夏明瑞,王 鑫,田玉童,徐振華,4,劉春鵬,4,李向軍,4,李新利,4
(1.邢臺(tái)市林業(yè)局,河北 邢臺(tái)054000;2.河北省林業(yè)和草原科學(xué)研究院,河北 石家莊050061;3.石家莊市動(dòng)物園管理處,河北 石家莊050020;4.河北省林木良種技術(shù)創(chuàng)新中心,河北 石家莊050061)
毛白楊是我國特有的鄉(xiāng)土樹種,具有生長快、干形好、材質(zhì)優(yōu)、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn),是培育具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的膠合板材的首選樹種,在河北省平原地區(qū)營造用材林、農(nóng)田林網(wǎng)建設(shè)和城鄉(xiāng)綠化中應(yīng)用廣泛[1]。然而,毛白楊卻存在嚴(yán)重的緩苗現(xiàn)象,大大限制了其規(guī)?;N植生產(chǎn)。因此,毛白楊緩苗現(xiàn)象是如何形成的,以及如何縮短毛白楊的緩苗周期,是林業(yè)科技工作者需要探討和解決的問題。本文圍繞毛白楊緩苗期這一問題,查閱了大量相關(guān)文獻(xiàn),并對(duì)以往相關(guān)研究進(jìn)行了分析總結(jié),在此基礎(chǔ)上,提出了今后的研究方向,以期為毛白楊相關(guān)研究提供幫助,進(jìn)而從根本上解決毛白楊緩苗期的問題,促進(jìn)毛白楊以及整個(gè)楊樹產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
我國是木材資源消費(fèi)大國,每年木材量消耗達(dá)6億m3,排名世界第一。所需木材資源超過50%來源于國外,僅憑國內(nèi)木材產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足需求[2]。楊樹大多生長迅速,且適應(yīng)性較強(qiáng),被廣泛用于人工用材林建設(shè),其產(chǎn)量占國內(nèi)木材總量的18.14%,是國內(nèi)木材生產(chǎn)的主要來源之一[3-4]。因此,大力發(fā)展楊樹生產(chǎn)一直是我國木材生產(chǎn)的重點(diǎn)工作之一。
與其他楊樹品種相比,毛白楊具有更加優(yōu)良的材質(zhì)特性[5-6]。自上世紀(jì)60年代起,一直在河北省楊樹造林中占主導(dǎo)地位,面積一直占楊樹造林總面積的70%以上,但到了90年代之后,其主導(dǎo)地位逐漸被新引進(jìn)的歐美107楊等黑楊派品種所取代。目前全省毛白楊栽培面積不到楊樹栽培總面積的10%。
從中、長期經(jīng)營效益來看,毛白楊要優(yōu)于歐美107楊等黑楊派楊樹品種。其之所以會(huì)被歐美107楊等所取代,一方面是由于人們誤將楊樹“飛絮”污染全部歸咎于毛白楊,他們認(rèn)為只有毛白楊才存在飛絮。實(shí)則不然,楊樹屬于雌雄異株植物,成年楊樹雌株飛絮,而雄株不飛絮,而且不只毛白楊雌株飛絮,包括歐美107楊在內(nèi)的其他派系雌株也存在飛絮。我們采用毛白楊雄株進(jìn)行種植生產(chǎn),就能有效避免楊樹飛絮。另一方面是由于毛白楊定植后存在嚴(yán)重緩苗現(xiàn)象,前期生長極其緩慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美107楊等黑楊派樹種,具體表現(xiàn)為樹干彎曲、側(cè)枝下垂、葉片狹小稀疏、皮色干燥發(fā)灰、樹冠呈雞爪形等,林木生長極為緩慢,高、徑生長只有速生期的1/5和1/3,這種現(xiàn)象一般持續(xù)1~3a不等,將這一時(shí)期稱為緩苗期[7-8]。
正是由于毛白楊緩苗期的存在,使廣大林農(nóng)在造林時(shí)更傾向于選擇前期生長較快的歐美107楊等楊樹品種。因此,解決毛白楊定植后緩苗期較長的問題,是提高林農(nóng)選用毛白楊造林的積極性、增加毛白楊林經(jīng)營效益的關(guān)鍵。
闡明移栽后毛白楊緩苗期的形成機(jī)理,并在此基礎(chǔ)上研發(fā)出縮短毛白楊緩苗期的有效技術(shù)措施,是解決毛白楊緩苗期問題的根本途徑。
截止目前,有關(guān)林木緩苗期形成機(jī)理的研究較多,但以毛白楊為研究對(duì)象的相對(duì)較少。艾吉爾·阿不拉等[9]在對(duì)白榆等4個(gè)樹種的緩苗期內(nèi)的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等生理指標(biāo)分析的過程中,認(rèn)為不同樹種間的緩苗期與抗逆性有關(guān),抗逆性越強(qiáng),緩苗期越短。辛培剛等[10]通過對(duì)12種果樹苗木栽植早期的根系進(jìn)行了研究,其認(rèn)為苗木移栽后發(fā)根主要與樹種特性(如:耐寒、喜溫等)和對(duì)移栽斷根的反應(yīng)有關(guān)。王慶成等[11]在對(duì)水曲柳等6種苗木的緩苗特點(diǎn)的研究中,認(rèn)為緩苗速度取決于樹種的苗木等級(jí)以及生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、物候?qū)W等特性。周厚君等[12]從遺傳學(xué)角度探討了楊樹(銀腺楊84K)不定根的發(fā)生和發(fā)育,并分析了Pt GRF1/2d作為不定根形成的負(fù)調(diào)控因子調(diào)控不定根形成的機(jī)理。這些研究并非以毛白楊為研究對(duì)象,但卻也為探索毛白楊緩苗期的形成機(jī)理提供了重要借鑒和參考。朱永濤[13]以毛白楊為研究對(duì)象,對(duì)其栽植后生長障礙進(jìn)行了分析,認(rèn)為毛白楊緩苗期主要是由生根困難、栽植以及水肥、病蟲害管理不到位等原因造成的。裴保華等[14]以及鄭均寶等[15]認(rèn)為毛白楊插穗生根困難原因主要是其根原基數(shù)量少(只有沙蘭楊、北京楊等黑楊派、青楊派楊樹品種的50%以下),這是其遺傳性決定的。另外,他們發(fā)現(xiàn)活躍的生理狀態(tài),內(nèi)源生長抑制激素(ABA)含量的變化影響生根能力。他們的研究雖然不同于苗木移栽后緩苗期的研究,但這間接地說明毛白楊在移栽后的發(fā)根能力相對(duì)較弱。筆者認(rèn)為,其與毛白楊緩苗形成機(jī)理的研究存在很大相關(guān)性,其結(jié)論可以作為緩苗期研究的重要參考。
以上研究雖然從某一角度對(duì)毛白楊緩苗期形成原因進(jìn)行了闡述,但缺乏系統(tǒng)性,而且大多研究深度不夠,并未真正清晰地闡明毛白楊緩苗期的形成機(jī)理。
如何縮短毛白楊的緩苗期一直是毛白楊生產(chǎn)經(jīng)營亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。西北林學(xué)院張廷楨等[7]對(duì)毛白楊移栽后生長狀況進(jìn)行了簡單調(diào)查,認(rèn)為緩苗期并非毛白楊固有的特性,而與立地條件以及水肥管理水平息息相關(guān),移栽后加強(qiáng)水肥管理能夠大大縮短其緩苗期。王敏等[16]通過研究證明,苗期施肥能顯著提高楊樹苗木生長,并探索出施肥最佳配方,即:每株施N肥3g,P肥1.5g,K肥1.5g。董雯怡等[17]研究了采用水、氮、磷三因素耦合效應(yīng)對(duì)毛白楊苗木的影響,表明土壤水分與氮肥交互作用顯著,通過建立水肥耦合回歸模型,探尋出水肥調(diào)控的最佳組合為:土壤水分為田間持水量的73.37%,N肥為4.14g/株,P肥為1.41g/株,但這一結(jié)論是通過數(shù)學(xué)模型推算而來的,尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。這些研究主要是通過加強(qiáng)水肥管理措施,改善其外界生存環(huán)境,進(jìn)而保證其快速生長所需的良好環(huán)境。
此外,河北省林業(yè)研究所[8]通過研究認(rèn)為毛白楊定植后及時(shí)打頭控側(cè)能有效減緩毛白楊的緩苗現(xiàn)象。朱永濤[13]也認(rèn)為,合理修剪能夠有效預(yù)防毛白楊的緩苗問題。張繼華等[18]在誘導(dǎo)毛白楊根原基試驗(yàn)中,篩選出了最佳誘導(dǎo)劑-Q型育根素,并總結(jié)了相應(yīng)的施用方法,也取得了良好效果。但Q型育根素的成份僅僅說明含有維生素和激素,具體配方并未言明,其他文獻(xiàn)也未曾提及。筆者認(rèn)為,這兩種措施均是通過改變植物體內(nèi)相關(guān)生長激素的分配或形成,大大促進(jìn)苗木頂部生長或誘導(dǎo)新根形成,進(jìn)而達(dá)到苗木快速生長的目標(biāo)。
縱觀以上縮短毛白楊緩苗期的方法,雖然他們?cè)谝欢ǔ潭壬峡梢杂行Ь徑饷讞畹木徝绗F(xiàn)象,但尚未形成完整的技術(shù)體系,效果上也不盡人意。
較長的緩苗期依然是毛白楊木材生產(chǎn)中存在的主要瓶頸問題。目前,有關(guān)毛白楊緩苗期形成機(jī)理尚不清晰,縮短緩苗期的技術(shù)效果尚不明顯,因此,毛白楊緩苗期的研究尚處于初級(jí)階段,亟需進(jìn)行更深入機(jī)理研究和技術(shù)研發(fā)。筆者認(rèn)為,可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。
(1)調(diào)查毛白楊移栽后的生根情況,探討影響其生根的因素,并針對(duì)各種因素,研發(fā)促進(jìn)毛白楊快速生根的方法措施。
(2)分別在逆境(干旱、瘠薄、病蟲害等)和順境條件下,分析比較毛白楊移栽后生理生化等各項(xiàng)指標(biāo)變化規(guī)律的差異,探討外界環(huán)境對(duì)毛白楊緩苗期的影響,并開展精準(zhǔn)水肥管理技術(shù)的研發(fā)。
(3)從遺傳育種角度出發(fā),尤其從分子生物學(xué)角度入手,發(fā)掘毛白楊緩苗期的重要調(diào)控基因,利用轉(zhuǎn)基因、基因剔除等分子育種以及傳統(tǒng)的雜交育種等技術(shù)手段,創(chuàng)制無緩苗期或緩苗期短的毛白楊新品種。
毛白楊是我國特有的鄉(xiāng)土樹種,與其他楊樹品種相比,具有更加優(yōu)良的材質(zhì)特性。面臨國內(nèi)木材供應(yīng)嚴(yán)重不足的窘狀,大力發(fā)展毛白楊種植產(chǎn)業(yè)是解決該問題的有效途徑之一。較長的緩苗期是毛白楊大規(guī)模種植發(fā)展的瓶頸,因此,研究其緩苗期形成機(jī)理,并探索縮短緩苗期的有效措施,不僅能夠帶動(dòng)廣大林農(nóng)發(fā)家致富,而且能夠大大促進(jìn)楊樹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,彌補(bǔ)國家木材供應(yīng)的缺口,具有極其重要的意義。