木棉資源培育及園林應(yīng)用研究進展

陳雷，孫冰，廖紹波，陳勇，張靜，黃應(yīng)鋒

（中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東廣州 510520）

木棉資源培育及園林應(yīng)用研究進展

陳雷，孫冰，廖紹波，陳勇，張靜，黃應(yīng)鋒

（中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東廣州 510520）

木棉Bombaxmalabaricum是中國華南和西南地區(qū)典型的鄉(xiāng)土樹種，因具有極高的觀賞和藥用價值而廣受重視。從木棉基本狀況、人工林資源培育和園林應(yīng)用等角度出發(fā)，簡述了木棉分布、形態(tài)特征、種子繁殖、無性繁殖、苗木移栽、生長狀況、觀賞價值及園林應(yīng)用的研究進展。并進一步探討了下一階段木棉人工林資源培育和開發(fā)利用過程中亟待解決的種質(zhì)資源收集和良種選育、定向培育技術(shù)和園林資源開發(fā)等問題。參47

園林學(xué)；木棉；資源培育；園林應(yīng)用；前景；綜述

木棉Bombaxmalabaricum又名紅棉、英雄樹（廣州）、攀枝花（四川）、斑芝棉、斑芝樹（臺灣）、攀枝（福建），為木棉科Bombacaceae木棉屬Bombax落葉大喬木，廣泛分布于中國云南、四川、貴州、廣西、江西、廣東、福建、臺灣等省區(qū)［1］；也分布于南亞的印度、尼泊爾和東南亞等地區(qū)［2-3］。木棉用途廣泛，花大色艷，樹形優(yōu)美，常用于庭院、公園綠化，供行道樹、獨賞樹等。木棉還具有極高的藥用價值。清代何克諫《生草藥性備要》記載：木棉花性味甘，涼，具有清熱利濕，解毒，止血等功效，主治腸炎、泄瀉、痔瘡出血、細(xì)菌性痢疾［4］?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，木棉花、根系、葉片及樹皮中含有多種活性物質(zhì)，進一步的動物及臨床試驗證實，這些活性物質(zhì)對人體具有多種獨特的生理和藥理功能［5-7］。此外，木棉果中纖維可作枕、褥、救生圈等填充材料；種子榨油可作潤滑油、制肥皂；木材輕軟，可用作蒸籠、箱板、火柴梗、造紙等用［1］。迄今為止，相關(guān)學(xué)者對木棉做了大量研究，但多數(shù)集中在藥用價值方面，而對其資源培育等研究較少，更缺乏相應(yīng)的綜述。因此，本研究就木棉的分布、資源培育現(xiàn)狀、觀賞價值及園林應(yīng)用等方面研究展開綜述，旨在為今后開展木棉資源培育與利用提供參考。

1 木棉形態(tài)特征及分布

1.1 木棉形態(tài)特征

木棉樹干可高達30 m。樹干通直，樹皮灰黑色，粗糙，基部形成板根；幼樹樹皮淺灰色，樹干有短粗的圓錐狀皮刺；側(cè)枝近輪生。掌狀復(fù)葉互生，小葉5～7，長橢圓形，長7～17 cm，寬5～7 cm，全緣［8］?；ù厣谥Χ耍热~開放；花朵碩大，紅色或橙紅，花瓣肉質(zhì)；雄蕊多數(shù)，集成5束。蒴果長圓形，內(nèi)有絲狀長毛，成熟時縱裂，裂片木質(zhì)，露出絲狀棉絮，種子埋于棉絮中?；ㄆ?-4月，果期5月。

1.2 木棉分布

木棉是典型的熱帶和南亞熱帶的指示植物，在中國主要分布于海拔1 400～1 700m以下的干熱河谷及稀樹草原，也生長在溝谷季雨林內(nèi)［1］。通常情況下，在干熱地區(qū)，木棉趨于散生［9］；而在濕熱環(huán)境中則會成林，甚至形成純林。李保貴等［10］在西雙版納發(fā)現(xiàn)的木棉天然林就呈典型的純林狀態(tài)。在該林分中，整個喬木層除有1株八寶樹Duabangagrandiflora外，均由木棉單種構(gòu)成。

中國木棉栽培歷史悠久，在野外很難區(qū)分是人工栽培、次生繁殖還是天然野生群體。汪書麗等［11］對云南、廣西和海南木棉的遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn)，這些地區(qū)間木棉具有較高水平的遺傳多樣性，但是居群間遺傳分化卻并不明顯。而Chaturvedi等［2］對印度東部6個不同氣候帶的木棉種遺傳分化進行了研究，卻認(rèn)為木棉居群存在豐富遺傳變異。這也說明中國現(xiàn)有的木棉資源很可能源于人工栽培品種。但是，由于南亞和東南亞地區(qū)等國外木棉分布區(qū)［2-3］距離云南、四川和廣西等省份較近，并不能排除境內(nèi)部分野生木棉資源來源于自然擴散。因此，在木棉種質(zhì)資源收集和調(diào)查時，應(yīng)進一步增加其居群和樣本數(shù)量，以充分反映其種質(zhì)資源的變異。

2 木棉資源培育研究進展

2.1 木棉育苗體系

2.1.1 播種育苗木棉種子是典型的頑拗性種子，不耐儲藏。采收后會立即發(fā)生種子劣變現(xiàn)象。采后置于室溫環(huán)境中種子外種皮由白色轉(zhuǎn)為淺褐色、深褐色以至黑褐色。分析顯示，在褐變過程中多酚氧化酶活性和種子外滲液電導(dǎo)率逐漸上升，這也說明其種子內(nèi)部組織已經(jīng)開始被破壞［12］。另由于其種子較輕，其千粒質(zhì)量約為39.08 g［13］，易隨棉絮飄散進而不利于種子收集，因此應(yīng)及時采收，并及時播種。與普通頑拗性種子不同的是，木棉種子通過適當(dāng)?shù)奶幚?，仍然能夠延長其儲藏時間。陳光儀等［14］將木棉種子在密封隔氧條件下快速脫水，使含水量降到12%～13%，15℃儲藏，能延長種子壽命1 a。木棉種子在萌發(fā)過程中容易受到外界因素的影響。研究證實其種子萌發(fā)對滲透脅迫較為敏感，在聚乙二醇（PEG）質(zhì)量濃度達到150 g·L-1時便無法萌芽［13］。同時，高溫和干旱是限制木棉種子成功萌發(fā)的關(guān)鍵因子。研究發(fā)現(xiàn)，在干熱河谷內(nèi)，木棉成年樹木有大量結(jié)實的情況下，其周圍卻依然很少有種苗出現(xiàn)［13］。而在適當(dāng)?shù)乃使芾項l件下，卻可使當(dāng)年發(fā)芽率達到70%～80%［11］。這說明高溫和干旱限制木棉種子的成功萌發(fā)。此外，木棉種子萌發(fā)還受到自身化感物質(zhì)的影響。Khan等［15］發(fā)現(xiàn)，木棉衰老花藥提取物能夠顯著影響種子萌發(fā)和幼苗生長。

2.1.2 木棉無性繁殖在林木育種中，由于一些變異品種的遺傳物質(zhì)并不穩(wěn)定，其種子繁殖的子代并不能維持親本性狀，因此良種無性系化成為繁育過程的必經(jīng)之路。常見的無性繁殖方式主要包括扦插、嫁接和組織培養(yǎng)等。木棉扦插和嫁接技術(shù)的研究已經(jīng)取得良好進展。林獎等［16］利用多年生木棉枝條進行扦插，其生根率達到了97%，而且3-5月扦插成活率較高，扦插時使用1 000～1 100 mg·L-1ABT生根粉處理，可取得良好效果。潘宏兵等［17］則對木棉嫁接繁殖開展了多項研究，取得良好的效果。以攀枝花地區(qū)為例，木棉嫁接宜在2-3月和6-7月進行，同時避開雨天，所選的接穗徑粗以0.17～1.20 cm，芽眼間距以1～2 cm為佳。在木棉組織培養(yǎng)研究方面，通過組織培養(yǎng)技術(shù)建立木棉快速繁殖體系是國內(nèi)外關(guān)注的熱點。程廣有等［18］通過無根苗接于MS（Murashige and Skoog）+2.0mg·L-16-BA（6-芐基腺嘌呤）培養(yǎng)基中，10 d后，在無根苗與培養(yǎng)基接觸部位形成愈合組織；3周后致密的愈合組織開始分化出不定芽。劉娟旭等［19］以木棉下胚軸為外植體，初步建立了下胚軸高效再生體系。該研究認(rèn)為：使用MS+115mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1NAA（萘乙酸）+0.5 mg·L-1KT（激動素）+1.0 mg·L-1硝酸銀（AgNO3）+30 g·L-1蔗糖培養(yǎng)基，可使不定芽分化率達72%，平均每外植體分化不定芽數(shù)達3.85個。此外，較適生根培養(yǎng)基為MS+0.5 mg·L-1NAA，生根率達到90%。Manisha等［20］以未成熟合子胚為材料，認(rèn)為BA的誘導(dǎo)體細(xì)胞胚胎發(fā)生率要高于生長素，但是其誘導(dǎo)率與BA濃度呈反比，其中，0.44μmol·L-1BA的效果最好。綜上可知，木棉并不是一類繁殖困難的樹種，無論是扦插、嫁接還是組織培育，只要方法得當(dāng)，增殖效果令人滿意。然而，迄今為止，并未形成嚴(yán)格的木棉快速繁殖體系，也未對無性繁殖進行系統(tǒng)研究。此外，這些研究尚未針對木棉品種進行，因而導(dǎo)致研究適用面較為狹窄。

2.2 木棉苗木培育及移栽技術(shù)

在播種繁殖或扦插獲得幼苗之后，仍然需要進一步管理，以提升木棉幼苗成活率。研究［21］顯示：木棉幼苗適宜在土壤容重大、含水量和總孔隙度較小、pH值較高的土壤基質(zhì)中生長，證實體積百分比50%黃心土+50%塘泥和50%泥炭土+50%塘泥為木棉苗期培育較適宜的營養(yǎng)基質(zhì)，能夠顯著促進幼苗生長并提高成活率。木棉苗期撫育過程對營養(yǎng)元素需求較為嚴(yán)格。研究顯示：木棉幼苗生長與土壤氮素負(fù)相關(guān)，但是與土壤磷素成正相關(guān)［21］。

木棉作為一種優(yōu)良的園林綠化樹種，在幼苗長到一定階段就可以對苗木進行進一步的移栽。合理的移栽措施是保證木棉移栽成活的關(guān)鍵。何天華等［22］以苗高50～70 cm的1年生木棉越冬苗為材料，認(rèn)為7m的苗床以及行間距1.2 m×1.2m的密度木棉苗移栽成活率最高，而且按照生長節(jié)律追肥能使木棉苗高、地徑、冠幅生長分別提高9.18%，3.14%，4.16%。

除了小苗外，在一些特殊綠化場合仍然需要移栽部分大樹。然而，木棉萌芽能力較弱，其大樹移栽技術(shù)與其他樹種相比存在一定的特殊性。大樹移栽實踐顯示，在移植木棉大樹時，至少需要保留2.0m以上根系，同時先對樹冠進行修整，防止水分蒸散過多導(dǎo)致枯死，以有效提高大樹移栽的成活率［23］。

2.3 木棉造林技術(shù)

木棉作為南亞熱帶和熱帶地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種，廣泛應(yīng)用于這些地區(qū)的造林綠化。研究［24-25］普遍認(rèn)為木棉造林成活率相對較高。然而，在不同研究中，木棉造林初期生長速度也不盡相同。與南亞熱帶和熱帶地區(qū)其他造林樹種相比，木棉造林初期生長速度中等［24-26］。但吳永彬等［27］于廣州市郊區(qū)帽峰山林場營造生態(tài)示范林，木棉初期高生長率達到了204.9%，冠幅達到了244.8%，與其他樹種相比，其冠幅生長較快。此外，在油頁巖廢渣場生態(tài)恢復(fù)過程中發(fā)現(xiàn)，木棉生長速度相對較快，較適宜用于該立地恢復(fù)［28］。但是，在木棉造林技術(shù)方面的研究仍然較為缺乏。

3 木棉觀賞性狀及園林應(yīng)用研究進展

3.1 木棉觀賞及生態(tài)價值

木棉花色艷麗，可分為深紅色、紅色和桔紅色。此外，朱有佩［29］在對海南木棉資源調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)十分罕見的黃花木棉。除了這些顏色外，在印度，Bachulkar［30］證實了淺黃色木棉花存在，而Santapau［31］也報道過白花木棉?？梢娔久藁ㄉ倍?，色系也較為豐富，主要以黃色和紅色為主。通常情況下，植物花色主要受到β-胡蘿卜素和花色苷等色素控制，因此木棉花色素調(diào)控也將成為影響其觀賞價值的重要內(nèi)容。但是，木棉花色并非其觀賞價值的唯一指標(biāo)。王健等［32］通過觀測研究海南不同地區(qū)木棉的樹干、株型、花型、花色等因素，細(xì)致探討了木棉的觀賞價值，經(jīng)聚類分析和主成分分析，認(rèn)為花朵大小是定義木棉觀賞價值的一級分類標(biāo)準(zhǔn)?？梢姡绊懩久抻^賞價值的因素非常復(fù)雜，而木棉分布廣泛，不同產(chǎn)地間觀賞性狀差異仍需進一步研究。

除了具有較強的觀賞價值外，木棉還具有較高的生態(tài)價值。李曉征等［33］對木棉行道樹小氣候效益進行研究，認(rèn)為木棉樹下的空氣溫度和大氣輻射都有明顯的降低。除了小氣候效益外，研究顯示，與其他觀賞樹種相比，木棉具有較強的吸收二氧化硫（SO2）能力，但是對二氧化氮（NO2）吸收能力一般［34］。然而，木棉對二氧化硫的耐受能力卻較差，在一定濃度脅迫下凈光合速率僅為對照的49%［35］。彭長連等［36］也認(rèn)為在城市環(huán)境中，木棉對工業(yè)廢氣和機動車尾氣反應(yīng)極為敏感。

3.2 木棉園林應(yīng)用研究

木棉作為中國南亞熱帶和熱帶地區(qū)典型的鄉(xiāng)土樹種，不僅具有較高的觀賞價值，還具有極為豐富的文化含義。由于其樹干挺拔，花色通常血紅色，且先花后葉，遠(yuǎn)望如一團火焰，象征著英雄奮發(fā)向上的精神，因而又稱為“英雄樹”。正因為具有積極的文化含義，木棉廣受嶺南和西南地區(qū)人們的喜愛，并廣泛用于當(dāng)?shù)毓珗@、市民廣場及居民區(qū)、工廠及學(xué)校綠化中［37］，也是南亞熱帶地區(qū)13個主要城市行道樹的骨干樹種［38］。在廣州9大公園中，木棉的出現(xiàn)頻率達到了27.12%［39］。李偉華等［40］對中山小欖鎮(zhèn)的綠地植物調(diào)查認(rèn)為木棉出現(xiàn)的頻率相對較高，特別是道路中間和兩旁綠化。從胸徑生長角度來看，木棉非常適合作為行道樹。在廣州工業(yè)大道上，木棉的平均胸徑達到了40 cm［41］；佛山市禪城區(qū)205條道路調(diào)查中則顯示胸徑超過36 cm的木棉達到了總數(shù)的12%［42］。

相比其他樹種，木棉在園林綠化過程中表現(xiàn)出較強的適應(yīng)性，很少出現(xiàn)病蟲害威脅［43］。但是，木棉耐寒能力較差，其生長最適溫度為23～31℃，在受到寒潮影響時，生長受阻且花期推后［44］。王梅松等［45］通過對福建省102種引種植物的熱量需求研究，認(rèn)為木棉生長的溫度最適范圍為170.5～183.4℃·月-1，僅能在閩南一帶生長。實際上，廈門城市公園的植被調(diào)查顯示，木棉為典型的喬木優(yōu)勢種［46］。此外，廈門天竺山森林公園林分改造過程中，也通過木棉造林以獲得理想的景觀效果［47］。

4 木棉資源培育及應(yīng)用前景

4.1 種質(zhì)資源收集及良種選育前景

在中國，木棉分布橫跨華南和西南多個省份，而且這些區(qū)域環(huán)境條件變化劇烈，既有炎熱干燥的干熱河谷，也有濕熱的熱帶雨林。復(fù)雜的環(huán)境勢必會導(dǎo)致不同區(qū)域內(nèi)木棉形態(tài)和內(nèi)含物分化，進而形成不同類型的品種。而且木棉作為一種多用途樹種，在種源收集和試驗的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)經(jīng)營目的（觀賞、纖維用、藥用等），篩選出優(yōu)良地理種源，以滿足木棉相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)需要。在觀賞方面，可以選擇樹形美觀、花色艷麗等觀賞價值高，且生長快速、適用性強的品種用于推廣；在纖維用途方面，應(yīng)該著重考慮結(jié)實早、產(chǎn)量高、纖維質(zhì)量好的品種，以滿足工業(yè)和棉紡織需求；在藥用方面，則需要考慮藥用部位生長更新快速、活性成分含量較高的品種，且容易快速繁殖，進而能夠較快的建立起木棉工業(yè)原料林，為木棉相關(guān)藥品和保健品發(fā)展提供資源保障。

4.2 快速繁殖及應(yīng)用前景

在經(jīng)過種質(zhì)資源收集和良種篩選之后，無論是觀賞、纖維還是藥用品種，必須經(jīng)過進一步擴繁和無性系化?，F(xiàn)階段，木棉快速繁殖技術(shù)已有零星報道，但是這些研究尚未形成完整體系，仍需對其快速繁育體系進行系統(tǒng)研究。經(jīng)過擴繁之后，需對木棉綠化造林技術(shù)進行進一步研究。由于培育與應(yīng)用目標(biāo)差異，木棉人工林需要實行定向培育。在培育生態(tài)風(fēng)景林時，應(yīng)考慮林分密度、樹種配置、林齡結(jié)構(gòu)、混交技術(shù)、林下植被競爭等對林分生長、生態(tài)效益和觀賞價值的影響；在培育木棉根、葉和樹皮用工業(yè)原料林時，應(yīng)著重考慮立地條件、施肥技術(shù)、林分密度和輪伐期長短對目標(biāo)收獲物產(chǎn)量和質(zhì)量（活性物質(zhì)）的影響；在培育以花和纖維用的工業(yè)原料林時，應(yīng)著重考慮立地條件、施肥、林分密度、林下間作、修剪技術(shù)等對花和果產(chǎn)量和質(zhì)量、始花和掛果樹齡的影響。

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Research progress on the cultivation of Bombaxmalabaricum resource and its landscape application

CHEN Lei，SUN Bing，LIAO Shaobo，CHEN Yong，ZHANG Jing，HUANG Yingfeng
（Research Institute of Tropical Forestry，Chinese Academy of Forestry，Guangzhou 510520，Guangdong，China）

Bombaxmalabaricum，a native species in the south and southwest of China，has drawn wide attention because of its high ornamental and medicinal values.From the perspectives of characteristics，forest plantation，and landscape application ofBombaxmalabaricum，the paper reviewed its distribution，morphology，seed propagation，clone，transplanting，growth characters，ornamental value and landscape application.The paper also proposed some suggestions for the further plantation cultivation，development and utilization ofBombaxmalabaricumresource，including germplasm resource collection，improved varieties breeding，afforestation technology，utilization of tourism and landscape resources.［Ch，47 ref.］

landscape architecture；Bombaxmalabaricum；resource cultivation；landscape application；prospect；review

S796；S727.3

A

2095-0756（2014）05-0789-07

2013-10-21；

2013-12-30

國家林業(yè)局引進國際先進農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)計劃（“948”計劃）項目（2011-4-40）

陳雷，助理研究員，博士，從事園林植物和經(jīng)濟林栽培研究。E-mail：footchen@126.com。通信作者：孫冰，研究員，從事園林植物和城市林業(yè)研究。E-mail：gdsunbing@126.com