全 文 ：收稿日期: 2004206210
基金项目: 国家重点科技攻关西部专项课题/ 宁夏防沙治沙及沙产业技术开发0 ( 2001BA901A34)
作者简介: 白永强( 1968 ) ) ,男,宁夏盐池人,高级工程师.
林业科学研究 2004, 17(增刊) : 72~ 77
Forest Research
文章编号: 100121498(2004)增刊20072206
优良沙旱生植物工厂化快繁技术
白永强1, 于卫平1, 赵 健1, 杨红梅1, 黄占明1, 龚桂芳2
( 11 宁夏林业研究所,宁夏 银川 750004; 21 贺兰县街道办事处,宁夏 贺兰 750106)
摘要:沙旱生植物工厂化快繁技术包括:繁殖方式、育苗时间、容器与设施选定、育苗基质的配制及消
毒、繁殖材料处理、温湿度控制、水肥管理、苗木的移植及定植等, 该技术具有繁殖系数高、繁殖速度
快、保证品种纯度、防御植物病毒病、缩短育苗周期等方面的优势。以优良沙旱生观赏植物互叶醉鱼
草和金叶莸为例, 从组织培养、嫩枝及硬枝扦插、微型扦插、现代化育苗设施和灌溉系统应用、科学管
理等方面归纳沙旱生植物快繁技术。已繁育各种优良沙旱生灌木苗 250 余万株,向各地示范推广。
关键词:沙旱生植物;快繁技术;互叶醉鱼草;金叶莸
中图分类号: S72311 文献标识码: A
林木组培工厂化育苗技术在世界领域的开拓利用收到了巨大的社会效益和经济效益,自
20世纪 60年代以来,利用植物组织培养技术再生植株的种类已达 1 000多种, 其中,木本植物
100多种[1]。组织培养快速繁殖苗木, 具有无性繁殖的特点, 能较好地保持良种的优良性状,
所用材料经济, 繁殖系数高;便于经营, 缩短育种周期;同时,还可以进行脱毒复壮,改善和提高
苗木质量。因此,近年通过组织培养快速繁殖苗木已形成新的产业。根据最近的统计资料,全
世界每年产组培苗 2亿多株。在一些花卉、香蕉种类中, 已有很多年产量达到 200万株苗木的
工厂,并已创造了可观的效益。预计在今后几年内,欧洲将有一半园林苗木的生产采用这种育
苗新技术。
沙旱生植物具有耐干旱、抗风蚀、耐沙埋、耐瘠薄等优点,它们在干旱风沙地区的防沙治沙
及生态建设方面起到了其它树种不可替代的作用。对于生长表现良好,具有经济利用价值,但
繁殖材料少的沙旱生树种,常规的有性繁殖受到繁殖材料数量的限制,很难实现种群数量迅速
扩大的要求。目前所采用的组织培养及嫩枝扦插等无性繁育技术, 在工厂化快速繁育的基础
上已形成了产业化链,可使当前数量很少的优良沙旱生植物种群数量迅速扩大,并在生态建设
工程及园林绿化工程中得到广泛的应用推广。
1 沙旱生植物工厂化快繁工艺流程
沙旱生植物工厂化繁育就是利用组织培养、嫩枝及硬枝扦插、微型扦插、播种等快速繁育
技术和与之相配套的现代化育苗设施和灌溉系统,结合育苗管理的科学化、系统化、程序化的
工艺流程[ 2] ,培育出生产中所需的大批量沙旱生苗木。
优良沙生植物工厂化繁育技术包括以下几个方面: ¹ 繁殖方式的确定; º 育苗时间的确
定; » 容器的选择; ¼ 育苗设施的选定; ½ 育苗基质的配制及消毒处理; ¾ 繁殖材料(种子或插
穗)处理; ¿ 播种或扦插; À 温湿度控制; Á 水肥管理; Â 苗木的移植及定植等技术。
对于比较珍贵、繁殖材料很少的植物多采取组织培养的方法进行扩大繁殖。组织培养的
程序为:优良品种外植体接种部位选取 外植体消毒处理 无菌外植体接种培养及培养
基的筛选 外植体分化扩繁培养 继代培养 试管苗复壮培养 生根培养 试管
苗炼苗培养及生根试管苗穴盘移植 试管苗移植管护及炼苗培养 营养袋半成品苗培育
半成品苗大田移植 大田成品苗培育。
2 沙旱生植物快繁的优势
沙旱生植物种苗快繁大多采用无性繁殖方式,具有以下优势与特点。
( 1)繁殖系数高、繁殖速度快。组织培养、微型扦插和微型嫁接工厂化育苗技术[3]及工艺
流程的集成组装系统化应用, 比传统的繁殖方法提高繁殖系数数百倍乃至数千倍。组织培养
理论计算公式为: Y= K @Xn, Y为 1 a 的繁殖种苗数量;K 为初始外植体接种量; X 为分化系
数; n 为 1 a 繁殖代数。以优良品种金叶莸( Caryopteris@clandonensis -Worester Gold. )组培苗扩
繁为例,接种成功 10个芽, 分化系数为 4,按 1 a 繁殖 10代计算: Y= 10@410 U1 048158万株,
即一株优良品种 1 a可繁殖数十万到数千万株。
(2)确保优良品种的品种纯度,可实现沙旱生植物种苗标准化生产。组织培养、微型扦插
和微型嫁接都属于无性繁殖技术, 不产生遗传变异,并且对雌雄异株可以定向培养[ 2]。微型扦
插不仅可以加快繁殖速度,而且可以实现优良品种的性状和砧木抗性的有机结合。
( 3)通过组织培养进行苗木快速繁育对植物病毒病的防御有积极作用。组织培养技术多
采用茎尖剥离的手段进行组织培养,在这一过程中植物的许多病毒被脱去[3] ,利用此项技术并
结合组织培养繁殖速度快等特点,可生产出大批量的脱毒种苗, 应用到生产中,可以提高苗木
的抗病性。
( 4)采用嫩枝扦插的方式进行繁殖,可缩短育苗周期,当年即可定植,利于新品种规模化快
繁推广。可使繁殖时间由 6 ) 8月延长为 4 ) 11月。容器育苗移植成活率高达 95%以上, 移植
定植后无缓苗现象, 当年苗木生长量比裸根苗提高 50%以上。
3 沙旱生植物工厂化快速繁育技术
以互叶醉鱼草( Buddleja alternif ola Maxim1)和金叶莸为例归纳沙旱生植物快繁技术。
311 两种灌木的特征特性
31111 互叶醉鱼草 互叶醉鱼草为马钱科醉鱼草属灌木,高达 3 m, 枝开放、细弱,多呈弧状弯
垂。叶互生,披针形,上面暗绿色, 下面被灰白色绒毛[ 4] ;叶柄很短。花期 5 ) 6月, 花序为簇生
状的圆锥花序, 球形至矩圆形,花冠蓝紫色。果期 7 ) 10月。蒴果矩圆形, 光滑。
互叶醉鱼草天然分布于我国西北地区的干旱、半干旱地带, 抗旱、耐严寒、耐高温、耐盐碱。
原产地为贺兰山、黄土高原,贺兰山东西两侧皆有分布,生于海拔 1 300~ 2 500 m的黄土丘陵、
干旱山坡、山沟砾石滩地等处。
通过对互叶醉鱼草进行引种驯化, 已在银川植物园和盐池灌木园等地进行规模化的栽植
73增刊 白永强等:优良沙旱生植物工厂化快繁技术
试验, 表现优良, 它既可作防风固沙树种又是良好的园林造景树种, 本种花虽小,但其密集族
生,布满枝条,花期长达 1月余, 盛花时节满树紫堇色花朵,鲜艳夺目, 气味淡雅, 花枝长达 1 m
以上,四面下垂,形成一个个天然的球状/花坛0[ 5]。它是干旱地区难得的绿色观赏树种, 可广
泛用于西北及华北地区干旱地带的庭院、公园、街道等多种园地栽植。
31112 金叶莸 金叶莸是北京林业大学从美国引进的彩叶灌木, 属马鞭草科, 杂交种;灌木,
高1~ 3 m, 枝条披散,单叶对生,叶长卵形, 叶面光滑,黄色,叶背具银色毛;聚伞花序, 花冠蓝
紫色,高脚碟状,花期 7 ) 8月,当年栽植即可开花[6~ 9]。
金叶莸耐寒、耐旱、耐瘠薄,株形紧凑,枝叶繁茂,叶形优雅, 金黄色叶片色泽美丽, 尤其具
有衬托色彩的良好效果, 叶的色彩随光照强度的增强而更加艳丽,是优良的园林造景灌木;金
叶莸单一造型组团, 或与红叶小檗( Berberis puruinosa Franch1)、侧柏( Platycladus orientalis ( L1)
Franco)、桧柏 ( Sabina chinensis ( L1 ) Ant1 )、小叶黄杨 ( Buxus sinica ( Rehd1et Wils) Cheng
var1parvifolia M1Cheng)等搭配组团,黄、红、绿色差鲜明,组团效果极佳, 可植于草坪边缘、假山
旁、水边、路边、绿篱、花筒、高速公路立交桥、中央分隔带等[ 10]。花冠蓝紫色,可弥补园林绿地
中蓝色系花的缺乏, 花期 7 ) 10月, 正是夏秋的少花季节,是点缀夏秋景色的上好材料,是春夏
观叶、秋季观花的上等佳品。特别在草坪中, 流线型大色块组团,亮丽而抢眼,常常成为绿化效
果中的点睛之笔,且高生长容易控制在 60 cm以下, 不需大量的修剪工作, 是代替草坪的一个
彩叶矮灌木地被树种,极具观赏价值,适应于我国黄河流域及其以北地区广泛栽植。
312 组织培养繁育技术
在优良树种引种初期,由于繁殖材料较少,可以通过组织培养的方式迅速扩大繁殖材料的
个体数量。在互叶醉鱼草的快繁过程中采用了组织培养技术,互叶醉鱼草的培养基配方试验
统计结果如表 1。外植体接种得到无菌外植体:选取紫花醉鱼木和金叶莸的嫩枝, 用清水和饱
和洗洁精刷洗干净。在无菌工作台上, 用75%的酒精和氯化汞等消毒5~ 8min,得到无菌外植
体。
通过外植体接种,得到无菌外植体后,进行基本培养基、激素种类和水平的筛选,选择出分
化途径(丛生芽型、叶芽生成型、胚状体生成型等)后进行外植体分化扩繁培养,在温度 22~ 28
e ,光照强度3 000 lx条件下筛选适宜的分化和生根培养基, 使分化系数达到4以上,这一阶段
需要的时间较长,繁殖周期为 30 d。然后进行继代培养、试管苗复壮培养、生根培养。培育出
试管幼苗通常需要 25 d的时间,试管苗生根率为95% ,再经过大约7 d的试管苗炼苗培养。生
根试管苗便可进行穴盘移植, 配合应用试管苗移植管护及炼苗培养技术,进行温湿度自动化控
制,前 7 d湿度控制在 85% ~ 100%, 温度为 15~ 25 e ,并辅助于遮荫措施。后期炼苗逐步接
近自然状态下的温湿度条件, 完成穴盘苗培育,这一阶段大约需要25 d。根据育苗目的将穴盘
苗装入容器或直接移植到苗圃中培育成成品苗。如果育苗期间经过冬季, 穴盘苗需要移植到
移植车间, 培育成半成品苗,经过一定时间的精细管护, 苗木地上及地下部分在温室中得到充
分生长,形成成品苗。
74 林 业 科 学 研 究 第17卷
表 1 互叶醉鱼草培养基配方试验
项目 培养基类型外植体培养基 芽增殖培养基 生根培养基
配方
MS
62BA
015 mg#L- 1
NAA
011 mg#L- 1
MS
62BA
013 mg#L- 1
IAA
016 mg#L- 1
MS
62BA
015 mg#L- 1
NAA
011 mg#L- 1
MS
62BA
015 mg#L- 1
IAA
110 mg#L- 1
1/ 2MS
IAA
014 mg#L- 1
1/2 MS
IBA
014mg#L- 1
1/ 2 MS
NAA
014 mg#L- 1
培养效果
芽 4 d后萌
动, 10 d 后
芽出现分化
芽 6 d后开
始生长, 但
未分化。
分化 系数
411, 部分苗
弱。
分化系数
217, 苗 较
壮。
9 d生根 6 d生根 7 d生根
313 扦插快速繁育技术
工厂化容器苗生产技术, 采用自动化喷雾系统控制温湿度, 保证充足的光照,使苗木繁殖
过程的养分均衡充足供应,提供最佳的水、气、光、热条件,培育出优质壮苗。实行工厂化育苗,
对育苗条件的高质量控制使苗木生长发育过程的养分能够均衡充足供应, 将水、气、光、热调节
到最佳协调状态,最终培育出优质壮苗。扦插快繁主要采取嫩枝扦插结合容器育苗繁育技术。
繁育过程主要程序为育苗容器的选择、基质的配制、基质消毒分装、插穗选取、生根剂处理、扦
插、自动化温湿度调控、容器苗移植。
31311 容器的选择 在容器苗繁育中选择适宜的容器并且采用混配基质育苗,为苗木的生根
创造良好的微环境[ 11] ,既能够满足苗木对营养物质的需求, 又能够保证透水透气性能良好,有
效解决了容器苗生长中的根缠绕问题, 实现空气休根的目的。
31312 基质的配制 基质配料选取本地资源丰富,运输便利,价格低廉的 2种材料:一是就地
取材的沙土;二是自配营养土(按本地农田熟土B腐熟农家肥= 9B1的比例配制)。将上述 2种
材料按沙土B营养土= 1B1的比例充分混合后填装容器。混合基质的应用能够提供良好的水
肥支撑条件[12] ,有效防止茎腐、根腐等工厂化繁育的常见问题,苗木生根比常规营养袋或苗床
繁育生根速度提前 2~ 5 d。
31313 基质分装、消毒 基质混合后, 装入营养袋中, 装至距营养袋袋口 2 cm处即可, 然后用
洁净的沙子添满。将装好基质的营养袋放入长 6 m,宽 112 m的低床内。扦插前灌足底水,并
用代森锰锌或多菌灵 800倍液消毒。
31314 插穗选取 插穗取自植物园采穗圃内生长旺盛、无病虫害的半木质化嫩枝。穗长 15
cm,去掉枝条基部 2~ 3 cm范围内的叶片。
31315 生根剂处理 植物生长剂(吲哚丁酸和萘乙酸)用 95%的酒精溶解,每 1 g需加酒精 50
mL,溶解后用蒸馏水稀释;速蘸育苗时稀释至 800~ 1 000 mg#kg- 1,蘸浆育苗时将生根剂稀释
至200~ 300 mg#kg- 1, 再加入滑石粉调成泥浆状。将剪好的插穗在配好的生根剂中进行处理。
互叶醉鱼草嫩枝扦插生根剂浓度配比试验结果如表 2。
75增刊 白永强等:优良沙旱生植物工厂化快繁技术
表 2 不同生根剂含量对互叶醉鱼草嫩枝扦插效果的影响
吲哚丁酸+
萘乙酸的含量/
(mg#kg- 1)
处理方法 扦插时间(月2日)
愈伤组织
形成时间
(月2日)
始生根
时间
(月2日)
大量生根
时间
(月2日)
生根率
/ %
1 000 速蘸 05217 05223 05227 05231 7315
800 速蘸 05217 05222 05226 05230 7817
500 浸 5 min 05217 05222 05225 05230 6916
200 浸 30 min 05217 05224 05227 05231 6316
CK 05217 05229 06203 ) 2410
31316 扦插 将处理后的插穗及时扦插,扦插深度 2~ 3 cm, 密度以叶片互不重叠, 又能保持
水分为宜。
31317 温湿度控制 这一技术环节是繁育成败的关键,要求非常严格。在扦插完后必须进行
喷雾处理,始终保持叶面湿润,以维持一定的叶面水势梯度,防止嫩枝失水萎蔫,将温室内的湿
度控制在 90%以上,温度控制在 28~ 30 e ,切忌低温高湿, 以防叶片发霉腐烂。主要采用自动
化喷雾系统控制环境温湿度, 如全光照悬挂式喷雾系统,微喷系统将按输入的控制程序定时定
量的进行喷雾, 将温湿度控制在苗木生根需要范围之内,均匀喷雾, 随天气变化或苗木生长变
化可以重新设置程序,均可以满足不同情况下苗木生长的需要, 提高苗木的扦插成活率, 又能
够提高劳动生产率, 从而降低苗木工厂化繁殖的成本。
31318 炼苗 一般扦插 10 d左右即可生根。生根后, 可逐步延长喷雾间隔期, 缩短喷雾时间,
适时打开温室风口, 降低空气湿度,过渡到容器苗能够适应外界环境。在这一阶段插穗的叶面
不宜过湿, 不要形成结露,但要保证容器内基质湿润。经过 30~ 40 d的炼苗,这也是苗木继续
生长的过程,使种苗适宜于造林地的气候环境条件。
31319 出圃移植 苗木在扦插后 60 d之内,经过炼苗,苗木枝条生长量可达到 40~ 50 cm,成
为成品苗, 能够满足一般定植要求, 即可移植定植。在落地苗床中育苗,苗木不能完全实现空
气休根,因此苗木在移植前的 3~ 7 d应该进行断根处理, 断根后的苗木应当灌足水,以利于苗
木在定植时能够顺利从容器中倒出,保持根团完整, 成活率一般可达 95%以上,在当年 9月中
旬以前均可进行移植。定植栽培后无缓苗现象[11, 13] , 当年生长量比裸根苗提高50%以上。
313110 繁殖时间 将被繁苗木定植于温室内建立采穗圃, 延长其生长期, 只要保证有嫩枝,
扦插繁殖在1 a中的 4 ) 11月均可进行,且成活率能达 80%以上。
4 沙生植物产业化示范推广
参与繁育试验的树种有: 互叶醉鱼草、四翅滨藜 ( Atriplex canescens)、蒙古莸 ( Caryopteris
mongholica Bunge )、金叶莸、沙冬青 ( Ammopiptanthus mongolicus ( Maxim1 ) Cheng f1 )、花棒
(Hedysarum scoparium Fisch1 )、杨柴 ( Hedysarum leave Maxim1 )、沙木蓼 ( Atraphaxis bracteata
A1Los1)、柠条( Caragana intermedia Kuang et H1C1Fu)、毛条( Caragana korshinskii Kom1)、宁夏枸
杞(Lycium barbarum L1)等等。已繁育各种优良沙旱生灌木苗 250余万株。
繁育数量较大的树种有金叶莸、互叶醉鱼草, 2001年初时仅有 200多株繁殖材料, 本课题
实施后,利用组织培养与嫩枝、硬枝扦插技术, 到 2002年繁育 20万株, 2003年达到 68万株,
2004年达到240万株(表 3) ,并在银川、盐池、甘肃、陕西、新疆等地区的沙地上和绿化工程中
76 林 业 科 学 研 究 第17卷
推广示范,生长表现良好。
表 3 优良沙生植物繁育数量
树种 基数/株 各年度繁殖数量/万株
2001 2002 2003 2004
合计/
万株
互叶醉鱼草 200 012 10 28 40 7812
金叶莸 200 013 10 40 200 25013
合计 015 20 68 240 32815
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Industr ialized Propagation of Psammophyte
BAI Yong2qiang 1, YUWei2ping 1, ZHAO Jian 1,
YANGHong2mei1 , HUNAGZhan2ming1 , GONGGui2fang2
( 11Ningxia Forestry Institute,Yinchuan 750004,Ningxia, China;
21Community Office of Helan County, Helan 750106, Ningxia, China)
Abstract :The industrialized propagation of psammophyte and its advantages were described, and the propagation
techniques and its demonstration and extending of psammophyte were summed up taking Buddleja alternifolia
and Caryopteris @clandonensis -Worester Gold. as testing meterials.
Key words: psammophyte; fast2propagation; Buddleja alternifolia ; Caryopteris @clandonensis
77增刊 白永强等:优良沙旱生植物工厂化快繁技术