張景根,史紹林
(1.遼寧省森林經營研究所,遼寧 丹東 118200;2.黑龍江省森林與環境科學研究院,黑龍江 齊齊哈爾 161005)
槭樹科樹種引種繁育研究進展
張景根1,史紹林2
(1.遼寧省森林經營研究所,遼寧 丹東 118200;2.黑龍江省森林與環境科學研究院,黑龍江 齊齊哈爾 161005)
槭樹科植物是世界聞名的觀賞樹種,因其獨特的樹形、葉形、葉色和林相,擁有區別于其他樹種的美學特性,在觀賞、醫藥、工業上等方面具特殊用途。文章詳細從國內外引種栽培現狀,篩選出適合做綠化的彩葉樹品種,有性繁殖、無性繁殖(扦插、嫁接,組培)技術,詳細介紹了槭樹科的研究進展。
槭樹科;引種;繁殖
槭樹科植物(Acer L.)屬于雙子葉植物綱薔薇亞綱,包括槭屬和金錢槭屬,是世界聞名的觀賞樹種[1]。全世界的槭樹類植物共計有199種,主要分布于亞洲、歐洲、北美洲地區。中國作為世界上槭樹種類最豐富的國家,已知有151種,多生于海拔800 m以下的低山丘陵和平地,但在海拔4 000 m的高寒山區也有分布。自然生長的槭樹林在我國主要分布于云南、四川、江西、浙江等省份,人工栽培種則遍布全國各個省市[2, 3]。
槭樹多為落葉或常綠喬木或灌木,枝條橫展,樹姿優美。因其獨特的樹形、葉形、葉色和林相,擁有區別其他樹種的美學特性[4]。其顯著的形態學特征為翅果和葉對生,大多數是蟲媒介型,少數類型是風媒型。葉對生,單葉或復葉;下部有葉的花序從著葉小枝的頂芽生出,下部無葉從小枝旁邊的側芽生出;雌雄異株,雄蕊生于花盤內側、外側,花柱頭通常反卷。果實是2枚相連的小堅果,側面有長翅,張開可成不同的角度[5]。
槭樹因其在醫藥保健及園林方面的廣泛應用,擁有巨大的開發利用價值。研究表明槭樹蛋白酶活性一般高于其他植物。已經有科研人員利用其制備工業用蛋白酶,開發利用蛋白酶資源。槭樹還具備一定藥食功效。元寶槭能分離出黃酮類化合物、綠原酸和單寧;茶條槭樹葉含有大量的沒食子酸,合成藥物對多種慢性疾病均有治療作用;糖槭可以用來提取槭糖和加工飲料[6]。槭樹生態適應性強,在高寒地區也可成活,易于修剪成型,夏季葉片鮮嫩翠綠,秋季葉片色彩斑斕,既可庭院觀賞,也可栽作行道樹及庭蔭樹[7]。此外,槭樹多為高大喬木,材質細密,為室內裝飾、家居建材和工藝品的優良用材,色木槭、青楷槭的樹皮還可以作為烤膠、造紙等工業原料[8]。
槭樹繁殖可以采用種子繁殖的方式進行。國內外專家對茶條槭、糖槭等槭樹的實生育苗、良種選育等方面都進行過研究[9]。 無性繁殖技術是槭樹繁殖常用的方法,如扦插、嫁接和組織培養。Kling對銀糖槭的扦插方面做了詳細研究,John、Preece等人對糖槭等槭樹在組織培養繁育方面也有報道[10,11]。
我國槭樹引種工作開展于1984年,廬山植物園首次引進10種國外觀葉槭樹樹種;上海植物園引種槭樹植物78種;1989年,昆明植物園引種75種;之后一些植物園、研究所和學校等單位也陸續開展了槭樹科植物資源的引種、篩選、培育和種質資源保存的工作[12]。隨著槭樹科植物在醫療、工業、建材、園林綠化等多個領域應用推廣的擴大,其價值也逐漸被人們認可,國內外對槭樹科植物的引種也越來越重視。
目前我國槭樹引種主要在東北、華北地區以及上海、南京等一些沿海發達城市。在槭樹引種可行性研究方面,我國諸多學者對多種槭樹的區域分布、形態物候特征、葉色呈現、生物學特性分析、適應性、生長規律、栽培技術、病蟲害防治及作為色葉樹種在園林中的應用價值進行了研究[13,14]。邢祥勝等人對從美國俄勒岡普特蘭引種的12個自由人槭品種進行研究分析。通過物候特征、繁殖成活率等多方面研究,篩選出夕陽紅、十月光輝、紅點3個優良品種,并總結出其具體栽培技術[15]。美國紅花槭是槭樹科中觀賞性強且較為進化的樹種,其引種馴化方面的研究在21世紀得到國內廣泛關注[16]。相關研究表明美國紅花槭在遼寧以南、云南、廣西、廣東等全國大部分地區內生長,但需要加強星天牛等蛀干害蟲的防治,同時對抗寒,抗蟲品種進行進一步選優。遼寧鳳城引種試栽,發現美國紅花槭成樹冠形高大優美枝干開張,是園林綠化的優良觀賞楓樹品種。但美國紅花槭3 年生苗在越冬過程中死亡率較高,而1 年生苗和改良1 年生苗卻表現出較強的抗寒性。
國內槭樹引種雖然起步晚于國外,卻發展迅猛。但在引種馴化過程中,還存在一定的困難[17]。有些槭樹的發芽率極低,挪威槭發芽率甚至低于5 %。此外,槭樹在高溫下無法正常生長,葉片焦黃脫落,而后新梢也出現枝葉枯死,甚至一些槭樹在高溫后出現返青。槭樹受病蟲危害也會影響到引種,紅花槭、復葉槭就比較容易受到病蟲害感染[18]。目前,許多植物園或園林研究單位對槭樹的引種還處于實驗階段,國內自主繁育出的槭樹苗木較少,而進口的槭樹苗木在長途運輸、成活率低和價格高昂等上存在的問題尚未解決,限制了外來引種槭樹在國內的發展[19]。
植物的繁育方式有兩種,分別為無性繁殖和有性繁殖,有性繁殖既是指播種繁殖,而無性繁殖包括扦插、嫁接、組織培養等方式。
3.1 播種育苗研究進展
槭樹繁殖可以采用播種繁育的方式進行播種繁殖具有繁殖速度快、易于傳播適應性強的優點,但也存在苗木后代變異性大,不能保留原植株優良性狀的缺點。種子休眠、環境因素等問題都會影響種子的發芽率,因此播種育苗的前提是了解種子的特性,科學處理種子,提高發芽率。
槭樹的種子繁育前需打破休眠。研究表明毛雞爪槭、毛果槭、安徽槭、橄欖槭、昌化槭、色木槭的種子均具有休眠的特性。通過清水浸泡或赤霉素浸泡后,再經低溫層積或變溫層積的方法,可解除種子的休眠,提高苗木發芽率[27]。針對美國紅花槭的播種育苗,桂勇武發現將其種子用水浸種24 h并消毒后,低溫冷藏25 d后播種的出苗率效果最好[28]。李家孔用0.5%的高錳酸鉀浸種,利用低溫層積冷藏20 d后催芽,得到較高出芽率[29]。目前槭樹的種子育苗技術取得了一定的進展,發芽率和發芽指數都有很大的提高。但因為國內一些引種槭樹結實量較低,無法滿足巨大種源市場的需求,而引進國外種子的手續復雜,加之路途遙遠容易出現偏差,因此在繁育方面,無性繁殖的方式更具有優勢。
3.2 扦插、嫁接繁殖研究進展
扦插繁殖是保持植物優良性狀常用的方法,也是目前苗木無性繁殖最常用的繁殖方式,具有容易操作,成活率高,幼苗生長健壯等優點。常用扦插方式可分為嫩枝扦插和硬枝扦插,對于難以生根的樹種,兩種扦插育苗的成活率差距很大。嫩枝扦插對季節的要求比較高,一般扦插的都是在生長季節進行的。此時枝條內部生殖激素含量較高,易于生根,過早或者過晚截取的插條會對樹體和幼苗的生長造成影響。硬枝扦插是最重要繁殖技術,在植物休眠季進行,不需復雜設備和環境控制技術,伴隨樹木的整形修剪和苗木移栽的同時產生的大量枝條就可以用于扦插[30]。
槭樹的繁殖方式同樣也包括有性繁殖和無性繁殖兩種方式,隨著近年國內槭樹的引種育苗熱潮,為獲得更多苗木,各種繁殖方式均有研究。經過多年探索和試驗,嫩枝扦插和硬枝扦插都有了技術性突破,成活率也得到了較大的提高。尹新彥等人通過對自由人槭扦插繁育技術進行試驗,采用正交試驗法,從插穗、基質、外源植物生長促進等方面對其成活影響進行研究,得出插穗是影響苗木質量的主要因素,之后是基質、植物生長促進劑。郝木征對自由人槭‘紅點’進行硬枝扦插試驗,結果表明:插穗生根屬于皮部生根類型,不定根生于插穗經過藥液處理莖段的中上部,突破皮層形成不定根;紅楓扦插生根的理想基質是珍珠巖;用濃度為2 000 mg·L-1的NAA處理紅楓插穗30 min可顯著提高扦插成活率,達到73%;硬枝扦插過程中,生根關聯酶的活性和趨勢有明顯改變[31]。
嫁接是我國古老的一種苗木培育技術,技術成熟,應用廣泛,果樹育苗及品種改良、優良林木的生產作業中經常用到,一般技術人員都可以迅速掌握。影響嫁接成活率的因素包括樹木本身的特性和外部環境,樹木本身的特性包含嫁接的親和力和樹木的種類,外部環境指的就是環境因素,即溫度、濕度和光照[32]。在我國,紅楓的扦插繁殖存在一定難度,成活率低,主要是依靠嫁接繁殖,一般以 1~2年生的秀麗槭、毛果槭為砧木,以紅楓1~2 a枝條為接穗進行嫁接。也有用普通復葉槭作砧木來嫁接其他彩葉復葉槭的。以五角楓為砧木,以自由人槭 1~2年生枝條為接穗進行嫁接的試驗結果表明,芽接的成活率高于枝接的成活率,嫁接芽的萌動和展葉時間沒有明顯差別[33]。目前自由人槭的嫁接繁殖技術在生產上還未大量推廣,嫁接后的生長狀況和性狀表現還需進一步觀察。
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A
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1005-5215(2017)09-0095-03
2017-06-23
林業公益行業科技專項(2014044202-05)
張景根(1963-),男,遼寧朝陽人,大專,工程師,現從事林木引種繁育研究.