揭秘沉香易结香品种嫁接育苗技术的秘密
吴庆全
基金项目: 福建省林业局科技重点资助项目(沉香易结香品种无性系造林试验ꎬ闽林文〔2022〕52 号)
沉香为一种具有芳香味的高价值心材物质ꎬ主要由瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(Aquilaria Lam )树种受胁迫后在树体中产生ꎬ因其油脂类化合物含量高ꎬ能沉入水中而得名ꎮ 全世界 20 多种沉香源物种主要分布在东南亚、南亚及中国南部ꎬ中国分布的沉香属树种为土沉香(Aquilaria sinensis(Lour )Gilg)和云南沉香(Aquilaria yunnanensis) ꎬ主产于我国海南、广东、广西等省区ꎮ 1999 年土沉香被国务院批准列入国家二级重点保护野生植物ꎬ现被载入«中国植物红皮书»«国家重点保护野生植物名录»ꎬ并列入«濒危野生动植物种国际贸易公约»(CITES)附录Ⅱ ꎮ 沉香作为一种珍贵香料和中药材ꎬ如今已成为收藏市场的新贵ꎬ被誉为“植物中的钻石”ꎬ现代科学研究表明沉香对胃癌和肠癌有医疗作用ꎬ沉香树叶可加工成沉香茶ꎬ有助眠、养颜美容、消胀气、排宿便、去油脂、提阳等功效 ꎮ 近年来ꎬ由于资源稀缺ꎬ沉香价格持续上升ꎮ土沉香普通品种树体产香周期长、产量低。
在土沉香天然林分中ꎬ发现有 5% ~7% 的植株可以自然结香 ꎬ为人工选择易结香沉香优良无性系提供了遗传物质基础ꎮ海南省和华南地区通过10多年的研究ꎬ已发现和选择出一些沉香易结香良种ꎬ具有结香快、产量高的优异特性ꎬ生产周期缩短至 6 ~10 aꎬ人们希望能够把这些优异特性保存繁殖苗木ꎬ为生产所用ꎮ 土沉香可以通过组培、扦插或嫁接等方法无性繁殖苗木ꎬ但是易结香沉香优良无性种与土沉香树体内由于化学成分及含量不同 。造成至今无法扦插育苗和组培繁殖苗木 。 一些林业工作者开展嫁接育苗取得一定进展ꎬ由于对嫁接技术研究不够深入ꎬ目前嫁接苗成活率仍然较低满足不了生产上的需求ꎮ 因此ꎬ为了加快易结香沉香优良无性系苗木的生产和推广ꎬ本文系统地开展了易结香沉香品种嫁接育苗技术研究ꎬ以期为沉香育苗提供参考。
1 材料与方法
1 1 试验地概况
沉香嫁接育苗试验地设置在福建省平和天马国有林场西蝉苗圃ꎬ东经 117°29′18″、北纬 24°29′46″ꎬ海拔 50 mꎬ年均降水量1750 mmꎬ年均气温21 5 ℃ꎬ极端低温 -2 ℃ꎮ 嫁接试验在用镀锌管搭建的简易大棚内进行ꎬ大棚拱架顶部覆盖薄膜和遮荫网ꎬ棚内安装自动喷雾水管设施ꎮ 整平地面ꎬ使营养杯砧木可以直接放至地面上培育。
1 2 试验材料
2021 年 7 月下旬采集漳州 8 年生土沉香成熟种子ꎬ7 d 内阴干、脱壳种子并处理干净后在苗圃沙床(沙床厚度 8 cmꎬ播种前用清水浇透沙床)撒播ꎬ播种量 70 kghm-2 ꎬ播种后用细河沙覆盖种子厚度 1 ~2cmꎬ以不见种子为度ꎮ 播种后约 7 d 喷水 1 次ꎬ15 d 后开始萌芽时ꎬ喷 1 次进口杀菌剂(百泰 1500 倍液)ꎬ之后每隔15 d 左右喷1 次ꎮ 播种后约40 d 芽苗长高5 cm 左右ꎬ移植到规格为长14 cm、宽14 cm、厚0 25mm 的塑料营养杯中ꎬ培育成 450 d 苗龄(含沙床时间)的砧木ꎬ砧木平均地径 1 5 cm、高度 0 8 m 左右(特殊试验除外)。
2021 年 5 月ꎬ从中国林科院热林所引进易结香沉香 4 号、11 号、13 号、14 号、15 号、19 号无性系苗木ꎬ在天马国有林场西蝉苗圃营建采穗圃ꎬ做好接穗准备ꎮ 本试验全部接穗均采自采穗圃无性系的枝条ꎬ在剪取穗条前 10 d 对枝条进行剪顶ꎬ促使接穗芽眼饱满ꎻ嫁接时把接穗剪成长度约 8 cm、留有 2 个芽眼的 2 片叶片ꎬ并把每片叶子剪掉 3/4(特殊试验除外)。
1 3 试验设计与方法
试验采用完全随机区组设计ꎬ嫁接方法采用切接法ꎮ 穗条随采集随嫁接ꎬ防止失水影响嫁接成活率ꎮ为了试验的一致性和准确性ꎬ嫁接试验均由同一组工人完成。
1 3 1 不同时间嫁接试验 选择 13 号无性系的枝条ꎬ在 2022 年 2 月 10 日、3 月 1 日、9 月 20 日和 10 月20 日开展春季和秋季嫁接试验ꎮ 40 株嫁接砧木小区ꎬ3 次重复ꎬ共嫁接砧木 480 株ꎮ 嫁接后 180 d 调查成活率、萌芽枝数、萌芽长度ꎬ2023 年 5 月 21 日调查苗高。
1 3 2 不同捆绑方式和接穗促芽嫁接试验 选择 15 号无性系枝条ꎬ于 2022 年 10 月 21 日进行嫁接ꎮ 设置 3 种嫁接方式ꎬA 1 :在采集接穗前 10 d 对枝条剪顶促芽ꎬ嫁接时用塑料带绑紧砧木与接穗后ꎬ再用长 15cm、宽 9 cm、厚 0 16 mm、袋口带有密封压线条的透明厚塑料袋套袋后ꎬ压紧封口线条保湿ꎻA 2 :枝条没有剪顶促芽ꎬ嫁接时用塑料带绑紧砧木与接穗后ꎬ再用长 15 cm、宽 9 cm、厚 0 16 mm、袋口带有密封压线条的透明厚塑料袋套袋后ꎬ压紧封口线条保湿ꎻA 3 :枝条没有剪顶促芽ꎬ嫁接后用塑料带绑紧保湿(即传统嫁接法)ꎮ 50 株嫁接砧木小区ꎬ3 次重复ꎬ共嫁接砧木 450 株ꎮ 嫁接后 180 d 调查成活率、萌芽枝数、萌芽长度。
1 3 3 不同无性系嫁接试验 于 2022 年 10 月 20 日进行嫁接试验ꎮ 选择 6 个无性系即 4 号、11 号、13号、14 号、15 号、19 号作为不同无性系嫁接材料ꎬ嫁接时用塑料带绑紧砧木与接穗后ꎬ再用长 15 cm、宽 9cm、厚0 16 mm、袋口带有密封压线条的透明塑料袋套袋后ꎬ压紧封口线条保湿ꎮ 每个无性系为1 个处理ꎬ60 株嫁接砧木小区ꎬ3 次重复ꎬ共嫁接砧木 1080 株ꎮ 嫁接后 100 d 调查成活率、萌芽枝数、萌芽长度。
1 3 4 不同嫁接材料试验 选择 13 号无性系在 2022 年 10 月 22 日进行不同材料(砧木地径、接穗基径和接穗叶片数分级)嫁接试验ꎬ均为 50 株嫁接砧木小区ꎬ3 次重复ꎮ ①砧木地径分级试验ꎬ把砧木地径分为 3 组ꎬB 1 :地径 1 50 ~1 99 cmꎬB 2 :地径1 0 ~1 49 cmꎬB 3 :地径 0 50 ~0 99 cmꎮ ②接穗基径分级试验ꎬ把接穗基径分为 3 组ꎬC 1 :基径 0 70 ~0 89 cmꎬC 2 :基径 0 50 ~0 69 cmꎬC 3 :基径 0 30 ~0 49 cmꎮ ③接穗叶片数分级试验ꎬ把接穗叶片数分为 4 组ꎬD 1 :穗条带叶片 3 片并剪掉叶片面积的 3/4ꎬD 2 :穗条带叶片 2片并剪掉叶片面积的 3/4ꎬD 3 :穗条带叶片 1 片并剪掉叶片面积的 3/4ꎬD 4 (即对照 CK):穗条不带叶片ꎮ嫁接后 100 d 调查成活率、萌芽枝数、萌芽长度。
1 3 5 不同炼苗方式试验 2022 年 10 月 21 日嫁接的 15 号无性系ꎬ分别在 2023 年 2 月 27 日掀开遮荫网全光照炼苗(T 1 )、3 月 27 日(T 2 )掀开遮荫网全光炼苗和不掀开荫网(T 3 )的 3 种炼苗方式处理ꎮ 在2023 年 4 月27 日调查比较苗木生长情况ꎮ 对3 个处理各随机设置4 个固定样方ꎬ每个样方调查50 株ꎬ共
调查 600 株ꎮ
1 3 6 嫁接苗管理 因久旱无雨(在培育砧木时ꎬ掀掉简易大棚顶部塑料薄膜全光照培育ꎬ嫁接后盖上棚顶塑料薄膜)ꎬ在嫁接前 7 d 对砧木浇水 1 次ꎬ嫁接后20 d 内没有喷水ꎮ 嫁接后20 d 左右嫁接苗喷1 次进口杀菌剂(百泰 1500 倍液)ꎻ30 d 接穗萌芽长度约 3 cmꎬ把塑料套袋脱掉ꎬ同时喷 1 次百泰或瑞毒霉1500 倍液 + 氯氰菊脂1000 倍液ꎻ之后每隔15 d 左右喷1 次杀菌剂和杀虫剂ꎮ 3 月起每隔约20 d 浇0 2% ~0 3%复合肥(N、P、K 含量各占 15%)水溶液 1 次ꎬ结合拔草及时抹除砧木萌芽ꎮ 冬季搭塑料小拱棚保温防寒越冬。
1 4 调查与统计方法
在 2022 年 5 月—2023 年 5 月ꎬ根据试验项目需要ꎬ在不同的时间分别调查统计各种试验嫁接成活和苗木生长指标情况ꎮ 用 DPS 数据处理用软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
2 1 不同嫁接时间对沉香成活与生长的影响
不同嫁接时间的沉香成活率与生长情况见表 1ꎮ 不同嫁接时间下ꎬ沉香嫁接成活率、萌芽长度和苗高均差异极显著(P =0 0001 ∗∗ )ꎬ萌芽枝数差异不显著(P =0 1066)ꎮ 嫁接苗平均嫁接成活率在 59 90% ~95 83%之间ꎬ其中 10 月 20 日嫁接成活率最高ꎬ为 95 83%ꎬ比 9 月 20 日嫁接的成活率提高 37 5%ꎻ10 月20 日嫁接的成活率显著高于 2 月 10 日和 9 月 20 日嫁接的成活率ꎮ 平均萌芽枝数为 2 17 ~ 2 70 个株-1 ꎬ10 月 20 日嫁接的萌芽枝数最多ꎬ为 2 70 个株 -1 ꎻ9 月 20 日嫁接的萌芽枝数最少ꎮ 平均萌芽长度为 16 03 ~28 22 cmꎬ3 月 1 日嫁接的平均萌芽长度最长ꎬ达 28 22 cmꎬ比 9 月 20 日嫁接的萌芽长度增加43 2%ꎮ 苗木出圃时各个嫁接时间段的平均苗高为 40 67 ~74 33 cmꎬ10 月 20 日嫁接的苗高达 40 cm 以上ꎬ大小株适中ꎬ可出圃种植。
表 1 不同时间嫁接沉香成活与生长情况
2 2 不同捆绑方式和接穗促芽嫁接对沉香成活与生长的影响
沉香不同捆绑方式和接穗促芽嫁接成活率与生长情况及分析结果见表 2ꎮ 不同捆绑方式和接穗促芽嫁接成活率差异极显著(P = 0 0005)、萌芽长度差异不显著(P = 0 0603)、萌芽枝数差异不显著(P =0 1756)ꎮ 平均嫁接成活率为 59 92% ~96 53%ꎬ其中 A 1 嫁接成活率最高ꎬ为 96 53%ꎬ比嫁接成活率最低的 A 3 提高 37 9%ꎬA 1 与 A 3 之间差异极显著ꎮ 平均萌芽枝数为 2 33 ~2 64 个株-1 ꎬ萌芽枝数最多的是 A 1 ꎬ最少的是 A 3 ꎮ 平均萌芽长度为 23 38 ~ 24 31 cmꎬ其中 A 1 最长ꎬ为 24 31 cmꎻA 2 最短ꎬ为 23 38cmꎮ 嫁接后穗条萌芽时间ꎬ接穗经过剪顶促萌处理的比没有剪顶促萌处理的提前 5 ~7 d。
表 2 不同方式嫁接沉香成活与生长情况
2 3 不同无性系嫁接对沉香成活与生长的影响
沉香不同无性系嫁接成活率与生长情况及分析结果见表 3ꎮ 不同无性系嫁接成活率(P =0 0091)和萌芽长度(P = 0 0002) 差异极显著ꎬ萌芽枝数(P = 0 0176) 差异显著ꎮ 平均嫁接成活率63 07% ~95 87%ꎬ超过群体均值的无性系有 3 个ꎬ即 11 号、13 号和 19 号ꎬ3 个平均成活率 92 61%ꎮ 其中无性系13 号成活率最高ꎬ成活率最低的无性系是 15 号ꎻ15 号与 13 号、19 号无性系间成活率差异极显著ꎮ 平均萌芽枝数为2 08 ~2 99 个株-1 ꎬ最多的是19 号ꎬ比最少的4 号增加30 4%ꎻ4 号和11 号与19 号无性系间萌芽枝数差异极显著ꎮ 平均萌芽长度为 4 83 ~9 64 cmꎬ其中 19 号最长ꎬ比最短的 14 号增加 49 9%ꎻ19 号与 4 号、13 号、14 号、15 号之间萌芽长度差异极显著。
表 3 不同无性系沉香嫁接成活与生长情况
2 4 不同嫁接材料对沉香成活与生长的影响
2 4 1 砧木地径分级嫁接试验 沉香不同地径砧木分级嫁接成活率与生长情况见表 4ꎮ 不同地径砧木嫁接成活率(P =0 0037 ∗∗ )、萌芽枝数(P =0 0059 ∗∗ )和萌芽长度(P =0 0000 ∗∗ )差异均达极显著水平ꎮ平均成活率为 74 97% ~98 20%ꎬ最高的 B 1 比最低的 B 3 提高 23 7%ꎻB 1 和 B 2 与 B 3 之间差异显著ꎮ 平均萌芽枝数 2 17 ~3 17 个株-1 ꎬ最多的 B1比最少的 B 3 提高 31 5%ꎻB 1 与 B 3 之间差异极显著ꎮ 平均萌芽长度 10 11 ~11 50 cmꎬ最长的 B 3 比最短的 B 2 增加 12 1%ꎻB 1 、B 2 与 B 3 之间差异极显著。
表 4 不同地径砧木沉香嫁接成活与生长情况
2 4 2 接穗基径分级嫁接试验 沉香不同接穗基径分级嫁接成活率与生长情况见表 5ꎮ 不同接穗基径嫁接成活率(P =0 0017 ∗∗ )和萌芽长度(P =0 0010 ∗∗ )差异均达极显著水平ꎬ萌芽枝数(P =0 6782)差异不显著ꎮ 平均成活率为 71 37% ~ 98 30%ꎬ成活率最高的是 C 1 ꎬ为 98 30%ꎬ比成活率最低的 C 3 提高27 4%ꎻC 1 和 C 2 与 C 3 之间成活率差异极显著ꎮ 平均萌芽枝数为 2 80 ~2 94 个株-1 ꎬ3 个处理之间没有显著差异ꎮ 平均萌芽长度为 8 79 ~12 61 cmꎬC 1 和 C 2 与 C 3 之间萌芽长度差异极显著。
表 5 不同基径接穗沉香嫁接成活与生长情况
2 4 3 接穗叶片数分级嫁接试验 沉香不同接穗叶片数分级嫁接成活率与生长情况见表 6ꎮ 不同接穗叶片数嫁接成活率、萌芽枝数和萌芽长度ꎬ差异均达极显著(P = 0 0000)ꎮ 平均成活率为 58 30% ~97 00%ꎬ最高的 D 1 比最低的 D 4 提高 39 9%ꎻD 1 、D 2 与 D 3 、D 4 之间成活率差异极显著ꎮ 平均萌芽枝数为2 00 ~2 93 个株-1 ꎻD1 、D 2 与 D 3 、CK 之间差异显著ꎮ 平均萌芽长度 2 33 ~5 66 cmꎬ最长的 D 1比最短的 D 4 增加 58 8%ꎻD 1 与其它 3 个处理之间萌芽长度差异极显著。
表 6 不同叶片数接穗沉香嫁接成活与生长情况
2 5 不同炼苗方式对沉香成活与生长的影响
沉香嫁接后不同炼苗方式的成活率与生长情况见表 7ꎮ 不同炼苗方式嫁接成活率差异不显著(P =0 2365)ꎬ萌芽枝数差异显著(P =0 0361)ꎬ萌芽长度差异极显著(P =0 0008)ꎮ 平均成活率为 92 75% ~94 88%ꎬ3 个处理之间没有显著差异ꎮ 平均萌芽枝数为 2 23 ~ 2 45 个株-1 ꎬT1 、T 2与 T 3 之间差异显著ꎮ 平均萌芽长度 13 64 ~21 54 cmꎬ最长的 T 1 比最短的 T 3 增加 36 7%ꎻT 1 与 T 2 、T 3 之间萌芽长度差异极显著。
表 7 不同炼苗方式沉香嫁接成活与生长情况
3 结论与讨论
易结香沉香品种由于树体内含有一些特殊化学物质ꎬ扦插后穗条长时间不生根出现烂皮而导致死亡ꎬ至今尚没有突破扦插和组培繁殖苗木的技术ꎮ 目前只能通过嫁接方法培育苗木ꎬ苗木嫁接成活率的高低和生长状况直接关系到造林成效和沉香产业的发展ꎮ 因此ꎬ通过试验研究总结出一套成熟的嫁接育苗技术应用于生产显得十分迫切ꎮ 本研究结果表明ꎬ在闽南地区易结香沉香嫁接育苗宜在 10 月 20 日左右嫁接ꎬ选用 450 d 苗龄的土沉香为砧木ꎬ砧木地径在1 0 ~1 99 cm 间ꎻ接穗基径在 0 50 ~0 89 cm 间ꎬ经过剪顶促芽且每穗条带有剪掉 3/4 面积的叶片 2 ~3 片ꎻ嫁接时用塑料带绑紧砧木与接穗后再用透明厚塑料袋套袋保湿ꎻ嫁接后约 100 d 开始全光照炼苗ꎮ 180 d 平均成活率可达 95%、萌芽枝数达 2 7 支株-1 和萌芽长度 23 cm 以上ꎻ在次年 5 月下旬平均苗高达 40 cm 以上ꎬ可出圃造林ꎻ苗木大小适中ꎬ方便运输和种植ꎬ此期正值雨季造林成活率较高ꎬ种植后幼树生长快。
林木嫁接能够克隆优良母树的特性ꎬ特别对一些难于组培和扦插繁殖苗木的树种显得尤其重要ꎬ嫁接技术已广泛应用在林业育苗中, 在对易结香沉香无性系嫁接育苗中ꎬ成活率反映嫁接成活情况ꎬ萌芽枝数、萌芽长度和苗高说明嫁接苗木生长状况ꎮ 沉香种植采用多主干方式培育ꎬ以提高结香产量ꎬ因而萌芽枝数也是嫁接苗生长的重要指标ꎮ 大量研究表明嫁接时间对嫁接成活率的影响大ꎬ各树种因生物学特性差异而最佳嫁接时间也不同ꎬ如无患子在 2 月底—4 月中旬 、元宝枫在 7 月初 、灰木莲在 1—2月 嫁接效果最好ꎮ 本研究表明ꎬ沉香在闽南地区于 10 月 20 日左右嫁接效果较好。
沉香枝条隐藏着很多隐芽ꎬ经过剪顶促芽处理后ꎬ能够促使接穗隐芽萌发ꎬ采用经过剪顶促芽处理的接穗嫁接后萌芽时间可以提前 5 ~7 dꎮ 嫁接的捆绑方式对成活率影响大ꎬ传统的嫁接捆绑方式即用塑料带包扎砧木与接穗并密封穗条 ,但沉香若用传统的捆绑方式嫁接成活率较低ꎬ且接穗带叶片不能操作。
不同地径砧木嫁接成活率和生长量差异大ꎬ在合理径级范围内ꎬ地径越大砧木越健壮嫁接成活率越高ꎬ萌芽抽梢生长也越好ꎮ 本研究结果表明ꎬ接穗基径直接影响着嫁接成活率和新梢生长ꎬ但对接穗发芽数影响不明显ꎬ较粗大穗条体内贮藏着较多营养物质和水分ꎬ能够提高嫁接效果ꎬ本试验结论与温云林 研究结果(接穗基径 0 60 ~0 79 cm 嫁接效果最好)基本一致ꎮ 用带叶片与不带叶片的穗条嫁接ꎬ对成活率、萌芽个数和萌芽长度影响较大ꎬ以保留 1/4 面积的叶片 2 ~3 片穗条嫁接ꎬ成活率最高、萌芽个数最多和萌芽长度最大。
不同无性系嫁接对成活率、萌芽枝数和萌芽长度都有明显的影响ꎬ这是由于植物生物学本身特性所决定的ꎬ一些无性系嫁接成活率高、萌芽能力强、分蘖多和萌芽抽梢生长快ꎬ另一些无性系则反之ꎮ 本研究选用生产上大面积推广的 6 个优良无性系进行嫁接试验ꎬ平均成活率超过群体均值的无性系有 3 个号即 13号、19 号和 11 号ꎬ平均成活率 92 61%ꎻ最低的是 15 号ꎬ仅 63 07%ꎮ 平均萌芽枝数 2 08 ~ 2 99 个株-1 ꎬ最多的是19 号、最少的是4 号ꎬ表明19 号无性系萌芽分蘖能力强ꎻ平均萌芽长度4 83 ~9 64 cmꎬ最长的为 19 号、最短的是 14 号ꎮ 表明 13 号无性系嫁接最容易成活ꎬ19 号无性系嫁接苗生长最快ꎮ嫁接后全光照炼苗时间对沉香萌芽长度和萌芽枝数影响很大ꎬ但对成活率没有显著影响ꎬ嫁接后约100 d 开始全光照炼苗ꎬ比遮荫网育苗萌芽长度增加 36 7%、萌芽枝数增加 7%ꎬ所以较早时间全光照炼苗苗木生长较好。
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