山茶科植物的繁殖及栽培技术研究进展.pdf
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1、2023 年 7 月 热 带 农 业 科 学热 带 农 业 科 学 第 43 卷第 7 期 Jul.2023 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE Vol.43,No.7 收稿日期 2023-02-09;修回日期 2023-02-13 基金项目 “绿色发展”理念下广西美丽休闲乡村乡土植物研究”(No.2022KY1239);“乡村振兴”战略背景下高职院校休闲农业类专业教学改革与发展研究(No.GXGZJG2021B097)。第一作者 潘陆荣(1997),女,硕士研究生,助教,研究方向为园林植物栽培与绿地养护管理,E-mail:。通讯作者 杨善云(197
2、7),女,硕士研究生,副教授,研究方向为植物分类与应用,E-mail:。山茶科植物的繁殖及栽培技术研究进展 潘陆荣 陈翠玉 李丽恒 杨善云(广西生态工程职业技术学院 广西柳州 545004)摘 要 我国山茶科(Theaceae)植物资源十分丰富,分布广泛。山茶科植物兼具经济价值、药用价值、文化价值和生态价值于一体,开发利用前景广阔。目前,有关山茶科植物繁殖及栽培技术的研究仍存在一定的挑战和局限。综述近年来山茶科植物播种、扦插、组培、嫁接、压条 5 种繁殖技术的研究进展,阐述遮荫、施肥、植物生长调节剂处理等栽培技术对山茶科植物营养生长、生殖生长、光合、生理特性的影响,并对目前研究中存在的问题和今
3、后研究的重点进行分析与讨论,以期为山茶科植物的繁殖技术与栽培技术研究提供一定的参考。关键词 山茶科;繁殖技术;栽培技术 中图分类号 S792.91 文献标识码 A DOI:10.12008/j.issn.1009-2196.2023.07.003 Research Progress on Propagation and Cultivation Techniques of Theaceae Plants PAN Lurong CHEN Cuiyu LI Liheng YANG Shanyun(Guangxi Eco-engineering Vocational and Technical Col
4、lege,Liuzhou,Guangxi 545004,China)Abstract Theaceae plant resources in China are abundant and widely distributed,and they are of economic,medicinal,cul-tural,and ecological value,with broad prospects for exploitation.Nowadays,there are still some challenges and limitations in the propagation and cul
5、tivation techniques of Theaceae plants researches.In this paper,we review the research on the five propagation techniques of Theaceae plants:sowing,cutting,tissue culture grafting,and pressing,and describe the effects of shading,fertilization,and plant growth regulator treatment on the nutrition gro
6、wth,reproductive growth,photosynthesis and physiological characteristics of Theaceae plants.It will provide some reference for propagation and cultivation techniques research of Theaceae plants.Keywords Theaceae;propagation technique;cultivation techniques 山茶科(Theaceae)是蔷薇亚纲双子叶植物,全世界约有 36 属 700 种,隶属
7、于 6 个亚科,主要分布于热带和亚热带地区,其中以亚洲最为集中。我国山茶科植物资源丰富,是山茶科植物分布中心之一,拥有山茶科植物共 15 属,约 480 种,约占世界总种数的 70%,主产于华南地区和西南地区1。山茶科植物开发利用价值高,具有观赏、饮用、食用、药用、建筑、造船、美容护肤、制肥料等众多用途2。山茶科植物在城市园林绿化中应用前景广阔,具有极大的开发潜力,常见山茶科植物包括山茶(Camellia.japonica)、茶梅(C.sasanqua)、红山茶组(Sect.camellia)、金花茶组(Sect.chrysantha)、石笔木(Tutcheria championii)等,这
8、些植物栽培品种极多,花叶茂盛、花大而艳丽,观赏价值极高,是中国园林中的重要木本花卉植物。但由于生境破坏、动物摄食、人类过度采集等原因导致山茶科内大部分野外资源日益减少,美丽红山茶(C.delicateY K Li)、圆籽荷(Apterospermaoblata)和杜鹃红山茶(C.changii)等不少种类被列为稀有濒危种3。近年来,关于山茶科植物的研究报道日益增多,研究面也越来越广,在繁殖及栽培方面的研究已取得一定的进展。已有学者针对山茶及山茶属植物繁殖技术进行综述4-5,但由于研究的层次和树种种类有限,山茶科植物在繁殖及栽培过程中仍存在一些不足。因此,本研究针对已有研究结 潘陆荣 等 山茶科
9、植物的繁殖及栽培技术研究进展 -19-果进行综述,并指出今后的研究重点和方向,以期为山茶科植物繁殖及栽培技术研究提供一定的参考。1 繁殖技术研究 山茶科植物常用的繁殖方式包括播种、扦插、嫁接、组培、压条等,通常以扦插为主。1.1 播种繁殖 播种繁殖又叫有性繁殖,由播种繁殖所得的苗木称为播种苗或者实生苗,具有根系发达、抗风、抗旱、抗寒能力较强,寿命长、生长稳定等优点,在园林植物繁育中占有重要的地位。种子萌发是一个复杂的过程,影响种子萌发的主要因素包括 2 个方面:一方面是种子不同特性,如种皮的机械障碍、种子含萌发抑制物质、生理后熟等造成的种子休眠;另一方面是发芽环境,如水分、温度、空气等。山茶科
10、种子较大且种皮坚硬,不利于种子吸水、透气,常导致自身水分含量稀缺,难以维持正常生理代谢活动,属于大型顽拗性种子;此外,山茶科种子具有明显的休眠特性,其自身及外部环境因素均会影响野外种子的萌发率和成苗率6。吕晓梅等6研究表明,5 种山茶属植物种子中,去种皮种子的吸水率可达不去种皮种子吸水率的 1.31.8 倍,以美丽红山茶的吸水率最大,去种皮吸水率和不去种皮吸水率分别为24.58%、14.40%。种皮对东兴金花茶(C.indo-chinensis var.tunghinensis)种子的萌发也有较强的抑制作用,东兴金花茶种子对水分较敏感,浸种6 h 或种子经过开口处理后能够明显提高种子萌发率7。
11、贵州石笔木自然结实率低、种子休眠期长、种子内含萌发抑制物质(主要抑制物质是有机酸),通过初始温度 100浸种和 15%NaOH 浸种处理可显著提高种皮通透性,降低内含抑制物质对种子萌发的阻碍作用,其萌发率分别达到 64%、60.67%8。杜鹃红山茶种子对播种环境较为敏感,播种深度过深、基质保水通气性差的情况下,播种出苗率、幼苗整齐度则逐渐下降9,杜鹃红山茶种子最佳播种基质为椰糠和珍珠岩按照体积比为 21 进行混合的基质,最佳播种深度为1 cm10-11。由此可见,不同植物种子休眠特性不同,仍需进一步研究不同植物种子休眠特性的形成和变化机制。1.2 扦插繁殖 扦插繁殖是利用植物细胞的再生性能为理
12、论基础的无性繁殖方式之一,扦插繁殖技术的研究重点在于,根据不同植物选择适宜技术措施来提高扦插生根率。植物能否生根成活受到较多因素制约,可分为内部因素和外部因素。影响扦插成活的内因包括植物的遗传特性、采条母株的年龄、插条在母体上的部位、枝条发育状况、插条所带叶和芽的数量等。植物本身的遗传特性决定其生根的难易程度,即使是同科、同属植物,不同品种之间的生根能力不容忽视。研究表明,在相同的扦插条件下,山茶科连蕊茶种间的大萼连蕊茶(C.macrosepala)和尖连蕊茶(C.cuspidata)的生根率可达 98.4%,而披针萼连蕊茶(C.lancicalyx)以及长管连蕊茶(C.elongata)未能
13、生根,种间扦插生根的情况差异性仍较大12。关于山茶科植物插穗的选择,一般选取当年生或 12 年生健壮、无病虫害且带腋芽的木质化枝条作为插穗,每插穗保留 12 张全叶,插穗长 810 cm。不同位置截取的插条其木质化程度的高低不一致,枝条粗细及体内储存的营养物质也不同,导致插条生根能力也存在差异,如杜鹃红山茶枝条基部所剪制的插穗生根效果明显优于枝条中上部13。影响扦插成活的外因包括扦插季节、扦插基质、植物生长调节剂、温度、湿度、光照等。山茶科植物多为常绿乔木或灌木,夏季为植物生长最旺盛的季节,扦插容易生根成活,如浙江红山茶(C.chekiangoleosa)在夏季扦插效果最佳14,山茶花扦插繁殖
14、也多在夏季或秋季进行15。在汪全兵等16的研究中表明,油茶(C.oleifera)最佳扦插时间为 3 月份,而杜鹃红山茶在春季和夏季扦插无显著差异17。综上可知,若条件适宜,植物扦插繁殖一年四季皆可进行,常因不同地区气候、植物生长特性而导致扦插生根效果有所不同。在进行扦插繁殖时,还要结合不同植株的特性来选择合适的扦插基质类型,山茶科植物扦插常用黄心土、泥炭土、珍珠岩、椰糠等单一基质,甚至是将多种基质按照一定比例进行混合而成的混合基质。黄昌艳等18研究表明,选用黄泥作为金花茶(C.petelotii)扦插基质,其生根效果比较好。在杜鹃红山茶扦插研究中发现,插穗生根率由高2023 年 7 月 热带
15、农业科学 第 43 卷第 7 期 -20-到低依次为混合基质(V珍珠岩V椰糠=11)、单一基质椰糠、单一基质珍珠岩,其中,混合基质生根率达 76.67%13。茶梅扦插于泥炭土珍珠岩=73(VV)的混合基质中,生根率、生根数、平均根长、根系总长分别为 93.3%、9.7 条/穗、1.17 cm/穗、11.349 cm/穗,扦插效果最差的基质是圃地土,生根率为 66.7%19。基质直接为插穗,提供水分和养分。因此,选择透气性强、保温保湿效果好的基质是扦插成活的重要保证。山茶科植物扦插生根缓慢,插穗经过适宜植物生长调节剂处理后,能将扦插生根所需的营养物质、生长素通过韧皮部向插穗基部运送,对于诱导不定
16、根的产生具有积极促进作用。山茶科植物扦插常用的生长调节剂有 IBA、NAA、ABT。陈 多 颖20认 为,IBA 处 理 莽 山 红 山 茶(C.mongshanica Chang et Ye)插穗比 ABT、NAA 处理的效果更为显著,IBA 处理有利于愈伤组织快速形成,缩短生根时间。贺涛等21研究发现,东南山茶(C.edithae)插穗以 500 mg/L NAA 处理20 min 生根效果最佳,生根率达 93.33%,唐健民等22用500 mg/L NAA处 理 小 果 核 果 茶(Pyrenaria microcarpa)插穗生根率仅为 48%。张潮等23采用 3 因素 3 水平正交试
17、验设计研究生根剂种类、浓度、处理时间对石果红山茶(C.lapidea)和长尾毛蕊茶(C.caudata)生根效果的影响,结果表明,900 mg/L IBA 处理 60 s 条件下对石果红山茶促进生根的作用更明显,长尾毛蕊茶在 300 mg/L IBA 处理 120 s、900 mg/L IBA 处理 60 s 或 300 mg/L NAA 处理 60 s 条件下,其生根率均达到 84.44%。潘施荣等24在前人研究的基础上对木荷(Schima superba)扦插技术进行优化,结果表明,在 NAA(500 mg/L)、IBA(500 mg/L)、ABT1(500 mg/L)、KT(100 mg
18、/L)、GA(300 mg/L)等多种激素组合处理下,生根率可提升至 93.4%。综上所述,不同种类的山茶科植物扦插生根效果,因植物生长调节剂种类、浓度、处理时间等因素不同而存在差异。1.3 组培繁殖 对外植体的筛选是组织培养中的关键技术,山茶科植物组培常用外植体包括带腋芽茎段、顶芽、叶片、种子等。李先民等25研究发现,选择杜鹃红山茶成熟叶片作为外植体时愈伤诱导率最高,出现愈伤组织的时间较快,若以叶柄作为外植体,褐化率高达 61.90%。外植体在接种前必须灭菌,否则将直接影响到组培的污染率和存活率,常用灭菌剂有氯化汞、酒精、次氯酸钠等,除了合理选择灭菌剂还要考虑不同植物材料最佳处理时间。陶志华
19、等26以崇左金花茶(C.chuongt-soensis)和金花茶种子为外植体时,其最佳灭菌方式为 0.1%的 HgCl2消毒 8 min;而鸟王茶 NW32带腋芽茎段的最佳灭菌处理为 75%酒精浸泡60 s、0.1%升汞浸泡 13 min27。研究表明,山茶科植物在进行初代诱导与增殖培养时,培养基种类及外源激素种类和浓度之间的组合略有不同,大部分均以 MS 为基本培养基,添加适量 BA、NAA 提高诱导率。如西南红山茶(C.pitardii)带芽 茎 段 初 代 培 养 基 的 最 佳 配 方 为 MS+NAA 0.2 mg/L+6-BA 2.0 mg/L28。陈碧华等29以木荷顶芽或半木质化
20、枝条作为外植体,研究得出其最佳外植体诱导培养基、增殖培养基、生根培养基分别为 MS+BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L+VC 5 mg/L、MS+BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L+VC 5 mg/L+B2 5 mg/L、1/4 MS+IBA 0.25 mg/L。移栽炼苗作为组培过程中的最后一个环节,对于整个组培快繁体系的成败具有重要意义。吴丽君等30在优化基本培养基与植物生长调节剂组合的基础上结合培养基质和附加物,探究提高黄樽薄叶金花茶(C.chrysanthoides Huangzun)组培生根率和移栽成活率的技术要点,为提高山茶科植物组培生根率和移栽成活率提供
21、了可借鉴的培养方法。可见,关于山茶科植物组织培养的研究还不够成熟,多数研究侧重于对最佳外植体及最佳培养基配方的筛选。1.4 嫁接繁殖 砧木和接穗之间的亲和力和愈合作用是影响嫁接成功与否的关键因素。因此,选择适宜的砧木是保证嫁接成活的重要前提基础。若砧木和接穗的亲缘关系相近,则它们之间的亲和力良好。嫁接是山茶科植物的主要繁殖方式之一,许多学者围绕山茶科植物嫁接砧木的选择开展了一些研究工作,对于海南油茶春梢而言,最佳砧木是越南油茶,其嫁接成活率最高,达 95.0%31。黎运枢等32、吴晓静等33研究均表明,用油茶作砧木嫁接杜鹃红山茶,表现出更强的亲和性,其嫁接 潘陆荣 等 山茶科植物的繁殖及栽培技
22、术研究进展 -21-成活率明显高于茶树、木荷、大头茶(Polyspora axillaris)等作砧木。许晶等34采用正交试验方法进一步研究杜鹃红山茶嫁接繁殖技术,结果表明:选用 2 个芽眼数量接穗、3 年生高州油茶砧木、切接的方式嫁接成活率高达 78%,为最优组合;极差分析结果表明,影响嫁接成活率的主次关系为不同年龄砧木不同嫁接方式不同芽眼数量接穗不同类型砧木。由此可见,除了嫁接砧木的选择外,嫁接方法对嫁接成功与否同样具有重要作用,常用嫁接方法有枝接、芽接、根接,枝接又可细分为切接、劈接、靠接、合接等。在进行嫁接的过程中,要根据实际所采用的接穗和砧木情况,合理选择恰当的嫁接方法。金花茶以芽劈
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