楊逢志
(福州市林業局,福建 福州 350007)
香樟(Cinnamomumcamphora(L.) Presl.),是一種優良的城市綠化、美化和用材經濟樹種[1]。香樟木材材質細密、結構均勻、切面光滑、色澤明亮、紋理交錯、香氣濃郁,還具有防蛀耐腐和釘著力強等特點,常作為家具、建筑、裝飾、造船和雕刻的上等材料進行使用[2,3]。目前大部分學者開展的是香樟油用方面的研究[4-7],比如張北紅等學者從香樟油用角度出發,開展對香樟精油積累規律、影響因素和主要特點等研究[8],劉揚等學者研究對比了水蒸餾技術、超臨界CO2萃取技術、索氏提取技術等香樟精油提取工藝的應用[9]。香樟材用方面性狀研究較薄弱,僅發現有學者邱群通過研究材用香樟子代家系的生長性狀,發現子代存在性狀分化問題[10],有學者鄒智謹以福建省松溪國有林場、福建省國有南平市郊教學林場、福建省永安林業股份有限公司燕山采育場、福建省永安東坡國有林場為試驗地,研究香樟不同家系生長特性,并選出家系6個和優良單株12株,其材積現實遺傳增益均高于300%[11]。
扦插和組培是目前香樟無性繁殖的主要方式。有研究發現,春季選擇硬枝扦插,夏季選擇嫩枝扦插效果為宜[12];以當年生樟樹帶芽莖段為外植體進行組培,最適腋芽誘導培養基為MS+1.00 mg/L6-BA+(0.01~0.10 mg/L)NAA[13]。材用香樟優樹嫁接技術、種子園營建技術和良種選育的研究鮮見報道,嚴重不利于材用香樟的推廣以及應用[14]。王建軍等學者在針對樟樹觀賞新品種嫁接試驗中發現,選擇砧木為3年生或以上樟樹苗,接穗為2年生春、夏枝,劈接位置為離地50 cm以上時對嫁接成活率、生長量及景觀效果等綜合因素效果最佳[15];龍腦樟嫁接育苗試驗中,用保存時間0 d的半木質化接穗、砧木年齡為3 a和嫁接高度為15~25 cm嫁接存活率最高[16]。
材用香樟嫁接無性系繁殖技術相比于種子繁殖育苗,常常具有生長整齊、經濟適用等優勢,最主要還能夠穩定延續材用香樟優樹母株的各種優良性狀,這不僅可以解決種子育苗過程中子代性狀分化的問題,而且還可以實現材用香樟種苗生產快速繁殖及大面積造林,適合應用推廣。本試驗通過分析不同嫁接條件對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度的影響,初步探索解決嫁接技術難關,以獲取最佳嫁接條件,為培養材用香樟優良苗木提供理論依據。
試驗地位于福建省永安林業(集團)股份有限公司種苗中心(N25°58′,E117°23′),年均氣溫17 ℃,年均降水量1760 mm;試驗地均是紅壤,有機質含量高。
2.2.1 砧木的選擇
選用福建省永安林業(集團)股份有限公司種苗中心提供的品系普通的香樟砧木。
2.2.2 接穗的采集
選取樹干紋理通直、生長健壯、自然整枝條良好(枝下高與樹高比強大度)、無病蟲害的香樟作為材用香樟優樹。經過復選,選擇出了10株不同品系的優樹,其中包括永安市西坑村山場的優樹6株(造林時間為1960年)和南平市郊林場的優樹4株(造林時間為1962年)。采集位于優樹中上部外圍的當年生枝條,保留1~2個腋芽,芽點飽滿作為材用香樟的接穗。
嫁接方式:切接、劈接、芽接共3個處理;嫁接高度:<15 cm、15~30 cm、>30 cm共3個處理;接穗木質化程度:木質化、半木質化共2個處理;砧木年齡:1 a、2 a、3 a共3個處理;優樹接穗品系永安優1#-6#、南平優7#-10#共10個處理。利用嫁接高度、砧木年齡和嫁接方法組成3因素3水平L9(34)的正交試驗。以上每個處理均10株(重復3次)。
嫁接前管理:在準備實施嫁接前半年對香樟砧木苗間的雜草雜枝雜物進行清除整理,并對砧木樹體進行修剪和病蟲害的防治。嫁接的前1d對香樟砧木淋透水,保證嫁接時砧木的含水量和空氣濕度。
嫁接后管理:對砧木上的萌芽進行抹除,澆水保持土壤濕度,確保捆扎嫁接苗傷口位置的薄膜不漏氣,不滲水,防止日灼和病蟲害。定期觀察接穗萌芽的生長發育狀況并做記錄。嫁接后50 d,調査統計嫁接苗存活率和接穗新梢長度。
嫁接結束后第50 d,調查不同處理下材用香樟嫁接苗的存活率并測量新梢長度,同時利用IBM SPSS 22.0軟件對試驗數據進行分析,相關圖表均在Microsoft Excel中完成。
接穗的木質化程度對接穗的水勢和含水量以及相關生理活性有著密切關系,這些因素將對嫁接苗的存活率及新梢長度具有一定影響。由表1可知,接穗木質化和半木質化不同狀態下,材用香樟嫁接苗平均存活率分別為30.5%和43.8%,平均新梢長度分別為19.9cm和15.8cm。方差分析表明,半木質化的接穗對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度的效果要顯著好于木質化,這可能原因是木質化的接穗切面干燥,無法從砧木上正常吸取到足夠的養分和水分而導致營養不良,甚至嫁接苗逐漸產生褐化死亡。
3.2.1 不同優樹品系的接穗對材用香樟嫁接苗存活率的影響
優樹所處的生長環境不同,生理狀況品系也會有一些不同,這可能對材用香樟嫁接苗存活率產生一定的影響。如表2所示,不同優樹品系的接穗對材用香樟嫁接苗存活率呈顯著性差異。平均嫁接存活率最高的是永安優3#為44.4%,最低的是南平優10#為18.9%。試驗發現,南平優10#接穗嫁接到材用香樟一周后,接穗快速褐變至死亡。方差分析表明,采集永安優樹品系接穗試驗的材用香樟嫁接苗存活率均顯著高于南平優樹品系,永安優3#、優4#、優5#接穗對材用香樟嫁接苗存活率顯著高于其他品系,可能是嫁接傷口易形成催化性能的復合物質,與砧木親和力較強,導致嫁接苗存活率較高;而南平優7#、優8#、優9#、優10#較難形成這種復合物,與砧木親和力較差,嫁接苗存活率較低。
表1 不同木質化程度的接穗對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度的影響
3.2.2 不同優樹品系的接穗對材用香樟嫁接苗新梢長度的影響
如表2,不同優樹品系的接穗對材用香樟嫁接苗的新梢長度呈顯著性差異。材用香樟嫁接苗平均新梢長度最長的是永安優3#為21.0 cm,最短的是南平優10#為13.3 cm,兩者相差6.7 cm。方差分析表明,經永安優樹品系接穗處理的材用香樟嫁接苗新梢長度均顯著高于南平優樹品系,永安優4#與優5#、永安優2#與優6#接穗對材用香樟嫁接苗的新梢長度無顯著差異,南平優8#、優9#與優7#或優10#接穗對材用香樟嫁接苗的新梢長度無顯著差異;永安優3#接穗對材用香樟嫁接苗的新梢長度顯著長于其他優樹,這可能是永安優3#接穗與砧木親和力較好,切口形成層容易愈合,營養物質運輸順利導致的。
表2 不同優樹品系的接穗對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度的影響
正交試驗分析即充分利用標準化的正交表來安排試驗研究方案,并對試驗的結果進行系統計算和分析,最終可以達到減少試驗次數,縮短試驗周期的目的,并且迅速地找到能夠優化試驗方案的科學計算方法[17]。
由表3可知,嫁接高度、砧木年齡及嫁接方式對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度均有一定影響。由R值可知,各嫁接條件對材用香樟嫁接苗存活率的影響從大到小依次為砧木年齡、嫁接方法、嫁接高度,對材用香樟嫁接苗新梢長度的影響從大到小依次為嫁接方式、砧木年齡、嫁接高度。分析k值可知,最有利于材用香樟嫁接苗存活率和新梢長度的3個因子組合是嫁接高度15~30 cm、砧木年齡為3a、切接方式。
(1)半木質化接穗對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度的效果顯著高于木質化接穗。這可能是因為木質化接穗的刀口切面較干燥,養分較為分散,水分不足,當接穗與砧木結合時,傷口接面的細胞迅速木栓化,形成層不易愈合在一起,愈傷組織維管束橋產生難度大。因此,接穗就無法順利吸收到足夠的水分和營養物質,從而嫁接苗表現出芽體生長緩慢,逐漸褐化的現象.最終出現死亡。然而,半木質化接穗的嫁接苗情況則截然不同,其刀口切面濕度較為適中,養分較為集中豐富,接面細胞不易木栓化,愈傷組織維管束橋容易產生,接面的次生胞間連絲也順利形成,良性促進接穗和砧木之間水分和營養物質的傳導運輸,于是嫁接苗存活率也相應提高,接穗芽體也呈現旺盛生長以及抽梢成新梢的現象。
(2)不同優樹品系接穗對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度的影響均存在著顯著性差異。這可能與砧木和接穗的內含物或者內部結構存在差異有一定關系。嫁接親和力是嫁接后砧木和接穗愈合及生長發育的能力。親緣關系越近的砧木和接穗,生物學、遺傳等差異相對較小,親和力相對越強,嫁接木越易成活。嫁接組合會發生細胞的識別反應,并形成有催化性能的復合體,復合體將影響嫁接親和力[18]。永安優3#接穗對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度的效果均高于其他品系,這可能是因為永安優3#接穗和砧木的親緣關系較其他品系的優樹較近。永安優樹品系的材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度均顯著高于南平優樹品系,可能是南平市郊林場優樹接穗與在永安林業(集團)股份有限公司種苗中心培育的砧木親和力不夠。因此,嫁接時應盡量選取形態特征及生理特性與砧木有一定的相似性的優樹品系接穗,有利于愈傷組織的形成、形成層的愈合以及營養物質的運輸,可更好的提高嫁接苗存活率和促進新梢生長。
表3 香樟嫁接存活率和新梢長度的正交試驗結果
(3)通過對嫁接高度、砧木年齡及嫁接方法組成3因素3水平L9(34)的正交試驗分析,最有利于材用香樟嫁接苗存活率和新梢長度的3個因子組合是嫁接高度15~30 cm、砧木年齡為3 a、切接方式。不同嫁接高度對材用香樟嫁接苗存活率不存在顯著性差異,這可能是不同高度砧木其自身的生長特性及營養物質累計狀況差異不大。不同嫁接高度對材用香樟嫁接苗新梢長度存在顯著性差異,嫁接高度為15~30 cm時接穗新梢的生長效果最好,可能是該高度實施嫁接作業方便,也有便于嫁接后樹體的經營管理。不同砧木年齡對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度均存在著顯著性差異。觀察可發現當砧木年齡過小時,砧木木質化程度不夠,髓心較大,皮層薄,經常出現砧木和接穗形成層未及時愈合就已出現樹體的腐爛現象。但是,隨著砧木年齡的增加,砧木切口髓心變小,形成層面積増大,生理活性更加穩定,營養物質的供給更加順利,更有利于接穗對營養物質的吸收。因此生產上建議選擇3 a生的香樟砧木。不同嫁接方式對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度均存在著顯著性差異。可能的原因是使用切接方法,砧木和接穗接觸面積較大,受髓心部分的影響較小,形成層的愈合速度也較快,接穗的累積營養和水分沒有消耗太多,致使嫁接苗存活率高且新梢生長旺盛。因此,建議在生產上推廣切接方法,切接的操作方法較簡單且有利于嫁接存活率和新梢生長。
綜合考慮不同嫁接條件對材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度影響可知,最有利于材用香樟嫁接苗存活率及新梢長度的嫁接組合是嫁接高度(15~30 cm)+砧木年齡(3 a)+半木質化程度接穗+永安優3#接穗+切接方式。
有研究發現,合適的植物激素處理可以使沉水樟嫁接成活率更高[19];植物激素利于許多植物器官再生,高濃度IBA對樟樹插穗的生根能力有幫助,濃度3000 mg/L為宜[20,21]; 利于材用香樟幼林生長的施肥和修枝分別為復合肥225 g/株+修枝強度1/4[22]。可見影響嫁接苗存活率及新梢長度的因素很多,建議今后考慮對不同嫁接時間、砧木3a生以上、切口接面不同化學藥劑或者植物激素處理以及嫁接后管理方式(如:施肥和修枝)等方向進行進一步研究,提高材用香樟嫁接存活率及新梢生長能力,為人工香樟用材林提供理論基礎。