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紫叶稠李繁育技术及应用研究概况



全 文 :2012 年 3 月 防 护 林 科 技 Mar.,2012
第 2 期(总 107 期) Protection Forest Science and Technology No. 2(Sum No. 107)
文章编号:1005 - 5215(2012)02 - 0048 - 04
收稿日期:2011 - 10 - 12
作者简介:马冬菁(1979 -) ,女,辽宁盖州人,大学,工
程师,从事林木育种研究,Email:madongjing@ 163. com
紫叶稠李繁育技术及应用研究概况
马冬菁,潘文利,叶景丰,陈 罡
(辽宁省林业科学研究院,辽宁 沈阳 110032)
摘 要:从引种、繁殖、叶片呈色机理以及应用等方面概要总结了紫叶稠李的繁育技术及应用研究现状,以期为促
进相关研究的深入开展以及制订科学的培育及利用措施提供依据。
关键词:紫叶稠李;繁育技术;应用
中图分类号:S792. 99 文献标识码:A
紫叶稠李(Prunus virginiana)又名加拿大红樱,
蔷薇科(Rosaceae)落叶乔木,原产北美,20 世纪 50
年代从美洲稠李(Prunus virginiana var. schubert)中
选育出来。植株高 8 ~ 14 m,树皮灰褐色,小枝光
滑。树形自然开张,叶片繁茂,叶片长椭圆形至倒卵
形,长 8 ~ 14 cm、宽 5 ~ 7 cm,缘具粗齿。短枝开花,
叶腋抽生总状花序,花序长 4 ~ 6 cm,花白色,花期
4—6 月。果实紫红色,味苦,果皮光亮,果期 7—9
月。根系发达,适生性强,喜阳光及温暖、湿润的气
候环境,在肥沃疏松而排水良好的沙质壤土上生长
健壮。抗逆性极强,耐寒、耐旱、耐瘠薄、抗病虫害,
可耐 - 40 ℃的严寒和 40 ℃以上的酷热,适宜长江
以北的大部分地区生长。属于变色树种,叶色变化
四季极为丰富,色彩艳丽,从粉红色、嫩绿色、淡红一
直到紫红色,是目前国内紫叶彩化的唯一乔木树种,
有良好的观赏价值和经济效益。
自中科院北京植物园于 1978—1980 年将紫叶
稠李引种到国内后,我国的科技工作者在其引种、选
育、繁殖以及应用等方面进行了广泛的研究,迄今已
积累了大量的资料。本文重点对国内紫叶稠李人工
繁育技术及应用研究状况进行介绍。
1 引种及抗寒机理
1. 1 引种
王卫成等[1]于 2003 年开展了紫叶稠李在兰州
的引种表现及栽培技术研究。经过 4 年的试验和观
察,证实引种的紫叶稠李生长正常、叶色鲜亮、季相
变化明显、观赏价值高、适应性强、嫁接繁殖力高,综
合性状表现良好,具有推广应用价值。
在沈阳进行的引种及繁殖技术研究结果表
明[2],引种的紫叶稠李基本没有冻害发生,在胸径、
树高、冠幅及新梢生长量上略强于山桃稠李(Prunus
maackii) ,且抗旱抗涝性均较强,嫁接和夏季嫩枝扦
插都可以繁殖,是非常适合沈阳地区园林绿化和庭
院美化的彩叶树种。
在乌兰浩特市开展的引种栽植试验结果证
明[3],历时 4 年多观测,引种的紫叶稠李在各试验
点均能正常生长,嫁接育苗成活率达 95%以上,苗
木栽植成活率达 95%、保存率达 100%;且其叶色变
化极为丰富,能自然越冬且抗病虫害能力较强,完全
符合原引种地的特性。
在新疆的引种栽培及应用研究表明[4],经过 3
年的栽培试验,紫叶稠李非常适应新疆的气候条件,
极其耐寒、耐旱,枝条半致死温度在 - 35. 9 ℃以下;
苗木繁育成活率高,其彩叶性状、表型特征非常具有
观赏性,是新疆园林景观中又一新的树种。
基于解决西北寒冷地区树种单一及观赏花木短
缺的问题,刘吉妍等[5]在新疆也进行了紫叶稠李的
引种试验。结果表明,引种的紫叶稠李适应性广、耐
寒、耐盐碱、耐干热强、繁殖(嫁接和扦插)能力强。
田立娟等[6]开展的引种驯化试验结果表明,紫
叶稠李在佳木斯市的抗寒性为Ⅰ级(未施行防寒措
施,基本无枝梢受冻现象)、生活力为Ⅱ级、适应性
表现为Ⅱ级(适应当地的气候条件) ,为紫叶稠李在
东北寒冷地区园林绿化中的应用提供了科学依据。
1. 2 抗寒机理
在已知紫叶稠李抗寒性较强的基础上,李萍
等[7]在实验室内利用低温胁迫测定电导率并以 Lo-
gistic方程拟合求拐点值来估计其半致死温度,进一
步通过植物细胞的生理指标变化探讨了其抗寒机
制。结果表明,紫叶稠李的半致死温度为 - 35. 9
℃,为抗寒性极强的树种。
2 繁育技术
紫叶稠李主要通过播种、嫁接、扦插以及组培的
DOI:10.13601/j.issn.1005-5215.2012.02.026
方法进行人工繁殖。
2. 1 播种育苗
杨艳清[8]通过从加拿大引进紫叶稠李种子进
行了引种栽培试验,结果表明紫叶稠李种子繁殖以
低温贮藏(0 ~ 3 ℃)、冷水浸种 24 h、春播效果最佳,
出苗成活率达 85% ~ 90%,移栽成活率达 95%以
上。
帕提古丽等[9]开展的播种育苗试验表明,紫叶
稠李在春、秋季均可进行播种,但以秋播为佳。春播
需将种子放在阴凉处催芽,待有 1 /3 种子裂嘴后即
可播种;秋播种子阴干后不经处理就可于土壤上冻
前进行播种。播种量以 750 kg·hm -2为宜。
但是,有些文献[10]指出,紫叶稠李种子繁殖易
发生变异,播种后仅 50%左右为紫色叶片,在苗木
生产中应尽量少使用。
2. 2 嫁接育苗
嫁接是繁殖紫叶稠李的主要方法[1,2,5,9 - 13],一
般采用东北乡土树种稠李(Prunus padus)的一二年
实生苗作砧木进行芽接或枝接[2,9,11 - 13]。在春、夏
季均可嫁接。此外,榆叶梅(Prunus triloba)[5]与紫
叶稠李接穗的亲和力都较强。
芽接方法以 T芽接、嵌芽接(削芽接)成活率最
高,可达到 90% ~95%。T芽接以 6 月效果最好,嵌
芽接以 4 ~ 5 月及 9 月上旬效果最佳[5,10,13]。芽接
成活的关键在于砧木和接穗的选择以及芽接的时间
(7—8 月)[14]。
枝接以劈接、插皮接成活率最高,一般可达
90%以上[5,10,13],有的劈接成活率可达 95%以上[9]。
接穗以涂果树专用保湿剂效果更佳[10,13]。4 月或砧
木护皮期用劈接法嫁接,5 月或砧木离皮期以插皮
接为主[12]。接穗的形成层必须与砧木的形成层紧
密对接,这是接穗成活的关键[1]。
通常,嫁接育苗成活率达 95%以上,苗木栽植
成活率达 95%、保存率达 100%,苗木移栽后年平均
生长量明显高于引种苗木[3]。为尽快培育出大苗,
亦可采用高接法[8]。
2. 3 扦插育苗
扦插繁殖也是繁殖紫叶稠李的重要方法,主要
有硬枝扦插和嫩枝扦插 2 种方式,均在生长季节进
行。
硬枝扦插时,一般将取自枝条中、上部长 10 ~
12 cm、留有 2 芽的硬枝,用萘乙酸、吲哚丁酸或生根
粉等浸泡处理后进行扦插,生根率可达 70% ~
85%[5,8]。刘吉妍等[5]认为,硬枝扦插生根力比嫩
枝扦插强、成活率高,扦插后 20 ~ 25 d即可生根。
嫩枝扦插时,插前用 ABT生根粉浸泡 4 h左右,
当年成活率可达 83%以上[9]。枝条经质量分数 50
× 10 -6 ~ 100 × 10 -6的 α -萘乙酸或 ABT 生根粉速
蘸插穗基部处理,在遮光保湿的环境条件下进行沙
床扦插,成活率达到 80%左右,当年生长高度为 4 ~
10 cm[2]。
张宝刚等[10]则认为,在有些情况下紫叶稠李
硬枝和软枝扦插成活率极低,不宜用扦插法繁殖。
2. 4 组织培养
组织培养是扩大紫叶稠李苗木繁殖的又一条重
要的途径。
以叶片为外植体进行的紫叶稠李组培及快速繁
殖实验表明[15],在 MS + 6 - BA1. 0 mg· L -1 +
KT0. 5 mg·L -1 + NAA0. 5 mg·L -1 + IBA0. 2 mg·
L -1的培养基中,外植体芽诱导率达 94%,每块外植
体平均有 8 个芽;在 MS + 6 - BA0. 5 mg·L -1 +
KT0. 5 mg·L -1 + NAA0. 5 mg·L -1 + IBA0. 2 mg·
L -1培养基中,不定芽继代增殖率为 7 ~ 10 倍;在 MS
+ GA3 0. 5 mg·L
-1 + IBA0. 2 mg·L -1的培养基中,
生根率为 67%。
以紫叶稠李的冬眠芽或萌动芽为外植体的组培
研究表明[16],初代培养最适宜的培养基为 MS + 6
- BA0. 60 mg·L -1 + NAA0. 05 mg·L -1,对外植体
的脱分化效果最好,分化率达到 100%。在继代增
殖培养阶段,MS + 6 - BA0. 50 mg·L -1 + NAA0. 05
mg·L -1 + GA30. 50 mg·L
-1增殖倍数最高,达到
8. 17 倍。试管苗在 1 /2MS + IBA0. 50 mg·L -1培养
基中的生根效果最好,生根率达到 100%,且移栽后
生长旺盛。在蛭石 +草炭土(体积比为 1∶ 1)的基
质中,移栽 30 d的试管苗平均高为 12. 3 cm。
孙宜[17]以腋芽作为外植体研究了紫叶稠李的
离体快速繁殖。结果表明,最适宜的诱导芽培养基
为 1 /2MS + 6 - BA1. 0 mg·L -1 + NAA0. 01 mg·
L -1;在 1 /2MS + 6 - BA1. 0 mg·L -1 + NAA0. 1 mg
·L -1培养基中,增殖系数可达 3 ~ 10 倍;培养基 1 /
2MS + NAA 0. 5 mg·L -1诱导生根的效果较好,诱导
率可达 90%;在以蛭石与珍珠岩(2∶ 3)混合为基质
的扦插床中,试管苗冬、春季移栽成活率分别达
50%及 70%以上。
3 叶片呈色机理
花色苷(花青素)是一类广泛存在于植物中的
黄酮类化合物,花色苷与叶绿素、类胡萝卜素等其他
色素共同决定植物器官的着色。
王庆菊等[18]研究了紫叶稠李叶片花色苷及其
合成相关酶(苯丙氨酸解氨酶 PAL、查儿酮异构酶
CHI、二氢黄酮醇还原酶 DFR 和类黄酮糖基转移酶
94第 2 期 马冬菁 等 紫叶稠李繁育技术及应用研究概况
UFGT)动态。结果表明:5—7 月,紫叶稠李基部、中
部、梢部叶片中花色苷的含量分别增加了 219. 4%、
666. 6%、76. 8%。PAL活性与花色苷的含量呈显著
的二次曲线关系,当 PAL 活性大于 60 U·g -1 FW
时,花色苷的含量随着 PAL活性的增加而增加;CHI
活性与花色苷的含量呈极显著的线性关系;当 DFR
活性为 50 ~ 150 U·g -1FW,随着酶活性的升高花色
苷的含量增加;UFGT 活性与花色苷含量呈极显著
的幂函数关系,其活性的提高能显著增加叶片中花
色苷的含量。PAL、CHI、DFR 及 UFGT 4 个花色苷
合成关键酶在叶片花色苷合成过程中发挥着不同影
响并共同作用。花色苷的合成过程由 DFR 启动,
CHI对花色苷合成起促进作用,可能导致 PAL 活性
的提高,UFGT起到糖基转移的作用,它的作用提高
了花色苷稳定性,是花色苷合成过程的延续,促进了
花色苷的大量积累。
李萍等[19]通过分析不同部位色素含量的动态
变化,发现紫叶稠李叶片中花青素与叶绿素含量基
本不受叶片着生部位影响,二者呈色时间基本相同
且色素变化趋势基本一致。叶片中花青素含量随着
秋季的到来而呈现下降趋势,因其作为源器官要将
合成的花青素输送到枝与果实中而利于枝条的抗性
及果实的着色。叶片中花青素含量平均是叶绿素含
量的 5 倍之多,这是叶片在整个生长季呈现红色的
主要原因。
紫叶稠李叶片不同叶序花青苷与化学成分的相
关性的研究表明[20],当花青苷与总叶绿素的比值
约为 1∶ 2. 84 时,叶片开始转为淡紫色;当花青苷与
总叶绿素含量的比值大于 1∶ 1. 14 时,叶片转变为
紫红色。可溶性糖与花青苷表现为正相关关系。叶
片中钙、锰,特别是锰的含量较高。10 种矿质元素
中,对花青苷的含量影响较大的是磷、钾、钙、铁、锰、
铜,其中磷与花青苷呈显著的负相关,钾、钙、铁、锰、
铜与花青苷含量呈显著或极显著的正相关。各种矿
质元素与叶绿素、类胡萝卜素的含量的相关关系表
现比较一致。对叶绿素和类胡萝卜素的含量影响较
大的矿质元素是氮、镁,其中氮与叶绿素和类胡萝卜
素呈显著正相关,镁与两者表现出极显著正相关。
4 应用研究
4. 1 黄酮类化合物的提取
紫叶稠李叶片中含有丰富的黄酮类化合物。黄
酮类化合物是一种天然抗氧化剂,具有清除人体中
超氧离子自由基、抗衰老和增加机体免疫力的生理
活性作用,还有降血压、降血脂、增进冠状动脉血流
量、软化血管和防治冠心病、心绞痛以及抗肿瘤等功
效。因此,提取分离纯化具有显著药理和保健作用
的紫叶稠李叶片,对紫叶稠李叶药物、食品和保健品
的开发和综合利用具有一定的指导意义。
王光全等[21]采用分光光度法测定了紫叶稠李
叶中的总黄酮含量为 0. 875%。同时,通过检测数
据分析,得出最优工艺条件参数:乙醇浓度 60%、提
取时间 2. 5 h、提取温度 60 ℃、料液比 1 g∶ 30 mL。
黄红英等[22]采用溶剂热方法探讨了提取温
度、提取时间、料液比、乙醇体积分数以及提取级数
等因素对黄酮提取率的影响,得到了紫叶稠李叶黄
酮提取的最佳工艺条件:乙醇体积分数为 70%、料
液比 1 g∶ 40 mL、提取时间 2. 5 h、提取温度 80 ℃、
提取 2 次。同时,发现紫叶稠李叶提取物在新榨豆
油中具有良好的抗氧化作用。
4. 2 园林应用
紫叶稠李因其成景快、栽培移植容易以及观叶、
观花、观果期长等特点在北方城市园林绿化美化中
发挥着重要的作用。
紫叶稠李嫩叶鲜绿、老叶紫红,与其他树种搭
配,红绿相映成趣。在园林、风景区即可孤植、丛植、
群植,又可片植;或植成大型彩篱及大型的花坛模
纹,又可作为城市道路二级行道树、庭荫树以及小区
绿化的风景树使用;也适宜栽植于草坪、角隅、岔路
口、山坡、河畔、石旁、庭院以及建筑物前面、广场等
处[23]。
在园林景观的配植过程中,应注意紫叶稠李的
生物学特性,掌握其生长发育规律。由于其初生叶
需要达到一定的积温叶色才能变红、变紫,故需要栽
种于全光照条件下才能体现其色彩的艳丽[3,24]。如
将紫叶稠李种植在阴面或半阴环境中,将失去红色
叶的效果[24]。
紫叶稠李作为色块植物或彩叶树种,不需要进
行大量的修剪,管理较粗放[23,24]。此外,其病虫害
较少,减少了使用农药对城市环境的污染[28]。
紫叶稠李虽然抗逆性较强,但在土壤条件良好、
空气湿润、气候温暖、通风的环境下能更好地生长,
保持叶片鲜艳并可延长其挂叶期,同时使叶色鲜亮,
所以要注意适地适树[28]。
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(上接第 47 页)工作的应该加强监管力度,避免乱
堆放、乱焚烧、弄虚作假等行为,应按照县政府统一
协调后的指定地点堆放、规定时间焚烧,必须占用林
地的则有偿使用,这样就可以把毁林占地、引发森林
火灾的情况降低到最低限度,并把区域内垃圾打捞
干净。
3. 5 改进垃圾后处理方式,避免二次污染
垃圾处理是世界性难题,尤其是水污染问题。
我们建议打捞上岸的垃圾分类集中处理。比如死亡
动物应该消毒、检疫后深埋;玻璃制品回收利用;塑
料制品及橡胶、皮革等则捡出集中运输到垃圾填埋
场填埋或建焚烧炉集中焚烧处理;树枝、柴草则可以
选择就地焚烧,但必须采取相应的森林防火措施。
只有实行分类处理,才能有效避免二次污染。条件
成熟时,淳安县可以在上游垃圾集中地建设垃圾发
电站,以解决长期垃圾困扰。
3. 6 建立互利共赢保护千岛湖上下游污染防治协
调管理机制
既要考虑下游千岛湖水质的保护,也要照顾上
游新安江地区的发展要求,走浙皖合作、互利、共赢
之路。建议国家在黄山市建立低碳高新经济开发
区,兼顾保护和发展,从根本上减少对环境的污染和
生态的压力。大力发展以旅游为龙头的服务型经
济,推进黄山、千岛湖、杭州的休闲度假产业战略合
作。建立浙、皖两省联合治污协调机制,明确两省的
职责分工和跨省交接断面水质考核目标,加强跨省
断面的水质监测[1]。只有动员全社会的力量,进行
跨流域、跨行业、跨部门的合作,创新淡水湖泊管理
机制,才能有效保持千岛湖湖面整洁、水质净化,实
现青山绿水常在,人在画中游的美好远景。
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