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红花深山含笑形态变异与繁殖应用

时间:2020年03月11日 分类:农业论文 次数:

摘要:红花深山含笑是2007年发现并快速繁殖应用的木兰科种类。本文在野外调查的基础上,结合文献资料,对红花深山含笑的发现历程、形态性状变异、繁殖推广应用现状进行分析。结果表明,红花深山含笑是优良的乡土树种,发现时野外数量极少;实生苗间存在一定的

  摘要:红花深山含笑是2007年发现并快速繁殖应用的木兰科种类。本文在野外调查的基础上,结合文献资料,对红花深山含笑的发现历程、形态性状变异、繁殖推广应用现状进行分析。结果表明,红花深山含笑是优良的乡土树种,发现时野外数量极少;实生苗间存在一定的性状差异,是资源开发的优良种质资源;目前红花深山含笑繁殖主要以嫁接为主,通过正确的嫁接方法及良好的后期管理可有效繁殖苗木。

  关键词:红花深山含笑;形态变异;嫁接;繁殖

四川林业科技

  红花深山含笑Micheliamaudiaevar.rubicunda又名红运含笑,为木兰科Magnoliaceae含笑属常绿小乔木。2007年于湖南省通道侗族自治县播阳镇仅发现5株,范继才等[1]取接穗并嫁接于四川林业学校树木园内,2009年根据野外采集的标本,定名并发表为深山含笑一变种。随后利用接穗,进行嫁接繁殖,目前在成都市郫都区有约2万株嫁接苗木。近几年,云南省昆明市,陕西省西安市、汉中市,四川省成都市、宜宾市,广东省深圳市、肇庆市以及江苏省苏州市等地陆续引进红花深山含笑,并在引进苗木的基础上扩大繁育和应用。深山含笑在我国分布广泛,具有悠久的栽培历史,其木材是优良的家具建筑等用材,枝、叶、花具药用和香料等用途,是优良的乡土树种。红花深山含笑与深山含笑原变种的主要区别为花色和花形态及大小,其他性状区别不明显[2]。

  红花深山含笑树形优美,花香浓郁,花色艳丽,是有较大开发潜力和应用前景的新优植物[3]。因此,2017年罗泽治、范继才等人将筛选出的红花深山含笑申报了‘丹玉’新品种并获得国家林业局新品种权证号20170023。笔者通过调查红花深山含笑原产地,并对湖南省境内多处深山含笑分布地进行考察;另对红花深山含笑实生苗、嫁接苗的变异以及不同嫁接方式进行比较,发现该物种适应性广,生长速度快,抗病虫能力强,是优良的园林绿化苗木。

  1材料与方法

  野外调查:根据红花深山含笑发现地位置,于周边及附近林地寻找红花深山含笑野外居群。繁殖现状调查:通过红花深山含笑8个栽培地观察记录的苗木繁育情况进行调查统计,分析目前红花深山含笑的栽培繁殖情况。本实验材料采自四川省成都市郫都区苗圃,利用日本电色NF-333型色差仪按照国际照明委员会(CommissionInternationaledeL’Eclairage)CIEL*a*b*系统,随机选取红花与白花各8朵40个花被片进行花色L*、a*、b*数字化测定。

  为了探讨实生苗与其亲本的差异,选取7株实生苗编号S5、S9、S10、S11、S13、S14、S15等,1株亲本编号J3,其中J3选取30片叶和30个花被片进行测量,S5、S9、S10、S11、S13、S14选取10片叶和15个花被片,S15选取10片叶进行测量,并计算其叶片及花被片长宽比,利用Excel2003和Spss17.0进行数据处理,并利用LSD与Tamhane方法进行差异显著性分析,利用R作图。

  2结果与分析

  2.1野生分布情况

  深山含笑广泛分布于华中、华东、华南和西南等省(区)海拔600~1500m密林中,而红花深山含笑仅在湖南、贵州、广西三省(区)交界的湖南通道侗族自治县有分布。2007年,易同培等人于通道县进行植被调查并发现红花深山含笑,但其分布非常集中且仅有5株。近几年,新宁林业科学研究所、通道县林业局、深圳市中国科学院仙湖植物园先后对当地进行数次考察,发现通道县境内部分林地的现状与红花深山含笑发现时期记载资料不同,大部分区域已广种经济树种如杉木、杨梅、柑橘、橙子等,均未发现红花深山含笑的野外种群。

  2.2形态变异

  2.2.1花色差异

  深山含笑原变种的花通常为白色,红花深山含笑花色淡红。通过随机选取红花与白花各40个花被片进行L*a*b*花色测定发现,白色花被片的色彩范围分布在较小范围,而红花的花色分布范围则相对较广,可见红花花色差异较白花花色差异更大。

  2.2.2实生苗差异性分析

  通过对四川省郫县苗圃播种苗的统计发现,实生苗在叶型和花色上都存在不同程度的变异,花色有近白色、淡红色至深红色,花瓣及叶片大小也略有差异,通过对7株三年生实生苗和1株嫁接苗的叶片及花被片大小进行测定,分析各株苗木的叶长、叶宽、叶长宽比、花被片长、花被片宽、花被片长宽比等数据的组内差异,并分析实生苗与嫁接苗各组数据的差异显著性。

  每株植株内部性状存在不同程度的差异,各植株叶片长变异系数处于1.82%~18.51%之间,叶宽变异系数为3.25%~15.85%,长宽比变异系数6.36%~15.93%,各植株组内叶型性状相对稳定[4];花被片长变异系数在7.64%~29.51%之间,其宽的变异系数在5.92%~31.01%之间,长宽比的变异系数在3.83%~13.21%之间,较叶片的变异系数略大,但各组内变异仍较稳定。通过分析各组间叶型、花瓣大小也均存在不同程度的差异。各株实生苗分别与嫁接苗叶片及花瓣的长宽进行比较。

  S5仅在花被片长和花被片长宽比与J3的差异显著,其余性状差异不显著;S9叶宽、花被片长、花被片宽、花被片长宽比与J3差异显著,S9与J3的花器官形态大小差异较大;S10叶长宽比、花被片宽、花被片长宽比与J3差异显著;S11叶长、叶长宽比、花被片宽、花被片长宽比均与J3存在显著差异;S13仅花被片长宽比与J3差异不显著,其余性状差异均显著,S13形态大小整体较J3大;S14叶宽、叶长宽比、花被片宽、花被片长宽比与J3均存在显著差异,可见,S14与J3形态也存在一定差异;S15叶宽、叶长宽比与J3的差异显著。可见,S5与J3主要在花形态上有差异,S9较J3花被片略大,S10、S11、S13、S14与J3叶型和花瓣型均有差异,其中S11花被片略小,S13较J3花被片略大,S15未见开花,但其叶片形状与J3有差异。

  2.3栽培繁殖调查

  2009年开始,发现者于四川省郫县开始对红花深山含笑进行嫁接繁殖,至2018年初,已知培育的嫁接苗数量超过2万多株。在此期间,国内各地先后从该地引种,如云南省昆明市、江苏省句容市、广东省高要市、四川省宜宾市、陕西省汉中市、西安植物园、深圳市中国科学院仙湖植物园等,部分苗圃又通过嫁接等方法进行繁育。

  2.3.1嫁接繁殖技术

  由于未见红花深山含笑野外群落,且枝条扦插不易成活,因此,嫁接法成为其繁殖的快速有效的方式,同时还可以保持红花深山含笑靓丽的花色效果。另外,红花深山含笑嫁接一年即可开花,在较大程度上缩短了始花时间。红花深山含笑的嫁接主要采用切接法,根据嫁接位置又分为根接和高接。高接法通常选用3~5年实生苗砧木为宜,可在较短时间内获得冠幅较大的植株,成苗速度较快;而根接法的砧木常选用两年以上实生苗,成苗速度相对较慢,但苗木生长株型较好。目前红花深山含笑嫁接砧木种类较多,如乐昌含笑M.chapensis、醉香含笑M.macclurei、黄心夜合M.martini、峨眉含笑M.wilsonii、深山含笑M.maudiae、白兰M.×alba、黄兰M.champac、望春玉兰Yulaniabiondii等。

  嫁接苗在后期维护期间,接口处易腐烂,甚至深入到枝干中部,最终导致苗木死亡。如郫县苗圃在2014年3月嫁接1000株,仅存活100株;昆明苗圃2016年4月嫁接1200株,最终存活不足10%。

  2.3.2结实及幼苗生长情况

  通过调查,红花深山含笑在郫县苗圃非人工授粉的条件下结实率非常低,不足5%。通过人工授粉,则可以明显提高红花深山含笑的结实率,在西安植物园和高要苗圃进行的红花深山含笑的相关杂交,结实率均达到60%,甚至更高。比较各地播种萌发率,发现红花深山含笑在不同地域播种萌发率不同。郫县苗圃、高要苗圃、西安植物园的种子均为本地采集后直接播种,仙湖植物园的种子则为郫县苗圃种子邮寄后播种。

  其中,高要苗圃播种萌发率最高,仙湖植物园播种萌发率最低。红花深山含笑幼苗生长较快,一年即可长高至30cm左右,若直接下地种植,苗木生长更加旺盛。用容器种植若未及时换盆,苗木根系无法舒展致使根部损伤坏死,影响幼苗生长,严重的致苗木死亡。红花深山含笑实生苗存在不同程度的差异,F1代实生苗花色由浅至深略有不同,花的大小也略有差异。

  2.3.3物候及病虫害情况

  红花深山含笑在不同地区引种后,物候期也会出现相应的变化。红花深山含笑四季常绿,各地通常于10月开始生成花芽,广东地区于1月初进入初花期,3月末花全部落尽;四川地区2月初进入初花期,4月中下旬进入末花期,每年7月至10月,会出现零星开花植株;江苏地区3月初进入初花期,4月中旬进入末花期;西安地区3月初进入初花期,4月中旬进入末花期,可在-11℃低温下安全越冬。红花深山含笑抗病虫害能力较强,根据近几年的栽培观察,在句容苗圃、高要苗圃、宜宾苗圃、西安植物园均未发现病虫害;在郫县苗圃则发现极少量花苞及嫩叶遭受啃食,但植株未受影响,生长状况仍然良好;仙湖植物园于2016年发生过一次肾毒蛾和尺蠖啃食叶片的现象,大量新叶遭到啃食,老叶基本未遭破坏,每7d喷洒一次菊酯类农药,喷洒3次后,未再发现新叶遭啃食,植株恢复正常生长。红花深山含笑幼苗生长期病虫害较少,但易受根腐病影响,一旦发病则无法救治。因此,幼苗根腐病主要以预防为主,以根腐宁灌根预防。

  3讨论

  木兰科植物花色主要有白色、黄色、红色、绿色等类型,其中鲜艳的红色类型尤为抢眼。《FloraofChina》记录的112种木兰科植物中,花为白色类型的有65种,黄色类型的有27种,红色类型的较少,仅18种。因此,红花深山含笑的发现将成为木兰科红花种类的重要一员。

  3.1野外分布现状分析及应用范围探讨

  红花深山含笑野外分布极少,近几年的调查也未发现新的群落,笔者认为红花深山含笑可能已无野外分布。调查发现,人为活动对当地的植被类型干预较大,多处原生林地被经济林取代,对红花深山含笑生境产生较大影响;另外,由于红花深山含笑花期花色艳丽,盛花时期非常引人注目,不免遭到人为移植等破坏。目前,红花深山含笑的栽培地点较少,苗木总数量也相对较少,且多为嫁接苗,还未大规模推广,应用前景非常广阔;另外,其适宜气候条件较为广泛,北可种植于陕西省中南部,南可植于海南省等地,凡深山含笑原变种已应用的地方,红花深山含笑均可正常生长,可见,其适宜地区非常广泛。

  3.2形态差异探讨

  观察新宁林业科学研究所栽培的深山含笑,发现部分植株存在花色稍偏红的个体,但色彩均不及红花深山含笑明显;陈潜娥等[4]对深山含笑的花器官进行研究,发现深山含笑的花器官数量、大小及形态性状均存在不同程度的变异。通过对红花与白花花色差异的研究,认为红花深山含笑的出现可能是原变种因部分基因突变造成的,由于基因突变导致色素合成并大量积累,使花色逐渐呈现红色[2]。红花深山含笑个体间的叶片、花形态和花色上存在不同程度的变化,部分植株花色深浅略有不同,花形态变异较叶形态变异大,但叶片及花形态大小整体变异相对稳定。实生苗与母株间均存在部分差异,但差异并不显著。由于测量样品为三年实生苗,均为第一年开花,植株较小,花量少,因此,选取的样品量相对较少。待样品量较为充足时,可适当增加样品数,可以更好的为优良性状的选育提供参考。

  3.3嫁接繁殖技术问题

  嫁接法具有保持观赏优良性状、当年开花、繁殖速度快等优点,可以有效地对红花深山含笑进行繁殖,但成活率一直是嫁接繁殖的关键,包括嫁接口的处理方式、嫁接时间、接穗选取以及嫁接后管理等环节,对于苗木嫁接繁殖都是至关重要的。红花深山含笑嫁接过程中存在的主要问题是:1)嫁接伤口处理不当。嫁接处理时需规范嫁接流程,妥善消毒工具并做好切口防护,确保嫁接口愈合。2)嫁接后期管理不规范,易损伤嫁接口,从而导致苗木死亡。在嫁接苗后期管理中,发现部分嫁接苗嫁接口处遭到镰刀菌侵染,侵染部位约1cm3,受其影响,周围成活的接穗也出现枯萎,可能是浇水时将腐生菌溅到伤口处引起侵染,在长期侵染后导致接穗死亡。此外,嫁接处的包扎薄膜应及时去掉,避免植株受到影响。3)嫁接如遇阴雨天气,易使嫁接口滋生病菌,直接影响接穗成活率。目前红花深山含笑的嫁接时间一般在初春,春季气温不稳定,环境温度多变,而嫁接后接穗需一段时间适应环境,气温大幅变化严重影响嫁接苗生长,影响其成活率,因此嫁接时间仍需进一步探索。

  另高温、暴晒易使红花深山含笑光合效率速率下降[5],因此嫁接时应尽量选择凉爽天气,适当遮阴。不同砧木嫁接苗在各地生长状况不同,如望春玉兰作为砧木,在西安植物园和句容苗圃生长良好,但在郫县苗圃、高要苗圃、仙湖植物园栽培时,因砧木生长速度过慢,接穗相对生长过快,易导致接穗断裂脱离或大头小脚的现象;而选用醉香含笑、黄兰等作为砧木,在广东地区生长良好,在郫县苗圃则出现砧木生长速度过慢,接穗生长过快的现象;郫县苗圃砧木选用深山含笑、乐昌含笑、峨眉含笑,嫁接苗生长状况均良好。因红花深山含笑栽培地较为广泛,不同砧木在各地的适应性不同,因此应选用适宜本地生长的树种作砧木,一般在偏北地区选用较耐寒的望春玉兰,在亚热带地区选用乐昌含笑、黄兰或白兰。

  3.4种子萌发与幼苗管理问题

  木兰科植物自然结实率普遍偏低,但通过人工授粉结实率可达80%~100%[6—7]。红花深山含笑结实率低的原因可能是缺少传粉媒介,无法正常授粉;另有观点认为,该种因花量大、花期长,消耗营养过多且未及时追肥,无法满足坐果所需养分,导致结实率低。种子萌发率与种子采收的饱满程度、采收时间、储存方法以及播种后的水分、温度等因素密切相关[7]。对比各地的播种方法,发现种皮处理、种子储存方法、播种时间均对红花深山含笑种子萌发有影响。由于红花深山含笑为直根系,幼苗期间根系生长较快,一旦主根接触至栽培容器底部,易造成主根无法生长或根尖坏死,导致幼苗长势差甚至死亡,应适当加强红花深山含笑的幼苗栽培管理,根据幼苗生长情况及时换盆。

  参考文献:

  [1]范继才,易同培,罗泽治.我国木兰科含笑属一新变种[J].四川林业科技,2009,30(4):68—68.

  [2]郎校安.红花与白花深山含笑比较转录组研究[D].昆明:西南林业大学硕士学位论文,2017.

  [3]明军,顾万春.中国含笑属植物研究进展[J].中南林学院学报,2004,24(5):147—152.

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