羅玉亮,李紅艷
(1.大興安嶺林業集團公司森林經營部技術推廣站,黑龍江加格達奇165000;2.黑龍江省林業科學研究所,哈爾濱150081)
歐洲花楸國內引種及繁育技術研究進展
羅玉亮1,李紅艷2*
(1.大興安嶺林業集團公司森林經營部技術推廣站,黑龍江加格達奇165000;2.黑龍江省林業科學研究所,哈爾濱150081)
歐洲花楸為引入國內較為耐寒的名貴樹種,目前國內生產和研究部門在引種馴化、品種選育、繁育技術等多個方面進行了試驗研究。通過綜述國內關于歐洲花楸引種和繁育技術的研究進展,總結出良種選育和工廠化無性繁育技術是推動歐洲花楸良性發展的關鍵,為國內的生產和經營者提供借鑒。
歐洲花楸;引種;繁育技術
歐洲花楸(SorbusaucupariaL.),原產歐洲和亞洲西部,薔薇科花楸屬,落葉灌木或小喬木;樹高6~18 m,樹干端直,樹形優美,幼樹樹冠橢圓形,成熟時樹冠呈球形;羽狀復葉,春夏季葉片為深綠色,秋季葉色變為黃色至紫紅色,有光澤;花期5月,白花簇生,直徑7~12cm;8月下旬到9月結出橘紅色漿果,豐碩的果實懸垂在小枝上,整個冬季至翌年3月宿存于枝頭,鮮紅亮麗、耀眼奪目,是一種優良的觀葉、觀花、觀果型園林樹種[1]。其果實中富含礦物質、粗纖維、維生素C等,可用于果汁、果醬、罐頭、果脯等食品和飲料的原材料[2]。該植物中還含有較豐富的黃酮、花青素、類山梨酸苷、生氰苷、雙聯苯酚、綠原酸等成分,具有較強的抗氧化活性,能夠清除多種氧自由基,在抗氧化、抗輻射、抑菌、抗炎、降血糖、利尿和止咳平喘等方面都具有很好的效果[3]。歐洲花楸可耐 -35℃的低溫,能適應多種土壤和地域。總之,歐洲花楸是集觀賞、食用、藥用等價值于一身的珍貴花木。特別適合我國北方地區引種栽培,開發應用前景十分廣闊。
國內歐洲花楸的引種始于1986年,黑龍江省森林植物園從波蘭、斯洛文尼亞、比利時3個國家引入歐洲花楸種子,通過種子質量、幼苗形態及苗期在引種地生長狀況等方面綜合評價,初步確定波蘭種源歐洲花楸為黑龍江省最適宜引進種源[4]。同時,對波蘭種源歐洲花楸植物學特性、生物學特性、生長節律等進行了研究,說明該樹種適宜在東北地區推廣栽培,高生長于第3年進入速生期,年生長量達到最高,然后高生長速度逐年趨于緩慢[5]。目前該園引進的歐洲花楸已繁育到第三代苗木,面積達70畝[2]。遼寧省干旱地區造林研究所自 2000 年開始先后從俄羅斯引進歐洲紅果花楸,之后進行了嫩枝扦插、組培繁殖,生物學特性、生長節律、栽培技術等的研究。結果表明,歐洲紅果花楸在遼西地區具有很強的適應性,生長迅速,開花結果正常。嫩枝扦插和組培育苗經歸圃培育后平均苗高 30cm 以上,成活率 80% ,8 年生樹高 4.1 m,地徑 6.7 cm,單株果實產量 4.0 kg,產果量 5.0 t/hm2[6]。趙惠珠[7]報道1995 年從美國引進的歐洲花楸,在大連、沈陽等地引種栽培成功。在沈陽地區野外露地栽培 1~3 年生幼樹有輕微凍害,4 年生以后可在-30℃左右的低溫下生長,基本無凍害發生。曹明等[8]對從俄羅斯引進栽培6年生的歐洲花楸和相同樹齡的鄉土樹種百花山花楸進行了調查比較,俄羅斯歐洲花楸有著單株側枝多、花序量大、坐果率高的優點。周鑫等[9]對加拿大引進的歐洲花楸種子在黑龍江省牡丹江市進行了引種栽培研究,確定歐洲花楸抗寒性較強,可耐-35℃的低溫,致死臨界低溫為-40℃以上,可以在北方寒冷地區引種栽培。隨著引種成功,國內也越來越重視歐洲花楸,2006 年,寧安引進了 10 萬株歐洲花楸,建立了黑龍江省最大的歐洲花楸繁育基地,到2010年歐洲花楸成活率在 95%以上,年平均生長量 1 m,95%的樹木已開花結果,其速生性和觀賞性均優于本地花楸[10]。2008年,寧夏從德國、捷克、匈牙利、意大利、奧地利5個國家分別引進了歐洲花楸種子,育苗后在寧夏六盤山西峽、掛馬溝和六盤山森林生態植物園定點移植了歐洲花楸5萬株[11]。目前,我國已從俄羅斯、美國、英國、波蘭、丹麥等多個國家引種歐洲花楸,并獲得栽培成功,為我國大規模推廣應用歐洲花楸提供了理論依據。
歐洲花楸苗木繁育技術是國內研究者和經營者關注的熱點之一,近 20 年來在實生苗種子繁育、優良無性系扦插和離體組織培養等方面開展了系列研究工作。
2.1 實生苗繁育技術
歐洲花楸一般于8月下旬~9月上旬果實成熟,種子可在10月采集,采種后應及時調制種子,將采收的花揪果實裝入袋中,存放在陰涼通風處,1周后,果實漸漸腐爛變軟,將其搗碎,用水浮出果皮與果肉,晾干,去除雜質后可得到成熟飽滿的種子, -5~5℃低溫保存。歐洲花楸種子呈深度和絕對休眠狀態,實生苗繁育的關鍵技術是播種前需經低溫催芽,播前3~4個月進行催芽處理,多采用低溫沙藏法,將種子用40~50℃的水浸泡1~2天,用清水沖洗3~5遍,撈出控干,將晾好的種子與配制好的濕沙按1∶3體積比拌勻,裝入透氣性好的布袋或麻袋中,封好口放入1~3℃的冰箱內,進行3~4個月的低溫冷藏[12]。沙藏時間及處理方法各不相同,周丹等[13]提出75d是歐洲花楸低溫沙藏的最佳時間,發芽率達到 72%,處理時間過長或過短都會降低發芽率。韓彩萍[14]認為最好使用恒溫箱進行兩段恒溫沙藏,先2.9℃沙藏60 d,再在5℃下繼續恒溫沙藏,直到播種。種子催芽處理的另1個方法是將歐洲花楸種子先用 20℃水浸泡 1d,然后將種子撈出,每天清晨、傍晚各用 30~40℃水沖洗一次種子,用濕毛巾蓋上,約 8~10d 種子即可漸漸發芽, 當發芽率達到 30%左右時, 可準備播種[15]。
歐洲花楸播種育苗同常規育苗,種子可直接撒播于準備好的苗床培育裸根苗,也可精播于育苗容器內培育容器苗。播種宜在春季進行,亦可秋播,秋播發芽率高于春播[9,16],苗期管理簡單易行。
2.2 扦插苗繁育技術
國內對歐洲花楸扦插繁殖的研究較少。李秀紅[17]以歐洲花楸半木質化嫩枝條為材料進行嫩枝扦插試驗,得出6月27日采集的嫩枝比7月18日采集的材料扦插生根率高,認為造成生根成活顯著差異的主要原因是枝條的木質化程度,嫩枝扦插的適宜時間為 6 月中旬。宿宗艷等[18]以2年生、6年生、20年生波蘭種源歐洲花楸嫩枝為扦插材料,對影響歐洲花楸嫩枝扦插成活的主要因子進行研究,結果表明,樹齡對生根的影響顯著,生長調節劑及濃度對生根的影響不顯著,最佳處理為2年生歐洲花楸嫩枝枝條,采用濃度為500×10-6mg/mL的ABT生長調節劑處理,生根率為53%。趙明優等[19]從扦插地選擇、插床修建、基質消毒、條材采集、制穗和扦插方法以及插后的田間管理、病害防治、移栽撫育等方面探索出了遼西地區歐洲花楸嫩枝扦插育苗技術。
2.3 組培苗繁育及移栽技術
植物組織培養技術是20世紀下半葉在生物應用研究領域發展起來的一項技術革命,在保存種質資源、提供性狀一致的苗木、為轉基因育種提供生物技術平臺等諸多領域發揮著愈來愈多的作用[20]。國內自2000 年后陸續發表了一些歐洲花楸組織培養的研究報告。涉及到帶芽莖段、腋芽、成熟種胚、復葉軸為外植體的組織培養和組培苗生根等方面的研究,取得了多方面的進展。
韓文忠等[21]以從美國引進的歐洲花楸1年生帶側芽莖段為試材,選用MS為基礎培養基,研究了歐洲花楸組織培養的適宜條件,指出在激素水平為6-BA 1mg/L+NAA 0.1mg/L,6-BA 2mg/L+NAA 0.2mg/L,6-BA 3mg/L+NAA 0.3mg/L時芽的誘導和增殖效果好,單芽平均分化芽數7以上,芽分化率達100%。馬杰等[22]以英國歐洲花楸種子誘導萌發得到的無菌植株帶芽莖段為外植體,試驗結果顯示,在含2,4-D的MS培養基上雖然愈傷較多,但苗分化率較低,誘導不定芽的最佳培養基為 MS+6-BA 1. 0 mg/L+NAA 0. 1mg/L,在繼代培養時,較低含量的生長素配合較高含量的細胞分裂素有利于叢生芽增殖,培養基MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 012mg/L的增殖效果較理想,叢生芽繁殖系數達6.60。黃立華等[23]以歐洲花楸品種 1(Sorbus aucuparia European Mounain)和品種 2“太陽神”(Sorbus aucuparia Titan)尚未萌動的 1 年生帶側芽莖段為試材,結果證明以0.1HgCl2處理外植體 15 min,滅菌率在80%以上;每千克激素濃度相同的培養基中加入15g肌醇,多次繼代培養的無菌苗的增殖效果好,增值系數保持在9以上,芽分化增殖的最適培養基為MS+NAA0.4 mg/L+6-BA0.8 mg/L+肌醇15 g/L。馬盈等[24]以歐洲花楸水培苗的葉片和帶側芽的莖段為試驗材料,指出腋芽分化能力明顯強于葉片,并確定腋芽誘導基礎培養基誘導次序為 1/2MS>MS> H,細胞分裂素 6-BA 為影響歐洲花楸芽增殖生長的重要因子,最佳濃度為 2.0 mg/L。篩選出歐洲花楸最佳誘導培養基1/2MS+6-BA1.0 mg/L+NAA0.02 mg/L,最佳繼代增殖培養基MS+BA2.0 mg/L+NAA0.05 mg/L,最佳生根培養基MS+NAA0.1 mg/L+IBA0.5 mg/L。同是帶側芽莖段為外植體,不同引種地得到的實驗結果卻不同,可能是因為不同引種地歐洲花楸的品種不同,導致分化及生根潛能不同。周鑫等[9]報道了加拿大引進的歐洲花楸一年生枝條未萌發側芽為外植體的組織培養育苗情況,通過統計看出,誘導芽生長以MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L培養基上生長最好,增值以MS+6-BA2. 0mg/L+NAA0. 1mg/L生長最好。盧芹等[25]以歐洲花揪無菌葉片、復葉軸和帶芽莖段為外植體,研究了歐洲花揪組織培養技術體系,結果證明:春季帶芽莖段比夏季帶芽莖段易于消毒,且春季帶芽莖段的萌發率89.47%高于夏季帶芽莖段的萌發率64.00%;以 MS+ 6-BA2.0mg/L +KT1.5mg/L+NAA0.05 mg/L和MS+6-BA1. 0mg/L+KT1.5mg/L+NAA0.05 mg/L培養基,用復葉和復葉軸誘導不定芽,不定芽誘導率分別為50.48%和54.38%;暗培養3周能極大地提高復葉和復葉軸的分化率。包文泉[26]以歐洲花楸成熟種胚為外植體,對其不定芽誘導、增殖、生根等進行了再生植株形成技術的研究。提出MS + 6-BA 0.5 mg/L + NAA 0.5 mg/L +蔗糖 30 g/L +瓊脂 6 g/L培養基為誘導歐洲花楸成熟種胚產生不定芽的最適宜培養基,其成熟種胚不定芽誘導率可達到80.33%。MS + 6-BA 0.2 mg/L + IAA 0.5 mg/L +蔗糖 30 g/L +瓊脂 6 g/L培養基為誘導不定芽增殖的最適培養基,可誘導增殖出 5~13 個不定芽。1/2MS + IBA0.2 mg/L +蔗糖 30 g/L +瓊脂 6 g/L培養基為生根培養效果最好的培養基,成熟種胚不定芽生根率可達到 70%。
試管苗的生根是組織培養成敗的關鍵環節,木本植物組織培養的生根是一個重點,也是一個難點。韓文忠等[21]指出在苗的生根階段,適宜濃度的NAA和IBA均有利于生根,NAA的適宜濃度為0.2~0.3mg/L ,IBA的適宜濃度為0.3~0.4mg/L。但用NAA促發的新根質脆易斷,使用IBA效果較好。周鑫[9]卻認為 NAA促進生根效果好于IBA, 1/2MS+NAA0.5培養基歐洲花楸生根率達83.33%,效果最佳。馬杰[22]在生根試驗中,得出對歐洲花楸生根影響最大的是大量元素含量, NAA濃度次之,蔗糖含量的影響最小。不同光照時間對歐洲花楸無菌苗生根也有影響,在生根培養階段光照時間在14h以上,有利于根系的生長[23]。杜麗娜[27]和韓焱[28]對影響歐洲花楸生根的因子做了較細致的研究,結果顯示不同品種間生根率差異顯著,其中基本培養基種類、激素種類和濃度、黑暗條件、苗齡和剪切葉位對生根有顯著性的影響,暗培養和兩步生根法即在高濃度的 IBA3.0mg/L 的 MS 培養基上刺激 2d 后,轉移至 1/4MS 未加任何激素的培養基上,均可使 3 種難生根歐洲花楸(R1,R2,R3)的生根率有所提高,特別是對R2 的作用尤為顯著,使其生根率由原來的 16.6%上升到 67.9%。張妍妍[28]對哈爾濱地區歐洲花楸優良品系組培苗的扦插生根進行綜合研究,總結出在哈爾濱5、6 月份時,溫度為28 ℃、濕度為70%,將組培苗速蘸 500 mg/L IBA + NAA( 1∶1)扦插在蛭石 + 草炭土( 1∶1) 的基質上,其扦插生根率最高為71.33%。以上的研究發現,無論使用何種培養基,怎樣配比,歐洲花楸組培苗的生根率仍較低,不能滿足生產實踐中所需的大量苗木,因此,歐洲花揪組培苗的生根仍需進一步開展試驗研究。
3.1 引種試驗
歐洲花楸集觀賞、經濟及生態價值于一身,抗寒,耐旱,適應性強,在寧夏、河北、遼寧及黑龍江的部分地區已引種成功,可在中國適生區發展,特別適合我國東北高寒地區推廣應用。但相關的種源試驗及優樹選擇等研究還很少,還需進一步加強。
3.2 繁育技術
歐洲花楸在苗木繁育過程中,目前主要依靠進口種子繁育實生苗,但產種量少,播種發芽率較低,導致苗木成本高,這成為限制歐洲花楸大規模發展的瓶頸。目前國內在扦插繁殖方面有些研究,但規模化扦插繁殖技術尚無突破。在歐洲花楸離體組織培養方面,國內研究報道很多,但因研究品種、材料以及引種地不同等因素,報道的結果各不相同。所以在歐洲花楸的苗木繁殖方面尚無一套完整的工廠化育苗技術。這需要多方協作協商,開展更深入的研究,共同解決歐洲花楸的繁育問題。
3.3 良種選育
歐洲花楸原產地分布區廣,國內引進的歐洲花楸種源各不相同,各地引進的歐洲花楸試驗林已陸續進入評價選優階段,應在關注苗木繁育技術的同時,加強對引進的歐洲花楸試驗林進行綜合評價,選育適合我國栽培的歐洲花楸優良品種,為歐洲花楸在中國健康可持續發展提供科技基礎和技術支撐。
[1]余治家,于澎濤,王緒芳,等.多用途樹種歐洲花楸及其引種[J].中國城市林業,2007(5):56-59.
[2]周丹,宿宗艷,李文娟,等.歐洲花楸應用價值的探討[J].中國林副特產,2007(10):83-85.
[3]魏杰,石佳,侯瀟,等.歐洲花楸的化學成分及藥理作用研究進展[J].遼寧大學學報,2014,41(4):362-367.
[4]李志芬,劉瑋,周丹.不同種源歐洲花楸苗期試驗[J].東北林業大學學報,2011,30(6):106-108.
[5]周丹,宿宗艷,劉瑋,等.歐洲花楸苗期高生長節律及與生態因子的關系[J].林業科技,2007,32(6):18-20.
[6]惠興學,洪新,黃麗華,等.歐洲花楸引種栽培初步研究[J].防護林科技,2012(5):27-29.
[7]趙慧珠.歐洲花楸大苗培育技術[J].內蒙古農業科技,2008(3):126-127.
[8]曹明,劉滌.俄羅斯歐洲花楸觀賞性研究[J].防護林科技,2009(4):31-32.
[9]周鑫,張樹寶.歐洲花楸在東北地區引種栽培的研究[J].吉林農業,2011(2):107-109.
[10]于麗杰,寧安建成省內最大歐洲花楸繁育基地[N].北大荒日報,2010.
[11]曹健,寧夏大量引進多用途花楸[N].中國花卉報,2009.
[12]趙秀梅,楊靜.歐洲花楸的種子繁育技術[J].國土綠化,2013(3):39.
[13]周丹,宿宗艷,師麗華,等.歐洲花楸繁育栽培技術[J].國土與自然資源研究,2008(2):95-96.
[14]韓彩萍,潘偉,余治家,等.沙藏處理對歐洲花楸種子的催芽作用[J].吉林農業大學學報,2009,31(5);595-599.
[15]趙慧珠.歐洲花楸大苗培育技術[J].內蒙古農業科技,2008(3):126-127.
[16]張妍妍,白卉,李京.歐洲花楸引種及生物學特性[J].農業與技術,2012,32(10):108
[17]李秀紅.歐洲花楸嫩枝扦插繁殖試驗[J].吉林林業科技,2013,42(3):4-5.
[18]宿宗艷,周丹,劉瑋.歐洲花楸嫩枝扦插技術的研究[J].林業科技,2009,34(3):14-15.
[19]趙明優,韓文忠,馬興華.歐洲花楸嫩枝扦插育苗技術[J].防護林科技,2011(5):107-108.
[20]宗亦臣,鄭勇奇,常金財.鄧恩桉國內引種和繁育技術研究進展[J].中國農學通報,2010,26(5):82-86.
[21]韓文忠,馬興華.歐洲花楸組織培養與快速繁殖試驗研究[J].中國林副特產,2006(3):21-22.
[22]馬杰,崔波,張先云,等.歐洲花楸莖段植株再生繁育技術[J].安徽農業科學,2010,38(1):52-53.
[23]黃立華,王占龍,于欣.歐洲花楸組織培養和快速繁殖試驗研究[J].中國新技術新產品,2009(9):212.
[24]馬盈,蘭士波,李紅艷.歐洲花楸的離體培養與快繁體系建立[J].安徽林業科技,2014,40(1):30-32.
[25]盧芹.歐洲花揪(SorbusaucupariaL.)組織培養技術體系的建立[D].哈爾濱:東北林業大學,2007:17-29.
[26]包文泉,鄒薇薇,朝洛蒙,等.歐洲花楸成熟種胚組織培養技術[J].經濟林研究,2013(2):91-95.
[27]杜麗娜.不同基因型花楸的生根能力的比較及生理生化的測定[D].大連:遼寧師范大學.2007:23-40.
[28]韓焱.4種歐洲花楸的組織培養及其生根機理的研究[D].大連:遼寧師范大學.2005:16-29.
Research Progress ofSorbusaucupariaIntroduction and Breeding
Luo Yuliang1,Li Hongyan2
(1. Daxing,anling Forestry Group Co., Ltd. forest management technology extension station,Jiagedaqi,Heilongjiang 165000;2.Heilongjiang Forestry Research Institute ,Harbin 150081)
Sorbusaucupariais one of precious cold-resistant trees, which is an exotic tree from Europe. It has been done much test and research work on introduction, new variety breeding, raising technology and so on. It was given a review onSorbusaucupariaintroduction and culture seedling technology in this paper. Breeding improved varieties and factory asexual propagation were the key points of planted forest ofSorbusaucuparia.
Sorbusaucuparia;Introduction;Raising technology
2017-01-10
羅玉亮(1973-),男,營林工程師,從事種子園營建、森林公園建設、種苗、森林培育等研究;*通訊作者:李紅艷,(1977-),女,碩士,副研究員,從事林木遺傳育種及改良。
S792.25
A
DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.03.028