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壳斗科树种育苗技术研究



全 文 :收稿日期:2008-07-11
基金项目:江西省财政重大专项“ 常绿阔叶林恢复重建技术研究”资助。
作者简介:罗坤水,男,副研究员,主要从事林木遗传育种与栽培研究。
★通讯作者
江西林业科技 2008 年第 6 期
壳斗科树种育苗技术研究
罗坤水, 杨春霞, 林小凡★, 曹展波, 杨 桦
(江西省林业科学院,江西南昌330032)
摘 要:壳斗科树种在我国林业生产中占有重要的地位,具有很强的涵养水源、保持水土、防灾减灾等生态功能,
其木材、树皮、果实及叶等均具有重要经济价值。研究它们的种苗繁育技术对于人工规模化栽培具有重大意义。本文
从播种育苗、容器育苗、无性繁殖等方面综述了壳斗科树种育苗技术研究进展,并对其今后育苗方向进行了展望。
关键词:壳斗科;育苗技术;研究进展
分类号:S792.16-18 文献标识码:A 文章编号:1006-2505(2008)06-0006-04
壳斗科树种在我国林业生产中占有重要的地位,具有很
强的涵养水源、保持水土、防灾减灾等生态功能。 在长江流域
以南是组成常绿阔叶林的主要建群树种,是城乡绿化、美化
的主要造林树种,也是我国南方地区重要的优质用材、工业
原料和食用菌原料树种 。 壳斗科树种中麻栎 (Quercus
acutissima)、锥栗 (Castanea heryi)、红锥 (Castanopsis hystrix)、黧
蒴 ( Castanopsis fissa) 、 青冈 ( Cyclobalanopsis glauca) 、 板栗
( Castanea mollissima) 、栲树(Castanopsis fargesii)等为人工较大
规模栽培树种,其中板栗、锥栗为重要的果材两用经济树种。
随着我国工业用材特别是硬木资源的日益短缺,大力营造壳
斗科树种将是一种很好的选择,而制约壳斗科树种发展的关
键是裸根苗移植及造林成活率低。 本文对壳斗科树种育苗技
术进行了综述,重点介绍了容器育苗技术,并对壳斗科树种
育苗技术进行了展望。
1 播种育苗
播种育苗是传统育苗方式,有许多优点 [1],如采收、运输、
储藏、播种操作简便;可在短期内获得大量苗木;苗木根系发
达,生长势旺盛,可塑性强等。 播种育苗主要受种子品质、播
种期、圃地条件、播种季节及圃地管理等因子的影响。 壳斗科
大多树种如大叶栎 ( Castanopsis fissa) [2]、 麻栎( Quercus
acutissima) [3]、青栲( Cyclobalanopsis glauca) [4]、夏栎( Quercus
robur) [5]、绵槠( Liocarpus enryi) [6]、石栎( Lithocarpus glaber)及
青冈 [7]等均采用播种育苗。
1.1 种子处理
壳斗科果实多为坚果 ,种子无胚乳 ,富含淀粉或兼含
鞣质 ,采果后需除去壳斗等杂物 ,取出种子后进行沙藏或
随采随播 [8]。 如红锥 、米楮 (Castamopsis carlesii)、罗浮栲
( Castanopsis fabri)及黧蒴等 [9],就可随采随播 ,且发芽率均
较高 。 但有些壳斗科树种种子由于具休眠特性,必须经过催
芽处理。 催芽方法有层积法或热水浸种处理,同时结合各种
植物激素(赤霉素、吲哚乙酸、萘乙酸、吲哚丁酸)、保水剂和生
根粉浸种,效果更好。苏文华等[10]采用沙藏低温层积处理滇石
栎(Lithocarpus dealbatus)种子,沙藏时间 150 天以上,不仅出
苗整齐,而且生长也较好。 骆启斌等 [11]用 ABT 生根粉对板栗
种子进行处理,大大提高了场圃出苗率,促进了根系的生长。
1.2 菌根接种
壳斗科大都种有菌根菌寄生,接种菌根菌对壳斗科树种
育苗具有重要作用,可促进根系发育 、苗木生长 、增强抗逆
性、促进 P 等矿物质的吸收。 菌根菌的接种技术,主要有用纯
菌种或菌根土拌种、整地作床时施入床中,幼苗期侧根出现时
在根际处沟施、苗木移植或造林时粘根等。陈应龙等[12]对红锥
接种了 11 种外生菌根菌株,结果表明,接种菌根在苗木干质
量、 苗高、 地径、 须根数等指标达到极显著或显著差异 (P<
0.01);与未接种对照苗相比,接种苗平均高增加 20%~75%,地
径增加 50%~105%, 须根数增加 41%~245%, 干质量增加
100%以上。
2 容器育苗
容器育苗相对于播种育苗来说,具有节省圃地和种子,苗
木质量优、育苗周期短、移栽性能好、劳动投入少、环保能力佳
等优点,因而成为近年来育苗研究的热点。 容器育苗最早使
用是在 20 世纪 50 年代, 1974 年瑞典容器苗产量达 1. 5 亿
株,占苗木总产量的 40%;芬兰达 0. 75 亿株,占 30%;挪威达
0. 5 亿株,占 33%[13]。 直到上世纪 70 年代后期,我国才逐渐推
广应用容器育苗技术 [14],但目前发展很快,并被广泛应用于阔
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DOI:10.16259/j.cnki.36-1342/s.2008.06.015
叶树育苗,特别是裸根苗造林成活率低的阔叶用材树种。
2.1 育苗容器的选择
育苗容器的种类很多,较常用的为塑料容器(塑料薄膜、硬
塑料杯)、泥容器(营养砖、营养钵)、纸容器三大类,其中塑料容
器在壳斗科树种中应用较多。容器的规格大小对苗木生长有显
著的影响,在一定范围内容积增大,苗木地径、重量均相应增
大,但对苗高影响不显著,因此适当增加容器直径,降低容器高
度可以有效促进苗木地径生长。 对于一年出圃的壳斗科树种
苗,容器一般选用直径 6cm,高 10cm 的塑料容器 [15],但不同树
种应依据其生物学特性选择合规格的容器。 易观路等[16]采用直
径 8cm,高 16cm的容器培育黧蒴、石栎、红锥、米槠、竹叶青冈
(Cyclobalanopsis bambusaefolia)、秀丽青冈(C. pachyloma)、饭甑
青冈(C. fleuryi),均取得了很好的效果。刘贤王[17]用直径 10cm,
高 14cm 的容器培育闽粤栲( Castanopsis fissarehd) ,苗木长势
良好。
2.2 育苗基质的配制
容器育苗的栽培环境由多种基质共同营造,研究的重点
在于如何针对某一种苗木找到最佳的基质配方,同时兼顾适
用性和经济性两方面原则。 在基质的配制上,重点从持水性、
通气性、容积比和阳离子交换能力等四方面考虑,也可结合
当地自然条件,就地取材。 壳斗科树种常用的基质配方为①
东北泥炭 35.6%+黄心土 52.4%+珍珠岩 5.2%+垤石 6.3%+长
效复合肥( APEX)0.5%;②东北泥炭 38.8%+塘泥 41.8%+珍珠
岩 5.8%+垤石 6.8%+钙镁磷肥 6.8%[15]。 但不同的壳斗科树种
用不同的基质配比以促进其更好地生长。 刘贤王 [17]用红心土
50%、火烧土 48%和过磷酸钙 2%营养基质培养闽粤栲。 红锥
幼苗对土壤要求较高,营养土要疏松、肥沃,基质配方黄心土
50%~60%+腐殖土 35%~30%+火烧土 15%~10%, 或黄心土
50%~60%+细沙土或锯末 25%~20%+腐熟堆肥 25%~20%,或
黄心土+食用菌土 20%+火烧土 10%+腐熟鸡粪 10%均较好,
加入一定比例的红锥菌根土,效果更佳[18]。国外用轻型基质育
苗的较多,国内近几年也有轻型基质育苗方面的报道。 程庆
荣 [19]以蔗渣、木屑为原料做尾叶桉( Eucalyptu urophylla)容器
育苗基质,结果表明,木屑、蔗渣经过配比、堆沤、追肥处理后
可以作为尾叶桉容器育苗的基质,配方以 V (木屑或蔗渣)∶V
(煤渣)∶V (黄心土) = 5∶2∶3 最好。 但是轻型基质在壳斗科树种
育苗中还鲜见报道。
2.3 小苗定植与管理
容器苗定植方法主要有直播、 芽苗移植和小苗移植,壳
斗科树种一般以芽苗移植为主 , 如苦槠 、 小叶青冈
( Cyclobalanopsis myrsinaefolia)均采用芽苗移植方法进行容器
育苗[20]。遮荫对容器苗的管理非常重要,同时还应及时地进行
施肥,浇水,除草、间苗、防治病虫害等。 对苗木叶片较大的大
叶青冈( Cyclobalanopsis jenseniana) 、小叶青冈及榄叶青冈,还
应摘除少量叶片,以减少幼苗期水分蒸发,促进正常生长[21]。
2.4 根系控制
壳斗科树种苗期普遍存在主根长、侧根少,移栽困难。 对
此,对根系生长进行适当的调控就显得尤为重要。
2.4.1 容器控根。 通过调节林木根系的营养生长空间,即选择
一种控根育苗容器,控制主根的过快生长,促进侧根生长的
方法,已在梧桐、国槐、榆树、女贞等阔叶树育苗中取得了很
好的效果 [23]。澳大利亚还专门研制了一种控根育苗容器,其关
键技术是育苗容器的形状和内壁的设计,形状设计可以防止
根腐病和主根的盘绕;侧壁凸凹相间,外侧顶端有小孔,内壁
涂有一层特殊薄膜,这种结构既可扩大侧壁面积,又为侧根
“ 气剪”( 空气修剪)提供了条件。 此种容器 1996 年引入中国,
以陕西应用较多,且效果较好 [22]。 目前,控根容器育苗还存在
一定的技术障碍,且价格较高,因此在降低成本及技术成熟
后,控根容器育苗将会广泛应用于壳斗科树种育苗。
2.4.2 切根。 切根育苗法也是控根育苗中较常用的一种方法。
学者们提出了把容器放置在有槽沟的板条或网架上,使伸出
排水孔的根由于空气湿度低而自动干枯的空气切根措施 。
Armson 等[24]认为容器底面与其放置支架间留 1.5cm 的空隙可
有效地自动切根。 马陆章 [25]将这种空气切根的方法运用于麻
栎,用高 50cm 的支架摆放育苗容器,结果表明,麻栎的主根
长度明显缩短,侧根数增多,且苗高影响不显著。
除了空气切根,还有人工切根,即待种子胚根长至 1.5~
2.0cm 左右时,将胚根切去 1/4~1/2 左右,抑制其主根生长点
的伸长,可促进其侧生分生组织继续进行细胞分裂,从而长出
侧根和须根。 马全东 [26]进行了丝栗栲切根育苗试验,结果表
明,苗木明显增高,主根变短,侧根和须根发达。夏敏娟[27]等对
栓皮栎( Quercus variabilis)进行了胚根短截育苗试验,胚根短
截后的苗木,根颈粗度、侧根数量明显优于未短截的苗木,大
大提高了栓皮栎造林成活率。
2.4.3 化学和生长调节剂控根。化学控根法主要利用铜离子既
无害又能阻滞根系生长等特点 , 在容器内壁上涂上一层
CuCO3油漆,杀死或抑制根的顶端分生组织,以使苗木根系触
及容器内壁时即停止生长,实现根的顶端修剪,促发更多的侧
根。 研究表明 [28-30],涂有 CuCO3的容器可以抑制根尖的生长,
并能改善根系在容器中的空间分布特性,苗木根系中上层的
新根生长点数及新根表面积指数均有增加。 孙盛等 [31]详细介
绍了容器育苗化学控根技术及特点。 这些均表明,化学控根
技术在壳斗科树种中具有很好的应用前景。
有学者研究还发现植物的生长调节剂可以促进侧根萌发
和苗木生长。杨同辉等[32]研究了 3 种壳斗科树种青冈、细叶青
冈及苦槠对不同浓度生长调节剂的敏感程度,发现不同浓度
生长调节剂处理后 3 个树种的侧根数量及其生长量均有不
同程度的增长, 青冈、 细叶青冈的有效处理为多效唑( 15%
PP333)1 000mg/L~1 500mg/L,苦槠的有效处理为多效唑( 15%
PP333)1 500mg/L+IAA1 000mg/L。
7· ·
3 无性繁殖育苗
无性繁殖育苗是利用植物的营养器官( 根、茎、叶等) ,主
要通过扦插、嫁接等人工辅助的手段培育新植株的方法。 无
性繁殖的优点是:成苗快,开花结实早;变异小,一般能保持
母体的特性,对新品种或原有价值高的品种的繁殖与保存有
极重要的意义[12]。
3.1 扦插育苗
扦插育苗是林木优良基因和基因型保存、 有效缩短育苗
周期, 在林木中选单株直接大量繁殖的一种行之有效的繁殖
方法,在壳斗科树种中应用较多。 扦插母树年龄、扦插基质、生
长激素及穗条幼化等因素对扦插成活率有很大影响[33-34]。 何波
祥等[35]研究了黧蒴扦插繁殖,结果表明通过营建黧蒴采穗圃和
剪顶促萌处理,3 年后母树繁殖系数可达 20~40 倍,用黄心土
作扦插基质,经生根剂处理,于秋季扦插,生根率可达 85%以
上。 蒋 等[36]研究了红锥扦插育苗实验的最佳基质和生根率,
以黄心土作为扦插基质最好, 生根剂 IBA 浓度为 250mg/L 时
生根率最高达 90%。对于扦插比较容易成活的壳斗科树种,扦
插繁育简单、方便、快速,可以作为育苗的首选方法。 但扦插也
有其自身的缺点,扦插苗的根系发育较弱,寿命较短,另一种
无性繁殖方法——嫁接很好地克服了这种缺陷。
3.2 嫁接育苗
壳斗科树种中,栗属树种运用嫁接育苗技术的较多。 嫁
接育苗最难把握的是砧木和接穗间的亲和力,壳斗科树种嫁
接育苗主要采用本砧或亲缘关系比较接近的树种作为砧木,
采用枝接或芽接的方法来嫁接育苗。 吕井等 [37]研究了板栗芽
苗砧嫁接育苗技术,成功地突破了传统育苗方法、缩短了苗
木培育周期、改变了苗木的根系特征、提高了造林的成活率。
张丽瑶[38]研究了锥栗的嫁接育苗技术,嫁接砧木以本砧为主,
采用切接、皮接和芽接法分别成功地获得嫁接苗木。 高贵明
等 [39]研究了日本栗( Castanea crenata)的嫁接育苗技术,选择
与日本栗亲缘关系较近的种子来培育砧木,用 1 年生的良种
日本栗的发育枝作为插穗,采用插皮接法来嫁接,成活率达
到了 90%以上。
4 壳斗科树种育苗展望
壳斗科树种是我国亚热带地区植被的优势种,也是重要
的木材、坚果、栲胶的资源植物 ,具有重要的经济与生态价
值。 研究解决壳斗科树种育苗技术难题,提高其造林成活率,
对促进其资源开发利用将起重大作用。
4.1 轻质控根容器育苗是今后壳斗科树种育苗发展
的主流
容器育苗因集诸多优点而成为今后育苗的主流,特别是
轻质型、小容器、工厂化和自动化大规模生产是今后容器育
苗的发展方向。 壳斗科树种育苗技术也将沿着这个方向发
展,并最终实现自动化大规模生产。 虽然容器育苗不能完全
克服壳斗科树种育苗的技术难点—主根生长势强、幼苗期生
长 慢 , 如 甜 槠 (Castanopsis eyrei)、 苦 槠( Castanopsis
sclerophylla) 、 丝栗栲 ( Castanopsis rargesn) 、 石栗( Aleurites
moluccana) 、米槠、罗浮栲、石栎和青冈类等树种 [16],但控根法
容器育苗可以克服这个难点。 对比上述介绍的几种控根育苗
方法,不难发现各自的优缺点。 虽然植物生长调节剂也能达
到目的,但要进行最适生长调节剂及有效处理的最佳梯度摸
索,比较困难烦琐,并且这种方法不一定适合所有的壳斗科
树种,因此不能广泛推广。 对于控根育苗容器的应用,在技术
成熟及成本降低的情况下,对壳斗科甚至对阔叶树育苗都不
失是一种好的方法。 但就目前控根育苗技术而言,化学控根
方法简单、廉价,是控根容器育苗、切根育苗及植物生长调节
剂控根育苗中最为理想,应用较为普遍的一种方法。 因此,今
后壳斗科育苗将朝轻质型控根容器育苗方向发展。
4.2 生物技术将逐渐渗透到壳斗科树种育苗
在生物技术快速发展的今天,现代生物技术将逐渐渗透
到壳斗科树种育苗中,生物技术与常规育苗技术的结合是林
业育苗上的一个新领域。 壳斗科树种一年生苗表现为主根
长,侧根少,常规的裸根育苗,出苗少、质量差、造林成活率低。
随着生物技术如组织培养、体细胞胚胎发生、基因工程、生物
菌根等在林木育苗上的应用,为壳斗科树种遗传改良提供了
重要的选择来源,特别是生物技术与常规技术相结合,可为
林业生产培育出不同性状( 如抑制苗木主根生长,增加侧根数
量等) ,生长快,抗性强的优质苗木,为优质壮苗培育提供新思
路,具有巨大的发展潜力。
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Studies on the Breeding Technology of Fagaceae Species
LUO Kunshui, YANG Chunxia, LIN Xiaofan★, CAO Zhanbo, YANG Hua
(Jiangxi Academy of Forestry, Nanchang Jiangxi 330032, China)
Abstract: Fagaceae species play an important role in forestry production in China, with the strong water conservation,
conserving soil and water, disaster prevention and reduction and other ecological functions. On the other hand, its wood,
bark, fruits, leaves and so on, have an important economic value. Studying the seed -breeding technology of Fagaceae
species has great significance for its large -scale artificial cultivation. The research progress on breeding technology of
Fagaceae species was described from the aspects of sowing and seedling raising, container nursery, vegetative propagation.
Its future direction of seedling was also prospected in this article.
Key words: Fagaceae; Seedling technology; Research progress
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