两种珍稀濒危金花茶组植物的嫁接繁殖研究

曾丹娟, 江海都, 符 笋, 柴胜丰 邹 蓉

(1.广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西 桂林 541006;2.广西国茗金花茶科技有限公司, 广西 防城港 538021)

金花茶组(Camellia,Sect.ChrysanthaChang)为山茶属中唯一开黄色花的类群,是世界珍贵、稀有的观赏植物和种质资源,其分布范围狭窄,资源量有限。近年来,由于“金花茶热”的持续影响,金花茶野生资源遭到极为严重的破坏,该组植物已全部被列入《国家重点保护野生植物名录》[1]。金花茶组植物富含氨基酸、茶皂苷、黄酮类等多种生物活性成分及十多种微量元素,具有提高免疫力、降血脂血糖、抗癌防癌等保健功能[2-3]。目前,金花茶已被开发出浓缩液、口服液、茶饮料、袋泡茶和花茶等一系列营养保健产品,其叶片是某些中药制剂的原料,市场前景较好;其他一些金花茶种类亦被广泛种植,主要以花朵茶或苗木的形式销售。

开展种苗繁育是金花茶组植物种质资源保护和开发利用的基础。金花茶组植物的种苗繁育多采用扦插繁殖的方法,该方法虽技术较为简单,但仍存在繁殖材料消耗较大,繁殖系数低、苗木生长缓慢、适应能力差等问题,而嫁接繁殖不仅能充分利用植株个体的成熟效应,使嫁接成活的植株提早开花,而且由于砧木具有完整的根系,能够供给接穗足够的水分和养分,使得嫁接植株的生长快于扦插植株。目前,国内对金花茶组植物的嫁接繁殖技术开展了一些研究,包括适宜砧木筛选、嫁接方法、嫁接时间对成活率的影响等方面,但多集中于金花茶(Camellianitidissima)[4-7],而对其他金花茶物种的研究相对较少[8-9],韦晓娟等[10]研究表明,不同金花茶物种对砧木的亲和性存在较大差异。毛瓣金花茶(C.pubipetala)和显脉金花茶(C.euphlebia)是金花茶组植物中两种极具特色且具有较高开发利用价值的珍稀植物。毛瓣金花茶花瓣、花丝、子房和花柱均密被柔毛,观赏价值较高[11];其叶片黄酮含量高[12],抗氧化活性好[13],适宜制茶[14]。显脉金花茶具有叶大、叶厚、产量高的特点,已广泛应用于叶用金花茶产品的开发。仅柴胜丰等[15-16]对两种金花茶的扦插繁殖技术进行了研究,而关于其嫁接繁殖技术还未见相关报道。本试验以4种油茶为砧木,以毛瓣金花茶和显脉金花茶为接穗,分别采用芽苗砧嫁接和小苗嫁接,摸索出两种金花茶的适宜嫁接方法,为其种质资源保育和可持续利用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验场地

试验地设在广西桂林市雁山区广西植物研究所内(25°09′N、110°15′E),海拔178 m,属中亚热带季风气候区。年平均气温19.2 ℃,最热月均温28.4 ℃,最冷月均温7.7 ℃,绝对高温40 ℃,绝对低温-6 ℃,冬季偶有霜冻,月平均气温高于20 ℃的有6～7个月,≥10 ℃活动积温为5 955.3 ℃。年降雨量1 854.8 mm,多集中于4—8月,占全年降水量的73%,年均蒸发量1 461 mm,年相对湿度78.0%,干湿季明显,年日照时数约1 550 h,有霜日9～24 d。

1.2 试验材料

试验接穗采自广西植物研究所内金花茶种质资源圃,采集毛瓣金花茶和显脉金花茶成年植株树冠中上部当年生半木质化、无病虫害、生长健壮的枝条,随采随用。砧木分别为红皮糙果茶(C.crapnelliana)、大果红花油茶(C.semiserrata)、宛田红花油茶(C.polyodonta)和岑溪软枝油茶(C.oleifera‘cenxiruanzhi’)的芽苗和一年生小苗。

1.3 试验方法

分别采用芽苗砧嫁接(芽接和根接)和小苗嫁接对两种金花茶进行适宜砧木和嫁接方法的筛选,均采用劈接方式。

1.3.1芽苗砧嫁接

于11月中下旬至12月初采集用作砧木的4种油茶成熟果实,采回后放在室内阴凉处,阴干2～3 d,待茶果失水而自然开裂后,剥出种子。选出颗粒较大、充实饱满、色泽光亮、无病虫害的种子用作砧木培育。种子催芽前用0.5%的高锰酸钾溶液浸泡20 min进行消毒,在塑料大棚内,用红砖砌成宽1.2 m,长20 m,深0.45 m的苗床,苗床下铺5 cm的碎石,上再铺20 cm的干净河沙,把4种油茶种子均匀撒播在河沙上,尽量避免重叠堆积,再盖6～8 cm厚的河沙。种子催芽期间应及时补充水分,保持苗床湿润。待翌年4月初,胚芽伸长到8～10 cm时,即可作芽苗砧进行嫁接。对参试的砧木分别采用芽接和根接两种嫁接方式,每种金花茶8个嫁接处理,每处理100株,3次重复。芽接用砧木从子叶上部2～3 cm处切除顶端,子叶下部保留6～8 cm长胚根;根接用砧木从子叶下方1 cm处切断,向下保留6～8 cm长胚根。采用劈接法,要求接穗的叶芽饱满,穗条随采随接,注意保湿。嫁接时先将砧木纵劈成两半,切口深1.0～1.2 cm,再将接穗削成1.0～1.2 cm楔形,接穗保留1芽1叶,叶片剪去2/3的叶面,砧木和接穗削口要平滑;然后把削好的接穗插入砧木切口,叶柄一侧皮层对齐,并用长约3 cm、宽约1.0 cm的铝薄片套上并捏紧,松紧适度。将嫁接好的苗木栽植到15 cm×13 cm的营养袋内,栽培基质为黄心土+泥炭土+珍珠岩(体积比为1∶1∶1),将装好的容器苗摆放成床,床宽1～1.2 m,长15～20 m,置于苗圃地阴棚内(遮阴度为85%左右),浇透水,并用800倍的多菌灵溶液喷施消毒,架设竹弓,盖上塑料薄膜密封保湿。移栽25～30 d时,进行除萌和拔草,移栽60～70 d时,炼苗4～5 d,后将塑料薄膜全部拆除,每月用尿素和磷酸二氢钾混合液进行叶面施肥2次,每15 d喷一次灭菌剂和杀虫剂,如多菌灵、托布津、乐果等。

1.3.2小苗嫁接

分别以上述4种油茶1年容器苗为砧木,以毛瓣金花茶和显脉金花茶为接穗,采用劈接法,进行小苗嫁接。嫁接方法与芽苗砧嫁接类似,嫁接时间为4月初,砧木高度为6 cm,用塑料薄膜进行包扎。每个处理100株,3次重复。嫁接完成后,盖塑料薄膜保湿,后期管理同芽苗砧嫁接。

1.4 调查方法和数据分析

芽苗砧嫁接分别于嫁接6个月和24个月后统计成活率,嫁接后24个月测量嫁接苗的株高和地径;小苗嫁接于嫁接6个月后统计成活率。采用Excel2010和SPSS22.0软件进行数据分析,采用Ducan方法进行各处理间的多重比较。

2 结果与分析

2.1 毛瓣金花茶的芽苗砧嫁接

不同砧木毛瓣金花茶芽苗砧嫁接的结果见表1。从不同砧木嫁接6个月后成活率来看,优劣次序为红皮糙果茶>宛田红花油茶>大果红花油茶>岑溪软枝油茶,红皮糙果茶、宛田红花油茶、大果红花油茶作为砧木的嫁接成活率均较高,无论是芽接还是根接,其存活率都在85%以上,而岑溪软枝油茶的嫁接存活率稍低,芽接成活率仅为75.33%。从不同的嫁接方式来看,基本上表现为芽接成活率高于根接存活率,红皮糙果茶、宛田红花油茶、大果红花油茶的芽接成活率比根接存活率高5%～10%。而岑溪软枝油茶则表现为芽接成活率比根接成活率低,这可能是岑溪软枝油茶种子较小,萌发而成的幼苗与其他3种油茶相比较为细小,尤其是胚芽更为细嫩,不利于嫁接的开展。嫁接24个月后,各处理成活率均有一定程度的降低,红皮糙果茶的嫁接成活率显著(p<0.05)高于其他3种砧木,其余3种砧木的成活率则无显著(p>0.05)差异。从不同嫁接方式来看,除红皮糙果茶芽接的成活率显著(p<0.05)高于根接外,其余3种砧木的芽接成活率均显著(p<0.05)低于根接。不同砧木和不同嫁接方式对毛瓣金花茶嫁接苗的株高和地径均有显著影响(p<0.01)。采用芽接方式以红皮糙果茶为砧木的嫁接苗株高和地径均显著(p<0.05)高于相同嫁接方式的其他3种油茶;采用根接方式以红皮糙果茶为砧木的嫁接苗株高显著(p<0.05)高于其他3种油茶,地径显著(p<0.05)高于岑溪软枝油茶,与大果红花油茶和宛田红花油茶无显著差异(p>0.05)。从不同嫁接方式来看,以红皮糙果茶为砧木的芽接苗株高和地径均显著高于根接处理(p<0.05),其余3种砧木芽接苗株高和地径亦高于根接苗,但差异不显著(p>0.05)。

2.2 显脉金花茶的芽苗砧嫁接

不同砧木显脉金花茶芽苗砧嫁接的结果见表2。从不同砧木嫁接6个月后成活率来看,4种砧木无论是芽接还是根接,其成活率均较高,除岑溪软枝油茶芽接的成活率低于90%以外,其余嫁接处理的成活率均在90%以上,表明4种砧木对显脉金花茶的嫁接亲和性均较好。从不同嫁接方式看,红皮糙果茶芽接和根接的成活率无显著差异(p>0.05),而其他3种油茶表现为根接成活率高于芽接,这可能与其胚芽更为细嫩,嫁接质量稍低有关。嫁接24个月后,嫁接苗成活率均有一定程度的下降,但以红皮糙果茶为砧木降低幅度较小,其他3种砧木下降幅度更大,红皮糙果茶的嫁接成活率显著(p<0.05)高于其他3种砧木处理。从不同嫁接方式来看,4种砧木的根接成活率均显著高于芽接(p<0.05)。

表2 显脉金花茶芽苗砧嫁接的成活率和苗木长势

不同砧木对显脉金花茶嫁接苗的株高和地径均有极显著影响(p<0.01)。以红皮糙果茶为砧木,采用芽接和根接方式的嫁接苗株高和地径均显著(p<0.05)高于其他3种砧木处理。从不同嫁接方式看,同种砧木根接苗的株高和地径均高于芽接苗,但多数无显著差异(p>0.05)。

2.3 两种金花茶的小苗嫁接

毛瓣金花茶小苗嫁接成活率优劣次序为红皮糙果茶>宛田红花油茶>岑溪软枝油茶>大果红花油茶,这与芽苗砧嫁接成活率的优劣次序基本一致。红皮糙果茶的嫁接成活率最高,为78.89%,大果红花油茶最低,仅为56.30%;显脉金花茶小苗嫁接的成活率以红皮糙果茶为砧木最高(81.85%),宛田红花油茶次之(65.59%),大果红花油茶和岑溪软枝油茶较低(表3)。采用小苗嫁接的两种金花茶,其成活率明显低于芽苗砧嫁接。

表3 两种金花茶小苗嫁接的成活率

3 结论与讨论

金花茶和油茶同属山茶属植物,亲缘关系较近,以油茶为砧木,开展一些金花茶组植物的芽苗砧嫁接,取得了良好效果。邓荫伟等[6]以越南油茶(C.drupifera)作砧木,采用切接、劈接、髓心形成层腹接、单芽腹接和芽苗砧嫁接等方法嫁接金花茶,结果显示,以芽苗砧嫁接的平均成活率和平均抽梢率均最高,分别达99.00%和73.97%;侯娜等[8]以普通油茶作砧木,以离蕊金花茶(C.liberofilamenta)作接穗,进行芽苗砧嫁接,其嫁接成活率在90%以上。本试验中,分别以4种油茶为砧木,以两种金花茶为接穗,进行芽苗砧嫁接,多数处理的嫁接成活率在85%以上,最高达98.08%。

砧木和接穗的亲和力是嫁接愈合成活的关键,亲和力越高嫁接越容易成功。但砧穗的亲和力除主要取决于砧木与接穗的亲缘关系外,同时也受砧木、接穗的生活力和生理特性等因素的影响。张乃燕等[4]以金花茶为接穗,采用7种砧木开展芽苗砧嫁接,结果表明,在参试砧木中,以红皮糙果茶和义安油茶的嫁接成活率最高(分别为88.7%和86.0%),它们均能表现出很强的亲和力,都是较理想的金花茶嫁接的适宜砧木。秦洪波等[7]以红皮糙果茶、宛田红花油茶、普通油茶、茶树及“红露珍”山茶花四年生扦插苗为砧木,采用切接法进行金花茶嫁接,结果表明,以“红露珍”山茶花为砧木的嫁接成活率最高,红皮糙果茶和宛田红花油茶次之,普通油茶和茶树成活率很低。骆文华等[5]以3种油茶为砧木嫁接金花茶,在砧木亲和力表现上,红皮糙果茶高于宛田红花油茶和油茶。可见砧木种类对金花茶嫁接成活率具有重要影响。本试验中,以红皮糙果茶、宛田红花油茶、大果红花油茶为砧木,以毛瓣金花茶和显脉金花茶为接穗,采用芽接方式,其嫁接成活率均在90%以上,表明2种金花茶与3种油茶嫁接的亲和性均较好,但仍以红皮糙果茶为砧木的嫁接成活率最高;而岑溪软枝油茶的芽接成活率较低,可能与其种子较小,芽苗更为细嫩弱小,嫁接质量较低有关。从嫁接后苗木的长势来看,以红皮糙果茶为砧木的嫁接苗株高和地径显著高于其他3种油茶处理,这是因为红皮糙果茶的种子更大,芽苗更为粗壮,嫁接成活后生长更为迅速。

邓荫伟等[17]以越南油茶为砧木,对金花茶开展芽接和根接两种嫁接方式的比较,结果表明,芽接和根接的成活率分别为91.59%和90.83%,嫁接9个月后抽稍长度分别为12.03 cm和11.14 cm,两者无显著差异(p>0.05)。本试验中,以红皮糙果茶、大果红花油茶、宛田红花油茶为砧木,毛瓣金花茶为接穗,嫁接6个月后芽接成活率均高于根接,这可能是胚芽段砧木具有较为旺盛的生命力,形成层能迅速分化产生分生愈伤组织,较快和接穗的愈伤组织接合,从而提高嫁接成活率;通常根段砧木形成层的分化延伸速度较慢,细胞活性较弱,生长缓慢。毛瓣金花茶芽接苗的长势亦优于根接苗,由于芽接保留了厚实的子叶,能为嫁接苗的初期生长提供充分的营养,从而促进其生长;这可能也与赤霉素的分布有关,赤霉素有促进器官纵向生长的作用,一般芽的赤霉素含量高,根含量少,芽接是采用芽苗的上一段做砧木,合成的赤霉素在这一段分布较多,导致芽接的生长较快,而根接采用芽苗的下一段做砧木,赤霉素分布较少,影响了嫁接苗的生长,这与周成强等[18]对油茶的芽苗砧嫁接结果相一致。显脉金花茶的芽苗砧嫁接结果与毛瓣金花茶并不一致,除以红皮糙果茶为砧木的芽接和根接成活率无显著(p>0.05)差异外,其余3种油茶的芽接成活率均低于根接。这可能是因为显脉金花茶的枝条更为粗壮,直径达4～5 mm,大于大果红花油茶等3种胚芽段砧木,砧木与接穗不能完全嵌合,从而导致嫁接质量稍低,而胚根段砧木直径更大,与砧木嵌合更好,嫁接成活率更高。嫁接24个月后,显脉金花茶根接苗的长势要好于芽接苗,也可能与此有关。此外,嫁接24个月后,各嫁接处理苗木成活率均有一定程度的下降,这可能与某一时间段淋水不足等管理方式有关;除以红皮糙果茶为砧木,毛瓣金花茶为接穗的芽接苗成活率高于根接苗外,其余处理的芽接苗成活率均低于根接苗,与芽接苗相比,根接苗的抗逆性可能更强,其原因还有待进一步研究。

本试验中,两种金花茶芽苗砧嫁接的成活率均明显高于小苗嫁接,这可能与芽苗砧嫁接的砧木分生能力更强,伤口愈合更快有关,这与邓荫伟等[17]和张乃燕等[4]对金花茶的嫁接试验结果相一致。对两种珍稀濒危金花茶组植物开展芽苗砧嫁接是一种较好的无性繁殖方式,以红皮糙果茶为砧木,对毛瓣金花茶进行芽苗芽接,显脉金花茶进行芽苗根接,均能取得较好的嫁接效果。