極小種群野生植物丹霞梧桐繁育技術

周小芬， 文亞峰， 張 原， 李鑫玉， 閆亞丹， 謝宛余

(中南林業(yè)科技大學風景園林學院，湖南 長沙 410004)

丹霞梧桐(Firmianadanxiaensis)是梧桐科(Stexculiaceae)梧桐屬(Firmiana)植物，主要分布于我國韶關地區(qū)的丹霞山和南雄市，英德市也有少量分布[1]。自1987年發(fā)現(xiàn)丹霞梧桐以來，由于其分布范圍狹窄，種群數(shù)量稀少，已被列入《中國物種紅色名錄》(China Species Red List，CSRL)“極?！钡燃墸菄尧蚣壷攸c保護野生植物，2012年被列為極小種群保護野生植物[2-3]。丹霞梧桐適應性、抗逆性強，適作先鋒造林樹種，其樹形優(yōu)美、花色美麗、秋葉金黃，亦是很好的園林觀賞樹種。丹霞梧桐被發(fā)現(xiàn)至今不過30余年，其研究主要以種質資源調查[4-6]、地理區(qū)系[7-8]、遺傳多樣性[9-11]等為主，而人工繁育技術方面的研究開展較少，不利于該物種的種群數(shù)量擴大和引種栽培。為有效保護該珍稀瀕危物種，我們對丹霞梧桐的實生苗和嫁接繁殖技術開展研究，對其種群保護和開發(fā)利用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2016年秋，在丹霞山自然保護區(qū)采集丹霞梧桐種子2 000余粒，風干去雜后常規(guī)儲藏，用于后續(xù)實生繁殖試驗。為提高丹霞梧桐的抗寒性，以利于其北移引種，選用了3年生青桐苗為嫁接砧木，胸徑2～3 cm。試驗地為湖南省長沙市中南林業(yè)科技大學西園苗圃(112°59′37″E， 28°08′15″N)。

1.2 研究方法

1.2.1 種子繁殖 利用800倍多菌靈對種子消毒，按以下3種處理方式進行播種繁殖，統(tǒng)計萌發(fā)率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)，每次處理共30粒種子，3次重復。苗木移栽后，每年統(tǒng)計存活率，并隨機選取10株苗木測量株高和地徑。

處理1(種子剝皮處理)：分種皮全剝、種皮剝去1/5和種皮不剝3種方式，種子剝皮以不傷及種仁為度，剝皮后置于蒸餾水中浸種24 h。

處理2(植物生長調節(jié)劑處理)：利用萘乙酸(NAA)和赤霉素(GA3)浸種，設50、100、150 mg·L-1共3個濃度，浸種時長24 h，以蒸餾水浸種為對照(CK1)。

處理3(種子剝皮與植物生長調節(jié)劑共同處理)：基于處理1的最佳試驗結果，分別用萘乙酸(NAA)和赤霉素(GA3)浸種，設50、100、150 mg·L-1共3個濃度，浸種24 h，檢測種子剝皮與植物生長調節(jié)劑共同處理結果，以蒸餾水浸種為對照(CK2)。

將3種處理種子放置于有潮濕濾紙的玻璃皿中，觀察其發(fā)芽情況，待胚根長至3 mm或達到1/2種子直徑時，統(tǒng)計不同處理的萌發(fā)率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)等。

(1)

100%

(2)

(3)

式中：Dt為置床之日算起的日數(shù)；Gt為相應各日的正常發(fā)芽數(shù)。

(4)

1.2.2 嫁接繁殖 為便于丹霞梧桐北移引種，選取抗寒性較好的青桐苗為砧木進行嫁接試驗，嫁接方式為切接。2018年春，共嫁接134株，其中頂芽66株、側芽68株。嫁接后做好除蘗、澆水等管理工作，嫁接成活以接穗長出第一片葉子為準。每年定時觀察記錄其物候期和生長適應性，秋季落葉前檢查苗木存活情況，統(tǒng)計嫁接成活率、存活率和枝條年生長量。

(5)

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel 2007、SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 種子萌發(fā)率

丹霞梧桐種皮致密堅硬，種皮全剝或不剝的種子幾乎不萌發(fā)，而剝去1/5種皮的種子萌發(fā)率達33.33%，顯著高于其他2個處理(P<0.05)。結果表明：種子適當剝皮處理是促進丹霞梧桐種子萌發(fā)的有效措施。

與對照相比，植物生長調節(jié)劑GA3和NAA對丹霞梧桐種子萌發(fā)產(chǎn)生不同的效果(表1)，以50、100 mg·L-1NAA與100 mg·L-1GA3處理的種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)為0，低于CK1；而150 mg·L-1GA3處理種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)最高，分別為6.67%、6.67%和0.14，均高于CK1；其余濃度處理與CK1相同，不同濃度植物生長調節(jié)劑處理之間差異不顯著(P>0.05)。

以剝去1/5種皮后的種子為材料，對其進行植物生長調節(jié)劑處理。結果表明：丹霞梧桐種子萌發(fā)率以100 mg·L-1GA3處理效果最佳，其萌發(fā)率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)分別為43.33%、36.66%和1.63，顯著高于其他處理組合(P<0.05)；50、150 mg·L-1NAA處理組合的種子萌發(fā)率和發(fā)芽勢均低于CK2，其表明這3種NAA處理組合抑制了種子萌發(fā)。150 mg·L-1NAA處理組合發(fā)芽指數(shù)最高為1.78，50 mg·L-1NAA處理組合發(fā)芽指數(shù)最低為0.15。適合的處理組合能有效提高丹霞梧桐種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。

表1 不同處理方式對種子萌發(fā)的影響Tab.1 Effects of treatments on seed germination處理濃度/(mg·L-1)萌發(fā)率/%發(fā)芽勢/%發(fā)芽指數(shù) 50 0 a 0 a 0 a NAA浸種100 0 a 0 a 0 a 1503.33±0.06 ab 3.33±0.06 ab 0.05±0.01 a 503.33±0.06 ab 3.33±0.06 ab 0.05±0.01 a GA3浸種100 0 a 0 a 0 a 1506.67±0.06 abc6.67±0.06 abc0.14±0.01 a CK1(蒸餾水浸種)3.33±0.06 ab 3.33±0.06 ab 0.05±0.01 a 506.67±0.06 abc6.67±0.06 abc0.15±0.02 a NAA浸種+種皮剝去1/510013.33±0.12 abc10.00±0.12 abc0.6±0.07 ab 15023.33±0.15 bc 20.00±0.15 bc 1.32±0.09 bc 5026.67±0.21 cd 23.33±0.21 cd 1.29±0.12 bc GA3浸種+種皮剝去1/510043.33±0.15 d 36.66±0.23 d 1.63±0.10 bc 15026.67±0.15 cd 20.00±0.17 cd 1.78±0.07 c CK2(蒸餾水浸種)26.67±0.06 cd 26.67±0.06 cd 1.05±0.02 abc 注: 同列不同小寫字母表示在α<0.05水平差異顯著。下同。

2.2 實生苗生長情況

2018—2020年的調查結果顯示(表2)，丹霞梧桐實生苗定植后第1年的存活率為93.67%，2年越冬后存活率為87.88%。2018年實生苗株高為10.35 cm，地徑為3.83 mm，2020年株高增長至81.69 cm，地徑增長至13.73 mm。試驗結果表明，丹霞梧桐實生苗具有較高的存活率，能在長沙地區(qū)正常生長。

表2 丹霞梧桐實生苗的存活率與生長量Tab.2 Survival rate and growth of seedlings生長年份存活率/%株高/cm年生長量/cm地徑/mm年生長量/mm201893.6710.35±0.49 b10.35 3.83±0.04 ab3.83201987.8833.38±0.65 a 23.03 8.45±0.04 a4.62202082.6781.69±0.54 c48.3113.73±0.04 c5.28

2.3 嫁接苗成活率

利用切接法進行丹霞梧桐嫁接試驗，不同接穗的嫁接成活率存在較大差異，頂芽和側芽的嫁接成活率分別為96.97%和86.76 %(表3)。側芽接穗的死亡數(shù)較頂芽多，總體抽芽時間晚于頂芽，而頂芽從抽芽到完全展葉過程也較側芽短?？梢?，在接穗的選擇上，頂芽無論成活數(shù)量及抽芽時間都具有明顯的優(yōu)勢，嫁接時可優(yōu)先選擇頂芽接穗。

2.4 嫁接苗生長情況

丹霞梧桐嫁接成功后在試驗地生長良好，越冬后存活率達90.5%，2年生嫁接苗平均株高為197.47 cm，平均地徑為17.20 mm，生長量較大，生長勢旺盛。

2.5 物候期觀察

經(jīng)過2年在長沙的適應性生長，丹霞梧桐嫁接苗的物候期較原生地丹霞山推遲了10 d左右，特別是頂芽萌動期和展葉期均晚于丹霞山，落葉開始期與落葉結束期相差不大(表4)。

表3 嫁接苗生長成活情況Tab.3 Growth and survival of grafted seedlings嫁接總數(shù)抽芽數(shù)接穗枯死數(shù)第一株抽芽時間最后一株抽芽時間成活率/%頂芽666424月7日4月30日96.97側芽685994月10日5月8日86.76

表4 丹霞梧桐物候期比較Tab.4 Comparison on phenological of F. danxiaensis地點頂芽萌動期展葉期落葉開始期落葉結束期落葉持續(xù)天數(shù)/d營養(yǎng)生長天數(shù)/d丹霞山3月15日4月13日10月2日11月12日42242長沙地區(qū)3月25日4月25日10月3日11月9日47239

3 結論與討論

硬實種子是植物界中普遍存在的一種特性，常見于豆科、錦葵科、梧桐科等。硬實種子因種皮透水性差和對胚生長的機械限制，會引起種子休眠[12]，其解除方法主要有機械破皮、低溫或高溫處理、酸蝕處理和激素浸種等[13-15]。機械破除種皮是打破硬實種子休眠最直接有效的方法[16-17]。丹霞梧桐種子堅硬，種皮透水性差，自然條件下萌發(fā)能力極弱，必須經(jīng)特殊催芽處理才能萌發(fā)，屬于典型的硬實性種子。本研究通過機械破皮，增強透水性以解除機械限制而促進種子萌發(fā)，能有效打破丹霞梧桐種子的休眠。試驗以剝去1/5種皮為宜，處理過多則會對種子產(chǎn)生損害，導致種子活力降低。這與王春梅[18]對海南梧桐種子的研究結果較為一致。植物生長調節(jié)劑在解除種子生理休眠，促進種子萌發(fā)方面也具有顯著效果，其中GA3和NAA得到廣泛利用[14-19]，但不同植物的處理效果存在較大差異。本研究中，不同濃度的GA3和NAA對丹霞梧桐種子萌發(fā)作用均不顯著，但機械破皮能顯著提高其萌發(fā)率，這與張薇等[20]的研究結果相似。機械破皮+GA3浸種復合處理，既破除了種皮的機械阻礙作用，又解除了種子生理休眠，效果顯著優(yōu)于二者單獨處理，能有效提高丹霞梧桐種子的萌發(fā)率。

植物嫁接繁殖中，砧穗親合力強弱是嫁接成活的關鍵。青桐和丹霞梧桐是梧桐科的2個近緣種，青桐的分布和抗寒性遠高于丹霞梧桐。以青桐為砧木進行嫁接有利于提高丹霞梧桐的抗寒性和今后引種。嫁接試驗結果表明，青桐和丹霞梧桐間具有較高的嫁接親和性，頂芽較側芽接穗更具活力，容易與砧木結合獲取營養(yǎng)，嫁接時可優(yōu)先選擇頂芽接穗。

長沙地區(qū)與丹霞梧桐原生地(丹霞山)氣候條件存在一定差異，但近3年的觀測栽培試驗表明，丹霞梧桐實生苗和嫁接苗均能在長沙地區(qū)正常生長，為其北移引種、開發(fā)利用奠定了良好基礎。但由于試驗歷時較短，丹霞梧桐引種后是否能正常開花結實，是否存在花色退化問題，還需進一步試驗研究。