗作母株的以苗繁苗的采穗圃。傳統(tǒng)桉樹采穗圃的典型特征是使用土壤作為栽培采穗母株的基質(zhì)，因而母株生長易受到土傳病、蟲害、土壤礦質(zhì)營養(yǎng)狀況、土壤質(zhì)地等的影響，穗條生產(chǎn)品質(zhì)較難得到保障。此外，母株栽培過程中也易造成環(huán)境污染，例如施用的農(nóng)藥、化肥在日常灌溉或雨淋時易流失并污染地下水源及周邊環(huán)境。傳統(tǒng)的桉樹采穗圃一般可分為大田采穗圃、池栽采穗圃、苗床栽采穗圃和盆栽采穗圃等，如采穗圃建于溫室或溫棚內(nèi)則屬室內(nèi)采穗圃，否則為露天采穗圃。華南地區(qū)生產(chǎn)性桉樹采穗圃一般為露天采穗圃，每年各地的采穗圃均會不同程度地受到低溫天氣影響，如12月至次年的3月間母株生長相對緩慢，穗條產(chǎn)量低，致使扦插進(jìn)度滯后，無法全面滿足4、5月份已備耕好的林地的用苗需求，延誤造林時機(jī)，致使造林成活率難以保障；在春天，露天采穗圃水分、養(yǎng)分也難以控制，母株易出現(xiàn)徒長、穗條纖細(xì)、木質(zhì)化程度太弱的情況。

3 無土栽培技術(shù)

無土栽培是一種不用土壤而用營養(yǎng)液或固體基質(zhì)加營養(yǎng)液栽培作物的種植技術(shù)。它是以礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說為理論基礎(chǔ)逐步完善和不斷發(fā)展起來的一項農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，多在溫室、大棚等可調(diào)控小環(huán)境的栽培設(shè)施內(nèi)應(yīng)用。目前許多發(fā)達(dá)國家已逐步實現(xiàn)了無土栽培的集約化、自動化、現(xiàn)代化、工廠化生產(chǎn)，高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)和低耗已成為設(shè)施栽培的關(guān)鍵技術(shù)，無土栽培使作物的產(chǎn)量和品質(zhì)大幅提高，開辟了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的新途徑。按照是否使用基質(zhì)、對環(huán)境的影響、能耗大小、栽培技術(shù)及設(shè)施構(gòu)造等差異，無土栽培可分為多種不同類別，如圖1。

圖1 無土栽培類型

3.1 按供液能耗分類

按照在供液系統(tǒng)中是否需要水泵等機(jī)電設(shè)備用于營養(yǎng)液的循環(huán)，可將無土栽培劃分為自流型和耗能型兩種類別。自流型主要依賴重力作用，營養(yǎng)液自高處的貯液池或罐流向低處，不需要使用水泵等加壓設(shè)備作為液流動力，系統(tǒng)排出液也不再泵回系統(tǒng)繼續(xù)使用，例如基質(zhì)培中使用自流滴灌系統(tǒng)供液。耗能型主要為需使用水泵的間歇或循環(huán)供液系統(tǒng)，以水培、霧培為典型代表。

3.2 按環(huán)境影響大小分類

依無土栽培對環(huán)境的影響大小可劃分為富養(yǎng)型和低排型。富養(yǎng)型為作業(yè)過程中有營養(yǎng)液或廢液直接排出，易造成水體、土壤污染的一種無土栽培模式。低排型為正常作業(yè)情況下，營養(yǎng)液能夠被充分吸收利用，減少殘液排出或排出液經(jīng)靜化處理才排入外界環(huán)境的將環(huán)境風(fēng)險降到最低的一種模式。

3.3 按是否使用基質(zhì)分類

根據(jù)無土栽培系統(tǒng)中是否使用固體基質(zhì)可分為基質(zhì)培和非基質(zhì)培，非基質(zhì)培中根據(jù)無土栽培作物大部份根系直接分布于營養(yǎng)液中還是暴露在空氣中進(jìn)行培養(yǎng)的差異又可將無土栽培進(jìn)一步細(xì)分為水培或霧培兩種類型。

（1）水培是指植物大部份根系生長在營養(yǎng)液的液層中，少量根系裸露在空氣中的一類無土栽培方法，植物生長所需氧氣一方面通過營養(yǎng)液的循環(huán)流動增加溶氧來提供，另一部分則由裸露的根系補充。水培具有自動化程度高、省水、省肥、省工、高產(chǎn)且無連作障礙的優(yōu)點。相對于基質(zhì)培，水培系統(tǒng)一次性投入較大，運行成本高，技術(shù)推廣難度大，管理不當(dāng)易致某些病害迅速、大范圍擴(kuò)散傳播。據(jù)目前了解，使用水培的方式組建桉樹采穗圃用于生產(chǎn)實踐的國家已有南非和巴西，國內(nèi)暫未有桉樹苗圃對此技術(shù)的實際生產(chǎn)應(yīng)用，但國家林業(yè)局桉樹研究中心參考國外經(jīng)驗已對此進(jìn)行了多項研究且取得了一定的科研成果。

（2）霧培是用噴霧的方法將營養(yǎng)液直接噴到懸在容器中的植物根系上的一種栽培方式。此法可同時解決植物對養(yǎng)分、水分和氧氣的需求，但因設(shè)備投資大、管理技術(shù)要求高、能耗高等不足，目前很少采用此技術(shù)用于農(nóng)作物經(jīng)營性生產(chǎn)，大多作為展廳或旅游觀光農(nóng)業(yè)觀賞使用，霧培技術(shù)在培育桉樹采穗圃母株方面的研究與報道也基本空白。

（3）基質(zhì)培中，固體基質(zhì)主要起對根系固定、維持根系所處環(huán)境溫度相對恒定、吸取營養(yǎng)液（含礦質(zhì)營養(yǎng)、水分）及氧氣等作用。除具有高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)等無土栽培所共有的特性外，基質(zhì)培還具有設(shè)備投資少、生產(chǎn)性能穩(wěn)定、易就地取材的特點，該項技術(shù)在科研及實際生產(chǎn)上均有多方面的應(yīng)用，栽培形式上常用槽培、袋培、盆培等。按照基質(zhì)種類及組成，基質(zhì)培可分為無機(jī)基質(zhì)培、有機(jī)基質(zhì)培、復(fù)合基質(zhì)培等。常見的無機(jī)基質(zhì)有河沙、珍珠巖、蛭石、巖棉、煤渣等；有機(jī)基質(zhì)包括木屑、樹皮、稻殼、草炭等；復(fù)合基質(zhì)是把有機(jī)、無機(jī)基質(zhì)按適當(dāng)比例混合而成。目前無機(jī)基質(zhì)培在全球發(fā)展速度最快，應(yīng)用范圍最廣。在桉樹采穗圃營建方面，我國部分科研院所利用河沙作為基質(zhì)，配套以滴灌系統(tǒng)，槽培桉樹采穗母株即是基質(zhì)培應(yīng)用的一個典型案例。

在藝術(shù)史上黑色始終是更讓人沉迷的主題，17世紀(jì)格列柯（El Greco）在他的《奧爾加伯爵的葬禮》畫作中描繪了極具表現(xiàn)力的“黑色”，西班牙式的“黑色”在他手中大放異彩，成為后世畫家競相效仿的典范。19世紀(jì)初，戈雅（Francisco Goya）“黑色繪畫”壁畫以其陰郁的主題和黑色的大量運用，展現(xiàn)了對瘋癲的恐懼與人性陰暗面的一角。19世紀(jì)的馬奈在色彩的使用上與其他印象派成員排斥黑色不同，他十分善于使用黑色，黑色使得馬奈畫面的色彩響亮醒目而又各得其所。

4 桉樹采穗圃組建模式優(yōu)化模型

理想的桉樹采穗圃應(yīng)具有高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、易推廣、性能穩(wěn)、自動化程度高、低能耗、低排放等特點。因此規(guī)劃組建新型的桉樹采穗圃應(yīng)盡量同時滿足這些要求。

4.1 高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)

應(yīng)用科學(xué)的無土栽培技術(shù)能夠更加精確地供給作物肥料、水分及充足的氧氣，滿足其不同生長階段所需，為穗條產(chǎn)量、質(zhì)量的提升以及縮短穗條生產(chǎn)周期等提供了可能。目前，選用無土栽培系統(tǒng)組建桉樹采穗圃是改進(jìn)桉樹穗條生產(chǎn)技術(shù)的必然。

4.2 易推廣

設(shè)備、設(shè)施投入越高，技術(shù)越復(fù)雜，在實際的生產(chǎn)實踐中越難推廣應(yīng)用。無土栽培方式中，霧培、水培設(shè)備相對復(fù)雜，投入成本高，操作較復(fù)雜，不易被推廣。基質(zhì)培常與滴灌系統(tǒng)進(jìn)行配套，設(shè)備簡單，管理方便。

4.3 性能穩(wěn)

無土栽培設(shè)施一般由栽培床（槽或盆）、貯液池（罐）、供液系統(tǒng)和控制系統(tǒng)4部分組成。各組成部分功能的穩(wěn)定是整個系統(tǒng)性能穩(wěn)定的保障。霧培、水培的供液系統(tǒng)和控制系統(tǒng)一般使用電器設(shè)備較多，設(shè)備復(fù)雜，系統(tǒng)易出現(xiàn)電力故障及設(shè)備故障，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。目前水培、霧培多用于培育短周期作物，系統(tǒng)穩(wěn)定性低是其中一個重要要因，是避免故障造成重大損失的需要。基質(zhì)培常與滴灌系統(tǒng)配套，使用電器設(shè)備相對較少，例如重力自流型滴灌系統(tǒng)不使用水泵供液，系統(tǒng)運行會相對穩(wěn)定。

4.4 自動化程度高

各種類型的無土栽培均能夠通過加裝自動控制設(shè)備，以實現(xiàn)定時、定量或按需供應(yīng)營養(yǎng)液，節(jié)約人工勞作及管理成本。

4.5 低能耗

無土栽培中，以采用循環(huán)供液系統(tǒng)的水培、霧培設(shè)施能耗高；基質(zhì)培能夠簡化供液及控制系統(tǒng)，減少對電器設(shè)備使用的依賴，能耗相對較低。

4.6 低排放

目前無土栽培殘液或排出液回收均易達(dá)成，但回收液靜化處理技術(shù)復(fù)雜、成本高，不易推廣應(yīng)用，根本解決辦法是提高營養(yǎng)液利用效率，減少排放。

5 現(xiàn)有無土栽培模式

5.1 滴灌供液復(fù)合基質(zhì)培

5.2 自動盆栽系統(tǒng)

國外使用的自動盆栽系統(tǒng)主要用于果菜類作物的商品化生產(chǎn)，類屬基質(zhì)培。該系統(tǒng)由貯液罐、供液管、花盆托盤、智能閥（Smart Valve）、花盆等組成。整個系統(tǒng)不使用電器設(shè)備，供液為重力自流式，裝在花盆托盤上的智能閥在托盤內(nèi)營養(yǎng)液用完時開啟供液功能，營養(yǎng)液達(dá)到一定深度時自動關(guān)閉供液，如此循環(huán)不斷，依植株個體差異按需分配營養(yǎng)液，營養(yǎng)液完全被作物吸收利用，真正做到了性能穩(wěn)、自動化程度高、低能耗、零排放，是非常值得推廣應(yīng)用的一種無土栽培模式。

6 尚待解決的問題

（1）華南地區(qū)冬、春季陰雨天氣多，歷時長，組建無土桉樹采穗圃須與溫室設(shè)施建設(shè)相配套，如增加溫室補光系統(tǒng)。如不使用補光系統(tǒng)，無土桉樹采穗圃的效能較難全面發(fā)揮出來。此外，目前國內(nèi)桉樹采穗圃室內(nèi)補光技術(shù)尚有待研究。

（2）雖然部分科研院所對桉樹采穗圃母株各生長階段的營養(yǎng)液配比已進(jìn)行了初步研究，但尚未應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)實踐，仍需要進(jìn)一步校準(zhǔn)及驗證。

（3）自動盆栽系統(tǒng)的智能閥及花盆托盤目前主要依賴于進(jìn)口，不利于全面推廣。國內(nèi)生產(chǎn)廠家應(yīng)加大此種新型栽培系統(tǒng)的營銷推廣力度，擴(kuò)大生產(chǎn)量并提高生產(chǎn)效率，以降低生產(chǎn)應(yīng)用成本。

（4）自動盆栽系統(tǒng)應(yīng)用于桉樹采穗圃組建仍需進(jìn)一步研究最適宜母株生長的盆體及盆間間距大小，以確保穗條品質(zhì)得到提升的同時，單位面積及單株平均產(chǎn)穗條量均較高。

7 結(jié)語

桉樹采穗圃建設(shè)的好壞直接關(guān)系到扦插穗條的質(zhì)量與生產(chǎn)效率高低，最終將影響到營造林品質(zhì)。無土栽培技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為當(dāng)前桉樹苗培育方式，特別是桉樹采穗圃建設(shè)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新提供了良好的契機(jī)。對桉樹采穗組建優(yōu)化模型的分析不但為桉樹采穗圃組建選型提供了指導(dǎo)，也為其他作物應(yīng)用無土栽培技術(shù)培育提供了重要參考。

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