張明宏 葉景豐 金山 馬冬菁
摘要對影響樹木播種和扦插繁殖的因素進行了研究。結果表明:影響樹木播種的主要因素有種子休眠和發芽環境,打破種子休眠的方法有冰箱冷藏法、混雪堆藏法和混沙埋藏法;影響樹木扦插的主要因素有樹種的遺傳特性、母樹及枝條的年齡、插穗上的保留葉、基質水分和種類、植物生長調節劑種類以及環境條件。
關鍵詞樹木繁殖;播種;扦插;影響因素
中圖分類號S722文獻標識碼A文章編號0517-6611(2014)01-00135-02
作者簡介張明宏(1967- ),男,遼寧懷仁人,工程師,從事林業勘測設計研究工作,Email:Hrqsbhj3833@163.com。
收稿日期20131205樹木繁殖分為有性繁殖和無性繁殖。有性繁殖主要方法是播種,無性繁殖包括扦插、嫁接、分株、壓條和組織培養等,有性繁殖可以保持遺傳多樣性,無性繁殖能夠保持母本的優良性狀。針對不同的樹種選擇不同的繁殖方式具有重要意義。筆者對樹木2種主要繁殖方法進行了研究,以期為樹木繁殖提供參考。
1影響樹木播種繁殖的主要因素
1.1種子休眠
1.1.1影響種子休眠的主要因素。休眠是指凡具有生活能力的樹木種子,由于內因和外因的影響而致使樹木種子一時處于不能發芽的狀態[1]。種子休眠的類型有強迫休眠和生理休眠2種。強迫休眠的種子因缺少其發芽所必需的水分、溫度、氧氣及光照等條件而休眠,一旦有了這些條件,很快就能發芽。生理休眠的種子,即使給予一定的發芽條件,也要經過較長時間或者經過特殊處理才能發芽。
1.1.1.1種皮的機械障礙。種皮的機械障礙是由于種皮堅硬致密,或有油脂、蠟質等原因,使種子不透水、不透氣,種胚不能發育。王國晨[2]對美國皂角播種育苗技術進行了研究,結果表明:美國皂角種皮厚且蠟質,播種前必須進行特殊處理催芽。
1.1.1.2種子含萌發抑制物質。在一些樹木種子中,種胚、胚乳和種皮等部位含有一定數量的抑制發芽物質,如脫落酸、某些苯酚類和生物堿等。這些抑制物質只有在外界條件作用下,通過自身的一系列生理生化過程轉化其性質,解除其抑制物質,種子才能發芽[3] 。陳發菊[4] 對巴東木蓮種子休眠與萌發特性進行了研究,結果表明巴東木蓮種子不同部位均存在萌發抑制物,胚乳中高含量的萌發抑制物是影響胚萌發的重要因素。
1.1.1.3生理后熟。生理后熟也稱種胚發育不完全。這些種子雖然已表現出形態成熟的特征,但種胚并未發育成熟,胚還要發育一段時間才能成熟。張興旺[5]對青檀種子休眠和萌發特性進行了研究,結果表明:青檀種子生理后熟是引起休眠的重要原因 。
1.1.2打破種子休眠的方法。
1.1.2.1混沙埋藏法。混沙埋藏是將種子與濕沙混合放置,促使種子露出胚根的處理。因為催芽是在低溫環境中進行的,所以稱低溫層積催芽。低溫層積能夠打破種子休眠是受綜合因素的影響。主要是種子在低溫(0~5 ℃)環境中,其內部的脫落酸等物質含量顯著減少,抑制種子萌發的作用大為減弱,于是打破了休眠[6]。在低溫層積處理中,適宜的水分和氧氣能促進種子內部酶的活化,使營養物質開始進行轉化,加快了種胚的生長。
1.1.2.2混雪堆藏法。混雪堆藏是將樹木種子按一定比例與雪混合堆藏或埋藏的方法,用雪來保證種子所需的水分和低溫。經混雪堆藏處理后,種子出苗早、發芽率高,苗木健壯,抗病、抗寒力強。混雪堆藏適用于北方積雪多的地區。
1.1.2.3冰箱冷藏法。冰箱冷藏法是將種子按一定比例與濕潤物混合,儲存于冰箱冷藏室(0~4 ℃)一段時間的方法。冰箱冷藏法便于對溫度和濕度進行控制,是在實驗室進行種子發芽試驗的有效途徑,能夠為野外試驗提供參考。
1.2環境因素影響種子發芽的因素有很多,其中有內在因素,如休眠,也有外界環境條件因素,主要包括水分、溫度和空氣3方面。
1.2.1水分。水分是種子發芽的首要條件,因為有了水分才能使種子膨脹、種皮破裂,從而使種子內部轉化過程活躍,把貯藏的營養物質從難溶狀態轉變為種胚可以吸收利用的狀態,使種胚逐漸生長發育,最后胚根突破種皮。氧氣進入種子也要借助于水的作用,即氧氣溶于水之后才能為種子所吸收利用。
1.2.2溫度。溫度對種子的萌芽有很大影響。種子內部的生物化學作用需要在一定溫度下進行。適宜的溫度使種子很快萌芽,溫度過高、過低均不利于種子發芽,甚至會引起種子喪失發芽能力而死亡。
1.2.3空氣。種子在萌發過程中需要較多的氧氣。氧氣能增強種子的呼吸,促進酶的活性,分解種子中貯藏物質并釋放能量供給胚生長。由于種子的呼吸作用,樹木種子另一方面也排出二氧化碳,如果氧氣不足便會使二氧化碳積累,當增加到一定量時,便會抑制種子的發芽,甚至毒害種子引起死亡。
2影響樹木扦插繁殖的主要因素
扦插是利用植物的再生機能,從原株上切取一定大小的莖、葉、根等材料插入基質中,在適宜的外部環境條件下,通過自身遺傳以及生理機能調節再次形成完整植株的繁殖方法[7]。
2.1樹種的遺傳特性不同樹種遺傳特性不同,其扦插成活機理也是有所不同的。同一樹種的不同品種之間也有一定的差異,這是因為具有不同遺傳特性的樹種,其組織結構、生理基礎以及再生能力強弱均有差異[8] 。大部分針葉樹的扦插要難于闊葉樹,木本植物難于草本植物。
2.2母樹及枝條的年齡植物新陳代謝作用和生活力隨年齡的增加而逐漸降低,一般從幼、壯齡母樹上采集的幼嫩枝條,其生活力和再生能力較強,扦插后生根快,成活率高,這是因為嫩枝插穗內源生長素高、細胞分裂能力旺盛,有利于不定根的形成。如白皮云杉嫩枝插條生根率比硬枝插條生根率高57%[9]。
2.3插穗上的保留葉插穗上的保留葉不僅通過光合作用制造一定的養分供給插穗生根和生長,而且還形成一定數量的生長激素,對促進插穗生根十分重要。如歐李無葉嫩枝插條不生根;在插條留1~3片葉的情況下,隨著葉片數量的增加,其生根率、萌芽率、成活率和新根數量逐漸增加;其中留3片半葉的嫩枝生根率、成活率最高,3片葉的嫩枝萌芽率最高[10] 。
2.4基質水分和空氣濕度基質中的水分和空氣濕度是決定插穗成活、生根的重要因素。扦插初期,插穗未生根,吸水能力很弱,特別是帶葉的嫩枝插穗,此時如果基質水分不足或空氣濕度不夠,插穗枝葉過量蒸騰,導致水分平衡失調,插穗枯萎落葉,很難生根。
2.5溫度溫度影響著樹木插穗的細胞分裂、光合、呼吸、蒸騰和其他生理活動,從而影響著插穗的再生過程。不同樹種插穗的生根對溫度的要求不同,在最適的溫度范圍內,插穗易生根,反之則不生根,甚至導致插穗死亡。不同樹種插穗生根要求的溫度不同,一般插穗生根最適宜的環境溫度范圍是20~28 ℃[11] 。
2.6空氣插床中的氧與插穗生根關系十分密切,一般認為隨基質含氧量增加,生根率提高,但氧濃度大于21%時,并無促進生根作用,當氧氣濃度低于5%時,不僅生根率降低,而且插穗的切口腐爛致死[12] 。
2.7光照光是植物光合作用的能源,沒有陽光,光合作用就不能進行,不定根的形成和發育就會受到嚴重影響。光照充足,光合作用旺盛,則形成碳水化合物多,插穗體內干物質積累多,根的產生和發育健壯。
2.8基質基質是插穗生根的場所,基質中需要有充足的水和空氣,不同基質的透水和透氣性能不同,因此應根據不同樹種選擇不同的基質。目前常用的扦插基質有河沙、珍珠巖、蛭石和爐渣等,可根據條件選擇適宜的扦插基質。
2.9植物生長調節劑生長調節劑處理插穗是扦插繁殖大量目的樹種的有效手段。生長調節劑可以促進插條內部營養物質的重新分配與內源激素的作用表達,促進插條生根[13]。隨著對扦插繁殖研究的不斷深入,很多綜合性的生根促進劑應運而生,中國林科院王濤院士研制的ABT生根粉,為促進難生根或較難生根的樹種扦插生根提供了有效的途徑。
參考文獻
[1] 盧學義.園林樹種育苗技術[M].沈陽:遼寧科學技術出版社,2002:47.
[2] 王國晨,楊樹軍,邢兆凱.沙地引種美國皂角播種育苗試驗[J].遼寧林業科技,2005(4):12-14.
[3] 孫時軒,劉勇.林木育苗技術[M].北京:金盾出版社,2002:73.
[4] 陳發菊,梁宏偉,王旭,等.瀕危植物巴東木蓮種子休眠與萌發特性的研究[J].生物多樣性,2007,15(5):492-499.
[5] 張興旺,操景景,龔玉霞,等.珍稀植物青檀種子休眠與萌發的研究[J].生物學雜志,2007,4(1):28-30.
[6] 沈國航,翟明普.森林培育學[M].北京:北京林業出版社,2001:118.
[7] 陳曉陽,沈熙環.林木遺傳育種[M].北京:高等教育出版社,2005:94.
[8] 張運山,錢拴提.林木種苗生產技術[M].北京:中國林業出版社,2007:217.
[9] 黃國學,牟光輝,王永清,等.白云杉扦插育苗技術的研究[J].遼寧林業科技,2011(4):22-24.
[10] 曹琴,王承禹,王鵬飛,等.葉片數量對歐李嫩枝扦插成活與生長的影響[J],安徽農業科學,2009,37(4):1526-1527.
[11] 史玉群.全光照噴霧嫩枝扦插育苗技術[M].北京:北京林業出版社,2003:78.
[12] 史玉群.綠枝扦插快速育苗實用技術[M].北京:金盾出版社,2008:14.
[13] 王順財.楸樹嫩枝扦插繁殖技術及其生根機理研究[D].南京:南京林業大學,2007.