燈臺(tái)樹研究現(xiàn)狀及開發(fā)利用策略

董德軍，劉剛，劉玉波，張海軍，張正國，呂偉偉

(1.吉林市林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 吉林 132013；2. 吉林省舒蘭市園林管理處，吉林 吉林 132600)

燈臺(tái)樹(Bothrocaryumcontroversy)[1]，別名燈臺(tái)山茱萸、瑞木、女兒木、六角樹，屬山茱萸科(Cornaceae)燈臺(tái)樹屬(Bothrocaryum)的落葉喬木，高可達(dá)20m。樹冠圓錐形，側(cè)枝層層平展形如燈臺(tái)，葉形秀麗，花白素雅，為極具觀賞價(jià)值和應(yīng)用前景的園林綠化樹種；燈臺(tái)樹果及樹皮具有很高的藥用價(jià)值；其種子含油率為22.9%，可榨油供工業(yè)用，樹皮可做栲膠原料[2]。因此，燈臺(tái)樹是一種很有開發(fā)利用前景的樹種資源。

1 燈臺(tái)樹研究現(xiàn)狀

1.1地理分布

燈臺(tái)樹廣泛分布于遼寧、陜西、甘肅、華北、華東、華中、華南、西南，一般生于海拔400～1 800 m混交林中，西南可達(dá)海拔2 500 m[2]；吉林省主要分布于集安、臨江、通化、柳河、輝南、江源區(qū)、靖宇、樺甸、撫松、敦化南部、安圖二道白河(含長白山自然保護(hù)區(qū))等地[3]；朝鮮、日本、印度、尼泊爾、不丹也有分布[4]。

1.2 生物學(xué)特性

林玉梅等在通化縣石湖自然保護(hù)區(qū)對(duì)燈臺(tái)樹的物候?qū)W特征進(jìn)行了觀測(cè)，結(jié)果表明：燈臺(tái)樹4月25日開始萌芽，6月10日開花盛期，9月1日果熟期，9月29日封頂期；并在長春市郊對(duì)2年生燈臺(tái)樹生長節(jié)律進(jìn)行觀測(cè)與分析，燈臺(tái)樹生長期為154 d，生長高峰期為6月末到8月中旬[5]。

在植物生物學(xué)抗性研究方面，張學(xué)星等采用人工模擬熏氣辦法，研究包括燈臺(tái)樹在內(nèi)的13種鄉(xiāng)土綠化樹種對(duì)城市中SO2、NO2、HCL和HF氣體的反應(yīng)。結(jié)果表明：燈臺(tái)樹對(duì)SO2具有一定的抗性和較強(qiáng)凈化能力；對(duì)NO2具有一定的抗性和超強(qiáng)凈化能力，其凈化量為13 100 mg·kg-1；對(duì)HCL氣體具有較強(qiáng)的抗性和凈化能力；對(duì)HF氣體具有一定的抗性和凈化能力[6,7]。李寵印等對(duì)燈臺(tái)樹1年生播種苗的苗期水分生理特性進(jìn)行研究，結(jié)果表明，燈臺(tái)樹蒸騰強(qiáng)度日變化為雙峰曲線，抗旱能力中等[8]。在燈臺(tái)樹抗寒性研究方面，韓雪等、繳麗莉等均利用電導(dǎo)率法測(cè)定低溫脅迫后燈臺(tái)樹抗寒性，分析結(jié)果表明，燈臺(tái)樹枝條較葉片和近地面根系抗寒[9]；燈臺(tái)樹抗寒性強(qiáng)，其半致死溫度為-29.8 ℃[10]。

在植物生理解剖學(xué)研究方面，朱俊義、聶小蘭等對(duì)燈臺(tái)樹莖次生木質(zhì)部進(jìn)行解剖學(xué)研究。發(fā)現(xiàn)燈臺(tái)樹莖導(dǎo)管分子穿孔板有梯狀穿孔板和單穿孔板2種類型，單穿孔板外展，具不同類型穿孔板的導(dǎo)管分子有4種類型[11]；其木材為散孔材，生長輪明顯，導(dǎo)管具梯狀穿孔板，橫閂數(shù)18枚，呈平行或自中部分叉的二叉狀，木射線多異型Ⅱ，木薄壁組織星散薄壁型[12]。孟迪對(duì)燈臺(tái)樹根次生木質(zhì)部進(jìn)行解剖學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)其為散孔材，木射線為異形，具不同類型穿孔板的導(dǎo)管分子有5種類型[13]。

1.3 生態(tài)學(xué)特性

燈臺(tái)樹喜溫暖濕潤氣候，性喜陽光，稍耐陰，有一定抗寒性，適應(yīng)性強(qiáng)，生長極快，宜在肥沃、濕潤、疏松、排水良好土壤中生長，深根性，對(duì)土壤要求不嚴(yán)[14]。主要生于陰坡、半陰坡土壤肥沃濕潤的雜木林中[4]。

尹樹臣等對(duì)露水河林區(qū)燈臺(tái)樹種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果表明：在3個(gè)北坡樣地中，以下坡位生長的植株最多，密度達(dá)349株·hm-2，其中以胸徑5～10 cm植株占優(yōu)勢(shì)；其次是中坡，密度277株·hm-2，5 cm以下植株占77%，天然更新極好；上坡最少，密度為149株·hm-2[3]。孟鋼對(duì)喀斯特地區(qū)陽坡、半陰坡和陰坡36年生燈臺(tái)樹人工林林分的生長規(guī)律、生物量、生產(chǎn)力進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，半陰坡燈臺(tái)樹林分生長得最好，生物量較陽坡和陰坡的大，林分生產(chǎn)力最高，陰坡林分生產(chǎn)力最低[15]。陳雪鵑等對(duì)貴州省喀斯特地區(qū)黔靈山的燈臺(tái)樹生態(tài)特性進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明，燈臺(tái)樹有很強(qiáng)的生活力和自我繁殖更新能力，在光照充足的地方生長較好，但小苗生長需要一定程度的遮陰[16]。王蓮等對(duì)比研究林下、林窗和曠地3個(gè)光環(huán)境下燈臺(tái)樹幼苗對(duì)光合生理響應(yīng)。研究表明，燈臺(tái)樹幼苗在陽光充足的曠地環(huán)境中生長最好，并且能通過自身生理調(diào)節(jié)避免或減少高光強(qiáng)對(duì)植物光合機(jī)構(gòu)的損傷，該樹種適合種植于光照充足的曠地和陽坡[17]。

1.4 繁殖技術(shù)

1.4.1 有性繁殖 燈臺(tái)樹種子具有深度休眠特性，不經(jīng)過低溫催芽處理，當(dāng)年播種不出苗。打破休眠方法有低溫貯藏法和變溫處理法。低溫貯藏法:種子消毒，按種、沙體積比1∶3混濕沙，置于0～5 ℃低溫環(huán)境下，每7 d翻動(dòng)攪拌一次,翌年播種前10 d取出種子催芽[18]；變溫處理法：將種子用常溫水浸泡3 d，將種子撈出，消毒、混濕沙，然后常溫(20～25 ℃)處理3個(gè)月，再轉(zhuǎn)入低溫(5 ℃左右)處理3個(gè)月，播種前3 d將種子取出進(jìn)行催芽處理[19]。為了使燈臺(tái)樹播種育苗技術(shù)更加系統(tǒng)化、規(guī)范化，林玉梅(2014)編寫了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《燈臺(tái)樹播種育苗技術(shù)規(guī)程》(LY/T 2304-2014)，該標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)規(guī)范了燈臺(tái)樹種子質(zhì)量、種子催芽、播種時(shí)間、播種量、播種方法、田間管理等技術(shù)要求[18]。杜坤等對(duì)山茱萸科4個(gè)生物能源樹種進(jìn)行了輕基質(zhì)容器苗研究，采用多目標(biāo)決策法綜合評(píng)價(jià)篩選，燈臺(tái)樹苗木生長適宜的基質(zhì)為泥炭土∶珍珠巖∶蛭石=8∶1∶1的配比基質(zhì)[20]。

(1)扦插。在嫩枝扦插方面，吳希從等(2005)對(duì)燈臺(tái)樹扦插繁殖技術(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，用1/2草炭土+1/2珍珠巖作為基質(zhì)，扦插前7 d，用甲基托布津和百菌清800倍液處理2次，插穗用ABT1#600 mg·kg-1速蘸3～5 s，插后用清水澆透扦插床，并噴多菌靈800倍液1次，然后進(jìn)行全光照嫩枝扦插噴霧技術(shù)育苗，該方法生根率達(dá)78.3%[21]。

(2)組織培養(yǎng)。馮麗娜等以燈臺(tái)樹帶頂芽的莖段為外植體，通過比較不同濃度BA、IBA、NAA、IAA、GA3對(duì)燈臺(tái)樹組培快繁的影響，初步建立了燈臺(tái)樹的組培快繁體系。結(jié)果表明，啟動(dòng)培養(yǎng)基采用WPM+BA 0.5 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1+GA31 mg·L-1為宜；繼代增殖培養(yǎng)基采用M+BA 1 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1+GA32 mg·L-1為宜，增殖系數(shù)達(dá)4.4；生根培養(yǎng)則以1/2M+IBA 3 mg·L-1配合10 d暗培養(yǎng)效果最好，生根率達(dá)60.0%[22]。

1.5 引種及栽培

王羅榮是國內(nèi)報(bào)道引種燈臺(tái)樹最早一位學(xué)者，他從1983—2002年3次引種燈臺(tái)樹，證明在武漢地區(qū)引種成功，且生長迅速，當(dāng)年苗平均高89 cm，大樹年平均高生長達(dá)1.2 m，胸徑1.12 cm，很有開發(fā)利用價(jià)值[23]。

近些年來發(fā)現(xiàn)，在沈陽地區(qū)的燈臺(tái)樹上普遍發(fā)生葉枯病，多引起葉緣枯死或整葉枯死，發(fā)病率在85%以上，發(fā)病指數(shù)在7%～35%,高國平等采用傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)相結(jié)合方法對(duì)燈臺(tái)樹葉枯病病原菌進(jìn)行鑒定，結(jié)果表明，引起燈臺(tái)樹葉枯病的病原菌為芫菁鏈格孢(AlternarianapiformisPurk.et Mall.)[24]。

1.6 開發(fā)利用價(jià)值

1.6.1 園林觀賞價(jià)值 燈臺(tái)樹樹冠圓錐形，側(cè)枝層層平展，形如燈臺(tái)，由此得名“燈臺(tái)樹”。葉形秀麗，花白素雅，枝條紫紅色，是園林、公園、庭院、風(fēng)景區(qū)等綠化、置景的佳選，極具觀賞價(jià)值和應(yīng)用前景。適宜在草地孤植、叢植，或于濕潤山谷或山坡、湖(池)畔與其他樹木混植營造風(fēng)景樹，亦可在園林中栽植作庭蔭樹或公路、街道兩旁栽植作行道樹，更適于森林公園和自然風(fēng)景區(qū)作秋色葉樹種片植營造風(fēng)景林[25]。

1.6.2 藥用價(jià)值 代春初等對(duì)燈臺(tái)樹不同部位主要藥用組分進(jìn)行了研究?；瘜W(xué)定性法確定燈臺(tái)樹與止血、消腫功效相關(guān)的組分；定量法確定主要藥用組分的含量，利用HPLC分析方法對(duì)燈臺(tái)樹主要部位進(jìn)行藥用組分分析，其樹葉、莖皮含有豐富的熊果酸，不同部位含熊果酸為：莖皮(1.768%)>葉(1.710%)>果(0.227%)，莖皮與葉均可作為熊果酸提取物的資源加以利用[26]。

1.6.3 生物質(zhì)能源價(jià)值 目前，可再生生物質(zhì)能源倍受重視，燈臺(tái)樹屬生物質(zhì)能源樹種倍受人們的關(guān)注，并開展了相應(yīng)的研究。程樹棋等(2006)研究開發(fā)了燈臺(tái)樹果實(shí)種子油為原料制取生物柴油及制配工藝，即燈臺(tái)樹籽油40%～80%、甲醇(乙醇)10%～30%，堿性或酸性催化劑10%～30%，按上述重量百分比配以甲醇(乙醇)及堿性或酸性催化劑，在45～160 ℃的溫度下進(jìn)行酯交換，反應(yīng)生成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯生物柴油，也可以0#、10#生物柴油以1∶9或2∶8比例，將生物柴油與石化柴油生成混合柴油[27]。

2 應(yīng)用及研究中存在的主要問題

2.1 繁殖材料的良種化不足

燈臺(tái)樹有較寬的適生區(qū)域，不同的種源有各自的最適生長區(qū)。而實(shí)際生產(chǎn)中并未考慮到這一點(diǎn)，盲目引種，也不考慮優(yōu)樹選擇采種，導(dǎo)致培育的苗木質(zhì)量差、抗逆性弱、病蟲害嚴(yán)重，播種苗質(zhì)量參差不齊，難以滿足生產(chǎn)的需要。生產(chǎn)缺乏良種，將會(huì)制約燈臺(tái)樹的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

2.2 繁殖技術(shù)不夠成熟

燈臺(tái)樹種子最佳采集時(shí)間還未完全掌握，破除種子休眠的技術(shù)手段還須加強(qiáng)；目前，關(guān)于燈臺(tái)樹無性繁殖的研究報(bào)道，如扦插繁殖、組織培養(yǎng)等尚停留在理論研究階段，還需要深入研究在生產(chǎn)上可行的產(chǎn)業(yè)化繁殖技術(shù)。

2.3 研究的深度和廣度欠缺

迄今為止，燈臺(tái)樹的生物學(xué)特性、生態(tài)學(xué)特性、栽培和藥用價(jià)值研究不多，多數(shù)停留在定性描述上，而關(guān)于燈臺(tái)樹分子生物學(xué)、各器官化學(xué)成分的研究未見相關(guān)報(bào)道。關(guān)于種子休眠機(jī)理、良種選育以及其藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的開發(fā)利用還處于空白。

2.4 缺少配套栽培及管理技術(shù)

燈臺(tái)樹在遼南及關(guān)內(nèi)大部省區(qū)廣泛栽培利用，但栽培管理模式過于粗放，園林苗圃單純是培育綠化大苗，山地造林只在栽植密度、株行距、整地規(guī)格等方面作了常規(guī)性規(guī)定，并未根據(jù)培育目標(biāo)、立地條件、造林模式、環(huán)境適應(yīng)性等措施形成系統(tǒng)配套栽培技術(shù)。

3 燈臺(tái)樹資源開發(fā)利用的策略

3.1 拓寬種質(zhì)資源基礎(chǔ)，定向培育優(yōu)質(zhì)種源

燈臺(tái)樹適應(yīng)性強(qiáng)，在我國分布甚廣，地理種群間和群內(nèi)存在較大的變異，由于長期隔離，會(huì)形成分化，形成不同優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致不同的種源有各自的最適生長區(qū)。為此，必須開展區(qū)域種源試驗(yàn)，篩選本區(qū)域適于生長的最佳種源，并在各種源區(qū)廣泛開展燈臺(tái)樹的選優(yōu)工作，在引種時(shí)，必須引進(jìn)適宜種源，必須在適宜的種源內(nèi)選優(yōu)樹進(jìn)行采種?？朔つ啃砸N，充分發(fā)揮種質(zhì)資源的自然優(yōu)勢(shì)和適應(yīng)性作用。

3.2 收集保存燈臺(tái)樹種質(zhì)資源，大力培育新品種

我國燈臺(tái)樹種質(zhì)資源豐富，可根據(jù)不同的經(jīng)營目的，收集并保存相應(yīng)的種質(zhì)資源，同時(shí)引進(jìn)適宜不同立地條件生長的優(yōu)良類型，不斷補(bǔ)充新資源，建立燈臺(tái)樹種質(zhì)資源庫，異地保存燈臺(tái)樹種質(zhì)資源。在此基礎(chǔ)上，開展種源試驗(yàn)，選育優(yōu)質(zhì)品種(品系)，并通過現(xiàn)代育種手段，定向選育并開發(fā)出用材、用油、藥用、觀賞等諸多領(lǐng)域的優(yōu)良品種，使燈臺(tái)樹資源盡快轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)其生態(tài)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最大化。

3.3 加強(qiáng)燈臺(tái)樹科學(xué)研究工作，突破推廣應(yīng)用中的技術(shù)難關(guān)

雖然燈臺(tái)樹在主要生物學(xué)特性、生態(tài)學(xué)特性、繁殖技術(shù)等方面取得了一些成效，但還存在一些薄弱環(huán)節(jié)需進(jìn)一步突破：(1)種子休眠機(jī)理。從解剖、生理、分子水平系統(tǒng)研究燈臺(tái)樹種胚的發(fā)育過程，揭示種子休眠機(jī)理及解除休眠的最佳方法，為解決燈臺(tái)樹自然繁殖能力弱等問題創(chuàng)造有利條件。(2)突破燈臺(tái)樹無性繁殖的技術(shù)難關(guān)。應(yīng)從解剖和生理生化等方面進(jìn)一步揭示燈臺(tái)樹扦插生根的機(jī)理，突破硬枝扦插技術(shù)難關(guān)；同時(shí)要開展組培技術(shù)研究，建立再生體系，實(shí)現(xiàn)快速繁殖，推進(jìn)燈臺(tái)樹的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化育苗。

3.4 實(shí)行定向培育，形成配套栽培技術(shù)體系

燈臺(tái)樹為多用途樹種。因此，在人工林資源培育上必須實(shí)行定向培育。如作為用材資源開發(fā)，需要系統(tǒng)研究立地條件，造林密度、造林模式、肥水管理措施等對(duì)單位面積燈臺(tái)樹木材產(chǎn)量和質(zhì)量的影響；如作為觀賞樹木培育，則重點(diǎn)選擇樹冠開闊，樹干通直，花色艷麗的品種，力爭(zhēng)培育大苗，滿足城市綠化的景觀需求；如建立生態(tài)林，主要考慮燈臺(tái)樹對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性，適宜的伴生樹種，合理的栽培模式等。燈臺(tái)樹的資源培育應(yīng)根據(jù)不同的培育目標(biāo)，篩選出適宜的品種和優(yōu)化的定向培育模式，形成與之相配套的栽培技術(shù)體系。