邢文婷 許奕 陳培 杜麗敏 陳顯臻
摘 要 為了在海南成功引種臺灣牛樟,以獲得適合當?shù)胤N植、推廣的優(yōu)勢樹和栽培技術(shù),對半年生臺灣牛樟幼苗進行引種栽培試驗。研究臺灣牛樟幼苗在3種不同郁閉度(郁閉度0、0.3、0.8)和3種基質(zhì)類型(酸性磚紅壤,椰糠+紅壤,河沙+紅壤)下的成活情況、生長狀況。結(jié)果表明:臺灣牛樟一年3~4次抽稍,屬中期生長型,嫩葉與新梢顏色呈棕紅、淺綠相間,樹體主干分叉生長。在郁閉度0.3條件下,幼苗成活率、保存率為最大值,分別是100%和93.3%;郁閉度0和0.3條件下,2年生臺灣牛樟樹高、地徑、冠幅的總生長量較高,引種表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性和抗逆性;郁閉度0.8黃桐林下套種表現(xiàn)最差;3種基質(zhì)類型中幼苗成活保存率以“椰糠+紅壤”基質(zhì)最高。說明郁閉度是影響臺灣牛樟生長發(fā)育的主要因子,栽培基質(zhì)具有促進其生長發(fā)育的作用。
關(guān)鍵詞 臺灣牛樟;引種;海南;生長特性;郁閉度;基質(zhì)
中圖分類號 S722.7 文獻標識碼 A
Abstract In order to successfully introduce C. kanehirae Hayata (Lauraceae), we carried out the cultivation a study of half a year seedlings introduced in Hainan on seedlings survival and growth in three substrate (acid laterite, coconut chaff + laterite, river sand + laterite) and three canopy densities (canopy density of 0, 0.3, 0.8) .The results indicated that C. kanehirae Hayata generated new shoots for 3 to 4 times a year, and it belongs to the mid growth form. The new leaves and shoots were brownish-red, light green, and stem branches growing. The survival and retention rate of the seedlings was 100% and 93.3% respectively under the canopy density of 0.3. Height growth and ground diameter of 2 year old plants were the highest and showed well adaptability and reversibility under the canopy density of 0 and 0.3, but they were the worst under the canopy density of 0.8. The survival rate of the seedlings was the highest which grew in the "coconut bran + red soil" matrix among three substrates. In summary, the canopy density is the main factor that affects the development of
C. kanehirae Hayata and the cultivation substrate is an important factor to promote growth.
Key words Cinnamomum kanehirae Hayata (Lauraceae); introduction; Hainan; growth characteristics; canopy density; substrate
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.04.002
牛樟 Cinnamomum Kanehirae Hayata (Lauraceae)為樟科樟屬植物,是臺灣特有的高價值樹種,為臺灣保育類植物,其初生葉顏色多變,可作為優(yōu)美的遠景樹種,其木材可供制家具、雕刻、提取精油[1-4]。臺灣牛樟(C. kanehirai) 常被誤作樟科的另一種珍惜樹種—沉水樟(C. microanthum)。沉水樟和臺灣牛樟外形極相似,都是高大的常綠喬木,可從氣味、果實外形和木材成分辨別二者的差異。以氣味辨別,臺灣牛樟有濃郁的樟腦油香味,而沉水樟味淡;以果實外形分辨,沉水樟果實為橢圓形,臺灣牛樟果實為扁倒圓錐或圓球形;以木材成分分辨,沉水樟以黃樟油精、十五烷醛為主,臺灣牛樟則以松油醇d-terpinenol為主[5]。由于生態(tài)、地理環(huán)境的獨立性,臺灣牛樟的基因序列比早期的更復(fù)雜、多樣,早已演化為不同于內(nèi)地沉水樟的另一樹種[6]。臺灣牛樟是牛樟芝(Antrodia camphorata) 唯一的天然宿主。牛樟芝具有保肝、抗癌、消除炎癥、強化免疫等多種藥用價值,被稱為“森林紅寶石”,為臺灣特有藥食兩用真菌,其價格昂貴[7-9]。隨著臺灣牛樟芝的商業(yè)價值越來越高,臺灣牛樟野生資源也變得稀有而珍貴,并且被掠奪或大量砍伐,自然生態(tài)被嚴重破壞。目前,僅有113株臺灣牛樟野生資源培育于臺灣大安溪上游雪山坑牛樟自然保護區(qū)內(nèi)[5-6]。
目前,國內(nèi)關(guān)于臺灣牛樟的研究以無性繁殖居多[10-14],針對臺灣牛樟生理生態(tài)適應(yīng)性、引種栽培技術(shù)方面的研究則很少。朱金鑫等[15]在云南普洱市引種1年生臺灣牛樟,研究該樹種的光合特性,發(fā)現(xiàn)其為喜陽植物,適宜生活在光照充足、高溫又干燥的地區(qū)。林永洲[16]研究指出,臺灣牛樟早期生長具有良好的速生性,在較低造林密度、低海拔的丘陵或中高山地區(qū)均可種植。臺灣牛樟作為良好的藥用、景觀樹種,在海南的引種、無性繁殖等相關(guān)研究尚未見報道。本研究以半年生臺灣牛樟幼苗為試驗材料,以海南北部為引種試驗地點,利用海南氣候與原產(chǎn)區(qū)氣候相似的特點引種臺灣牛樟,以期獲得臺灣牛樟在海南成功引種的栽培技術(shù)和優(yōu)勢樹,為其在海南擴繁、推廣提供苗木資源和實踐基礎(chǔ),豐富海南速生、藥用樹種的多樣性并滿足市場對優(yōu)良木材及綠化樹種的新需求。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 植物材料 試驗材料為半年生臺灣牛樟幼苗,于2014年12月從福建省漳州市植物組培研究中心引進,通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得;其母本來自臺灣省,由福建省漳州市林業(yè)局提供。
1.1.2 引種區(qū)自然概況 引種區(qū)位于海南省??谑校靥帠|經(jīng)110°10′~110 °41′,北緯19°32′~20°05′,位于海南島北部,地勢平緩,最高海拔為222.2 m;年平均氣溫24.2 ℃,年平均降水量1 664 mm,平均相對濕度在85%;土壤為磚紅壤,偏酸性。
1.2 方法
1.2.1 試驗設(shè)計 引種試驗地位于海南省林業(yè)科學研究所云龍試驗基地。2014年冬季對試驗造林區(qū)進行人工全墾整地,深度30 cm,植穴規(guī)格30 cm×30 cm×50 cm。2015年3月引種半年生臺灣牛樟組培苗,在苗圃內(nèi)進行60 d過渡期護養(yǎng)后,選取長勢一致、健壯幼苗2 000株。2015年5月按照株行距100 cm×100 cm 定植于試驗地,四周設(shè)一排保護行。在定植穴內(nèi)施于適量的復(fù)合肥做底肥,定植后對苗木進行常規(guī)撫育管理。
1.2.2 試驗處理 以栽培基質(zhì)、光照郁閉度為試驗處理,采用L9(34)正交設(shè)計3個不同郁閉度的試驗區(qū),分別是0、0.3、0.8;每個試驗區(qū)設(shè)置3種不同栽培基質(zhì)處理,為紅壤(CK)、椰糠+紅壤、河沙+紅壤;每個處理30株幼苗,3次重復(fù)。對引種臺灣牛樟分別進行修枝和未修枝處理,觀察樹體生長情況。
1.2.3 引種區(qū)林分生長量測定 通過完全隨機區(qū)組設(shè)計在引種栽培試驗區(qū)內(nèi)對每株幼苗進行標記編號,一年后用紅油漆在植株地上部(距離樹根基部50 cm處)作標記。2015年底調(diào)查幼苗成活率,2016年12月底調(diào)查植株成活保存率。自2015年7月起每半年測定臺灣牛樟林分的生長量,用測高稈測量樹高、冠幅,用最小刻度為0.05 mm游標卡尺測量地徑,并對植株的抽梢期、葉色葉形、樹體長勢等生長特性進行觀察。
1.3 數(shù)據(jù)分析
采用DPS和EXCEL軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析及制圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 臺灣牛樟的生長特性
2015年5月引種造林,經(jīng)過60 d緩苗期后,幼苗開始出現(xiàn)萌芽現(xiàn)象,葉片生長能力增強。在海南,臺灣牛樟一年可抽稍3~4次,每年抽梢期為2~5月,屬中期生長型;新枝稍長度5~10 cm,嫩葉呈棕紅色,新枝梢呈淺綠偏棕色,成熟葉呈深綠色,葉長寬比為9.7:4.2,為橢圓形。
在引種過程中發(fā)現(xiàn),未進行修枝的臺灣牛樟出現(xiàn)側(cè)枝叢生明顯、樹干生長緩慢、無頂端優(yōu)勢等生長性狀;經(jīng)修枝處理的樹干生長明顯,多數(shù)樹干分叉成2個粗細相似的枝干向上生長,枝干頂端優(yōu)勢較明顯(圖1)。因此,修枝處理有利于臺灣牛樟的生長和樹干通直。
2.2 臺灣牛樟引種成活率和保存率調(diào)查
如表1所示,在同一郁閉度中,臺灣牛樟成活率、保存率以“椰糠+紅壤”為栽培基質(zhì)的最大,分別為96.7%、83.3%以上。在郁閉度0.3條件下,栽培植株的成活率和保存率均達到最大值,分別為100%和93.3%(圖2)。
2.3 臺灣牛樟生長觀測
樹苗的生長觀測是臺灣牛樟引種重要的組成部分。觀測的內(nèi)容主要包括幼苗的胸徑(地徑)、苗高和冠幅等,這些數(shù)據(jù)可以直接明顯地反映臺灣牛樟樹苗的生長狀況[17]。
2.3.1 臺灣牛樟株高生長量測定 定植苗平均高度(46.5±0.2)cm,平均地徑(0.20±0.02)cm。結(jié)果如圖3所示,在紅壤栽培基質(zhì)中,2年生臺灣牛樟株高總生長量以郁閉度0.3條件下生長的最高;在其他2種栽培基質(zhì)中,以郁閉度0條件下生長的最高,總生長量為208~240 cm;以郁閉度0.8黃桐林下生長的最差,幼苗表現(xiàn)出莖干纖細,植株矮小,抗逆性弱,生長更新緩慢等性狀。另外,在郁閉度0.8黃桐林下,臺灣牛樟在3種栽培基質(zhì)中地徑總生長量差異不顯著;而在郁閉度0.3條件下,以紅壤基質(zhì)中地徑總生長量最高;在郁閉度0條件下則以椰糠+紅壤基質(zhì)中地徑總生長量最高。說明適度的遮蔭和椰糠改良基質(zhì)在某種程度緩解土壤水分蒸發(fā)及熱氣滲入。
如圖4所示,在郁閉度0.3條件下,“河沙+紅壤”基質(zhì)中臺灣牛樟株高的生長量幅度波動較大;紅壤基質(zhì)中株高生長量則穩(wěn)定遞增;在“椰糠+紅壤”基質(zhì)中,植株在CK~0.6 a階段株高生長量的增幅較大,之后增長趨于緩慢,且低于其他2種栽培基質(zhì)。
2.3.2 臺灣牛樟地徑生長量測定 在樹干高度未到130 cm的情況下,以地徑為反映臺灣牛樟樹苗生長狀況的指標之一。由圖5可知,在紅壤基質(zhì)中,郁閉度0.3條件下臺灣牛樟地徑總生長量最大,達62.19 mm;在其他2種基質(zhì)中,郁閉度0和0.3條件下地徑總生長量差異不顯著。在同一基質(zhì)中,郁閉度0.8條件下地徑總生長量最差;在同一郁閉度條件下,不同基質(zhì)處理的植株地徑總生長量整體上無顯著差異。說明栽培基質(zhì)對臺灣牛樟地徑的生長發(fā)育沒有影響,林冠郁閉度對地徑的生長發(fā)育具有重要的作用。
2.3.3 臺灣牛樟冠幅生長量測定 冠幅是指樹(苗)木的南北和東西方向的寬度,是用來衡量苗木長勢的參考標準[17]。由于受到修剪枝條等客觀情況的影響,該指標的重要性在本研究中明顯弱于其它兩個指標。不同郁閉度條件下栽培于“河沙+紅壤”基質(zhì)中臺灣牛樟幼苗冠幅隨時間增長的變化情況如圖6所示。
2.4 病蟲害情況
在臺灣牛樟造林6個月后,出現(xiàn)鉆心蟲蛀入嫩莖內(nèi)食盡或蛀空嫩莖組織,造成枝條頂端壞死,且發(fā)生轉(zhuǎn)株危害的現(xiàn)象。每棵樹苗可出現(xiàn)3~5處枝條頂端壞死,每個枝條內(nèi)有1~2頭幼蟲。在植株展葉期約有80% 以上枝梢都被鉆心蟲侵食,造成片林被燒頂現(xiàn)象。目前的防治方法是在春季生長期和夏季生長期利用毒死蜱農(nóng)藥1500倍稀釋液由上往下噴灑植株,并及時除草。
3 討論
3.1 臺灣牛樟在海南地區(qū)的物候期和觀賞性
在海南地區(qū),臺灣牛樟樹苗于1月下旬開始萌芽,2月中旬開始展葉,2~5月為展葉期,6~11月為生長期,與林永洲[16]的研究結(jié)果相比均延遲一個月。臺灣牛樟對當?shù)貧夂蛲寥肋m應(yīng)能力較強,在自然環(huán)境中可正常生長發(fā)育。每年2~5月,新老樹枝紅綠相間,葉顏色由棕紅色、鮮綠色、深綠色組成,樹干呈2個分枝垂直生長,樹體高聳,與原產(chǎn)區(qū)相似[19],是良好的觀賞性景觀樹種。
3.2 栽培基質(zhì)對臺灣牛樟引種栽培的影響
根據(jù)原產(chǎn)地和引種區(qū)氣候相似理論,通過土壤改良提高幼苗成活率和保存率。研究結(jié)果顯示,在“椰糠+紅壤”混合基質(zhì)中栽培的幼苗成活率和保存率最高,均分別在95%和83%以上,生長狀況良好。這一結(jié)果對將來臺灣牛樟在海南地區(qū)推廣種植具有重要的指導(dǎo)意義。
3.3 不同郁閉度下臺灣牛樟生長情況
不同植物有不同的光適應(yīng)特性,其生長狀況與光照強度密切相關(guān)。對于喜光植物(如煙草),在弱光脅迫下其生長和品質(zhì)均產(chǎn)生重要影響,生育中期弱光脅迫比前期影響更大[20]。紅松樹齡越大,需光性越強,其幼苗階段在30%~60%光照下生長良好[21]。隨著光照強度減弱,樟子松存活率和生長量顯著降低,在95%遮蔭率下莖根比顯著降低[22]。本研究結(jié)果表明,在郁閉度0和0.3條件下,臺灣牛樟的生長狀況均表現(xiàn)良好,造林2 a后,這兩種條件下的植株總生長量無顯著差異,且均是郁閉度0.8黃桐林下生長植株的2倍。而在郁閉度0.8黃桐林下套種的臺灣牛樟生長較緩慢,與林下牛樟幼苗的高徑更新緩慢的研究結(jié)果一致[15]。說明在臺灣牛樟引種栽培前期階段,適宜的遮蔭可以提高植株的成活率和保存率,隨著樹齡增加其需光性增強。
3.4 臺灣牛樟在海南引種的可行性
對于瀕危植物,引種馴化是保護其種群資源的主要途徑之一[23]。植物引種應(yīng)從與引種地區(qū)氣候相近的自然分布區(qū)去選擇對象,如此引種才有最大成功的可能性[24]。臺灣牛樟分布于臺灣中南部,地處亞熱帶和熱帶交界處,其在海南島的成功引種說明海南島充足的光照、水分、溫度等氣候條件能夠滿足臺灣牛樟的生長要求,幼林表現(xiàn)出良好的生長勢。在引種造林過程中獲得的臺灣牛樟優(yōu)勢樹將為后續(xù)培育抗逆性和適應(yīng)性更強的臺灣牛樟樹種的研究工作奠定基礎(chǔ)。
參考文獻
[1] 蔡為明,金群力,蔡青松,等. 牛樟芝人工培養(yǎng)基活性成分與藥理作用的研究進展[J].食藥用菌,2015,23(1) :17-23.
[2] Wu C C,Ho C K,Chang S H. The complete chloroplast genome of Cinnamomum kanehirae Hayata(Lauraceae) [J]. Mitochondrial DNA,2016,27(4) :2 681-2 682.
[3] Liu Y G,Chen K H,Leu Y L,et al. Ethanol extracts of Cinnamomum kanehirai Hayata leaves induce apoptosis in human hepatoma cell through caspase-3 cascade[J]. OncoTargets and Therapy,2015,8 :99-109.
[4] 賴敏男. 臺灣牛樟芝發(fā)展史及人工栽培現(xiàn)狀[J]. 食藥用菌,2017,25(2):84-89.
[5] 陳體強,方忠玉. 臺灣珍稀藥用菌樟芝及其寄(腐)腐生樹種牛樟[J]. 福建農(nóng)業(yè)科技,2003 (1):41-42.
[6] Liao P C,Kuo D C,Lin C C,et al. Historical spatial range expansion and a very Research article recent bottleneck of Cinnamomum kanehirae Hay (Lauraceae) in Taiwan inferred from nuclear genes[J]. BMC Evolutionary Biology,2010,10(1):124-141.
[7] 孟紅巖,郭 鶯,林文珍,等. 臺灣牛樟總RNA提取方法的建立[J]. 亞熱帶植物科學,2016,45(1):53-56.
[8] 張知曉,季 梅,澤桑梓. 牛樟芝培養(yǎng)技術(shù)的研究進展[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學,2015,35(3):94-99.
[9] Lin Y W,Pan J H,Liu R H,et al. The 4-acetylantroquinonol B isolated from mycelium of Antrodia cinnamomea indibits proliferation of hepatoma cells[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2010,90 (10):1 739-1 744.
[10] 官錦燕,譚嘉娜,羅劍飄,等. 牛樟的組織培養(yǎng)和植株再生[J]. 南京林業(yè)大學學報(自然科學版),2016,40(4):63-68.
[11] 林新春,曾余力,王曉芹,等. 牛樟體胚培養(yǎng)基及組培快繁方法:中國,200810121612.0 [P]. 2009-05-13.
[12] 曾群生. 牛樟扦插育苗技術(shù)研究[J]. 福建熱作科技,2011,36(2):21-23.
[13] 高毓斌,黃松根. 牛樟之扦插繁殖[J]. 林業(yè)試驗所研究報告季刊,1993,8(4):371-388.
[14] 辛亞龍,唐軍榮,楊宇明,等. 牛樟組織培養(yǎng)技術(shù)研究[J]. 中南林業(yè)科技大學學報,2017,37(8):48-53.
[15] 朱金鑫,王 娟,陳 劍,等. 牛樟樹光合作用變化特性研究[J]. 中國林業(yè)產(chǎn)業(yè),2016(7):286-288.
[16] 林永洲. 臺灣牛樟引種造林試驗初報[J]. 福建熱作科技,2017,42(1):39-43.
[17] 譚天逸. 北京地區(qū)引種胡楊的生長特性及影響因素[D]. 北京:北京林業(yè)大學,2016.
[18] 王文娟,薛永偉. 寧夏地區(qū)砂生槐引種試驗[J]. 北方園藝,2017(08):152-155.
[19] 楊海寬,章 挺,汪信東,等. 牛樟葉精油化學成分分析及類型劃分研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學學報,2016,38(4):668-673.
[20] 李正付,彭金良,顏成生,等. 弱光脅迫及光照轉(zhuǎn)換對烤煙生理特性及品質(zhì)的影響[J]. 作物研究,2016,7:771-775.
[21] 孫一榮,朱教君,于立忠,等. 不同光環(huán)境對紅松幼苗光合生理特征的影響[J]. 生態(tài)學雜志,2009,28(5):850-857.
[22] 孟 鵬. 低養(yǎng)分基質(zhì)下沙地柏和樟子松苗木對遮蔭的響應(yīng)[J]. 生態(tài)學雜志,2017,36(11):3 190-3 198.
[23] 劉春生,劉 鵬,張志祥,等. 九龍山瀕危植物南方鐵杉的生態(tài)位研究[J]. 武漢植物學研究,2009,27(1):55-61.
[24] 黃宏文,段子淵,廖景平,等. 植物引種馴化對近500年人類文明史的影響及其科學意義[J]. 植物學報,2015,50(3):280-294.