免费文献传递   相关文献

优良生物质能源树种东京野茉莉研究进展



全 文 :优良生物质能源树种东京野茉莉研究进展
杨 桦1,唐仕斌1,岳军伟1,杨 军2,龙 蔚1 (1.江西省林业科学院,江西南昌 330032;2.江西省婺源县林业局,江西婺源 333200)
摘要 从生物学特性、繁殖方式、造林技术、生理特性等方面综述了东京野茉莉的最新研究成果和进展,指出了当前研究的局限性和今
后的研究方向,为东京野茉莉综合利用和良种选育提供基础资料。
关键词 东京野茉莉;生物学特性;生理特性;造林
中图分类号 S685. 16 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)36 -17648 -02
Research Progress of Fine Bio-Energy Tree Species Styrax tonkinesis
YANG Hua et al (Jiangxi Academy of Forestry,Nanchang,Jiangxi 330032)
Abstract The latest research achievements and progress of Styrax tonkinensis were reviewed from several aspects of biological characteristics,
reproduction method,afforestation technique and physiological characteristics. The limitations of studies and future research directions were
pointed out,which have guidance on comprehensive utilization and breeding of high quality seed of Styrax tonkinensis.
Key words Styrax tonkinensis;Biological characteristics;Physiological characteristics;Afforestation
基金项目 中央财政林业科技推广资金项目[2010]JXTG-05。
作者简介 杨桦(1973 - ) ,女,重庆合川人,副研究员,从事森林生态、
森林培育方面的研究,E-mail:Yanghua1111@ 126. com。
收稿日期 2012-11-22
东京野茉莉(Styrax tonkinensis) ,又名越南安息香、白野
茉莉,属安息香科(Styrax)安息香属(Styrax Linn.)落叶乔木,
为热带亚热带树种,喜生于气候温暖、较潮湿、土壤疏松而肥
沃、微酸性的山坡或山谷中,模式标本采自越南[1]。该树种
速生,具很强的萌芽更新能力,木质细致、均匀、洁白,是理想
的工艺、胶合板和纸浆材;种子油具有较高的食用价值,且含
油量高达 70%,树脂含香脂酸,为贵重药材,是一种药食兼用
油料树种[2 -4]。笔者根据近年来的研究成果,对东京野茉莉
生物学特性、育苗与造林技术、良种选育及综合利用等方面
的研究进行总结,探讨今后的研究方向,为提升东京野茉莉
的研究和利用水平积累技术信息。
1 生物学特征
乔木,高 6 ~30 m,树冠圆锥形,胸径 8 ~60 cm,树皮暗灰
色或灰褐色,有不规则纵裂纹;枝稍扁,数量少,幼时绿色,有
锈色茸毛,后变褐色。叶互生,纸质至薄革质,椭圆形、椭圆
状卵形至卵形,基部心形,羽状脉,全缘,叶面浓绿色,叶背密
被灰白色茸毛。果实近圆形,基部有先端尾状,果皮灰白色,
有波纹,呈不规则开裂,每果内有种子 1 ~ 2 个,呈椭圆
形[1,5],种子成熟时间一般在 9 月底 10 月初。圆锥花序,或
渐缩小成总状花序,花序长 3 ~ 10 cm 或更长;花药狭长圆
形,长 4 ~10 mm;花柱长约 1. 5 cm,无毛。
1. 1 天然分布 东京野茉莉主产越南东京湾,在我国主要
分布于云南、贵州、广西、广东、湖南、福建和江西等地,分布
的海拔范围为 100 ~ 2 000 m[1]。我国最早发现东京野茉莉
成片分布的林分位于江西省吉水县[6],由于其具有喜光特
性,较多地出现在次生阔叶林林缘[7]。
1. 2 生长特性 东京野茉莉自然整枝能力强,前期生长十
分迅速,项目组在广丰用 1 年生苗营造的试验示范林,18 个
月的平均胸径和树高分别为 3. 10 cm和 3. 20 m。江香梅[6]
等在吉安营造的试验林,生长不到 5 年的林分,平均树高
6. 46 m,平均胸径 7. 05 cm。吴克选等人[7]对东京野茉莉进
行树干解析后指出,东京野茉莉树高、胸径、材积的速生期在
前 4 ~5 a,6 a 后生长迅速下降,树高生长缓慢,其数量成熟
龄为 6 a。
2 繁育技术
2. 1 种子储藏技术 东京野茉莉种子集中成熟期在 9 月下
旬至 10月中旬期间,种子采集最好在 10 月上旬进行,以免
种子大量掉落。种子采回后,宜将阴干后的种子除去杂质,
种子和湿沙按 1∶ 1比例进行贮藏,沙子要提前通过暴晒和喷
洒 0. 5%的高锰酸钾溶液进行消毒处理。贮藏过程中要保持
沙子一定的湿度,每周翻动 1次。种子湿沙贮藏 3 个月后播
种,发芽率可达 80%[2,8]。有研究表明,东京野茉莉种子成
熟后还有一定时间的后熟期,经过后熟期的种子,发芽率高
且发芽整齐[6]。
2. 2 苗木繁殖技术
2. 2. 1 实生繁殖。实生繁殖是东京野茉莉的天然繁殖方
式,播种方法多为人工撒播或条播。项目组于 2010 年 3 月
上旬在上饶进行了东京野茉莉播种育苗,播种方法为人工撒
播,即平整苗床后,浇透水,在床面上均匀地播撒经沙藏的东
京野茉莉种子,然后盖黄心土,厚 0. 5 ~ 1. 0 cm,搭盖拱形透
明塑料薄膜,尽量使薄膜四周封闭,以保持膜内温、湿度。结
果表明,2009年秋采集的种子出芽率较高,达 80%,而 2008
年采集的陈种发芽率不到 10%。再进行芽苗移栽,培育壮
苗,管理方法采用常规管理。
2. 2. 2 扦插繁殖。除种子繁殖外,扦插繁殖也是东京野茉
莉常用的的繁殖方式。春、夏、秋 3 季均可进行,选成年树 1
~2 年生健壮枝条,剪成 12 ~ 15 cm 的插穗,用 500 mg /kg
ABT 生根粉水溶液或 1 000 mg /kg 萘乙酸溶液蘸插穗基端 3
~5 s,取出晾干即可扦插。夏、秋季要盖遮阳网,春插 35 d
生根,夏、秋季插 25 d生根。生根后,集约管理 2 ~ 3 个月即
可出圃造林[2]。以 NAA 100 mg /L浸泡 1 h再扦插,既经济
又有效,扦插成活率可达 75%以上[6]。
2. 2. 3 容器育苗和组织培养育苗。容器育苗和组织培养育
苗等现代化育苗技术已在很多树种上应用。项目组在 2012
责任编辑 高菲 责任校对 李岩安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(36):17648 - 17649,17657
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.36.157
年 4月中旬进行了容器育苗,事先在温棚中将沙藏的种子进
行催芽,待种子萌芽后再放入基质盘中进行育苗。4 月底开
始出苗,且较为整齐,经过 2 个月的常规管理和炼苗,6 月下
旬苗木平均高度约 60 cm,带土造林,成活情况还待观察。
3 造林技术
东京野茉莉较耐干旱瘠薄,但喜生于湿润、疏松肥沃的
立地上。人工林宜选择海拔 500 m 以下的背风向阳、土层深
厚、土壤肥沃的山坡中下部作造林地,也可在湿润的荒地、行
道两旁、房前屋后进行栽植。用 1 年生大苗造林,也可采取
截干造林,从根的上部起,主干留 10 ~ 15 cm 高,栽植后成活
率更高,成活后生长势也强[2]。造林应遵循适当密植的原
则,一般母树林或油料林造林密度为 3 m ×3 m,工艺、工业用
材密度为 1. 5 m ×1. 5 m。整地时间为 6 ~ 8 月,整地方法为
穴垦整地,栽植时间以 2 月下旬为宜,穴的大小为 0. 6 m 见
方[6,9]。抚育次数为“2 -2 -1”,即第 1、2年各抚育 2次,第 3
年抚育 1次,抚育方式为穴抚,结合除草进行扩穴[9]。栽植
当年至林地郁闭,每年要中耕除草 1 ~ 2 次,结合中耕施肥:
冬施有机肥,夏施速效氮肥,秋施磷钾复合肥。用材林应逐
年修剪下部老枝;油料林高 5 m 后用多效唑 300 倍液喷树
顶,每周1次,连喷3 ~4次,将植株高度控制在6 m左右。东
京野茉莉抗病力极强,偶有蛀梢象鼻虫为害嫩叶,用 40%乐
果乳剂 500倍液喷杀。
东京野茉莉在野外天然林中多以伴生种出现,因此营造
东京野茉莉混交林也是一种不错的选择。赵惠珍[10]对闽南
山地尾巨桉与越南安息香人工混交造林试验效果进行了研
究,结果表明:营造混交林提高了林分产量和质量,混交林中
尾巨桉的平均树高、胸径及单株材积分别比其纯林提高
5. 20%、11. 49%和 29. 32%,而东京野茉莉的各项生长指标
也明显高于其纯林。混交林在改良土壤 、增强林分抗性等
方面均比纯林有明显优势。
4 生理特性
有关东京野茉莉的研究大多集中在苗木繁殖、造林技
术、种子油营养成分和木材性质[2,4,6,8 -12]等方面,对其生理特
性的研究起步较晚,且主要是对东京野茉莉幼苗的光合作用
进行研究。赵勋[13 -14]对不同地理种源苗期的光合特性进行
了研究,揭示了不同种源的净光合速率日变化规律,指出不
同种源间光合生理特性存在不同程度的差异,然而胞间 CO2
浓度是各个种源苗期叶片净光合速率的主要影响因子。提
高环境中 CO2 浓度,可以提高其净光合速率,加快东京野茉
莉的生长。董如磊[5]研究了东京野茉莉幼苗的叶面积、叶片
含水量、总生物量、叶绿素含量及比值、荧光参数、净光合速
率、叶片解剖结构等在不同遮阴水平下的变化。结果表明,
适度遮阴可促进东京野茉莉苗高和地径较快生长,然而随着
遮阴强度增加,干物质积累量减少。影响白花树不同种源苗
期叶片净光合速率的主要因子不完全相同。
5 其他方面研究
东京野茉莉 2 ~ 3 年生树开始结果,3 年林分的挂果率
为 70%,平均每株可采鲜果 12. 5 kg,平均能生产种子 2. 0 ~
2. 5 kg /株。索氏提取法得到的种仁出油率为 51%;用生产
性压榨法测出的种子出油率为 21%[15],产油量十分可观。
植物油中共有油酸、亚油酸、棕榈酸和花生酸 4 种脂肪酸,其
中不饱和脂肪酸总含量达 85. 4%,并含有对人体有重要作用
的矿质元素及维生素,具有较高的营养价值[11],同时可供药
用,治疥疮。用东京野茉莉油制备生物柴油较其他野生木本
油料更具优势,是一种前景广阔的生物柴油原料[3]。东京野
茉莉树脂称“安息香”,含有较多香脂酸,是一种贵重药材,并
可制造高级香料[1]。
东京野茉莉树干通直,结构致密、材质松软[1],是一种优
良的绿化树种。东京野茉莉木材化学组成中纤维素含量为
77. 87% ~79. 48%,木质素低,且材色较白、生产力高,是纸浆
材的优良树种[12]。通过热处理,可以提高东京野茉莉的耐
腐性[16]。5年 1个轮伐期,萌芽更新能力很强[17 -18]。
6 研究展望
东京野茉莉有适应性强、生长迅速等特性,是我国南方
各省短周期工业原料林建设和绿化美化环境的理想树
种[19]。经过科研工作者的努力,东京野茉莉在种苗繁育和
造林技术已趋成熟,在木材性质[16]和种子油成分[20]及利用
方面研究也取得一定进展,但在良种选育等方面的工作尚未
系统开展,组培育苗和容器育苗研究及实践还有待深入。生
理生态特性方面,应对成林树木的生理生态特性进行研究;
在种子油研究上,一方面应进行种子油毒性检测研究,改进生
产工艺和流程,促使种子油进入食用油行列,另一方面,应加快
探索利用东京野茉莉制备生物柴油的成熟方法,降低生产成
本,加快种子油向生物柴油的转化;良种选育方面,应按照东京
野茉莉人工林不同的培育目的,加强良种定向选育工作。
参考文献
[1]中国科学院植物志编辑委员会.中国植物志第六十卷(第 21 分册)
[M].北京:科学出版社,1987:84 -86.
[2]戴晓龙.东京野茉莉及繁育技术[J].特种经济动植物,2002(6):21.
[3]刘光斌,黄长干,刘苑秋,等.东京野茉莉油的提取及其制备生物柴油
的初步研究[J].江西农业大学学报,2007,29(4):685 -689.
[4]万志兵,詹梦龙,方乐金,等.东京野茉莉苗期生长节律[J].中国林副
特产,2010(1):19 -21.
[5]董如磊.东京野茉莉幼苗耐荫性研究[D].南京:南京林业大学,2010.
[6]江香梅,肖复明,刘志开,等.优良生物质能源树种东京野茉莉及其培
育技术[J].生物质化学工程,2006(S1):341 -344.
[7]吴克选,曾志光.东京野茉莉野外调查报告[J].江西林业科技,2002
(2):25 -27.
[8]孟中贵,周正.安息香的引种栽培技术[J].中药材,1992,15(4):7 -9.
[9]范兰礼.东京野茉莉育苗与造林试验[J].江西林业科技,2001(4):3 -
4,8.
[10]赵惠珍.桉树与越南安息香混交造林效果研究[J].现代农业科技,
2011(12):195 -196.
[11]肖复明,曾志光,杨桦,等.东京野茉莉种子油营养成分研究[J].天然
产物研究与开发,2005,17(3):344 -348.
[12]骆昱春,杨桦,曾志光,等.东京野茉莉木材性质分析与利用[J].江西
农业大学学报,2007,29(1):77 -80.
[13]赵勋,李因刚,柳新红,等.白花树不同种源苗木光合—CO2 响应[J].
江西农业大学学报,2011,33(6):1128 -1133.
[14]赵勋,李因刚,柳新红,等.白花树不同种源苗期光响应特性研究[J].
浙江林业科技,2011,31(1):1 -6.
[15]杨桦,龙蔚,骆昱春,等.芦溪岭林场东京野茉莉人工林3 ~5年生林木
的种子产量及种子油食用价值研究[J].西部林业科学,2010,39(1):
49 -52.
(下转第 17657页)
9467140 卷 36 期 杨 桦等 优良生物质能源树种东京野茉莉研究进展
人工样地最高为5. 646,最低为3. 909,平均为4. 560。这说明
现阶段人工恢复草坡还没有达到自然状况的水平,物种多样
性明显低于自然对照样地,在下一阶段仍需要不断加强修复
工作。
4 结论与讨论
(1)此次调查选择的对照样地为典型草本群落,是草本
恢复阶段较为理想的群落,是自然选择后的优化组合,以此
作对照可以更好地比较人工恢复草被的情况。调查区域的
公路边坡植被主要是受恢复年限和区域环境条件影响,公路
沿线区域的边坡植被整体恢复情况良好,多数裸地在经过一
段时间自然恢复以后,植被状况明显改善,覆盖率有的可达
到 80%以上。人工草坡样地有 24 科 53 属 68 个种,对照样
地有 20科 52属 57种;人工样地内多年生草本茎直立型和 1
年生草本茎直立型为最多,分别占草本物种总数的 35. 29%
和 23. 53%;人工恢复种高羊茅、白车轴草、红车轴草、黑麦
草、鸢尾、狗牙根、长叶车前等种长势良好;调查区域内边坡
植被恢复类型以灌草丛为主,有少量藤本;人工恢复样地内
草本物种丰富度较对照样地明显偏低,多样性指数和丰富度
指数也低于自然对照样地,该区域植被恢复工作仍需加强。
(2)人工恢复区域的总物种数量要高于天然草被样地物
种数,但单个人工样地物种数明显低于自然恢复样地,而且
物种丰富度及多样性指数也明显低于自然对照样地,这主要
是因为在不同地段实施了不同草种,且实施地段较多,入迁
的当地原生性草种亦较为丰富。另外草本植物存在根系分
布单一、固持风化土层的作用差、群落易发生衰退、持续生存
性差等缺点,但在实际边坡恢复工程中还是更多倾向于采用
草本植物形成的护坡群落,主要是因为草本植物具有建植技
术简单、费用低廉、早期生长快的特点,对防治初期的土壤侵
蚀效果较好,有利于初期表土层的形成,并有利于通过验收
标准。由于草本植物自身生物学特性的限制,一般在护坡建
植 3 ~ 5 年后坡面便开始发生退化,在尚未形成良好群落环
境的情况下,会导致坡面植被覆盖率大幅下降,进而加剧坡
面水土流失状况。
(3)公路生态恢复是一个长期的过程,需要不断的探索
和试验,不可急功近利,只追求短期的绿化效果。生物群落
具有修复能力,在一定人为干扰条件下,将朝着有利于群落
稳定的方向发展,成为该恢复阶段的优化组合。生态修复应
以根本上恢复公路环境、保护生态环境为出发点,选取适宜
物种,科学合理的配置,在人工辅助种植的情况下促进破坏
植被的修复。边坡恢复时物种选择应以乡土树种为主,同时
从生态护坡和景观效应方面考虑,边坡恢复植被也可以引进
外来物种。在恢复工程中应坚持物种多样性原则,选择好物
种并进行合理的搭配,提高群落多样性和稳定性,实现公路
建设的可持续发展。
参考文献
[1]陶岩,江源,顾卫,等.内蒙古中部告高速公路边坡植被恢复研究[J].
中国水土保持科学,2006,12(4):61 -66.
[2]段晓明,苗增健,刘连新,等.生态护坡应用及护坡植物群落的选择
[J].安徽农业科学,2009,37(31):15327 -15329,15339.
[3]陈志文,潘远智.漳黄旅游公路绿化设计探讨[J].公路,2006(11):194
-197.
[4]罗双,孙海龙,李绍才,等.四川道路边坡自然恢复的植被调查[J].中
国水土保持,2011(10):12 -16.
[5]朱克亮.贵州喀斯特石山公路边坡植被自然恢复初研[J].兴义民族师
范学院学报,2012(1):18 -21,98.
[6]朱克亮,李明波,孙晓松.贵阳市道路岩质边坡植被修复初步调查[J].
贵州工业大学学报,2006,35(4):13 -16.
[7]朱克亮.贵州喀斯特石山公路边坡植被的自然恢复———以公路裸岩陡
边坡为例[J].山地学报,2011,29(6):713 -720.
[8]喻理飞,朱守谦,魏鲁明,等.退化喀斯特群落自然恢复过程研究———
自然恢复演替系列[J].山地农业生物学报,1998,17(2):71 -77.
[9]刘攀峰,杨瑞,安明态,等.贵州茂兰喀斯特森林植被演替序列的数量
分析[J].中国岩溶,2008,27(4):329 -306.
[10]杨持.生态学[M]. 2版.北京:高等教育出版社,2008:122 -141,62 -
65.
[11]付必谦,张峰,高瑞如.生态学实验原理与方法[M].北京:科学出版
社,2006:220 -225.
[12]王育松,上官铁梁.关于重要值计算方法的若干问题[J].山西大学学
报:自然科学版,2010,33(2):312 -316.
[13]覃林.统计生态学[M].北京:中国林业出版社,2009:82 -83.
[14]杨允非,祝延成.植物生态学[M]. 2版.北京:高等教育出版社,2011:
32 -33.
[15]陈敬贤.延庆山区公路边坡植物群落物种多样性特征[J].中国水土
保持,2010(2):3 -5.
[16]沈琪,张骏,朱锦茹,等.浙江省生态公益林植被恢复过程中物种组成
及多样性的变化[J].生态学报,2005,25(9):2131 -2138.
[17]江源,顾卫,陶岩,等.道路生态影响与公路边坡植被恢复生态研究
[M].北京:中国环境科学出版社,2011:119.
[18]曲仲湘,吴玉树,王焕校,等.植物生态学[M].北京:高等教育出版社,
1983:
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
142.
(上接第 17649页)
[16]宋氏凤.越南安息香木材性质与热处理改性研究[D].南京:南京林业
大学,2011.
[17]戴晓龙.东京野茉莉的栽培与护育管理[J].农技服务,2001(3):11 -
12.
[18]徐京萍,汤敏,彭芳检.提高东京野茉莉造林成活率的技术[J].国土
绿化,2009(3):49.
[19]柳新红,李因刚,何小勇.白花树研究进展[J].浙江林业科技,2008,28
(5):61 -65.
[20]顾雁蕾.越南安息香种子成分分析及超声波提油研究[D].杭州:浙江
大学,2011.
7567140 卷 36 期 李 鹤等 贵阳环城高速公路边坡草被组成及多样性分析