我國北美紅杉研究進(jìn)展及發(fā)展建議

常曉勇++徐鋇昌++張夸云++余秋尚++王永強(qiáng)

摘要 北美紅杉是一種國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的世界著名速生珍貴大徑級(jí)用材樹種，也是巨大鋸木工業(yè)原料。該文概述了我國北美紅杉引種、無性繁殖、造林、病蟲害防治等方面的研究進(jìn)展，并對(duì)其今后的發(fā)展提出了若干建議，以期為從事北美紅杉相關(guān)科研及生產(chǎn)的工作者提供參考。

關(guān)鍵詞 北美紅杉；引種；無性繁殖；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) S791.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2015）12-0180-02

Research Progress and Development Suggestion of Sequoia sempervirens in our Country

CHANG Xiao-yong 1 XU Bei-chang 1 ZHANG Kua-yun 1 YU Qiu-shang 2 WANG Yong-qiang 1 *

（1 Haikou Forest Farm in kunming City of Yunnan Province，Kunming Yunnan 650114； 2 Forest Bureau of Gongshan County）

Abstract Sequoia sempervirens is aworld famous fast-growing valuable large-grade timber trees and huge sawmill industrial raw materials. Rresearch progress of Sequoia sempervirens in China were summarized from introduction of Redwood from North America，asexual reproduction，planting and pests.Suggestions for its future breeding direction were put forward，in order to provide a reference for breeders of Sequoia sempervirens.

Key words Sequoia sempervirens；introduction；asexual reproduction；research progress

北美紅杉（Sequoia sempervirens Endll）簡稱紅杉，是一種杉科北美紅杉屬常綠喬木，生長速度快，速生持續(xù)時(shí)間長，具有較好的培育大徑級(jí)材的優(yōu)良特性。原產(chǎn)美國加利福尼亞洲40年林齡的北美紅杉，樹高達(dá)110 m，胸徑達(dá)8 m，年單株立木材積生長量0.237 m3?，F(xiàn)廣泛分布于我國華東、西南幾省，其適應(yīng)力較好，在各引種點(diǎn)都能較好地生長，都能正常開花結(jié)果[1]。據(jù)有關(guān)學(xué)者報(bào)導(dǎo)，北美紅杉是一種長壽樹種，富含一種稱為縮合丹寧的物質(zhì)，具有抵抗細(xì)菌、真菌入侵的自我防御作用。這種物質(zhì)在北美紅杉木材中不僅含量高，而且天然地凝結(jié)在木材上，是一種優(yōu)良的無毒木材防腐劑[2]。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料記載，在裸子植物、被子植物和蕨類植物中均有紅杉醇存在，隨著世界老齡化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，糖尿病已成為當(dāng)今世界的一種常見病、多發(fā)病，因此尋找開發(fā)有效、無毒、安全的新型降血糖物質(zhì)是人類亟待解決的問題[3]。目前研究顯示，紅杉醇可降低血糖、血脂，在民間用紅杉的心木做成茶杯供給有“干渴癥”的病人使用，起到一定的消渴作用?；谏鲜鲈?，我國引進(jìn)了紅杉進(jìn)行種植，以期獲得可利用再生生物能源。但是，我國對(duì)北美紅杉的研究起步較晚，大多集中在種質(zhì)資源的調(diào)查利用等方面，對(duì)北美紅杉的引種、無性繁殖、造林、病蟲害防治等方面的研究報(bào)道較少。本文概括了北美紅杉在我國的研究進(jìn)展，并針對(duì)其今后的育種方向提出了建議，以為從事北美紅杉遺傳育種工作者提供參考。

1 北美紅杉在我國的研究進(jìn)展

1.1 引種

北美紅杉原產(chǎn)美國加利福尼亞州海岸，中國上海、南京、杭州有引種栽培[1]。在我國適生范圍較好，在西南地區(qū)、華東地區(qū)都相繼引種成功[4]。北美紅杉樹形圓通飽滿，分枝多，直徑2～4 cm，木材材積量高，出材率高，木材材性好，在國內(nèi)外常用于建筑、家具等用材[1]。葉有鱗狀葉與線形葉二型，球花雌雄同株；雄球花單生枝頂或葉腋；雄蕊多數(shù)；雌球花單生枝頂，下有多數(shù)鱗狀葉；珠鱗15～20枚；苞片與珠鱗合生；球果當(dāng)年成熟，卵圓形，成熟時(shí)珠鱗發(fā)育為種鱗，木質(zhì)，盾形；種子2～5粒。生長在美國舊金山附近的紅杉國家公園里的北美紅杉樹高達(dá)115.55 m，具有世界之最之說。1980年聯(lián)合國教科文組織將紅杉樹國家公園作為自然遺產(chǎn)列入《世界遺產(chǎn)名錄》。

1975年從杭州、上海引進(jìn)美國總統(tǒng)尼克松訪華贈(zèng)送的北美紅杉扦插苗在云南種植。之后，1980年和1984年又先后從美國加州引進(jìn)紅杉種子育苗，在云南昆明、麗江、新平進(jìn)行試種，結(jié)果顯示北美紅杉在各引種地都生長良好。北美紅杉在紅壤、黃紅壤、黃壤乃至黃棕壤上都能生長，1983年經(jīng)歷過昆明絕對(duì)低溫、特大干旱氣候，但沒有出現(xiàn)旱害、凍害等現(xiàn)象，說明北美紅杉在云南的適應(yīng)性較強(qiáng)。除少數(shù)植株感染病蟲害外，其余都生長良好，紅杉在我國引種初步取得成功[5]。

1.2 無性繁殖

目前，北美紅杉在我國尚處于引種階段，種源缺乏，自然繁殖困難，其繁殖方法主要為枝條扦插和組織培養(yǎng)技術(shù)。生產(chǎn)上主要采用短穗扦插，北美紅杉無性系扦插繁殖試驗(yàn)結(jié)果表明，用二年生且?guī)М?dāng)年新梢的短穗最好。插穗長度12～15 cm，切口平滑，呈馬耳形，去除離插穗基部4～6 cm的葉片，然后把插穗放入已配好的生根粉溶液中，插穗時(shí)基部稍晾干[6]。北美紅杉扦插的最好基質(zhì)為砂壤土，稍偏酸性為宜[7]。插穗宜選在春季2月中旬或秋季10月中旬，插穗時(shí)間一般為10：00前或17：00—18：00陽光轉(zhuǎn)弱時(shí)，扦插最佳深度為5～6 cm[8]。扦插后立即蓋好遮蔭網(wǎng)，避免日光強(qiáng)烈照射，防止溫度過高燒損插穗。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用不同濃度激素IBA、NAA、ABT2處理的插穗都能生根，其中IBA濃度為100 mg/L處理過的插穗有利于形成愈傷組織，但不利于生根或生根時(shí)間會(huì)延長；以NAA濃度為100 mg/L浸泡過的插穗生根率最好，形成根數(shù)最多、根長最長；以ABT2濃度為1 500 mg/L溶液速蘸的插穗生根效果最佳[7]。北美紅杉是一種以愈傷組織生根的植物類型[9-10]，1977年美國Bonga初次報(bào)道了有關(guān)北美紅杉的組織培養(yǎng)[11]，我國潘穎南等在北美紅杉組織培養(yǎng)方面取得了一定的成果[11-15]。琚淑明等利用不同濃度的NAA、KT、6-BA激素組合進(jìn)行北美紅杉帶腋芽莖段離體培養(yǎng)，結(jié)果顯示MS+NAA 0.1 mg/L+KT 0.5 mg/L對(duì)不定芽的誘導(dǎo)率高（誘導(dǎo)率100%）；MS+NAA 0.1 mg/L+6-BA 1.5mg/L+KT 0.5 mg/L增殖效果最好（增殖率約為6）；1/2 MS附加NAA 1.0 mg/L+IBA 2.5 mg/L，可獲得較好的生根效果[16]。將已生根的組培苗移出培養(yǎng)室，放在散射光較強(qiáng)的地方煉苗，使組培苗能較好地與外界光、濕、熱相適宜。需注意的是瓶苗出瓶時(shí)不能馬上揭開瓶蓋，需把瓶蓋擰松2 d后再揭開，否則瓶苗不易成活。出瓶苗移栽一般2—3月、6—8月成活率較高[15]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，北美紅杉組培苗移栽最佳基質(zhì)為珍珠巖+腐葉土+素土（配比為2∶1∶1），并保持大棚里的溫度與濕度，溫度23～25 ℃，濕度90%左右，移栽成活率達(dá)80%以上[17]。這一研究結(jié)果為北美紅杉的大規(guī)模工廠化生產(chǎn)提供了前期理論及技術(shù)支持。endprint

1.3 造林

造林已成為生物能源利用、環(huán)境保護(hù)人與自然和諧相處的一種手段。根據(jù)北美紅杉的生物學(xué)特性，選擇一年生以上的健壯苗木造林，造林時(shí)應(yīng)提前15 d對(duì)選擇好的林地進(jìn)行清理和全面整地。雨季造林，定苗時(shí)用表土與5 kg腐熟的堆肥回填坑內(nèi)，拆除苗木營養(yǎng)袋，把帶土球的苗木放入坑內(nèi)，苗木主梢保持直立，回填土并分層壓實(shí)，讓根系與土壤緊密結(jié)合，覆土厚度5 cm以上[18]。根據(jù)不同因子對(duì)北美紅杉生長影響試驗(yàn)結(jié)果表明：海拔為1 300 m生長較好，南坡生長比東南坡生長好[19]，北美紅杉在滇東南、滇西南生長較好，其次是滇東地區(qū)，滇西北地區(qū)生長較差[20]。我國近30年才引種北美紅杉成功，對(duì)引進(jìn)的種源、無性系在云南、貴州等省進(jìn)行栽培試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：雖然不同種源和無性系間生態(tài)適應(yīng)能力有差異，但在“種”的適應(yīng)性上有所相似，按相似的特性對(duì)造林地進(jìn)行合理的選擇，具有可操作性。

1.4 病蟲害防治

對(duì)北美紅杉病蟲害方面的研究，目前在國內(nèi)尚無任何資料報(bào)道。引進(jìn)的北美紅杉在云南幾個(gè)試驗(yàn)示范種植點(diǎn)造林后調(diào)查表明，主要是受白蟻危害，其他病害少見發(fā)生，白蟻危害給造林保存率和生長帶來了極大影響，其隨著海拔的升高而減少，但不顯著，其中在海拔1 200～2 000 m處發(fā)生嚴(yán)重，2 300 m以上無白蟻危害。據(jù)有關(guān)學(xué)者報(bào)道，采用3%呋喃丹防治白蟻效果較好[21]。在北美紅杉育苗過程中，猝倒病危害現(xiàn)象較常見。經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不論是種子處理、苗床處理，還是出苗后的管理，對(duì)猝倒病的防治效果顯著的是21%克菌星。播種后，從有30%苗出土?xí)r到第1片真葉出現(xiàn)的這段時(shí)間，是最易感染猝倒病的時(shí)期，因此這也是對(duì)猝倒病施藥控制的最佳時(shí)期。上述研究為北美紅杉大規(guī)模人工種植和開發(fā)利用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

2 現(xiàn)存問題

我國近30年對(duì)北美紅杉引種取得了初步成功，但是針對(duì)北美紅杉的基礎(chǔ)研究還很薄弱，其野生資源保護(hù)狀況也很嚴(yán)峻，開發(fā)利用也尚處于起步階段。

2.1 引種方面

首先，紅杉是一種古樹，歷史悠久，現(xiàn)有引種林木處于幼齡階段，對(duì)后續(xù)的生長發(fā)育情況還有待進(jìn)一步研究觀察；其次，北美紅杉引種種源少，引種點(diǎn)少；最后，引進(jìn)的北美紅杉在不同生態(tài)環(huán)境中物候期、生長發(fā)育還缺乏研究。

2.2 無性繁殖

首先，北美紅杉自然繁殖困難，野生資源較少，缺少遺傳多樣性，選育基礎(chǔ)差；其次，生產(chǎn)上以扦插為快速繁殖方法，對(duì)于建立大規(guī)模采穗圃缺少大量穗條材料。盡管組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)成功，但應(yīng)用于工廠化大規(guī)模生產(chǎn)還不成熟；最后，目前栽培的北美紅杉植株多來自于少數(shù)植株的無性系繁殖，大量多代無性繁殖可能還會(huì)面臨品質(zhì)退化問題。

2.3 造林

首先，造林設(shè)計(jì)不合理；其次，造林后缺乏撫育管理，整地粗放，苗木質(zhì)量參差不齊，病蟲害發(fā)生嚴(yán)重等；最后，造林技術(shù)不當(dāng)，如植苗時(shí)培土過深、過厚，造成下窖；培土過淺，造成漏根；或根須扭曲，形成窩根；或踩土不實(shí)，使苗木死亡或生長不良，形成低產(chǎn)林。

3 發(fā)展建議

針對(duì)上述問題，為更好地綜合利用北美紅杉資源，并加速其發(fā)展，提出如下建議：一是加大北美紅杉的基礎(chǔ)研究力度。在了解其物候、栽培等技術(shù)的基礎(chǔ)上，加速北美紅杉引種、繁殖、造林、病蟲害防治的研究，為充分利用其經(jīng)濟(jì)價(jià)值提供理論基礎(chǔ)。二是在引種過程中，應(yīng)對(duì)優(yōu)良種源、優(yōu)良無性系中的優(yōu)良單株進(jìn)行選擇，擴(kuò)大引種種源和引種點(diǎn)，為今后大面積造林提供優(yōu)良種苗打下良好的基礎(chǔ)。三是在造林方面，對(duì)造林技術(shù)、立地條件選擇、造林密度、整地方法、栽植方法、施肥、撫育、管理等技術(shù)進(jìn)行完善。四是繁殖方面，主要采用扦插、組織培養(yǎng)技術(shù)二者相結(jié)合，雖然已取得一定成效，但離生產(chǎn)需要還有一定距離。因此，今后一定要加大繁殖力度，提高苗木生產(chǎn)率，使植株盡快應(yīng)用于生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。五是植株病蟲害方面應(yīng)堅(jiān)持“預(yù)防為主、綜合防治”原則，合理運(yùn)用栽培、化學(xué)、生物、物理的方法及其他有效的生態(tài)學(xué)手段，把病蟲害控制在最低程度。六是進(jìn)一步加大北美紅杉相關(guān)后續(xù)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)力度，使北美紅杉從前期的引種、栽培種植、再到優(yōu)良無性系的擴(kuò)繁，最后應(yīng)用于工廠化育苗等形成一條產(chǎn)業(yè)長鏈，實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展。

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