Research progress on cultivation,breeding and utilization of Castanopsis hystrix
CHEN Xuemei1 ZHOU Xiangbin2GAO Fei1LIN Wei1 XUAN Zuying1 ( Foshan Institute of Forestry,F(xiàn)oshan Botanical Garden,F(xiàn)oshan 528222, China; 2Administration of Guangdong Yingyangguan NationalForest Park,Lianshan Forest Farmof Guangdong, Qingyuan 513200, China)
AbstractCastanopsis hystrix isone of the most important native broad-leaved tree species and wood species, whichhas highecologicalandeconomicvalue.Theresearch progress ofthetree speciesforestaffrestation,breedingof good varieties,managementand protection,seedling cultivation,diseaseandpestcontrol,resourceutilizationand soon werereviewed.Theconstructionofmixedforestisbeneficial toimprovethestabilityofstandandtheabilityof disease and pestprevention,andtherationaloptimizationof its densityand structure is beneficial to improvethequalityand yield of plantation.The main cultivation methods of the plant seedlings are strong seedling raising,cuting propagation andtissueculture,which is beneficial to the protectionandutilizationof germplasmresources,andreasonable fertilization is beneficial topromote the growthanddevelopmentofCastanopsis hystrixseedlings.The mechanismof the adaptiveevolution of the tree speciesare analyzed by modern biotechnology,which isof great importance to the selectionof excellent germplasmresources.Rational applicationof chemical agents isbenificial tocontrol Castanopsis hystrixdieasesandpests;Castanopsis hystrix issuitablefortheproductionof highqualitywood,andbuildingmixed forestisof great significance for increasing thediversityof speciesand maintaining the balanceof biomass.This paper provides references for further development and utilization of Castanopsis hystrix germplasm resources.
KeywordsCastanopsis hystrix; cultivationand breeding; utilization; germplasm resources
紅錐(Castanopsishystrix)是殼斗科錐屬常綠喬木,常見于亞熱帶常綠闊葉林中,自然分布廣闊,具有較高的生態(tài)、經(jīng)濟價值。該植物分布廣泛,喜濕潤溫暖氣候,多見于海拔 1600m 以下的山地[2-3]。其生長迅速、枝葉茂密,可達到較高的生物量和碳儲存量,在水土保持、提升生物多樣性和碳平衡維護中發(fā)揮關鍵作用[4-6。其木材堅硬耐腐,可制作家具;其韌皮纖維發(fā)達,可制作紙漿、刨花板等;其具有優(yōu)美的冠形和葉色,常被用作觀賞樹種。陳銘等8從苗木培育、立地選擇、林地清理等方面總結了紅錐高效栽培技術;王鋒等研究表明,紅錐在廣東地區(qū)的最佳造林密度為800株 。本文總結了紅錐的營林造林、苗木培育及管護、良種選育、病蟲害防治等方面的研究進展,為紅錐的良種培育和利用提供參考。
1營林造林
營建混交林有利于提高林分穩(wěn)定性和病蟲害防御能力,紅錐與多種樹種混交均可顯著改善林分的生態(tài)效益,適宜的混交樹種及比例對提高林分生產(chǎn)力具有積極作用。易冠明等研究發(fā)現(xiàn),紅錐和火力楠混交的相互促進作用明顯,能夠明顯改善林分質量。
劉秀等使用紅錐扦插苗開展造林,其存活率及長勢均顯著優(yōu)于實生苗,在造林初期就表現(xiàn)出明顯的生長優(yōu)勢。適宜的造林密度可有效提高紅錐人工林的林分保存率和生長量[12]。紅錐人工林的生長量在15年達到頂峰,而天然林則長達30年,合理優(yōu)化密度和結構有利于提升人工林質量和產(chǎn)量[13]。
目前,林地施肥已成為經(jīng)營人工豐產(chǎn)林的重要技術措施,其可促進林木生長,提升林地生產(chǎn)力和土壤養(yǎng)分含量[14]。Li等[15]研究認為,造林初期施用基肥 150g/ 株,在造林后每年春季撫育時追肥150g/株,可顯著提升紅錐幼林的各項生長指標。紅錐林的生產(chǎn)力會隨著林齡增加而持續(xù)下降,可能與土壤中營養(yǎng)元素消耗有關,應重視后期的肥料管理[。魏國余等7研究表明,不同配比的氮、磷、鉀肥對紅錐幼林的生長有促進作用。
2苗木培育及管護
2.1 苗木培育
2.1.1壯苗育苗 壯苗是樹種推廣應用的先決條件,紅錐種子宜隨采隨播,自然條件下貯藏易失去活性,可采用混沙層積法或一定濃度的脫落酸(ABA)處理,以延長種子的貯藏時間[18]。育苗宜采用黃心王、泥炭土等基質,適宜的基質配比能顯著促進幼苗生長。此外,紅錐幼苗主根長、側根少的特點會影響后期移栽成活率,適當修剪側根并施用合適的生根劑有利于其移栽成活[19]
2.1.2扦插繁殖 扦插是優(yōu)良樹種種質資源利用的重要方式,處理條件對紅錐扦插生根效果存在影響。該樹種宜在春季進行扦插,適宜的基質、生根劑和消毒劑處理可使其嫩枝扦插成活率在 80% 以上[20]。穗條的狀態(tài)會影響扦插效果,以半木質化穗條扦插效果最佳[21。郝海坤等[22]研究表明,插穗捍插后 是紅錐生根的重要時期,在該時期對其葉面適量噴施蔗糖可促進根原體的形成。生長激素也會影響扦插效果,生長素(IAA)、ABA、赤霉素0
)等內源激素含量的變化與生根過程密切相關[23]。
2.1.3組織培養(yǎng) 組織培養(yǎng)技術在紅錐的快速繁殖中發(fā)揮重要作用。該樹種目前主要以嫩枝莖等作為外植體,形成組培體系。趙夢秋[24研究發(fā)現(xiàn),紅錐的不定根由誘導型根原基發(fā)育形成,發(fā)育周期約11d;覃子海等[25以紅錐莖段為外植體,成功建立了再生體系,生根率達 82% ;吳喬娜等2通過叢芽發(fā)生途徑,篩選出適宜的紅錐優(yōu)良單株組培增殖培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件,生根率可達 86.3% 。
2.2 苗木管護
合理的苗木管護對紅錐資源的可持續(xù)利用具有重要意義。該樹種幼苗耐旱能力較好,適度干旱有利于其高根冠比的形成[27]。該植物對光環(huán)境具有較強的適應性, 60% 的遮陰率有利于其根系發(fā)育和葉綠素熒光特性的提高[28]。氮肥對紅錐有顯著的促進生長作用,適量的硅、錳和鋁等元素肥料能夠促進其幼苗的生長發(fā)育[29-31]。苗期的養(yǎng)分失衡會影響該植物的正常生長發(fā)育,礦質元素缺乏或過量均會導致幼苗葉片黃化及葉綠素、類胡蘿卜素等含量的下降。
3良種選育
紅錐的遺傳研究揭示了其遺傳多樣性和復雜的種群結構,基因組的測序工作為理解其適應性和進化提供了數(shù)據(jù)支撐,對于其種質資源的保護具有重要意義。Li等32利用SSR、ISSR等分子標記評估了紅錐的遺傳多樣性和種群結構,為其種質資源保護和利用奠定基礎。
目前,相關學者選育了一批優(yōu)良的紅錐種質資源。李娜等[33測定了226個紅錐優(yōu)樹無性系的表型性狀指標,從中篩選出22個樹高、胸徑、冠幅遺傳增益均較優(yōu)的無性系。陳清根34對閩南地區(qū)26份紅錐優(yōu)樹子代的生長性狀進行測定,篩選出云霄4號、池塘底A32等優(yōu)良家系。譚長強等[35研究表明,采用主成分分析及隸屬函數(shù)法篩選紅錐優(yōu)樹二代優(yōu)良家系的效果較好。以上研究為紅錐的種質資源開發(fā)與利用提供了參考。
4病蟲害防治
目前,為害紅錐的害蟲主要包括栗實象鼻蟲(Curculiodavidi)、卷葉螟(Cnaphalocrocismedinalis)、金龜子(Anomalacupripes)和紅錐毒蛾(Lymantriaspp.)等[36;其主要病害包括根腐病、葉枯病、赤斑病和褐斑病等[37]。其病蟲害具有明顯的季節(jié)性爆發(fā)趨勢,控制不當容易影響造林成活率以及苗木質量,需實施針對且有效的防治手段。栗實象鼻蟲主要為害紅錐種仁,可在種子貯藏或播種前將其置于流動清水下沖洗1\~2d,再用 0.2% 的 90% 敵百蟲原藥溶液浸泡 5min ,后用清水沖洗干凈。卷葉螟是幼苗期的主要食葉害蟲之一,可用 90% 敵百蟲原藥溶液噴灑。金龜子主要為害幼苗嫩莖和根系,可使用 0.125% 的 90% 敵百蟲原藥溶液或 0.1% 的50% 辛硫磷乳油溶液澆灌植株根部,以消滅幼蟲,每次間隔 8~10d ,連續(xù)施用2\~3次[36。利用 50% 多菌靈可濕性粉劑 倍稀釋液噴霧防治根腐病等。
5利用研究
紅錐基本密度較高,適宜生產(chǎn)優(yōu)質木材,其木質部的半纖維素結構穩(wěn)定,有利于提升木材的硬度和耐腐性[38]。Yang等[39研究發(fā)現(xiàn),使用PA、MUG、MUF等樹脂處理紅錐可有效地填充其孔隙,顯著提高尺寸穩(wěn)定性并減少裂紋。刁海林等[40研究發(fā)現(xiàn),水浸時效處理能顯著改善紅錐木材的理化性質及抗變形能力,從而改善其性能。紅錐木材還可作為高端飾面板使用,通過合適的涂飾工藝可使紅錐飾面板的含水率、浸漬剝離性能及表面膠合強度等指標達到國標要求[41]
紅錐具有優(yōu)良的自然更新和適應能力,可在不同的環(huán)境條件下生長繁衍,有助于維持地區(qū)生物多樣性和生態(tài)平衡。紅錐混交林產(chǎn)生的生態(tài)效應也是當前的研究熱點之一,其對提高林下物種多樣性、維持生物量平衡、改善土壤質量有積極作用。營建混交林可有效提升土壤碳儲存量和改善氮循環(huán),隨著林齡增長,紅錐混交林林地中的碳儲量和生物量均呈增加趨勢[42]。紅錐與火力楠、米老排等闊葉樹種混交可顯著提高其林分土壤的碳儲量,與針葉樹混交能顯著改善土壤質量與增強微生物活性[43]
綜上,作為重要的闊葉樹種,紅錐良種苗木的需求量正逐年攀升,其育種與繁育的重要性日益凸顯。
關于紅錐的研究涵蓋了造林、栽培、遺傳資源和病蟲害防治等多個領域,為其資源保護與利用提供了科學依據(jù),但在部分方面仍存在發(fā)展空間。今后的研究應進一步探索紅錐的混交林效應,優(yōu)化混交林比例和樹種組合等,提高其抗逆性和適應性。此外,紅錐病蟲害防治技術和遺傳改良也是未來研究的重要方向。應加大紅錐良種選育力度,整合基因組測序等現(xiàn)代生物技術手段,系統(tǒng)評估其分布區(qū)內育種資源的遺傳多樣性。通過表型性狀精準鑒定,結合群體遺傳結構分析,篩選具有優(yōu)良表型特征的核心種質資源。在此基礎上,采用定向育種策略,培育兼具速生性、強抗逆性和高效固碳能力的品種。隨著高通量測序、基因編輯等技術的應用,紅錐遺傳改良研究將實現(xiàn)重要突破,為該樹種種質資源保護、可持續(xù)利用提供參考。
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