簡光艷 李秀芬 朱建軍 李水根 李記開 池 堅
(1 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林木果樹研究所,上海市奉賢區(qū) 201403;2 安順學(xué)院,貴州省安順市 561099;3 上海種業(yè)(集團)有限公司,上海市松江區(qū) 201615)
海濱木槿[Hibiscus hamaboSieb. et Zucc.(Yellow Hibiscus)]又名海槿、海塘木、海塘樹,為錦葵科木槿屬落葉灌木或小喬木[1]。20世紀80年代,浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)的范文濤教授[2]采集到該樹種的標本并賦予其中文名稱。海濱木槿不僅具有半紅樹林樹種的生態(tài)適應(yīng)性和明顯的海陸過渡特征,還具有半紅樹林樹種的形態(tài)適應(yīng)特征,有旱生結(jié)構(gòu)和抗鹽適應(yīng)形態(tài),被稱為半紅樹林樹種[3]。目前,由于人為因素造成的破壞,該樹種已處于瀕危滅絕境地,被列為浙江省珍稀瀕危樹種[4]。近年來,人們對海濱木槿的研究越來越深入,海濱木槿也因其花色艷麗、花期長等因素得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在此背景下,筆者擬對海濱木槿的形態(tài)特征、自然分布與生態(tài)適應(yīng)性進行總結(jié),并對該樹種的研究與利用現(xiàn)狀進行介紹,從而對海濱木槿在推廣利用過程中存在的問題和利用前景進行分析,以期為海濱木槿的開發(fā)與利用提供參考。
海濱木槿株高可達5 m,樹冠濃密、呈扁球形,枝葉繁盛。該樹種枝干的每1節(jié)只長1張葉片,葉片在各節(jié)之間交互長出;葉面光滑平整,葉片肥厚飽滿,呈扁圓形、倒卵形或?qū)挼孤研?,葉片寬3.0 ~7.0 cm、長2.5~6.0 cm,11 月后葉片漸變?yōu)榧t色或黃色,12 月上旬至中旬落葉?;閮尚曰ǎㄝ?、花冠、雄蕊、雌蕊俱全;花萼長2 cm,花冠直徑為5.8 cm,生長于靠近葉腋的部位;花為單瓣花,形狀呈鐘狀,花形大而艷麗,花色為金黃色,花內(nèi)側(cè)基部為暗紫色、外部卷縮呈倒卵形;花期在6月下旬至10月上旬。果實呈三角狀卵形,長約2 cm,表面密集黃褐色、星狀絨毛和細剛毛;果實表皮裂開后露出種子,種子為褐色呈腎形,長約0.5 cm,具腺狀乳突[5-7]。
海濱木槿自然分布于浙江省舟山群島、福建省沿海島嶼以及朝鮮、日本等地[3],為強陽性樹種,適宜在陽光充足的空曠地區(qū)生長。海濱木槿根系發(fā)達,對土壤的適應(yīng)能力極強,具有耐鹽、耐水濕的特性。海濱木槿枝干的韌皮纖維質(zhì)地柔韌、富于彈力,地下根系盤旋交錯起固持作用,同時也具有一定的抗風(fēng)能力[5,8]。
據(jù)浙江省舟山市海涂綠化樹種生境調(diào)查,絕大部分的海濱木槿生長在海堤內(nèi)側(cè)堤身及留青地,土壤pH 為8.6,含鹽量為1.5~4.6 g/kg;極少量的海濱木槿可生長在沿海灘涂,土壤pH 為8.0,含鹽量為6.2~15 g/kg。
海濱木槿的育苗方式主要是播種育苗和扦插育苗。2008—2010年,孔慶躍等[9]在浙江省岱山縣進行了海濱木槿的播種和扦插繁殖試驗,同時調(diào)查了海濱木槿的果實成熟時間和采種時間。通過3 年的調(diào)查發(fā)現(xiàn),海濱木槿的最佳采種時間為10月中旬至11 月中旬;最佳播種時間為2 月底至3 月上旬,種子采用濕沙催芽,幼苗期用遮陽網(wǎng)遮陽是育苗成功的關(guān)鍵,發(fā)芽率可達81.7%;硬枝扦插時,用100 mg/L 生根粉處理的生根率最高,為84.0%,嫩枝扦插以200 mg/L 生根粉處理的生根率最高,為71.0%,可見,硬枝扦插成活率高于嫩枝扦插。李秀芬[10]等以60Co-γ為輻射源對海濱木槿的干種子進行輻照,發(fā)現(xiàn)小劑量 (50 Gy)輻照能加快海濱木槿種子出苗,其余輻照劑量會抑制種子出苗,海濱木槿種子輻照的半致死劑量為104.7 Gy。
海濱木槿具有極強的耐鹽能力。王秀麗[11]等以3年生海濱木槿為試驗材料,用不同濃度(50~400 mmol/L)的NaCl 處理1 個月后發(fā)現(xiàn),每株海濱木槿均未出現(xiàn)明顯的鹽害癥狀;在12月落葉時,用400 mmol/L NaCl 處理的海濱木槿仍全部存活,可見海濱木槿具有極強的耐鹽能力。薄鵬飛[12]等用不同濃度(50~400 mmol/L)的NaCl 處理海濱木槿,并對其抗氧化酶活性、抗氧化物質(zhì)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響進行分析,結(jié)果表明,海濱木槿具有較強的活性氧清除能力,同時具有較強的耐鹽能力和滲透調(diào)節(jié)能力,可在濱海鹽堿地內(nèi)正常生長。郭文琦[13]等引進海濱木槿等12個樹種,以篩選適宜在江蘇省沿海灘涂地區(qū)種植的綠化樹種,根據(jù)多種鹽脅迫及對土壤含鹽量進行測定分析,結(jié)果表明,海濱木槿能在含鹽量為0.57%以下的土壤中種植。黃超群[14]等以二年生海濱木槿盆栽實生苗為試材,用不同質(zhì)量分數(shù)(0~4%)的NaCl 溶液脅迫該樹種,從植株上選取相同部位的功能葉測定其各項生理指標,每隔4~5 d 加相應(yīng)NaCl 溶液1 次,連續(xù)處理2~3 次,結(jié)果表明,隨著NaCl 濃度的增加和脅迫時間的延長,葉片葉綠素含量和POD 活性呈先升后降的趨勢,葉片質(zhì)膜相對透性和M D A 含量逐漸升高;NaCl 溶液處理10 d 后,不同濃度鹽脅迫的苗木均生長良好;處理15 d 后,3%以上鹽濃度處理的苗木生長停滯,而1%、2%鹽濃度處理的苗木生長未受到明顯影響。孫慧[15]等研究了150、300 mmol/L 兩種NaCl 溶液處理對海濱木槿子葉期幼苗和早期幼苗AsA-GSH(抗壞血酸- 谷胱甘肽)循環(huán)的影響(采用沙培方式育種),結(jié)果表明,由于子葉期幼苗的器官發(fā)育不完善,隨著NaCl 濃度的升高,AsA 含量表現(xiàn)出下降的趨勢,在鹽濃度為300 mmol/L 時,AsA 含量最低;NaCl 濃度的升高不僅不會影響早期幼苗的AsA 含量,反而能增強AsA 和GSH 的合成能力。由此說明,維持高水平的AsA、GSH 含量,有助于及時清除活性氧;分析其作用原理,由于海濱木槿子葉和葉片中O2的產(chǎn)生速率和H2O2含量均隨NaCl濃度的升高而升高,即鹽脅迫會引發(fā)氧化脅迫,導(dǎo)致子葉和早期幼苗中活性氧積累造成損傷;海濱木槿通過提高AsA-GSH 循環(huán)中抗氧化酶活性及抗氧化物質(zhì)含量來清除鹽脅迫產(chǎn)生的活性氧,從而體現(xiàn)出AsA-GSH 循環(huán)在鹽脅迫不同幼苗中的關(guān)鍵作用,該循環(huán)系統(tǒng)從子葉期到早期幼苗的逐步完善,增強了海濱木槿的耐鹽能力。
海濱木槿具有較強的耐旱、耐水濕性。鄭文炳[16]等在南沙島灘涂進行了海濱木槿的試種試驗,發(fā)現(xiàn)海濱木槿的成活率與海水潮位明顯相關(guān),潮位低時成活率也低,試驗中能成活的最低潮位為中間潮位線上36.6 cm,低于這個潮位的樹種全部死亡,而潮位在104.5 cm以上的樹種成活率達89.9%。2009年缸爿山島開發(fā)了一個海濱木槿造林種植項目,海濱木槿適宜種植時間為3月中旬到4月上旬,整個項目的起止時間是4月29日—6月21日;據(jù)施工記錄,海濱木槿種植后,在連續(xù)25 d 高溫?zé)o雨的情況下,苗木都抽枝長葉,新稍長達10 cm 以上;在無淡水澆灌的情況下,9月4日項目驗收時,海堤內(nèi)種植的苗木成活率在 95%以上;在漲潮時會被海水浸泡的海涂上種植,苗木的成活率也在20%以上[17]。1995年春,在土壤為石沙土、土層厚度僅10~15 cm 的定海西門滕坑灣樹木園近山脊的造林地內(nèi)引進種植了多種闊葉樹種, 因夏秋久旱無雨,很多樹種成活率低,而海濱木槿卻能正常生長[5-7]。2010 年5 月,吳統(tǒng)貴[18]等在浙江省慈溪市的杭州灣濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)定位研究站,通過模擬海水水淹,探討不同海水水淹程度下海濱木槿扦插苗的光合特性,結(jié)果發(fā)現(xiàn),海濱木槿最大凈光合速率隨著水淹脅迫的增加而逐漸下降,而光補償點逐漸增加,在水淹脅迫6 h內(nèi),海濱木槿仍可正常生長。
1994 年,先后在浙江、上海、安徽、江西、福建、山東、北京等地進行了海濱木槿的引種,結(jié)果發(fā)現(xiàn),海濱木槿在北京、山東等北方地區(qū)不能露地越冬[5]。孫醉君[19]等于1998年從浙江省舟山市引種10余株海濱木槿實生苗,種植在南京中山植物園內(nèi),2003 年海濱木槿開花結(jié)實,經(jīng)過采種、播種后獲得一批海濱木槿實生苗,然后對抗凍能力強且生長快的植株進行扦插擴繁,成功繁育扦插苗1 000多株,并在浙江寧海建立了擴繁基地,繁育苗木5萬株。江蘇省中國科學(xué)院植物研究所于2006年春承擔(dān)了“江蘇洋口港臨港工業(yè)區(qū)耐鹽綠化樹種引種試驗”項目,將繁育的海濱木槿種植在江蘇省如東縣沿海鹽堿化土壤中,結(jié)果發(fā)現(xiàn),這批海濱木槿生長良好,未發(fā)生凍害,從而使海濱木槿的適生范圍擴大到蘇北地區(qū);這種通過成功引種馴化并篩選獲得的種苗,在耐寒性方面要優(yōu)于原種,既可在江蘇省重鹽土地區(qū)作造林綠化種植,又可作為防護林,以固持當(dāng)?shù)氐暮5掏馏w[20]。
1979年秋,我國第10號臺風(fēng)過境時,恰遇天文大潮,寧波市普陀區(qū)有74 條海堤被沖毀,其中480 m 無林帶掩蔽的大堤被破壞,而海濱木槿林帶保護的240 m 大堤完好無損,由此說明,海濱木槿可作為消浪林和海堤防護林的重要樹種。
2010 年6 月,寧波市引進海濱木槿種植于鹽堿地,春秋季降雨量小,該樹種的蒸騰作用可取代鹽堿地土壤的蒸發(fā)作用,從而抑制鹽分在地表的聚積,防止返鹽;夏季氣溫高、降雨量大,該樹種根部發(fā)達可促使土壤疏松,從而提高土壤的滲透性,增強其淋鹽作用[16]。由此說明,海濱木槿可作為改良土壤的新優(yōu)樹種。
2007年12月,江蘇省成功引種海濱木槿,在當(dāng)?shù)匮睾V佧}土地區(qū),既能耐鹽堿又具有觀賞價值的綠化樹種非常稀少,而該樹種具有一定的耐鹽堿能力,是江蘇省重鹽土地區(qū)綠化樹種的最佳選擇。有報道稱,海濱木槿的引種研究,填補了江蘇省沿海重鹽土綠化景觀樹種的空白[19]。由此說明,海濱木槿可作為海岸林帶綠化樹種。
海濱木槿耐寒性弱,在長江以北地區(qū)種植時會有凍害發(fā)生,在冬季寒冷的氣候條件下,必須在室內(nèi)生長,在室外種植受凍嚴重會導(dǎo)致植株死亡,故該樹種盡管在江蘇省蘇北地區(qū)引種已取得成功,但未在當(dāng)?shù)剡M行大面積的種植推廣。同時,海濱木槿的育苗相對滯后,市場上苗木的價格偏貴,且數(shù)量少,限制了其在造林綠化中的應(yīng)用。此外,關(guān)于海濱木槿的研究還不夠深入和全面,這限制了海濱木槿的進一步推廣利用。
4.2.1 作為綠化中的景觀植物
海濱木槿花期長,花大而艷麗,花冠為金黃色,具有獨特的觀賞價值,在園林綠化中既可用作灌木種植于公園小徑旁,又可用作花籬、綠籬、行道樹和庭院綠化,同時還可種植于草坪、廣場、池邊、山坡、 橋頭、建筑的入口或地形起伏的綠地。此外,該樹種對氯氣、二氧化硫等有害氣體有較強的抵抗性,且能凈化空氣,還可用于廠礦綠化[21]。
4.2.2 用于開發(fā)安全保健品食材
在藥用、食用、保健等方面,海濱木槿也有廣泛的用途,如其根、莖、葉的提取物具有抗氧化活性,可作為天然的抗氧化物資源,或可通過現(xiàn)代先進的醫(yī)學(xué)手段,將其提煉加工制成藥品或保健品;其樹皮纖維發(fā)達,可用于制繩、造紙;其種子富含油脂,可榨出工業(yè)用油[6,22]。
4.2.3 作為鹽堿地綠化先鋒樹種
我國有大面積的鹽堿地,這些地區(qū)的土壤含鹽量偏高,造林難度較大;同時,在江浙、閩南沿海區(qū)域,因?qū)嵭袊4瞪吃焯?,造成陸地土壤貧瘠,很多樹種難以生長。而海濱木槿因適應(yīng)性較強,且具有耐鹽堿、抗海風(fēng)、耐旱、耐水濕等特性,無論是種植在內(nèi)陸或濱海的鹽堿地,還是種植在持水保肥性能極差的海濱沙土上,均能正常生長。因此,在這些區(qū)域內(nèi),海濱木槿可作為鹽堿地綠化先鋒樹種,進一步擴大種植范圍,從而為鹽堿地和海濱沙土的進一步開發(fā)和利用提供保障。