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欧洲花楸国内引种及繁育技术研究进展

2017-01-19罗玉亮李红艳

中国林副特产 2017年3期
关键词:花楸茎段生根

罗玉亮,李红艳

(1.大兴安岭林业集团公司森林经营部技术推广站,黑龙江加格达奇165000;2.黑龙江省林业科学研究所,哈尔滨150081)

欧洲花楸国内引种及繁育技术研究进展

罗玉亮1,李红艳2*

(1.大兴安岭林业集团公司森林经营部技术推广站,黑龙江加格达奇165000;2.黑龙江省林业科学研究所,哈尔滨150081)

欧洲花楸为引入国内较为耐寒的名贵树种,目前国内生产和研究部门在引种驯化、品种选育、繁育技术等多个方面进行了试验研究。通过综述国内关于欧洲花楸引种和繁育技术的研究进展,总结出良种选育和工厂化无性繁育技术是推动欧洲花楸良性发展的关键,为国内的生产和经营者提供借鉴。

欧洲花楸;引种;繁育技术

欧洲花楸(SorbusaucupariaL.),原产欧洲和亚洲西部,蔷薇科花楸属,落叶灌木或小乔木;树高6~18 m,树干端直,树形优美,幼树树冠椭圆形,成熟时树冠呈球形;羽状复叶,春夏季叶片为深绿色,秋季叶色变为黄色至紫红色,有光泽;花期5月,白花簇生,直径7~12cm;8月下旬到9月结出橘红色浆果,丰硕的果实悬垂在小枝上,整个冬季至翌年3月宿存于枝头,鲜红亮丽、耀眼夺目,是一种优良的观叶、观花、观果型园林树种[1]。其果实中富含矿物质、粗纤维、维生素C等,可用于果汁、果酱、罐头、果脯等食品和饮料的原材料[2]。该植物中还含有较丰富的黄酮、花青素、类山梨酸苷、生氰苷、双联苯酚、绿原酸等成分,具有较强的抗氧化活性,能够清除多种氧自由基,在抗氧化、抗辐射、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]。欧洲花楸可耐 -35℃的低温,能适应多种土壤和地域。总之,欧洲花楸是集观赏、食用、药用等价值于一身的珍贵花木。特别适合我国北方地区引种栽培,开发应用前景十分广阔。

1 引种概况

国内欧洲花楸的引种始于1986年,黑龙江省森林植物园从波兰、斯洛文尼亚、比利时3个国家引入欧洲花楸种子,通过种子质量、幼苗形态及苗期在引种地生长状况等方面综合评价,初步确定波兰种源欧洲花楸为黑龙江省最适宜引进种源[4]。同时,对波兰种源欧洲花楸植物学特性、生物学特性、生长节律等进行了研究,说明该树种适宜在东北地区推广栽培,高生长于第3年进入速生期,年生长量达到最高,然后高生长速度逐年趋于缓慢[5]。目前该园引进的欧洲花楸已繁育到第三代苗木,面积达70亩[2]。辽宁省干旱地区造林研究所自 2000 年开始先后从俄罗斯引进欧洲红果花楸,之后进行了嫩枝扦插、组培繁殖,生物学特性、生长节律、栽培技术等的研究。结果表明,欧洲红果花楸在辽西地区具有很强的适应性,生长迅速,开花结果正常。嫩枝扦插和组培育苗经归圃培育后平均苗高 30cm 以上,成活率 80% ,8 年生树高 4.1 m,地径 6.7 cm,单株果实产量 4.0 kg,产果量 5.0 t/hm2[6]。赵惠珠[7]报道1995 年从美国引进的欧洲花楸,在大连、沈阳等地引种栽培成功。在沈阳地区野外露地栽培 1~3 年生幼树有轻微冻害,4 年生以后可在-30℃左右的低温下生长,基本无冻害发生。曹明等[8]对从俄罗斯引进栽培6年生的欧洲花楸和相同树龄的乡土树种百花山花楸进行了调查比较,俄罗斯欧洲花楸有着单株侧枝多、花序量大、坐果率高的优点。周鑫等[9]对加拿大引进的欧洲花楸种子在黑龙江省牡丹江市进行了引种栽培研究,确定欧洲花楸抗寒性较强,可耐-35℃的低温,致死临界低温为-40℃以上,可以在北方寒冷地区引种栽培。随着引种成功,国内也越来越重视欧洲花楸,2006 年,宁安引进了 10 万株欧洲花楸,建立了黑龙江省最大的欧洲花楸繁育基地,到2010年欧洲花楸成活率在 95%以上,年平均生长量 1 m,95%的树木已开花结果,其速生性和观赏性均优于本地花楸[10]。2008年,宁夏从德国、捷克、匈牙利、意大利、奥地利5个国家分别引进了欧洲花楸种子,育苗后在宁夏六盘山西峡、挂马沟和六盘山森林生态植物园定点移植了欧洲花楸5万株[11]。目前,我国已从俄罗斯、美国、英国、波兰、丹麦等多个国家引种欧洲花楸,并获得栽培成功,为我国大规模推广应用欧洲花楸提供了理论依据。

2 苗木繁育技术

欧洲花楸苗木繁育技术是国内研究者和经营者关注的热点之一,近 20 年来在实生苗种子繁育、优良无性系扦插和离体组织培养等方面开展了系列研究工作。

2.1 实生苗繁育技术

欧洲花楸一般于8月下旬~9月上旬果实成熟,种子可在10月采集,采种后应及时调制种子,将采收的花揪果实装入袋中,存放在阴凉通风处,1周后,果实渐渐腐烂变软,将其捣碎,用水浮出果皮与果肉,晾干,去除杂质后可得到成熟饱满的种子, -5~5℃低温保存。欧洲花楸种子呈深度和绝对休眠状态,实生苗繁育的关键技术是播种前需经低温催芽,播前3~4个月进行催芽处理,多采用低温沙藏法,将种子用40~50℃的水浸泡1~2天,用清水冲洗3~5遍,捞出控干,将晾好的种子与配制好的湿沙按1∶3体积比拌匀,装入透气性好的布袋或麻袋中,封好口放入1~3℃的冰箱内,进行3~4个月的低温冷藏[12]。沙藏时间及处理方法各不相同,周丹等[13]提出75d是欧洲花楸低温沙藏的最佳时间,发芽率达到 72%,处理时间过长或过短都会降低发芽率。韩彩萍[14]认为最好使用恒温箱进行两段恒温沙藏,先2.9℃沙藏60 d,再在5℃下继续恒温沙藏,直到播种。种子催芽处理的另1个方法是将欧洲花楸种子先用 20℃水浸泡 1d,然后将种子捞出,每天清晨、傍晚各用 30~40℃水冲洗一次种子,用湿毛巾盖上,约 8~10d 种子即可渐渐发芽, 当发芽率达到 30%左右时, 可准备播种[15]。

欧洲花楸播种育苗同常规育苗,种子可直接撒播于准备好的苗床培育裸根苗,也可精播于育苗容器内培育容器苗。播种宜在春季进行,亦可秋播,秋播发芽率高于春播[9,16],苗期管理简单易行。

2.2 扦插苗繁育技术

国内对欧洲花楸扦插繁殖的研究较少。李秀红[17]以欧洲花楸半木质化嫩枝条为材料进行嫩枝扦插试验,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,认为造成生根成活显著差异的主要原因是枝条的木质化程度,嫩枝扦插的适宜时间为 6 月中旬。宿宗艳等[18]以2年生、6年生、20年生波兰种源欧洲花楸嫩枝为扦插材料,对影响欧洲花楸嫩枝扦插成活的主要因子进行研究,结果表明,树龄对生根的影响显著,生长调节剂及浓度对生根的影响不显著,最佳处理为2年生欧洲花楸嫩枝枝条,采用浓度为500×10-6mg/mL的ABT生长调节剂处理,生根率为53%。赵明优等[19]从扦插地选择、插床修建、基质消毒、条材采集、制穗和扦插方法以及插后的田间管理、病害防治、移栽抚育等方面探索出了辽西地区欧洲花楸嫩枝扦插育苗技术。

2.3 组培苗繁育及移栽技术

植物组织培养技术是20世纪下半叶在生物应用研究领域发展起来的一项技术革命,在保存种质资源、提供性状一致的苗木、为转基因育种提供生物技术平台等诸多领域发挥着愈来愈多的作用[20]。国内自2000 年后陆续发表了一些欧洲花楸组织培养的研究报告。涉及到带芽茎段、腋芽、成熟种胚、复叶轴为外植体的组织培养和组培苗生根等方面的研究,取得了多方面的进展。

韩文忠等[21]以从美国引进的欧洲花楸1年生带侧芽茎段为试材,选用MS为基础培养基,研究了欧洲花楸组织培养的适宜条件,指出在激素水平为6-BA 1mg/L+NAA 0.1mg/L,6-BA 2mg/L+NAA 0.2mg/L,6-BA 3mg/L+NAA 0.3mg/L时芽的诱导和增殖效果好,单芽平均分化芽数7以上,芽分化率达100%。马杰等[22]以英国欧洲花楸种子诱导萌发得到的无菌植株带芽茎段为外植体,试验结果显示,在含2,4-D的MS培养基上虽然愈伤较多,但苗分化率较低,诱导不定芽的最佳培养基为 MS+6-BA 1. 0 mg/L+NAA 0. 1mg/L,在继代培养时,较低含量的生长素配合较高含量的细胞分裂素有利于丛生芽增殖,培养基MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 012mg/L的增殖效果较理想,丛生芽繁殖系数达6.60。黄立华等[23]以欧洲花楸品种 1(Sorbus aucuparia European Mounain)和品种 2“太阳神”(Sorbus aucuparia Titan)尚未萌动的 1 年生带侧芽茎段为试材,结果证明以0.1HgCl2处理外植体 15 min,灭菌率在80%以上;每千克激素浓度相同的培养基中加入15g肌醇,多次继代培养的无菌苗的增殖效果好,增值系数保持在9以上,芽分化增殖的最适培养基为MS+NAA0.4 mg/L+6-BA0.8 mg/L+肌醇15 g/L。马盈等[24]以欧洲花楸水培苗的叶片和带侧芽的茎段为试验材料,指出腋芽分化能力明显强于叶片,并确定腋芽诱导基础培养基诱导次序为 1/2MS>MS> H,细胞分裂素 6-BA 为影响欧洲花楸芽增殖生长的重要因子,最佳浓度为 2.0 mg/L。筛选出欧洲花楸最佳诱导培养基1/2MS+6-BA1.0 mg/L+NAA0.02 mg/L,最佳继代增殖培养基MS+BA2.0 mg/L+NAA0.05 mg/L,最佳生根培养基MS+NAA0.1 mg/L+IBA0.5 mg/L。同是带侧芽茎段为外植体,不同引种地得到的实验结果却不同,可能是因为不同引种地欧洲花楸的品种不同,导致分化及生根潜能不同。周鑫等[9]报道了加拿大引进的欧洲花楸一年生枝条未萌发侧芽为外植体的组织培养育苗情况,通过统计看出,诱导芽生长以MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L培养基上生长最好,增值以MS+6-BA2. 0mg/L+NAA0. 1mg/L生长最好。卢芹等[25]以欧洲花揪无菌叶片、复叶轴和带芽茎段为外植体,研究了欧洲花揪组织培养技术体系,结果证明:春季带芽茎段比夏季带芽茎段易于消毒,且春季带芽茎段的萌发率89.47%高于夏季带芽茎段的萌发率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培养基,用复叶和复叶轴诱导不定芽,不定芽诱导率分别为50.48%和54.38%;暗培养3周能极大地提高复叶和复叶轴的分化率。包文泉[26]以欧洲花楸成熟种胚为外植体,对其不定芽诱导、增殖、生根等进行了再生植株形成技术的研究。提出MS + 6-BA 0.5 mg/L + NAA 0.5 mg/L +蔗糖 30 g/L +琼脂 6 g/L培养基为诱导欧洲花楸成熟种胚产生不定芽的最适宜培养基,其成熟种胚不定芽诱导率可达到80.33%。MS + 6-BA 0.2 mg/L + IAA 0.5 mg/L +蔗糖 30 g/L +琼脂 6 g/L培养基为诱导不定芽增殖的最适培养基,可诱导增殖出 5~13 个不定芽。1/2MS + IBA0.2 mg/L +蔗糖 30 g/L +琼脂 6 g/L培养基为生根培养效果最好的培养基,成熟种胚不定芽生根率可达到 70%。

试管苗的生根是组织培养成败的关键环节,木本植物组织培养的生根是一个重点,也是一个难点。韩文忠等[21]指出在苗的生根阶段,适宜浓度的NAA和IBA均有利于生根,NAA的适宜浓度为0.2~0.3mg/L ,IBA的适宜浓度为0.3~0.4mg/L。但用NAA促发的新根质脆易断,使用IBA效果较好。周鑫[9]却认为 NAA促进生根效果好于IBA, 1/2MS+NAA0.5培养基欧洲花楸生根率达83.33%,效果最佳。马杰[22]在生根试验中,得出对欧洲花楸生根影响最大的是大量元素含量, NAA浓度次之,蔗糖含量的影响最小。不同光照时间对欧洲花楸无菌苗生根也有影响,在生根培养阶段光照时间在14h以上,有利于根系的生长[23]。杜丽娜[27]和韩焱[28]对影响欧洲花楸生根的因子做了较细致的研究,结果显示不同品种间生根率差异显著,其中基本培养基种类、激素种类和浓度、黑暗条件、苗龄和剪切叶位对生根有显著性的影响,暗培养和两步生根法即在高浓度的 IBA3.0mg/L 的 MS 培养基上刺激 2d 后,转移至 1/4MS 未加任何激素的培养基上,均可使 3 种难生根欧洲花楸(R1,R2,R3)的生根率有所提高,特别是对R2 的作用尤为显著,使其生根率由原来的 16.6%上升到 67.9%。张妍妍[28]对哈尔滨地区欧洲花楸优良品系组培苗的扦插生根进行综合研究,总结出在哈尔滨5、6 月份时,温度为28 ℃、湿度为70%,将组培苗速蘸 500 mg/L IBA + NAA( 1∶1)扦插在蛭石 + 草炭土( 1∶1) 的基质上,其扦插生根率最高为71.33%。以上的研究发现,无论使用何种培养基,怎样配比,欧洲花楸组培苗的生根率仍较低,不能满足生产实践中所需的大量苗木,因此,欧洲花揪组培苗的生根仍需进一步开展试验研究。

3 小结

3.1 引种试验

欧洲花楸集观赏、经济及生态价值于一身,抗寒,耐旱,适应性强,在宁夏、河北、辽宁及黑龙江的部分地区已引种成功,可在中国适生区发展,特别适合我国东北高寒地区推广应用。但相关的种源试验及优树选择等研究还很少,还需进一步加强。

3.2 繁育技术

欧洲花楸在苗木繁育过程中,目前主要依靠进口种子繁育实生苗,但产种量少,播种发芽率较低,导致苗木成本高,这成为限制欧洲花楸大规模发展的瓶颈。目前国内在扦插繁殖方面有些研究,但规模化扦插繁殖技术尚无突破。在欧洲花楸离体组织培养方面,国内研究报道很多,但因研究品种、材料以及引种地不同等因素,报道的结果各不相同。所以在欧洲花楸的苗木繁殖方面尚无一套完整的工厂化育苗技术。这需要多方协作协商,开展更深入的研究,共同解决欧洲花楸的繁育问题。

3.3 良种选育

欧洲花楸原产地分布区广,国内引进的欧洲花楸种源各不相同,各地引进的欧洲花楸试验林已陆续进入评价选优阶段,应在关注苗木繁育技术的同时,加强对引进的欧洲花楸试验林进行综合评价,选育适合我国栽培的欧洲花楸优良品种,为欧洲花楸在中国健康可持续发展提供科技基础和技术支撑。

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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

罗玉亮(1973-),男,营林工程师,从事种子园营建、森林公园建设、种苗、森林培育等研究;*通讯作者:李红艳,(1977-),女,硕士,副研究员,从事林木遗传育种及改良。

S792.25

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.03.028

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