陳仁利,曾 杰
(中國林業(yè)科學(xué)研究院 熱帶林業(yè)研究所,廣東 廣州 510520)
檀香紫檀Pterocarpus santalinus又名小葉紫檀,為蝶形花科Papilionaceae紫檀屬Pterocarpus L.落葉喬木,天然分布于印度南部Andhra 邦的Cuddapah、Chittoor和Nellore地區(qū)及Tamil Nadu邦的Chengalput和北Arcot地區(qū)[1-2]。檀香紫檀是世界上最頂級的紅木樹種之一,其心材呈紫紅黑色或紫紅色,主要用于生產(chǎn)高檔家具、樂器、細木工及雕刻等;而且檀香紫檀的種子、樹皮和心材的提取物有具抗糖尿病、抗癌、護肝等功效,具有極高的藥用價值[3-5],在化妝品及染料制作等方面亦有重要價值[6]。
我國于20世紀50年代末引入檀香紫檀[7],并逐漸于海南各地及云南、廣西、廣東和福建等省區(qū)的南部地區(qū)小規(guī)模試種,表現(xiàn)出較強的適應(yīng)性。據(jù)調(diào)查,檀香紫檀在我國海南儋州、尖峰嶺等地生長良好,而且能夠正常開花結(jié)實[6,8]。檀香紫檀在云南、廣西、廣東和福建等省區(qū)南部雖能正常生長,但尚未見有開花結(jié)實的報道,可能是因為這些地區(qū)積溫不足的緣故。目前,在海南能夠正常開花結(jié)實的母樹不到50株,而印度原產(chǎn)國對檀香紫檀種質(zhì)材料的嚴格控制,使得種苗短缺成為制約我國檀香紫檀種植業(yè)發(fā)展的首要問題。因此,營建檀香紫檀采種園是解決種苗短缺的重要途徑。異砧嫁接是提高樹種適應(yīng)性[9]、擴繁珍稀樹種苗木[10]、提早開花結(jié)實[11-12]的有效措施之一。我們通過多年的試驗研究,已開發(fā)出檀香紫檀異砧嫁接促進提早結(jié)實技術(shù),并以印度紫檀P. indicus或大果紫檀P. macrocarpus大樹為砧木,在海南尖峰嶺建立了檀香紫檀采種園,為采種園的規(guī)模發(fā)展提供技術(shù)支撐,亦為檀香紫檀優(yōu)良種質(zhì)材料的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。文中簡要介紹嫁接采種園營建關(guān)鍵技術(shù),并對建園的15個優(yōu)良無性系的生長變異情況進行測定與分析,現(xiàn)將研究結(jié)果分析報道如下。
由于檀香紫檀屬典型熱帶樹種,氣溫越高其生長越快、開花結(jié)實越早,因此,采種園宜建于海南島低海拔地區(qū)。應(yīng)選擇熱量充沛、地勢平緩、土層深厚、土壤肥沃且具灌溉條件的地方建園,考慮到海南為臺風(fēng)多發(fā)地區(qū),應(yīng)選擇背風(fēng)處,或者建立防風(fēng)林帶予以保護。
根據(jù)以往的經(jīng)驗,采用印度紫檀大樹作為砧木嫁接檀香紫檀,能夠迅速形成寬大樹冠[13];后期采用大果紫檀作為砧木嫁接,亦得出同樣的結(jié)果。因此,以印度紫檀或大果紫檀為砧木建園,其株行距為6 m×8 m或8 m×8 m。 于1—3月份,將胸徑在15 cm以上的印度紫檀或大果紫檀植株移栽并截干,使樹干保留在1.2~1.5 m的高度內(nèi)。移栽5~7 d后植株開始萌芽。萌條生長約1個月后,依萌條生長狀況和著生位置進行抹芽定株,原則上應(yīng)盡量保持萌條在各個方向上分布均勻,且不宜靠近截干傷口。每株樹保留5~10個粗壯萌條,其直徑以0.6~1.2 cm為宜。嫁接前截斷萌條,使萌條基部保留在10~15 cm的長度內(nèi)。
根據(jù)多年的嫁接實踐,檀香紫檀嫁接時間以2—4月份為宜,此時其腋芽較為飽滿,而且海南正處于旱季,氣溫高,嫁接易成活、新梢抽生快。從檀香紫檀結(jié)實優(yōu)樹的樹冠中上部采集腋芽飽滿的枝條作為接穗,及時剪除其葉片,并進行包裹與保濕處理。每條接穗長度為12~14 cm,保留2~3個飽滿芽,采用劈接法進行嫁接。
嫁接后,定期抹除印度紫檀或大果紫檀砧木上的萌條,以促進檀香紫檀新梢生長及主干形成。之后約10 d接穗萌發(fā)新芽,應(yīng)及時解除綁帶,除草施肥,分批次施尿素250~350 g·株-1,施農(nóng)家肥15~25 kg·株-1,施NPK復(fù)合肥500~700 g·株-1。待新梢長至20~30 cm后,依據(jù)其生長情況和著生方位再次進行主枝優(yōu)選,選擇健壯且均勻分布于樹干周圍的新梢,一般每株最終保留4~6個主枝。
試驗地位于海南省樂東縣尖峰嶺中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所試驗站(108°49′ E、18°42′ N),屬低緯度熱帶島嶼季風(fēng)氣候,年均氣溫24.5 ℃,≥10 ℃的年積溫9 000 ℃,最冷月平均氣溫19.4 ℃,最熱月平均氣溫27.3 ℃;年降水量1 200~1 600 mm,降水主要集中在6—10月,年平均相對濕度為80%。土壤為磚紅壤,地形平緩,海拔70 m。
嫁接用的砧木為試驗站種植的印度紫檀、大果紫檀實生大苗,胸徑為15.0~35.5 cm,接穗選用尖峰試驗站、儋州兩院、萬寧興隆3個地點干形較通直的檀香紫檀結(jié)實優(yōu)樹。15株優(yōu)樹的生長狀況見表1。
表1 15株檀香紫檀優(yōu)樹的生長表現(xiàn)Table 1 Growth performance of 15 plus trees of Pterocarpus santalinus
2015年1月將印度紫檀和大果紫檀大苗截干、移植,印度紫檀平均胸徑為(19.78±4.83)cm,移植200株,大果紫檀的平均胸徑為(16.74±2.94)cm,移植35株。造林株行距為6 m×8 m,3月份嫁接。運用CycDesigN version 2.0 軟件[14]設(shè)計無性系配置方案,采用前述大樹嫁接技術(shù)進行嫁接。
2017年9月(即嫁接2.5 a后)測量主枝長度、直徑和分枝數(shù)。主枝長度指嫁接部位至枝條頂部的距離,主枝直徑為嫁接部位上約4 cm處的直徑,分枝數(shù)量指以砧木為單位的各主枝上自然分枝數(shù)的均值。2018年2月調(diào)查采種園的結(jié)實情況。
應(yīng)用一般線性模型(GLM)進行單因素方差分析,分析過程中以砧木直徑作為協(xié)變量;基于邊際均值,采用LSD法進行多重比較。
檀香紫檀嫁接采種園各無性系的生長表現(xiàn)如表2所示。由表2可知,嫁接2.5 a后,15個無性系之間平均主枝長、主枝直徑和最大主枝長、主枝直徑均差異顯著(P<0.05),而各無性系的分枝數(shù)為3.5~4.5,其分枝數(shù)差異不顯著(P≥0.05)。平均主枝長以15號無性系為最大,其次為3、6、7、9、10和12號無性系,這些無性系與15號的差異均不顯著;而4、8和13號無性系的平均主枝長最小,均顯著低于上述各無性系。平均主枝直徑以12和15號無性系為最大,其次是6、9和10號無性系;8和13號最小,8、13號與4號差異均不顯著,卻均顯著低于其它無性系。15號無性系的平均主枝長和直徑比8號分別高31.14%和35.33%。最大主枝長以12和15號無性系最大,其次是3、5、6、7、9、10號無性系,這些無性系與12和15號差異均不顯著;8號無性系最小,顯著低于上述各無性系;15號無性系的最大主枝長比8號高45.69%。最大主枝直徑以12號最大,其次是6、9、10、15號無性系,這些無性系與12號的差異均不顯著;8和13號的差異最小,均顯著低于其它各無性系;12號無性系的最大主枝直徑比8號粗59.64%。綜合最大主枝長和最大主枝直徑兩個指標來看,12號無性系最優(yōu),其次為15號無性系。
接穗為15號無性系,分別以印度紫檀和大果紫檀為砧木嫁接檀香紫檀,其嫁接效果如表3所示。兩種砧木均獲得較高的嫁接成活率,印度紫檀和大果紫檀砧木的嫁接成活率分別為97.0%和94.3%,嫁接不成功者是由于砧木死亡造成的,換言之,兩種砧木的檀香紫檀嫁接成活率沒有明顯差異。
由表3可知,印度紫檀和大果紫檀兩種砧木間嫁接株的平均主枝長差異極顯著(P<0.01),其平均主枝直徑差異顯著(P<0.05),前者的平均主枝長和主枝直徑比后者分別高18.42%和13.35%。而其最大主枝長、最大主枝直徑及分枝數(shù)均無顯著差異(P≥0.05)。
表2 檀香紫檀嫁接采種園各無性系的生長表現(xiàn)?Table 2 Growth performance of Pterocarpus santalinus clones in its grafted orchard
表3 兩種砧木嫁接檀香紫檀的效果比較?Table 3 Growth comparison of Pterocarpus santalinus grafted on rootstocks of both species
嫁接后約3 a,在以印度紫檀為砧木嫁接的植株中,2、11、15號無性系各有兩株結(jié)實,6、7和14號無性系各有1株結(jié)實,其余無性系未見有結(jié)實植株。結(jié)實量以2號無性系的1個植株為最高(近1 000個莢果)。其次是15號無性系的2個植株,其結(jié)實量均在600個以上莢果,7號無性系植株的果莢數(shù)量接近100個,6和11號無性系植株各僅結(jié)有5個莢果。在以大果紫檀為砧木嫁接的植株中,15號無性系有1株結(jié)實,其結(jié)實量為300個以上莢果??傮w而言,2和15號無性系的結(jié)實量均為最大。
采用印度紫檀和大果紫檀大樹作為砧木營建檀香紫檀嫁接采種園,不同于銀杏Ginkgo biloba[15]、油茶Camellia oleifera[16-17]等高位換冠時直接在砧木上嫁接[15-16],其關(guān)鍵技術(shù)在于將接穗嫁接于砧木萌條上,其嫁接成活率在90%以上,明顯優(yōu)于以降香黃檀為砧木的嫁接方法[18]。嫁接后約3 a,6個無性系均有植株開花結(jié)實,其中,2、15號檀香紫檀無性系的結(jié)實量為最大。而檀香紫檀采用實生苗造林,年齡一般要達到15 a以上才開始開花結(jié)實[13],大量結(jié)實則更晚。從檀香紫檀采種園開花結(jié)實的初步觀察結(jié)果可以看出,利用異砧嫁接技術(shù)營建采種園,能夠迅速解決檀香紫檀種苗短缺的問題。
在15個檀香紫檀無性系中,12、15號無性系生長表現(xiàn)最優(yōu)。嫁接2.5 a后,12、15號無性系的平均主枝長生長量分別為1.58和1.76 m·a-1,平均主枝直徑生長量分別為2.12和2.13 cm·a-1。采種園附近條件類似的立地上苗齡為3.5 a的實生苗苗高和地徑生長量分別為1.20和1.58 cm·a-1;與之相比,僅有8號無性系的直徑生長量略低,其余無性系均優(yōu)于實生苗??紤]到1株砧木上保留了4~6個主枝,而且最優(yōu)主枝的生長量明顯高于實生苗,采種園內(nèi)檀香紫檀的生長表現(xiàn)遠遠優(yōu)于實生苗。其原因有如下兩點:一是在海南島印度紫檀和大果紫檀的生長均快于檀香紫檀,且其對土壤的適應(yīng)性強[6],以其作為砧木嫁接檀香紫檀,有助于加速檀香紫檀的生長;二是采用大樹作為砧木獲得的檀香紫檀嫁接株,其根系發(fā)達,對養(yǎng)分水分的吸收能力遠遠優(yōu)于檀香紫檀實生苗,這亦是其生長明顯加快之原因所在。
本研究僅為檀香紫檀采種園營建后約3 a的階段性觀測結(jié)果,今后將繼續(xù)觀測其生長表現(xiàn),同時加強開花結(jié)實方面的研究,探討各無性系間結(jié)實量差異及采種園的管理技術(shù)。根據(jù)檀香紫檀采種園嫁接株的生長表現(xiàn),還可以獲得檀香紫檀人工林發(fā)展的一個新思路:鑒于印度紫檀生長速度快的特性,可以考慮先種植印度紫檀,在海南島,其胸徑生長量高達5 cm·a-1[6],幾年后嫁接檀香紫檀,可迅速將樹體轉(zhuǎn)換為檀香紫檀[13],這能極大地提高檀香紫檀的木材產(chǎn)量,亦是今后研究的方向。