劉振湘 李榮生 鄒文濤 余 紐 楊錦昌
(中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所/熱帶林業(yè)研究國家林草局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510520)
米老排(Mytilaria laosensis),又名殼菜果、三角楓、山桐油,是金縷梅科(Hamamelidaceae)殼菜果屬常綠闊葉大喬木,主要分布于我國廣東、廣西、云南三省和越南、老撾等國,是我國南亞熱帶地區(qū)優(yōu)良的速生豐產(chǎn)用材樹 種[1]。其干形通直,材質(zhì)優(yōu)良,出材率高,適于制作家具、膠合板等,在土壤改良、混交造林、水土保持、生物防火等方面作用明 顯[2-3]。
隨著米老排人工林的發(fā)展,生產(chǎn)上對米老排優(yōu)質(zhì)苗木的需求也越來越大,無性繁殖成為米老排良種繁育的重要手段。裘珍飛等[4]通過選取米老排人工林中的優(yōu)良單株,建立了米老排組培快繁體系,用于優(yōu)良株系的繁育,但其組培體系增殖率偏低,且組培苗較矮小,難以應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)造林中。米老排也是一種萌蘗能力很強(qiáng)的樹種,可以多代萌發(fā),萌生更新潛力大,其伐樁上的不定芽圍繞基部密集叢生,萌條較通直[5]。白磊 等[6]選用1 年生幼苗的嫩枝和大樹萌條為插穗,獲得了80.0%以上的扦插生根率,但5 年生優(yōu)樹1 年生枝條的生根率僅為5.0%,將其作為優(yōu)樹的繁育手段還存在一定缺陷。
采穗圃是利用優(yōu)樹或優(yōu)良無性系作材料,為生產(chǎn)提供大量優(yōu)良穗條而建立的良種基地,是銜接良種和壯苗育苗的重要中間環(huán)節(jié),采穗圃在完成穗條任務(wù)后,同樣是良種豐產(chǎn)林及種質(zhì)資源圃,還可作為品種測定林[7]。因其成本較低,管理技術(shù)易于掌握,被廣泛應(yīng)用在許多樹種的無性擴(kuò)繁,杉木(Cunninghamia lanceolate)[8]、核桃(Juglans regia)[9]、桉 樹(Eucalyptus robusta)[10]等都以建立采穗圃的形式,加速優(yōu)良品種的繁殖與推廣。通過選擇優(yōu)樹,以組培快繁為手段,大量繁殖優(yōu)樹材料,然后以組培苗建立采穗圃,采用促萌及嫩枝扦插擴(kuò)大米老排優(yōu)良無性系組培苗木繁殖系數(shù),可解決米老排良種短缺問 題[11]。
作為培育優(yōu)良穗條,供生產(chǎn)上進(jìn)行扦插[12]和嫁接繁殖[13]的場所,采穗圃的營建技術(shù)成了影響良種穗條產(chǎn)量和苗木質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。截干是采穗圃建立過程中的一項(xiàng)重要措施,是促進(jìn)母株的萌芽,以及林木復(fù)壯的重要手段[14]。對油 茶(Camellia oleifera)[15]等樹種的研究表明,通過采用適度修剪生產(chǎn)出更幼嫩和飽滿充實(shí)的穗條,能極大提高抽梢能力和穗條質(zhì)量,取得了較好的繁殖效果。而截干高度不僅能影響萌條數(shù)量,并且也影響著穗條質(zhì)量。劉德朝[16]、廖煥琴等[17]也分別對卷莢相思(Acacia cincinnata)扦插苗、7 年生紅錐(Castanopsis hystrix)優(yōu)良單株的截干高度進(jìn)行研究,它們最好的截干高度分別為20和120 cm。目前,米老排的促萌多集中在人工林的伐樁更新方面[18-19],而對采穗圃的截干促萌研究較少。本研究以2 年生米老排無性系苗為試驗(yàn)材料,以探明不同截干高度對米老排無性系的促萌效果,為米老排采穗圃的初步建立奠定基礎(chǔ)。
試驗(yàn)地點(diǎn)位于廣州市中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所苗圃(113°17′ E,23°08′ N),屬南亞熱帶季風(fēng)氣候,溫暖多雨、光熱充足、夏季長、霜期短。年平均氣溫為20℃~22℃,年平均相對濕度77%,年降雨量為1 720 mm。4 月至6 月為雨季,7 月至9 月天氣炎熱多臺風(fēng),12 月至次年2 月為陰涼的冬季。全年水熱同期,雨量充沛,利于各種熱帶亞熱帶植物生長。2018 年3 月,選擇苗圃中移植于30 cm×30 cm(直徑×高度)的無紡袋中生長一致的2 年生米老排組培苗進(jìn)行截干試驗(yàn),每袋1 株。苗木高度為120~180 cm,地徑為1.2~2.0 cm。
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計 采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn),設(shè)置3 種截干高度,即:20 cm(T1)、30 cm(T2)、40 cm(T3);每個處理的處理株數(shù)為30 株,設(shè)置4 次重復(fù),共計12 個小區(qū),360 株苗木。2018 年3 月,在春季萌芽前,用枝剪在距地面某一截干高度處對米老排進(jìn)行第一次截干處理;考慮到米老排最適宜的扦插時間為11~12 月份[6],于2018 年8 月(采穗前3~4 個月),在高溫多雨的米老排生長旺季,對第一次截干處理后長出的萌條,進(jìn)行第二次截干處理,截干高度分別為距第一次截干后長出萌條的萌生處20、30、40 cm 處。每次截干時,均剪除瘦弱萌條(一般為紅色,萌條長度5 cm 以內(nèi)),然后對剩余所有萌條進(jìn)行截干處理。
1.2.2 日常管理 截干后前兩周,每周噴施1 次0.5%尿素水溶液,第三周和第四周,每周噴施1 次1%復(fù)合肥水溶液。整個試驗(yàn)過程中,晴天澆水2 次,陰天澆水1 次,其余天氣不澆 水。
于第一次截干1 個月后統(tǒng)計萌芽數(shù);8 月測量第一次截干萌條長度及萌條基徑,統(tǒng)計萌條數(shù)(一部分萌芽萌出后不再生長的,長度小于10 cm 的不做統(tǒng)計);11 月進(jìn)行第二次截干后萌條的基徑、長度和萌條數(shù)量的統(tǒng)計。統(tǒng)計萌條的基徑與長度時,均為全部測量。
參照梁坤南[20]對柚木進(jìn)行的截干研究,擬定萌條轉(zhuǎn)化率計算方法為:
萌條轉(zhuǎn)化率=萌條數(shù)/萌芽數(shù)×100%,萌芽數(shù)為截干后1 個月統(tǒng)計的所有萌條(均小于5 cm)加小芽的總數(shù)。
單位長度萌條數(shù)為每10 cm 區(qū)段生長的萌條數(shù)量,計算公式分別為:
第一次截干單位長度萌條數(shù)=萌條總數(shù)/截干高度×10 cm
第二次截干單位長度萌條數(shù)=萌條總數(shù)/(二次截干條數(shù)×截干高度)×10 cm。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft excel 2016、SPSS 24.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計和分析,多重比較采用Duncan 檢驗(yàn)。
米老排無性系截干后,腋芽萌發(fā),第一次截干1 個月 后(4 月)T2和T3的萌芽數(shù)顯著大于T1(P <0.05),且T3>T2>T1,T3平均每株達(dá)10.72 個(表1)。隨著苗木的發(fā)育,一些萌芽不再生長,截干5個月后(8 月)T2和T3的萌條數(shù)顯著大于T1(P <0.05),同樣以T3最高,平均每株達(dá)4.17 條。各處理的萌條轉(zhuǎn)化率間沒有顯著差異,但其平均值大小順序與萌芽數(shù)和萌條數(shù)相反為: T1>T2>T3;且8 月和11 月的單位萌條數(shù)均為T1>T2>T3,各處理間的差異達(dá)極顯著水平(P <0.01)(表2)。截干高度為20 cm 時,萌條轉(zhuǎn)化率與單位萌條數(shù)均最高。
表1 截干高度對萌條轉(zhuǎn)化率的影響Tab.1 Effect of cutting height on sprouts transformation rate of buds
表2 截干高度對單位萌條數(shù)的影響Tab.2 Effect of cutting height on the number of unit sprouts
由表3 可知,第一次截干后各處理間的萌條基徑和萌條長度間沒有顯著差異,各處理的平均值大小關(guān)系均為:T1>T3>T2;二次截干后,各處理的萌條基徑平均值大小仍為T1>T3>T2,各處理間沒有顯著差異,但T2和T3的萌條長度均顯著大于T1(P <0.05)。
表3 萌條生長指標(biāo)統(tǒng)計分析Tab.3 Statistical analysis of sprouts growth indexes
采穗圃是米老排撫育主要途徑,截干處理是關(guān)鍵技術(shù),截干是促進(jìn)萌條生長,提高萌條數(shù)量的一項(xiàng)重要措施。對油茶林 [21]的截干研究表明,截干顯著改善了樹體的營養(yǎng)狀況,提高葉片中氮、磷、錳、鎂元素的含量。植物的地上部分遭到破壞后會進(jìn)行補(bǔ)償性生長[22],母株上的休眠芽或不定芽在其刺激下萌發(fā)成條[23]。
本研究中截干高度對米老排萌芽數(shù)的影響顯著,不同截干高度的萌芽量與其截干高度成正比,即萌芽數(shù)隨著截干高度的增加而增加,可能因?yàn)殡S著截干高度增加,留茬樁上的不定芽數(shù)量也在增長,相對而言,截干高度越高萌條數(shù)量越多。第一次截干后,不同截干高度下的萌條數(shù)量的試驗(yàn)結(jié)果與萌芽數(shù)量變化規(guī)律相同,但萌條轉(zhuǎn)換率與之相反。T1的萌芽數(shù)與萌條數(shù)均最低,萌條轉(zhuǎn)化率最高。米老排的葉片較大,一次截干后的萌條間會相互遮擋,不利于萌條的采光和生長,因此可在一次截干發(fā)散樹形的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次截干。二次截干后,各處理間萌條數(shù)差異不顯著,但8 月和11 月各處理間的單位萌條數(shù)均達(dá)到了極顯著水平,T1均最高,截干高度20 cm 的單位長度萌條數(shù)最多。通過截干1 年后觀察,第一次截干后,萌條主要分布在 截干處以下4~15 cm 內(nèi),第二次截干后萌條主要分布在截干處以下2~12 cm 內(nèi)。截干高度20 cm 的長度,滿足米老排萌條生長的需要,截干處20 cm 以下部分,基本沒有萌條生長,可能浪費(fèi)樹體的營養(yǎng)物質(zhì),引起萌條質(zhì)量的下降。對芳香樟(C. camphoravar.linaloolifera)的截干研究發(fā)現(xiàn)[24],隨著截干高度的增加,枝干生長消耗更多的養(yǎng)分,引起萌條質(zhì)量下降,有效穗條數(shù)減少。對10 個月的高阿丁楓(Altingia excelsa)實(shí)生苗的研究表明,截干高度極顯著的影響高阿丁楓的穗條產(chǎn)量及穗條的質(zhì)量,截干高度為13~19 cm 時,其枝條萌發(fā)量和有效枝條(穗條)量均最高[25]。兩次截干各處理間的萌條基徑差異均不顯著,但T1萌條的基徑均最大。第一次截干后,各處理間的萌條長度差異不顯著;二次截干后,T1的萌條長度顯著低于T2和T3,但各處理的萌條長度均為40 cm 以上,平均每根萌條可剪切成兩根穗條(米老排扦插穗條長度20 cm 左右)[6]。優(yōu)良的穗條是扦插和嫁接繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)[26],兩次截干的萌條基徑均以截干高度20 cm 最大,其萌條相對來說更飽滿粗壯,營養(yǎng)物質(zhì)更多,所以更利于扦插后插條的成活與生根。
本研究從萌條數(shù)量和質(zhì)量綜合分析了截干高度對米老排促萌效果的影響,初步完善米老排截干促萌技術(shù),為米老排采穗圃的建立打下良好基礎(chǔ)。綜合來看,二次截干后各處理的萌條總數(shù)間無顯著差異,且各處理的平均每根萌條長度均可剪切成扦插的兩根穗條,有效穗條數(shù)差別不大。但兩次截干處理,截干高度20 cm 的單位萌條數(shù)均最多,該截干高度的促萌效果最佳。截干高度20 cm 的萌條基徑也最大,萌條質(zhì)量相對來說更優(yōu),且無性繁殖的位置效應(yīng)在各樹種間普遍存在,越靠近根部的枝條越幼態(tài),其生根能力越強(qiáng)[27],在米老排扦插中也存在該現(xiàn)象[6]。考慮到不同高度萌條的扦插生根能力,截干高度為20 cm 的萌條最好。截干有利于米老排無性系的促萌更新,3 種截干高度中20 cm 更符合米老排扦插采穗圃營建的需要。另外,其他措施如施肥處理[28]、密度效應(yīng)及激素處理等[20]均對萌條數(shù)量和質(zhì)量以及萌條的木質(zhì)化有一定影響,有待于進(jìn)一步開展這些試驗(yàn),以完善米老排的促萌體系。