黑木相思在我國的引種現(xiàn)狀及研究進(jìn)展

蘇思紅

(福建省泉州羅溪國有林場(chǎng)，福建 泉州 362000)

相思類樹種為豆科(Leguminosae)含羞草亞科(Mimosoideae)金合歡屬(Acacia)的陽性常綠喬木，廣泛分布于世界各地[1]。黑木相思(Acaciamelanoxylon)原產(chǎn)于澳大利亞、巴布亞新幾內(nèi)亞和印度尼西亞等南緯16°～43°地區(qū)，垂直分布于0～1 500 m，現(xiàn)已被廣泛引種到亞洲、非洲、歐洲、北美洲、南美洲等地。黑木相思20世紀(jì)90年代初引入我國，在廣東、海南、福建、廣西等地廣泛引種且長勢(shì)良好。黑木相思屬亞熱帶速生樹種，適應(yīng)性強(qiáng)，具有耐寒、耐旱、耐貧瘠和耐修剪等特點(diǎn)；具有根瘤菌，生長快、生物量高。有提高改良地力的生態(tài)作用；心材呈棕色至黑棕色、間有紅色條紋且整齊美觀、材質(zhì)密實(shí)、聲學(xué)性能優(yōu)異，在家具、貼面板材和造船上具有很高的應(yīng)用價(jià)值[2-3]，還是優(yōu)良的制漿、造紙、栲膠用材。黑木相思樹冠濃郁舒展，樹形雄偉端莊，綠蔭覆地，抗性極強(qiáng)，是荒山、園林、公園、庭園等優(yōu)良的綠化樹種。

1 黑木相思生物學(xué)特性

黑木相思樹體高大，最高可達(dá)35 m左右，胸徑1～1.5 m[4]。與灰木相思外觀酷似，主要區(qū)別在于葉狀。黑木相思葉柄直且小，葉披針形，葉長8～13 cm，葉寬0.7～2 cm。黑木相思頂端優(yōu)勢(shì)較弱，但苗期頂端優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)，頂芽生長緩慢，定期修剪側(cè)枝可促進(jìn)主干生長。

黑木相思屬淺根型喜光性樹種，側(cè)根發(fā)達(dá)，具有根瘤菌，施氮量小于桉樹，改土性能好。廣東、海南、福建、廣西、云南等地均屬熱帶或亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有大面積發(fā)展黑木相思豐產(chǎn)林的條件。黑木相思對(duì)土壤的要求不嚴(yán)，但在肥沃濕潤、土層深厚的酸性土壤生長良好。在通風(fēng)條件良好的區(qū)域，選擇Ⅲ級(jí)以上立地質(zhì)量的林地，采用相對(duì)集約的經(jīng)營管理?xiàng)l件，一般8 a左右便可主伐。

2 黑木相思在我國的引種及育種現(xiàn)狀

黑木相思具有抗逆性強(qiáng)、主干通直、花色艷麗、木紋美觀、輪伐周期短等特點(diǎn)，且引種地與種源地氣候相似，因此成為我國亞熱帶季風(fēng)區(qū)引種樹種中的主要研究對(duì)象。黑木相思在我國已有近30年的引種歷程。據(jù)早期研究報(bào)道顯示[5]，黑木相思在幼苗階段枝葉比較嫩弱，耐寒能力差，寒害會(huì)限制苗期的生長。通過福建省泉州、莆田、漳州等地的試驗(yàn)林對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該樹種具有良好的適應(yīng)性且長勢(shì)可觀。2003年起，福建省科研人員系統(tǒng)性引進(jìn)黑木相思全分布區(qū)種源31個(gè)，建立了家系試驗(yàn)林，開展黑木相思家系適應(yīng)性評(píng)價(jià)、優(yōu)良家系適應(yīng)性選擇、材性分析、無性系繁育技術(shù)及菌肥微生物優(yōu)良株菌篩選，突破了黑木相思組織培養(yǎng)技術(shù)，其中2個(gè)無性系的組培技術(shù)達(dá)產(chǎn)業(yè)化水平，為黑木相思的無性繁育提供了技術(shù)保障。此外，制定了黑木相思優(yōu)樹選擇標(biāo)準(zhǔn)，開展黑木相思遺傳測(cè)定，估算主要性狀遺傳參數(shù)，審定通過了閩S-SF-AM-007-2014、閩S-SF-AM-008-2014、閩S-SF-AM-009-2014、閩S-SF-AM-010-2014、閩S-SF-AM-011-2014等5個(gè)黑木相思良種家系，篩選收集了124個(gè)種源家系及40個(gè)無性系。泉州國有林場(chǎng)率先建立黑木相思家系測(cè)定林及種質(zhì)資源庫3.33 hm2，一代無性系種子園4.6 hm2，其規(guī)模逐年擴(kuò)大，并開展了嫁接技術(shù)、種子園矮化及樹種管理技術(shù)研究。

3 黑木相思在我國造林繁殖技術(shù)研究進(jìn)展

3.1 黑木相思的有性繁殖技術(shù)研究進(jìn)展

有性繁殖的后代遺傳變異具有多樣性，適應(yīng)性強(qiáng)，是當(dāng)前育苗造林和培育新品種采用的主要方法。目前，國內(nèi)大多數(shù)相思樹種仍采用有性繁殖。黑木相思種子的外殼堅(jiān)硬，含有蠟質(zhì)保護(hù)層。種子壽命較長，在溫室條件下密封2～3 a，仍有70%以上的發(fā)芽率，但直接播種通常難以發(fā)芽，需經(jīng)過特定的萌發(fā)處理。溫水浸泡可以軟化種皮，打破休眠促使種子萌發(fā)。播種前將黑木相思種子倒入100 ℃的水中煮沸1 min，趁熱揉搓種子，并用清水沖洗除去蠟質(zhì)物，再將洗凈后的種子用溫水浸泡12～24 h，中間換涼水2～3次，最后晾干待播。經(jīng)處理后的種子播下5～7 d即可發(fā)芽[6]。濃硫酸處理也有較高的發(fā)芽率。采用1.84 g/mL濃硫酸處理10 min，種子發(fā)芽率可達(dá)86.7%，然后采用常規(guī)消毒0.1%升汞處理15 min，可以使污染率控制在6%[7]。戴智明[8]通過建立黑木相思種子無菌體系來提高種子發(fā)芽率，種子在0.1%升汞中煮沸5 min進(jìn)行消毒，對(duì)打破休眠效果較好，在MS+10%椰汁培養(yǎng)基上萌芽效果好，萌芽率達(dá)85%以上。

3.2 黑木相思無性繁殖技術(shù)研究進(jìn)展

無性繁殖可以保持母本的優(yōu)良特性。林木無性繁殖方法主要有扦插、嫁接、組織培養(yǎng)、壓條、分株等。目前黑木相思的無性繁殖實(shí)踐研究主要集中在扦插繁殖和組培繁殖方面。采用黑木相思嫩枝進(jìn)行扦插，以ABT1# 500 mg·L-1+ZBA 400 mg·L-1+100%紅心土為扦插基質(zhì)的組合生根率高，生根數(shù)多，根長度長；在不同時(shí)段扦插育苗的生根率不同，4～6月份扦插生根率最高，達(dá)82.5%[9]。另有研究表明，采用黑木相思發(fā)育階段年幼的根部萌條，在流水中切穗，以蛭石作為基質(zhì)，用ABT-6號(hào)生根粉浸泡3 h，平均生根率達(dá)到50.3%以上[10]。馬紅[1]等通過黑木相思優(yōu)良無性系扦插繁殖實(shí)驗(yàn)，揭示了不同枝條部位、葉片處理及生長調(diào)節(jié)劑對(duì)黑木相思插穗生根的影響規(guī)律，確定了扦插基質(zhì)、插穗部位、穗條處劑配方及菌處理、生根等主要扦插技術(shù)參數(shù)，其中較好的扦插生根配方為：IBA 400 mg·L-1+NAA 400 mg·L-1+GA320 mg·L-1+B1200 mg·L-1，最大生根率達(dá)80%。

目前，黑木相思的組織培養(yǎng)技術(shù)已較為成熟，可以大規(guī)模進(jìn)行良種快繁育苗。蘇錦強(qiáng)[12]等以根孽促萌和組織培養(yǎng)相結(jié)合的方法研究了黑木相思優(yōu)良無性系快速繁殖技術(shù)，結(jié)果表明，供參試的4個(gè)無性系都獲得了根孽萌條，最高可達(dá)12條/根；采用10～20 cm的萌條作外植體進(jìn)行組培快繁，滅菌成功率較高，最高可達(dá)80.9%。林來水[13]通過6-BA 0.5 mg·L-1和IBA 0.1 mg·L-1激素配比，分化率最高可達(dá)95.3%；在基本培養(yǎng)基pH值5.8～6.4的微酸條件下進(jìn)行外植體莖芽分化試驗(yàn)，分化率最高可達(dá)92%。王盼盼[14]研究表明，無性系FM1和FM6在生長素IBA濃度2 mg·L-1、暗培養(yǎng)5 d條件下，生根率達(dá)到最高，生根效果最好，根粗且長，生根率分別為100%和97.5%。同時(shí)，總結(jié)出黑木相思不同外植體消毒方法。嫩莖段的最佳消毒處理方法是：75%乙醇處理20 s+0.1%升汞處理7 min；莖尖的最佳消毒方法是：75%乙醇處理10 s+0.1%升汞處理3 min；嫩葉的最佳消毒方法是：75%乙醇處理10 s+0.1%升汞處理4 min。劉麗[15]研究發(fā)現(xiàn)，NAA、2,4-D對(duì)黑木相思優(yōu)良無性系組培苗生根影響較大；不同生根劑的種類、濃度和處理時(shí)間對(duì)黑木相思優(yōu)良無性系組培苗瓶外生根影響差異顯著。

3.3 黑木相思抗逆性

植物抗逆性是指植物對(duì)逆境或各種脅迫因子的抵抗能力，如高溫、低溫、鹽堿、干旱等[16]。黑木相思較少受臺(tái)風(fēng)及寒冷天氣的影響，即使氣溫在0℃時(shí)也未曾受到傷害，長勢(shì)良好[17]。2003年1月上旬，閩南地區(qū)出現(xiàn)了連續(xù)數(shù)天的低溫天氣，伴隨有降雪和冰雹，但黑木相思均未受凍，表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐寒性[18]。李紀(jì)元等[19]對(duì)黑木相思10個(gè)種源幼林耐寒性變異進(jìn)行了評(píng)價(jià)，表明黑木相思的低溫敏感區(qū)為-4 ℃左右。阮少寧[20]等采用石蠟切片法對(duì)低溫脅迫下黑木相思葉狀柄的顯微結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究，結(jié)果表明葉狀柄在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出耐寒，低溫敏度區(qū)約為-3.5 ℃。阮少寧等[21]對(duì)黑木相思種源耐寒性的地理變異做了相關(guān)分析，認(rèn)為黑木相思耐寒性變異呈現(xiàn)典型的南北變異趨勢(shì)，其中南方種源較北方種源耐寒。胡薇[22]把黑木相思細(xì)胞中MDA含量累計(jì)幅度作為其抗寒性評(píng)估的檢測(cè)指標(biāo)，表明黑木相思的抗寒性與細(xì)胞中MDA含量累積幅度呈負(fù)相關(guān)，即細(xì)胞中MDA含量累積幅度小，抗寒性強(qiáng)。此外，翁劍[23]等運(yùn)用隸屬函數(shù)法綜合判斷了14種不同種源黑木相思的抗旱能力大小。

3.4 黑木相思造林撫育管理

黑木相思具有喜光、喜肥沃、不耐澇等生物學(xué)特性，造林地宜選擇土層深厚、排水良好的陽性坡面。造林適宜時(shí)間為2～3月多雨季節(jié)的陰天。種植穴面40 cm×40 cm、穴深35 cm、穴底30 cm×30 cm；株行距2.5 m×2.5 m。開穴的表土和心土曝曬7 d左右?；赝?xí)r先把有機(jī)質(zhì)表土填入穴中，回土量占穴深1/4～1/3。種植前10 d施基肥，采用專用肥。肥料經(jīng)與表土混合均勻后，施于樹穴中下部，每株施基肥200 g。此后，每半年根據(jù)生長狀況進(jìn)行松土和合理追施。定植時(shí)要求主干直立，根系舒展，不曲根，不傷根。將表土和曝曬的心土填入樹穴，做到“三埋二踩一扶苗”。苗木脫袋時(shí)盡量減少營養(yǎng)土散失。黑木相思病蟲害較少，至今未見造成經(jīng)濟(jì)損失的報(bào)道。苗期主要有蚱蜢、蛾、尺蠖等蠶食嫩葉，可以0.8～1.0 g/L的樂斯苯進(jìn)行噴灑預(yù)防。以培育大徑材和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的林分，在林分郁閉后要進(jìn)行疏伐修枝，留優(yōu)去劣，伐除彎曲、分叉的劣株，保留密度1 000株/hm2。在林分生長過程中，根據(jù)林木生長狀況開展疏伐，剪除部分側(cè)枝，控制其生長優(yōu)勢(shì)，以培育出通直、少節(jié)疤的干材。

3.5 黑木相思的生長性狀分析

李柳[24]對(duì)無性系測(cè)定林中11個(gè)黑木相思無性系的生長指標(biāo)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明黑木相思無性系生長性狀受較強(qiáng)的遺傳控制，無性系間樹高、地徑、冠幅生長差異達(dá)極顯著水平。無性系生長性狀廣義遺傳力變化變化范圍為75.32%～81.23%。王镠琦[25]對(duì)不同種源及家系間的黑木相思人工林分析表明：不同種源黑木相思的樹高、冠幅以及單株材積生長性狀具有顯著差異；不同家系對(duì)黑木相思的胸徑、高徑比、單株材積均有顯著的影響。其中，單株材積指標(biāo)在種源間的變異程度最大，冠幅在家系間的變異程度最大，說明單株材積在種源間和冠幅在家系間的選擇潛力最大。不同種源及家系均對(duì)黑木相思木材材性指標(biāo)產(chǎn)生顯著性影響，種源間的最大遺傳力為纖維長度，家系間的最大遺傳力為纖維寬度；長寬比在種源間變異程度最大，纖維長度在家系間變異程度最大，說明這兩個(gè)指標(biāo)的選擇潛力最大。

3.6 黑木相思的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益

黑木相思能改良地力，對(duì)氟化氫、二氧化硫、氯氣有較強(qiáng)的抗性，還是良好的蜜源植物和綠肥資源。

黑木相思屬于速生樹種，硬度偏適中，纖維質(zhì)量和制漿性能高，具有采伐周期短的特點(diǎn)。據(jù)中國林科院熱帶林業(yè)研究所測(cè)算，經(jīng)過選優(yōu)的黑木相思優(yōu)良無性系，造林密度1 245株·hm-2，株行距4 m×2 m，施基肥250 g/株，其后每年追肥2次，每次250 g·株-1，13 a林齡時(shí)平均胸徑24 cm，平均樹高16 m，平均單株材積4.6 m3/hm2，平均出材率68%。集約管理?xiàng)l件下，黑木相思種植10 a，胸徑可達(dá)25～30 cm，產(chǎn)材量為150 m3·hm-2[26]。黑木相思具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，無性系苗木約6.0元/株，杉木約1.5元/株，售價(jià)是杉木的4倍。與采用相同種植方式、撫育措施以及立地條件的杉木相比，黑木相思5年生平均材積為75.45 m3/hm2，桉樹材積約93.75 m3/ hm2。從經(jīng)濟(jì)效益上看，黑木相思市場(chǎng)價(jià)3 000元/m3，利潤約23.25萬元/hm2，而杉木市場(chǎng)價(jià)900元/m3，利潤約6.3萬元/hm2。通過分析可知，經(jīng)營黑木相思所獲得的利潤約為杉木的3.69倍。同時(shí)，黑木相思從栽培至采伐過程中，需要大量勞動(dòng)力，有利于解決周邊民眾就業(yè)問題，帶動(dòng)農(nóng)民脫貧致富，增加當(dāng)?shù)刎?cái)政收入，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

表1 不同引種區(qū)黑木相思生長性狀

4 討論

從我國不同引種區(qū)的黑木相思生長情況看，該樹種引種較為成功?，F(xiàn)已有多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)從苗木質(zhì)量、造林密度、撫育管理、扦插繁殖、植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用、組織培養(yǎng)等方面進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，取得頗為喜人的研究成果，并總結(jié)出較成熟的栽培管理技術(shù)，為今后規(guī)?；炝痔峁┝顺晒?jīng)驗(yàn)和技術(shù)保障。目前黑木相思已在我國南部地區(qū)大面積種植，有望成為重要的造林樹種，以增強(qiáng)森林防護(hù)功能，改善樹種結(jié)構(gòu)，提高林分質(zhì)量，增加林農(nóng)收入。

黑木相思成熟期較長，通過認(rèn)定的優(yōu)良品種較少，建園材料仍顯不足，現(xiàn)有種子園樹體高大，種子采收困難。目前黑木相思仍存在種子園營建進(jìn)程緩慢、果穗敗育率高、種子結(jié)實(shí)率低、種子品質(zhì)低、優(yōu)良品種匱乏等難題，從而制約了黑木相思有性定向雜交育種進(jìn)程。因此，今后有必要系統(tǒng)性開展黑木相思生殖生物學(xué)特性、人工輔助授粉技術(shù)和種子園矮化方面的研究，并加快新品種、新技術(shù)的推廣。