肖祖飛,彭 藝,姜 睿,張北紅,王顏波,李 鳳
(南昌工程學(xué)院江西省樟樹繁育與開發(fā)利用工程研究中心,江西南昌 330099)
云南樟(Cinnamomum glanduliferumMeissn)屬于樟科樟屬植物,常綠喬木,高可達20 m,主要分布于我國云南、四川、貴州、西藏等地,常見于山地常綠闊葉林中,在印度、尼泊爾、緬甸等國也有分布[1]。云南樟樹干通直、樹形優(yōu)美,是優(yōu)良的園林綠化樹種;根、莖、葉可提取精油,如桉葉油素、芳樟醇、樟腦等,可以制作香料、食品添加劑、醫(yī)藥等;木材可制作家具,具有重要的經(jīng)濟價值[2]。目前,已開展了云南樟形態(tài)學(xué)、良種選育、栽培、引種馴化、抗性、精油成分、病害等方面的研究,而種質(zhì)資源收集與保護、繁殖、矮林栽培、精油利用與深加工等方面內(nèi)容未見報道。綜述云南樟各領(lǐng)域的研究進展,梳理存在的一些問題,提出相應(yīng)措施,以期為云南樟的后期研究提供參考。
云南樟屬于樟科樟屬植物,樹干通直,樹皮灰褐色,縱裂。枝條圓柱形,小枝具棱。芽卵形,密被絹色。葉互生,革質(zhì),橢圓形至卵狀橢圓形,長6~15 cm,寬4~6.5 cm,羽狀脈或稀離基三出脈。圓錐花序腋生,花小、淡黃色,花期3—5月。果球形,果期7—9月[3]。樟科樟屬植物的葉形、樹皮、樹形等形態(tài)特征極為相似,而且還存在多種化學(xué)型,相互之間難以區(qū)分,給科研和生產(chǎn)實踐帶來諸多不便,應(yīng)繼續(xù)深入云南樟的形態(tài)學(xué)研究,同時開展解剖學(xué)研究,從宏觀和微觀角度更多地了解云南樟的器官、組織、細胞等結(jié)構(gòu)。
良種選育對于云南樟的開發(fā)利用至關(guān)重要。孫維等對4 年生云南樟9 個種源39 個家系自由授粉子代的生長指標進行測定,發(fā)現(xiàn)種源間地徑存在顯著差異,地徑種源遺傳力為0.63;家系間地徑、樹高和冠幅差異極顯著,遺傳力分別為0.83、0.89 和0.85,受強度遺傳控制,可進行優(yōu)良種源和家系選擇。通過地徑、樹高和冠幅遺傳增益計算,選擇維西云南樟為優(yōu)良種源,選擇出7 個優(yōu)良家系[4]。牛煥瓊等對9 年生云南樟9 個種源34 個家系自由授粉子代的生長指標進行測定,結(jié)果表明樹高、胸徑、冠幅和冠高的遺傳力分別0.68、0.64、0.58和0.60,受強度遺傳控制,表明家系選擇能獲得較好的效果[5]。云南樟作為重要的造林、園林綠化和木本香料植物,至今未見到優(yōu)良品種大范圍推廣。因此應(yīng)加快云南樟的選種工作,特別是要以出油率和主成分含量高為目標,選育出云南樟的優(yōu)良化學(xué)型,為香精香料產(chǎn)業(yè)服務(wù)。
苗木栽培與繁育是云南樟開發(fā)利用的基礎(chǔ)。尹曉陽等研究了云南樟輕基質(zhì)容器育苗技術(shù),爐渣、泥炭、珍珠巖粉按質(zhì)量比1∶1∶1 充分混合,并每立方米混合基質(zhì)加入2 kg 鈣鎂磷肥,調(diào)節(jié)pH 值為6,發(fā)現(xiàn)云南樟實生幼苗生長最好,苗高可達20.3 cm,地徑0.42 cm,總干物質(zhì)重2.2 g,地上部分干重與地下部分干重之比為1∶4,與大田育苗相比較,容器育苗成活率提高了27.7%[6]。韋小麗等研究了1 年生云南樟播種苗的生長規(guī)律,將其生長過程分為出苗期(3 月12日至5 月13 日)、生長初期(5 月14 日至7 月15 日)、速生期(7月16日至9月15日)、生長后期(9月16日至11 月15 日)。云南樟生長初期表現(xiàn)為苗高和地徑生長緩慢,根系生長迅速;苗高在速生期達到最大值,地徑生長量小,根系生長減慢,生物量積累加快;生長后期,苗高生長量下降,地徑生長量達到最大,地下部分生長有一定增加[7]。云南樟的苗木繁殖可采用種子繁殖、扦插、組織培養(yǎng)、嫁接等方式,通過查閱文獻,未見云南樟繁殖方面的研究報道。因此,云南樟種子繁殖技術(shù)、扦插繁殖技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)急需填補空白。
此外,在開展良種選育的基礎(chǔ)上,還需填補云南樟矮林栽培研究。云南樟香料林栽培可以參考香樟矮林栽培模式[8],即矮林密植,一年砍伐1 次或兩年砍伐3 次進行枝葉精油的提取,能極大地提高單位面積生物量和精油產(chǎn)量。
云南樟主要分布我國云、貴、川高海拔地區(qū)(海拔1 500~2 500 m),開展引種馴化研究有利于云南樟的推廣利用和種質(zhì)資源保存。譚忠奇等認為廈門地區(qū)的云南樟初期速生是因為云南樟幼樹較耐蔭,喜溫暖濕潤氣候,喜潮濕蔭蔽,一般生長在常綠闊葉林中,對土壤要求不嚴,但在濕潤、排水良好的土壤中生長快且好;到生長后期,由于廈門屬于南亞熱帶海島性氣候,海拔低、四季不明顯、氣溫較高等,云南樟開始對生態(tài)環(huán)境不適應(yīng)了,速生后提前衰老;綜合來看,云南樟基本適應(yīng)廈門的氣候壞境,是廈門地區(qū)園林綠化可選樹種[9]。趙永光等開展了云南樟向北引種的研究,發(fā)現(xiàn)云南樟從云南省勐??h引種到浙江省溫州市平陽縣(北緯27°41′ )后生長發(fā)育良好,但由于地理環(huán)境和氣候條件的改變,其生長物候期也發(fā)生了顯著變化,萌動推遲了2個多月,全年生長期要短1個多月,一年中云南樟的高生長有兩個高峰,分別在5 月中旬至6 月中下旬和8 月中下旬至9 月中下旬,在氣溫高、降雨充沛的季節(jié)生長快;6~7 年生云南樟開始開花結(jié)果,種子正常;云南樟幼林階段高生長和粗生長的增長速率分別是本地樟的143%和213%。云南樟引種至浙江臺州市臨海白石(北緯28°52′ )以南地區(qū)后生長良好,而臨海白石引種3 年生苗露地越冬會發(fā)生凍害,凍害率達50%,其中二級以上凍害占68%;隨著苗齡的增加,抗寒性增強,4 年生苗未發(fā)生凍害。云南樟引種至浙江寧波(北緯29°55′ ),1年生苗全部凍死[10]?;谝陨涎芯浚茰y云南樟可在長江流域以南省份種植,能豐富長江流域以南省份的造林和綠化樹種,還能擴大以云南樟為原料的香料林栽培面積。
云南樟的枝葉可用來提取精油,其精油富含芳樟醇、桉葉油素、檸檬醛等,具有重要的經(jīng)濟價值。對云南果東地區(qū)產(chǎn)的云南樟葉油進行分析,發(fā)現(xiàn)其含有莰烯、α-菠烯、聚傘花素、芳樟醇、α-松油醇、樟腦、檸檬醛、癸醛、甲基庚烯酮、桉葉油素及丁香酚[11]。與香樟、黃樟、猴樟等香料植物一樣,云南樟非木質(zhì)資源利用也存在一些關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)問題尚未解決。目前,云南樟精油提取還處于粗放狀態(tài),原料貯存與預(yù)處理過于簡單,缺乏不同預(yù)處理時間和方式對精油得率及主成分含量影響研究支持;精油精深加工方面,存在精深加工能力不足、技術(shù)水平不高等問題。市場上主流精油產(chǎn)品是檸檬醛、芳樟醇、龍腦、樟腦、桉葉油素、丁香酚、松油醇等,但也只是為發(fā)達國家高端市場的產(chǎn)品提供加工原材料,離自主生產(chǎn)高附加值的香料、藥用產(chǎn)品仍有較大距離。因此急需開展精油提取分離、精深加工關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備開發(fā),為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐和奠定基礎(chǔ);急需研發(fā)出精油的高附加值產(chǎn)品,從而提升產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益和規(guī)模效益。
此外,牛樟、山蒼子的基因組測序已經(jīng)公布,借助這兩個相近樹種的測序結(jié)果,可以從分子水平研究云南樟精油代謝調(diào)控機理、精油代謝調(diào)控關(guān)鍵基因篩選,解析不同化學(xué)型的云南樟精油代謝途徑差異及葉、莖、根主成分的不同等,有助于推進云南樟雜交育種、品種改良等。
云南樟抗逆性研究集中在抗寒性和重金屬脅迫等方面。楊俊陶和陳炳林研究了云南樟、新樟、細葉香桂、銀桂的抗凍性,發(fā)現(xiàn)4 種樟科芳香植物的電介質(zhì)滲出率都隨溫度降低而升高,云南樟、銀桂、新樟、細葉香桂的半致死溫度依次為-16.624 67 ℃、-14.118 82 ℃、-13.271 20 ℃、-14.274 32 ℃,抗凍性強弱為云南樟>細葉香桂>銀桂>新樟,其中云南樟比較耐寒[12]。唐探等以半年生云南樟實生幼苗為研究材料,研究鉛、鎘脅迫對其生理指標的影響,結(jié)果表明,在不同濃度的Pb2+、Cd2+脅迫下,云南樟MDA 含量隨濃度增加總體呈上升趨勢,略高于或顯著高于對照;SOD 活性隨著Pb2+、Cd2+處理濃度增加的變化不顯著,而POD 活性表現(xiàn)為先升后降的趨勢;脯氨酸含量隨著Pb2+、Cd2+處理濃度增加總體呈上升趨勢;在5 mmol·L-1的Pb2+(低濃度)脅迫下,云南樟幼苗葉片內(nèi)的可溶性蛋白含量明顯減少,而在不同濃度的Cd2+脅迫下,可溶性蛋白含量變化不明顯;總體上Cd2+毒害作用強于Pb2+[13]。唐探等以2 年生云南樟實生幼苗為材料,研究鉛、鎘脅迫對幼苗葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?,發(fā)現(xiàn)隨著Pb2+濃度增大,葉片葉綠素a 含量逐漸升高;而Cd2+脅迫下,葉綠素a和葉綠素b含量隨著濃度增大而顯著下降。同時,在Pb、Cd 脅迫下,云南樟葉片熒光參數(shù)F0顯著增加,F(xiàn)v/Fm降低,qN 下降幅度顯著大于qP,表明PSⅡ反應(yīng)中心失活,發(fā)生了光抑制,葉片暗反應(yīng)受阻,光合速率下降[14]。
云南樟是重要的造林、園林綠化和香料樹種,病蟲害暴發(fā)會對云南樟的生長發(fā)育、觀賞價值、育苗、種植等產(chǎn)生重要影響。陳秀虹等在云南昆明市一苗圃地新發(fā)現(xiàn)了一種病害——云南樟白脈病,該病是薩卡多星孢(Asteroconium saccardoi)所致,寄主只見于云南樟[15]。白脈病只出現(xiàn)在大樹稠密葉片的冠幅內(nèi)部近下層葉中,為害的是2~3 齡老葉的葉柄、葉背主脈、側(cè)脈和葉片網(wǎng)脈,使葉片脫落,影響苗木生長,嚴重的可導(dǎo)致植株死亡。發(fā)病時可用石硫合劑防治1~2次,兼殺蚜蟲和病菌的效果好。