樟樹苗木類型對幼林生長及出油率的影響

賴曉超

(清遠市龍坪林場，廣東 清遠 513438)

1 引言

樟樹(Cinnamomumcamphora)又名香樟、芳樟、小葉樟，為我國特有樹種，屬國家二類保護植物。樟樹自然分布較廣，在我國北緯10°～34°，東經(jīng)88°～120°熱帶和亞熱帶區(qū)域均有生長，主產(chǎn)地為海南、臺灣、福建、江西、廣東、廣西、湖北、湖南等省區(qū)[1～3]。樟樹為喜溫樹種，根系發(fā)達，樹體生長高大，枝繁葉茂，萌芽更新力強。作為國際上香化產(chǎn)業(yè)使用頻率最高、用量最大的25種香料中，芳樟醇位居榜首[4～6]。樟樹是生產(chǎn)天然芳樟醇的主要樹種，其根、枝、葉、種子均可作為原材料[7～9]。

傳統(tǒng)天然香料芳樟醇的提取造成大量樟樹資源遭到破壞，林地水土流失，生態(tài)環(huán)境趨于惡化，發(fā)展樟樹人工林迫在眉睫。現(xiàn)代林業(yè)講究良種良法，為提升林分質(zhì)量，胡雪玲等[1]進行了區(qū)域性樟樹栽培試驗，認為樟樹種植具有地域性特征，要實現(xiàn)高產(chǎn)高效必須堅持適地適樹原則。種苗良種化是實現(xiàn)人工林科學集約經(jīng)營的前提與保障，鐘永達、吳茜等[10，12]學者先后選育出了一批適生性廣、應用價值高的樟樹新品系。然而，在發(fā)展樟樹人工原料林過程中，由于樟樹品系混雜，苗木選優(yōu)質(zhì)量控制不嚴格，造林后的林分生長量與生物產(chǎn)量偏小，枝葉芳樟油的得油率低。此外，楊海寬、胡珊、楊素華等[13～15]發(fā)現(xiàn)，樟樹油主成分含量不一，化學活性差異較大。這些導致了芳樟油產(chǎn)品質(zhì)量不高，市場價格低，樟樹產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重受阻。在良種選育基礎上，通過無性繁殖保持親本遺傳性狀培育優(yōu)良無性系苗木，是改善林分質(zhì)量，提高林地生產(chǎn)力的有效途徑。組培、扦插、嫁接是生產(chǎn)中最為常用的幾種無性快繁技術，目前有關苗木類型對樟樹生長及出油率相關方面的報道尚鮮少見。基于此，本文探討了苗木類型對樟樹幼林生長及出油率方面的影響，以期為樟樹育林中苗木質(zhì)量的標準規(guī)范化提供科學參考。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗地位于廣東清遠市陽山縣楊梅鎮(zhèn)楊梅林場，地理位置東經(jīng)112°33′27″，北緯24°5′55″，年平均氣溫20.3 ℃，年降雨量1850 mm，立地類型為緩坡山地，海拔402～466 m，黃壤或紅壤。

2.2 試驗林營建

造林前進行清雜，沿等高線穴狀整地，規(guī)格為40 cm×40 cm×30 cm，種植密度370株/畝。基肥為鈣鎂磷肥，0.3 kg/穴，每年鏟草撫育2次，追施復合肥0.2 kg/(株·次)。種植苗木采用組培苗、扦插苗和嫁接苗3種類型苗木，遺傳基礎相同，均來源于優(yōu)選的芳樟醇型樟樹優(yōu)株，對選擇的樟樹優(yōu)株的芳樟油得油率和芳樟醇含量、樟腦含量等主成份均達QB/T2240-96 技術標準要求。苗木培育時，先采集穗條于苗圃培育嫁接苗，再以嫁接成活苗新抽嫩梢為外植體進行組培苗繁育，最后以組培苗作為采穗母株生產(chǎn)扦插苗。選擇高徑生長量無統(tǒng)計學上顯著差異的一年生3種類型苗木在春季3～4月份進行試驗林營建，造林3個月后調(diào)查造林成活率，造林當年年底統(tǒng)計造林保存率，在造林1、2、3年時進行生長量及得油率方面分析。

2.3 指標調(diào)查分析

2.3.1 幼林生長量調(diào)查

每種苗木試驗林設置4個20 m×20 m大小樣地，進行每木檢尺調(diào)查樹高、地徑、冠幅大小。在樣地中采用五點取樣法，每樣地選擇5株樹進行單株生物量鮮重測定。

2.3.2 幼林得油率分析

采用四分法采集樣品，樣品重約1 kg，用塑料袋保鮮帶回實驗室進行測試分析。芳樟油提取采用水蒸氣蒸餾法，芳樟油主成分分析采用惠普HP-5890A氣相色譜儀和島津QP5050A氣質(zhì)聯(lián)用儀等分析儀器。氣相色譜分析條件為：彈性石英毛細管柱AT-35(60m×0.25mm×0.25μm)，載氣為氮氣，程序升溫開始是80 ℃(1 min)，以 5 ℃/min 升至220 ℃，進樣口250 ℃，汽化室250 ℃，分流比1∶50，進樣量0.2 μL，數(shù)據(jù)處理為威瑪龍數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。質(zhì)譜分析條件為：彈性石英毛細管柱AT-35(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣為高純氦氣，程序升溫開始是80 ℃(1 min)，以3 ℃/min升至180 ℃，再以5 ℃/min 升至220 ℃，進樣口250 ℃，接口270 ℃，手動進樣，分流比1∶50，EI離子源，電離電壓70 eV，柱前壓47 kPa，電子倍增器1.2 kV，掃描范圍33～800 amu，全掃描方式，進樣量0.2 μL。對芳樟油主成份測試分析數(shù)據(jù)，應用威瑪龍數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)進行處理。

2.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel軟件進行處理，用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件進行方差分析、LSD多重比較與2個處理間t-test差異性檢驗(α=0.05)。

3 結果與分析

3.1 對造林效果的影響

采用樟樹不同繁殖類型的苗木進行造林，通過對造林后的成活率和保存率進行跟蹤調(diào)查，其統(tǒng)計結果如圖1所示。以樟樹組培苗、扦插苗造林的成活率和保存率偏高，二項指標無顯著差異，均達到95%以上，而以嫁接苗造林后其成活率和保存率相對較低，且兩項指標間差異顯著，分別為92%和84%。造林成活率與保存率主要受到苗木質(zhì)量與環(huán)境適應能力的影響。本試驗雖以高徑生長量無顯著差異的組培苗、嫁接苗和扦插苗進行造林，但苗木根系質(zhì)量差異較大。樟樹組培苗與扦插苗的須根多、根系發(fā)達，對野外環(huán)境表現(xiàn)出較強的適應性，而嫁接苗的砧木為實生苗，其根系雖有主根，但側根較少，造林后恢復時間長，這可能是造成嫁接苗造林成活率和保存率偏低的重要原因。

3.2 對幼林生長的影響

在樟樹組培苗、扦插苗和嫁接苗造林后第1～3年，對試驗林進行樹高、地徑和冠幅生長量的測定。由表1可知，來源于3種不同繁殖類型苗木的樟樹幼林中，整體上以組培苗造林的幼林生長勢表現(xiàn)最好。其中，1年生時組培苗幼林樹高較扦插苗、嫁接苗幼林增加40%，冠幅增加44%。造林2年時，組培苗、扦插苗幼林樹高、地徑均顯著高于嫁接苗幼林，但扦插苗、嫁接苗幼林冠幅大小無差異。在造林第3年，組培苗、扦插苗幼林的樹高、地徑和冠幅無差異，均顯著高于嫁接苗幼林。這說明，在不同類型苗木的林分中，組培苗幼林總體表現(xiàn)出生長快，枝繁葉茂、郁閉度大；扦插苗幼林次之，早期生長較慢但后期恢復后長勢較好；相對而言，嫁接苗幼林的生長勢整體較弱。

注：圖中不同小寫字母表示同一指標不同苗木類型間顯著性差異，不同大寫字母表示同一類型苗木幼林造林成活率與保存率間顯著性差異(α=0.05)。

表1 不同類型苗木樟樹幼林生長情況

3.3 對幼林生物量的影響

從圖2可知，隨著林齡增加，各苗木類型幼林生物量呈顯著增加的趨勢。但在任一林齡，整體上以組培苗幼林的單株生物量最大，其次是扦插苗，嫁接苗最小。其中，在造林1年時，組培苗與扦插苗幼林單株生物量無顯著差異，但造林2年后，組培苗幼林單株生物量明顯高于扦插苗。這進一步表明，3種類型苗木幼林的生長勢表現(xiàn)為：組培苗>扦插苗>嫁接苗。

注：圖中不同小寫字母表示同一林齡不同苗木類型間顯著性差異，不同大寫字母表示同一類型苗木不同林齡幼林間顯著性差異(α=0.05)。

樟樹萌芽能力強，在保留伐樁的情況下能萌芽成林。因此，生產(chǎn)中進行芳樟油提取時，多進行地上部分枝葉莖的采收。為進一步分析來源于組培苗、扦插苗、嫁接苗的幼林生物量分配規(guī)律，以3年生幼林為研究對象，對各營養(yǎng)器官生物量進行了測定。

注：圖中不同小寫字母表示同一器官不同苗木類型間顯著性差異，不同大寫字母表示同一類型苗木不同器官間顯著性差異(α=0.05)。

由圖3可以看出，在不同繁殖類型苗木的樟樹幼林中，不同組織器官的生物量差異顯著。在單株各器官生物量分配中，整體上以枝生物量所占比例最大，3種類型苗木幼林單株的地上部分生物量占全株生物量百分率的大小表現(xiàn)為：組培苗(86%)>扦插苗(79%)>嫁接苗(76%)。這說明，樟樹組培苗枝繁葉茂，光合能力強，能量物質(zhì)積累多，生物量大，而扦插苗幼林次之，嫁接苗幼林最低。

3.4 對得油率的影響

為探索經(jīng)不同途徑繁殖培育的樟樹苗木在造林后其得油率及主成份是否會發(fā)生變異，對造林后1～3年生組培苗、扦插苗、嫁接苗幼林植株地上部分的得油率以及芳樟醇、樟腦等主成分進行了分析(表2)。

表2 不同類型苗木樟樹幼林得油情況

表2分析測試結果表明，造林后第3年各類型苗木幼林得油率較造林第1～2年顯著增加，但含醇量、芳樟醇、樟腦含量無明顯變化。為進一步探究芳樟醇產(chǎn)量的變化，統(tǒng)計了3種類型苗木3年生幼林芳樟醇產(chǎn)量的差異。結果表明，單株、畝產(chǎn)的芳樟醇產(chǎn)量大小均表現(xiàn)為：組培苗>扦插苗>嫁接苗。這說明，總醇量、芳樟醇和樟腦成分在不同苗木類型和不同林齡間具有一致性，均保持著母本芳樟油的優(yōu)質(zhì)性，而得油率不受苗木類型影響，但在不同林齡間差異顯著，在造林第3年各類型苗木幼林得油率均達到最高。

4 結論與討論

苗木類型影響樟樹幼林造林效果，整體上表現(xiàn)為：組培苗≈扦插苗>嫁接苗。樟樹經(jīng)過組培、扦插方式繁殖的苗木，與實生苗相比，重建根系側根發(fā)達，根系質(zhì)量明顯改善。以往研究表明，根系好壞直接影響植株對環(huán)境的適應能力[16]。苗木從圃地運輸至野外進行種植，生境條件變化較大，在水分、營養(yǎng)條件方面多面臨虧缺現(xiàn)象，加之林地中存在大量生長迅速的草本、灌木，生態(tài)競爭激烈。發(fā)達的根系能加強植物的環(huán)境競爭能力，促進植物生長，進行提升林木造林成活率與保存率。因此，在立地質(zhì)量較差的林地進行樟樹造林時，為保障造林效果，建議優(yōu)先選擇組培、扦插苗。

不同苗木類型樟樹幼林樹高、地徑與冠幅生長量差異顯著。造林1～3年，組培苗樹高、地徑及冠幅生長量表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢，這可能與組培苗中殘留較多的內(nèi)源激素有關。在植物組織培養(yǎng)過程中，通常需要在培養(yǎng)基添加生長素、細胞分裂素以誘導細胞分化形成再生植株[17～19]。研究發(fā)現(xiàn)，樟樹在長期離體培養(yǎng)中，繁殖材料會出現(xiàn)退化，葉器官分化困難[20，21]，這說明樟樹組培苗中存在激素殘留現(xiàn)象。進行野外訓化種植時，在激素作用下，植株營養(yǎng)生長旺盛，這可能是導致樟樹組培苗較扦插、嫁接苗營養(yǎng)生長旺盛的原因。相對地，嫁接苗的營養(yǎng)生長勢在本試驗供試3種類型苗木中就表現(xiàn)出明顯最弱。值得一提的是，扦插苗在造林初期(≤1年)，樹高、冠幅生長量介于組培苗與扦插苗之間，而在造林2～3時，生長量與組培苗無顯著差異。這說明，相較組培苗，扦插苗在野外林地早期恢復較慢，但后期表現(xiàn)出較高的生長量。扦插技術相較組培而言，操作簡單，成本低，在生產(chǎn)上應用更為廣泛。造林2～3年后樟樹組培、扦插苗間生長量的無顯著性表明樟樹扦插苗在生產(chǎn)中具有較好的推廣潛力。此外，基于組培苗的高生長量，為提高樟樹營養(yǎng)生長，可適當噴施一些外源性生長調(diào)節(jié)劑，但具體噴施種類與劑量還需進一步研究。

苗木類型對樟樹親本遺傳性狀無影響，得油率及芳樟油主成分無顯著差異，但由于組培苗營養(yǎng)生長最為旺盛，造林2～3年時顯著高于扦插、嫁接苗，生長量最大，且其地上部分枝葉莖占植株生長量比率較扦插、嫁接苗多7%～10%。因此，在應用組培苗造林第3年時，單株、畝產(chǎn)芳樟醇產(chǎn)量最高，較扦插、嫁接苗幼林提升了45%～112%。這表明，組培、扦苗、嫁接任一苗木營養(yǎng)繁殖類型培育的苗木，均能穩(wěn)定遺傳親本優(yōu)良性狀，但考慮到芳樟醇的經(jīng)濟產(chǎn)出，建議以組培苗為主，其次為扦插苗，嫁接苗造林效果較差，產(chǎn)出低，不宜作為主要的樟樹造林苗木類型。此外，考慮到得油率雖不受苗木類型的影響，但相較造林1～2年，在造林第3年得油率顯著增加。目前在樟樹枝葉采收中，林農(nóng)種植者為縮短經(jīng)營周期，會盡量縮短種植時間，但是否種植時間越長，得油率越高，這需進一步進行分析，從而建立科學合理的種植方案。