辛建華,許慶標(biāo),劉建軍,李建新,李 瑩,郁國強,楚克歡,魯儀增,孫 濤,張連合,張學(xué)勇,張現(xiàn)祥,賀 燕
(1.菏澤市林業(yè)局,山東菏澤274000;2.國家林業(yè)草原元寶楓工程技術(shù)研究中心山東省林草種質(zhì)資源中心,山東濟南250102;3.成武縣國有白浮林場,山東成武274000;4.濟南市市中區(qū)園林綠化服務(wù)中心,山東濟南250002)
楸樹(Catalpa bungei C.A.May)為紫葳科(Bignoniaceae)梓屬(Catalpa L .)落葉喬木,材質(zhì)優(yōu)良,紋理通直,耐腐耐濕,是我國集用材、觀賞和藥用等為一體的珍貴鄉(xiāng)土樹種,在我國具有上千年的栽培歷史。其中散落在各地的楸樹古樹[3],經(jīng)過上百年的生長和適應(yīng),是楸樹的重要種質(zhì)資源,具有重要的經(jīng)濟價值和科學(xué)文化價值[4]。各個地區(qū)的楸樹優(yōu)良單株是我們可以直接開發(fā)利用的潛在資源。因此,有必要開展主要分布區(qū)內(nèi)的楸樹古樹和優(yōu)樹收集保存。但是,由于楸樹自花不孕、結(jié)實種子的發(fā)芽率低,而且實生苗不能保持母樹的優(yōu)良性狀,另外,由于楸樹古樹及優(yōu)樹的生長地點特殊或具有特殊保護措施和要求等原因,無法取根后采用根插擴繁。當(dāng)前研究顯示,使用楸樹大樹上的嫩枝進行扦插的生根率較低,亦不常采用;組培育苗技術(shù)對設(shè)施設(shè)備和人員的要求高且通用的組培繁育配方尚不成熟,也不宜規(guī)?;瘜嵤3,4]。梓樹(C.ovata G.Don)與楸樹同為梓屬樹種,以梓樹為砧木的楸樹嫁接苗具有親和力強、愈合快、適應(yīng)性好、生長快、抗逆性強等優(yōu)勢,梓砧接楸樹是當(dāng)前楸樹無性系高效繁育的重要方法之一,也是楸樹種質(zhì)資源保存的有效繁育方法[5]。當(dāng)前,比較成熟的嫁接方法有袋接、劈接、芽接等,其中芽接成活率42.9%~87%[6-8],最高可達90%以上。
本研究以梓樹為砧木,采用芽接嫁接方式進行楸樹古樹和優(yōu)樹的種質(zhì)資源繁育,并對其接穗的來源及其母樹特性進行統(tǒng)計分析,以期為楸樹種質(zhì)資源的收集保存及其無性快繁提供技術(shù)策略。
試驗地位于山東省菏澤市牡丹區(qū)胡集鎮(zhèn)菏澤市林木良種繁育苗圃,位于東經(jīng)115°20′-115°45′,北緯34°32′-35°20′,屬暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候,年平均氣溫13.7~14.2℃,年平均降水量為665.3 mm,海拔高度52.0 m 左右。本試驗地位于黃河沖積平原,土壤通體為粉沙質(zhì)潮土,表層土壤有機質(zhì)含量0.45%,全氮0.041%,速效磷3.5 ppm,速效鉀37.0 ppm,地下水位4.0 m 左右,pH 值8.0。
山東省林草種質(zhì)資源中心組織調(diào)查隊分別對楸樹主要分布區(qū)的古樹和優(yōu)樹資源進行普查,于2018年1-4月,從山東、河南、湖北、江蘇等地(表1)分別采集楸樹古樹和優(yōu)樹的樹冠中下部生長旺盛、無病蟲的1年生枝條作為嫁接用接穗,分別標(biāo)記、編號,隨后沙藏處理備用。嫁接砧木為1年生梓樹實生苗。當(dāng)年2月底采購,然后采用寬窄株行距栽植,寬行80 cm,窄行50 cm,株距30 cm。
4月上中旬,以梓樹為砧木進行方塊芽接。嫁接芽成活后,加強管理。楸樹古樹和優(yōu)樹的每系號嫁接28~151 株。分別按照采集地,楸樹母樹的樹齡、胸徑、樹高及其海拔統(tǒng)計各種質(zhì)資源接穗的嫁接數(shù)量及其嫁接成活率。
2018年10月底調(diào)查其成活率和生長指標(biāo)。試驗數(shù)據(jù)運用Excel 2013 和SPSS 18.0 進行統(tǒng)計分析和圖表制作。
2.1.1 楸樹母樹采集地對其接穗的嫁接成活率影響
不同采集地楸樹母樹的接穗平均嫁接成活率為30.4%,不同采集地的楸樹嫁接成活率差距較大(15.1%~45.8%)(表1)。其中,來自山東棗莊、濟寧、菏澤、日照,河南焦作和湖北襄樊等6 地楸樹母樹的接穗嫁接成活率均相對較高 (40.5%~45.8%),平均嫁接成活率達43.36%;來自南京市的接穗嫁接成活率最低,僅為15.1%,其次為來自山東淄博的接穗(嫁接成活率為18.3%)和來自河南周口的接穗(嫁接成活率為18.8%)。來自其余11 個采集地楸樹母樹的接穗嫁接成活率中等(20.4%~38.8%),平均嫁接成活率為27.49%。
表1 不同采集地楸樹母樹的嫁接擴繁數(shù)量及其成活率
2.1.2 楸樹母樹所處的海拔高度對其接穗的嫁接成活率影響
根據(jù)楸樹母樹所處的海拔高度,分別統(tǒng)計相應(yīng)的嫁接擴繁數(shù)量及相應(yīng)的嫁接成活率(圖1)。其中,海拔處于0~100 m、101~200 m、201~500 m 和500 m以上,其楸樹母樹的嫁接擴繁株數(shù)分別為5011 株、2784 株、1637 株和1618 株。楸樹母樹所處的海拔對其接穗的嫁接成活率產(chǎn)生一定的影響,楸樹母樹的海拔越高,其接穗的嫁接成活率偏低,但總體相差不大(29.1%~33%)。
圖1 不同海拔楸樹母樹的嫁接擴繁數(shù)量及其成活率
2.2.1 楸樹母樹的樹齡對其接穗的嫁接成活率影響
楸樹母樹的樹齡不同,其穗條的生理年齡存在較大區(qū)別。根據(jù)楸樹母樹的樹齡大小,分別統(tǒng)計相應(yīng)母樹的嫁接擴繁數(shù)量及相應(yīng)的嫁接成活率 (圖2)。其中,楸樹母樹樹齡為500年以上、101~500年、100年、50~99年、30~49年和4~29年時,其嫁接擴繁株數(shù)分別為438 株、1095 株、2761 株、1613 株、1735 株和3340 株。楸樹母樹的樹齡對其接穗的嫁接成活率存在極顯著的負(fù)影響(相關(guān)系數(shù)為-0.175,p<0.01),楸樹母樹的樹齡越高其接穗的嫁接成活率越底。其中,母樹樹齡4~29年(約1 個輪伐期之內(nèi))時,其接穗的嫁接成活率最高,可達47.0%;母樹樹齡在30~500年時,其接穗嫁接成活率不足30%,為27.3%~29.7%;母樹樹齡500年以上時,其接穗的嫁接成活率最低,僅為21.5%。
圖2 不同樹齡楸樹母樹的嫁接擴繁數(shù)量及其成活率
2.2.2 楸樹母樹的胸徑對其接穗的嫁接成活率影響
根據(jù)楸樹母樹的胸徑大小,分別統(tǒng)計相應(yīng)母樹的嫁接擴繁數(shù)量及相應(yīng)的嫁接成活率(圖3)。其中,楸樹母樹胸徑為101~600 cm、61~100 cm、31~60 cm和3~30 cm 的嫁接株數(shù)分別為688 株、2721 株、6700 株和3759 株。楸樹母樹胸徑對接穗的嫁接成活率存在極顯著負(fù)影響 (相關(guān)系數(shù)為-0.173,p<0.01),楸樹母樹的胸徑越大其接穗的嫁接成活率越底。其中,楸樹母樹的胸徑位于3~30cm 時,其接穗的嫁接成活率最高,可達39.9%;母樹胸徑位于31~100cm 時,其接穗嫁接成活率不足30%,為29%~29.8%;母樹胸徑101cm 以上時,其接穗的嫁接成活率最低,僅為23.6%。隨著楸樹母樹的年齡增大,胸徑逐漸增粗,其接穗的嫁接成活率隨之降低。
圖3 不同胸徑楸樹母樹的嫁接擴繁數(shù)量及其成活率
2.2.3 楸樹母樹的樹高對其接穗的嫁接成活率影響
根據(jù)楸樹母樹的樹高,分別統(tǒng)計相應(yīng)母樹的嫁接擴繁數(shù)量及相應(yīng)的嫁接成活率(圖3)。其中,楸樹母樹樹高3~10 m、11~15 m、16~20 m、21~25 m 和26~30 m 的嫁接株數(shù)分別為3526 株、2756 株、4728株、1982 株和904 株。楸樹母樹樹高對接穗的嫁接成活率存在一定負(fù)影響 (相關(guān)系數(shù)為-0.044,p>0.05),不同樹高楸樹母樹接穗的嫁接成活率在22.7%~39.2%之間。樹高為31~60 m 的楸樹母樹的接穗嫁接成活率最高,為39.2%;樹高為10~15 m 的楸樹母樹的接穗嫁接成活率最低,為22.7%。
圖4 不同樹高楸樹母樹的嫁接擴繁數(shù)量及其成活率
楸樹接穗的采集地不同,其嫁接成活率不同,但無顯著性差異,嫁接成活率主要與接穗所在母樹特征等有關(guān)系。楸樹遵循樹木自然生長規(guī)律,其樹齡越大胸徑就越大。本研究顯示,嫁接成活率的高低主要與其母樹特征相關(guān),楸樹母樹的嫁接成活率并與樹齡、胸徑呈極顯著負(fù)相關(guān)。樹木的生理生態(tài)特征與其年齡相關(guān),樹齡下降,其代謝與活力均發(fā)生變化[3]。對毛紅椿 (Toona ciliata Roem.var.pubescens (Franch.) Hand.-Mazz.)[9]、半楓荷(Semiliquidambar cathayensis Hung T.Chang)[10]等樹種的嫁接研究也有相似結(jié)論。另外,本研究中的楸樹母樹接穗的總體嫁接成活率不高,可能與古樹接穗生活力、嫁接時間等其他因素有關(guān),與當(dāng)年定植的砧木生活力以及與嫁接人員技術(shù)水平、嫁接后期管理等也有重要關(guān)系[5,11-14]。
楸樹優(yōu)樹和古樹的嫁接成活率為15.1%~45.8%(平均為30.4%),不同樹齡楸樹母樹的接穗嫁接成活率為21.5%~47.0%; 不同樹高楸樹母樹的接穗嫁接成活率為22.7%~39.2%,嫁接成活率均與楸樹母樹的樹齡和胸徑呈極顯著負(fù)相關(guān),楸樹接穗的年齡效應(yīng)十分明顯。在開展其種質(zhì)資源收集保存時,應(yīng)盡可能采集楸樹的基部萌條,減少年齡效應(yīng)的影響。