我国栎树无性繁育技术研究进展
2021-12-23许学锋
许学锋
(国有灯塔市铧子林场,辽宁 辽阳 111300)
栎树Quercusspp.为壳斗科,栎属植物,落叶或常绿乔木或灌木;叶具短柄,有锯齿或分裂,稀全缘。栎属有600多个种,广泛分布于亚洲、非洲、欧洲、美洲,我国有130余种,为我国重要林木之一,木材材质坚硬,可供制造车船、农具、地板、室内装饰等用材,栓皮栎的树皮为制造软木的原料,有些种类的树叶可饲柞蚕,种子富含淀粉,可供酿酒或做家畜饲料,加工后也可供工业用或食用,壳斗、树皮富含鞣质,可提取栲胶;木段可培养香菇、木耳。栎树在我国的分布面积和蓄积分别达到1 610.03万hm2和12.08亿m3。
长期以来,栎类主要以播种育苗的方式进行苗木繁育[1-5]。陆秀君[6]等针对蒙古栎植苗造林成活率、保存率不高等问题,研究了物理处理、激素处理和施菌剂等方法对蒙古栎苗木根系以及生长的影响,最优方法为菌白处理,处理5个月后,蒙古栎的苗高、地径和侧根数分别达到10.6 cm、3.26 mm和53条,地上部分和地下部分生物量都为 0.76 g。为探究育苗密度和外源激素处理对蒙古栎苗木质量的调控作用,以2年生蒙古栎苗为材料,比较了不同密度处理下苗木的质量变化;以1年生蒙古栎苗为材料,设置ABA、NAA+ 6-BA和GR24等9组不同激素配比,比较了不同激素处理下苗木生长情况和生理表现,结果表明,采用10 cm×5 cm栽植密度,能够有效控制苗木侧枝发育,促进幼苗高生长,增强顶端优势;外源施加 1.0 mg·L-1GR24,能够显著提高苗木光合效率40%以上,抑制侧枝生长,增加节间长度,各项生长指标提高70%以上。另外,陆秀君等通过比较容器规格、基质配比和缓释肥等对蒙古栎容器苗质量的影响,建立起蒙古栎容器育苗技术[6-8]。扦插、嫁接和组织培养等无性繁育技术作为林木苗木繁育的重要手段在栎树中的应用较少,主要原因在于大多数栎树无性繁育技术体系未建立,从而影响了无性繁育技术在生产上的应用。本文旨在通过综述栎树在扦插、嫁接和组织培养等无性繁育技术上的进展,为栎树苗木规模化繁育提供理论支撑。
1 栎树扦插育苗技术研究进展
扦插是生产上最常采用的无性繁育技术。因为较难生根,栎树扦插繁育技术体系一直未完全建立起来。国外引进的栎树树种扦插试验较成功,丁彤等为了研究北美红栎的扦插繁殖技术,从穗材选取,不同生根剂不同浓度处理,基质选择和扦插时间确定等方面开展研究,最终建立起北美红栎嫩枝扦插技术,即,在8月份,选择母株当年生枝条中上部做插穗,插穗直径为 4~6 mm,以 ABT1 600 mg·L-1处理插穗,采用珍珠岩与泥炭土体积比 1∶1 混合基质,生根率、最长根长及平均根数分别为 53.3%、3.35 cm和1.5 条[9]。祝亚云以400 mg·L-1NAA+400 mg·L-1IBA混合液处理弗吉尼亚栎插穗,插穗生根率可达82.6%[10]。刘博等以2年生纳塔栎当年生中部半木质化枝条为材料,500 mg·kg-1ABT6号生根粉浸泡插穗2 h;泥炭土+蛭石+珍珠岩体积比为1∶1∶1作为育苗基质,并经1 000 mg·kg-1KMnO4浸泡插穗4 h为最佳技术体系,愈合率、生根率、平均根数和平均根长分别为45.8%、39.4%、2.5条和3.21 cm[11]。国内栎树树种扦插生根率均较低,尤其是早期研究,黄秦军等研究蒙古栎扦插试验,最高生根率为16.67%[12]。后期经过大量研究,国内栎树扦插生根率有较大提高,唐罗忠等以麻栎为研究对象,开展了不同插穗材料和处理方法对扦插成活率和内源激素等内含物含量的影响。研究结果认为,麻栎枝条扦插具有明显的部位效应,以插条中部为最佳部位。在硬枝扦插试验中,以1年生的苗木萌条作为插穗,且经过 200 mg·L-1的ABT1号生根粉处理2 h的扦插成活率高达40%。在嫩枝扦插试验中,6 月份为最佳扦插时期,成活率最高可达56.7%[13]。张杰等以不同质量浓度的NAA、IBA对栓皮栎、蒙古栎当年生实生苗半木质化黄化嫩枝扦插为材料,研究这两个树种的最佳扦插技术体系,结果表明,穗材黄化对提高扦插生根率、生根数、根长和根径等方面十分有利。栓皮栎、蒙古栎优良种源当年生实生苗半木质化的黄化与未黄化嫩枝扦插繁殖的最佳植物生长调节剂处理剂量均为1 500 mg·L-1的IBA。其不定根发生率、生根数等生根指标均最大,其中黄化栓皮栎插穗生根率达100%,黄化蒙古栎插穗生根率达84.6%[14]。
2 栎树嫁接育苗技术研究进展
嫁接作为树木无性繁育技术的一种,在种子园营建和苗木繁育方面具有操作简单、成本低廉等优势。国内关于栎树嫁接技术的研究较少,主要集中在蒙古栎和麻栎等树种上。同栎树扦插技术研究相类似,早期栎树嫁接技术研究的瓶颈主要是嫁接成活率低,原因在于砧木和接穗的亲和性较差。陈素传等探讨了不同嫁接方法、不同立地条件、不同优树穗条对麻栎嫁接成活率及苗木生长量的影响。结果表明,麻栎采取劈接的方式成活率达64.9%,平均高生长达1.83 m[15]。近年来,随着研究的深入,栎树嫁接成活率有较大提高,可以达到规模生产的要求,何慎等采集不同母树上的枝条作接穗,以 1年生麻栎实生苗作砧木,选择5 种(插皮接、切接、腹接、T 字形芽接和劈接)常规嫁接方法,进行麻栎嫁接试验。切接法嫁接成活率最高,达到90%;其次是劈接法,达到85%;其它3种方法较低。不同嫁接方法各处理苗木高和地径大小依次为切接>劈接=腹接>T字形芽接=插皮接[16]。郑颖等开展了不同嫁接方法和IBA处理对蒙古栎嫁接成活率和苗木生长量的影响研究。采用舌接的嫁接方法,且接穗在嫁接前经200 mg·L-1的IBA溶液浸泡1 h的处理方法嫁接成活率最高,达到83.5%,比对照高出23.8%;且该处理平均苗高、地径、高径比分别达到39.22 cm、6.78 mm、6.18,比对照分别高出9.7%、9.73%、16.8%[17]。
3 栎树组织培养技术研究进展
自20世纪80年代开始,组织培养技术在栎属植物繁殖上得到广泛应用,已有蒙古栎、辽东栎、南方红栎、枹栎、麻栎、大叶栎、通麦栎、夏栎、意大利柔毛栎、土耳其栎、高山栎和北美红栎等数十种栎树取得成功。李文文研究蒙古栎组织培养最佳条件表明,1/2MS基本培养基添加0.2 mg·L-16-BA是茎段初代培养最佳培养基,芽高可达5.2 cm。1/2MS+6-BA 0.15 mg·L-1+KT 0.15mg·L-1是腋芽增殖最佳培养基,平均芽长接近3.00 cm,平均增殖系数为3.33;MS+NAA 0.02 mg·L-1+IBA 0.05 mg·L-1是腋芽最佳生根培养基,生根率达到62.5%[18]。魏爽初步建立了辽东栎的器官发生技术体系。MS+0.5 mg·L-12,4-D+2.0 mg·L-16-BA为丛生芽最佳诱导培养基,诱导率达到71.7%。MS+0.5 mg·L-1NAA+1.0 mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1GA3为最适增殖培养基及激素组合,增殖系数最高达4.3。1/2MS+0.5 mg·L-1NAA+30 mg·L-1蔗糖为最佳生根培养基,不定芽生根率最高达77.8%,平均根长约4.3 cm[19]。 综上所述,栎树无性繁育技术研究已经取得了一定的进展,但仍存在一些问题,主要表现为个别树种无性繁育技术已经建立,但是相关生理生化和分子机理研究较少;一些栎树的扦插和嫁接等的生根率和成活率还较低,仍需进一步开展试验。因此,后续应加大扦插、嫁接和组织培养等技术研究,同时,加大相关技术的生理生化和分子机理研究,为进一步提高扦插生根率和嫁接成活率提供理论依据。另外,应开展栎树其他无性繁育技术研究,如压条、根繁等技术研究,丰富栎树无性繁育技术。