关于珍稀植物红豆杉水培繁殖的思考

摘 要：红豆杉是濒于灭绝的珍稀抗癌植物，野生自然资源匮乏，人工繁殖是解决红豆杉资源短缺，加快红豆杉药用林建设有效的途径之一。水培繁殖是一种新型的植物无土栽培方式，具有省水省肥、卫生环保、产量高、品质好、易养护等优点，克服了土壤扦插繁殖的一些弊端，具有集约化、规模化和精确化的生产优势，是值得推广并进行研究和探讨的重要途径之一。

关键词：红豆杉；扦插繁育；水培繁殖

1 红豆杉苗木繁育现状

红豆杉系红豆杉科红豆杉属常绿乔木，是近年来开发成功的抗癌新药紫杉醇的原料植物。全世界红豆杉共有11种，目前我国共有4个种和1个变种，即中国红豆杉、东北红豆杉、云南红豆杉、西藏红豆杉、南方红豆杉（变种）。曼地亚红豆杉是我国20世纪90年代中期从加拿大引种而来[1]。红豆杉是国家重点保护的野生植物，是第四纪冰川后遗留下的古老珍稀濒危植物，是世界上公认的濒于灭绝的珍稀抗癌植物，属国家一级保护植物，素有“植物黄金”之称[2]。在自然条件下，红豆杉生长速度缓慢，再生能力差，分布地域较窄，现存数量逐年减少，加之人为盗伐，如今已近濒危边缘。红豆杉资源的保存和种苗的快速繁育，是解决紫杉醇医用原料用材林建设的基础，大面积营造红豆杉人工林是解决紫杉醇原料的关健。据相关研究表明[1～6]，应用人工扦插繁殖的办法是解决红豆杉资源短缺，加快红豆杉药用林建设有效的途径之一。影响植物扦插成活率的因素一般有：品种、树龄、季节、温度、湿度、生长调节剂浓度、基质和其它人为因素等等。一般红豆杉扦插时要进行低棚遮荫处理，扦插枝条基部要做生根药剂处理，湿度要间歇式保持在75%～85%左右；扦插繁殖基质一般为土壤、砂、蛭石、珍珠岩、草炭、腐殖土、炉灰渣等，而以清水或营养液作为红豆杉扦插基质的无土栽培方式尚未见相关报导。

2 水培繁殖技术及其优点

无土栽培是提高设施农业生产效率的重要手段，其中，水培是一种新型的植物无土栽培方式，又名水耕、营养液栽培，就是不用土壤而是用加了营养液的珍珠岩、蛭石等作为植物生长介质，甚至不用介质，直接用泡沫塑料固定漂浮在营养液中生长的栽培方式。它是应用现代生物工程技术，通过生物、化学、物理技术手段，对普通的长期生长在土壤中的植物进行诱导、驯化、培育，使其转变为能在水中长期生长发育而形成的新一代高科技生物技术项目[7-13]。其最大优点是彻底摆脱了土壤条件(耕地资源)的制约，其次是对水资源的高效利用，可以扩大种植范围和空间，节省肥料，节省人工劳力，并且加速植物生长，提高植物的品质和产量。由于整个植物的生产过程可以完全通过电脑控制，使植物生长发育过程中对温度、水分、光照、养分和空气的需求始终处于最佳状态，从而实现工厂化生产，极大地提高了劳动生产力。水培植物在国内还处于起步阶段，国内的水培技术大部分应用于水果、蔬菜的栽培，大多作为观赏示范所用，而国外的水培技术已经达到了规模化、集约化、自动化生产，技术已经相当成熟。目前在欧美一些发达国家90%的花卉由政府直接规定采用水培[14-16]。为实现水培植物的商业化生产，国内外进行了大量有益的研究。关于植物水培设施、营养液组成配方及其pH值和EC值对水培植物生长发育的影响等研究成果己有报道[17-19]，相关资料表明，植物在水培条件下其形态解剖结构和生理生化指标都发生了相应的改变。水培介质的物理化学状态与水培植物的生长发育密切相关[20-21]。水培植物的营养状况与其生长发育关系密切，合理的营养配比，是保证植物良好生长的必备条件；不恰当的营养配比，影响着植物的生长进程[12-24]。在水培植物生长过程中解决好营养液中氧气和养分的均衡供给是最为关键的环节。因此，两个关键技术是驯化培育和水培营养液的配制。驯化是因为陆生植物与水生植物具有完全不同的组织结构，驯化培育就是帮助陆生植物长出适应水生生长的通气组织结构，营养液的作用在于对驯化好的水培植物进行日常生长维护，并提供水培植物生长发育所必需的各种营养元素和某些微量元素[25-28]。

水培繁殖克服了土壤扦插的一些弊端，具有的优点是在扦插过程中可直接观察根的发生及生长情况，移栽时根系易从水中取出，不伤根；水培技术具有精确控制温湿度、养分和生长调节剂等因子；水插可在室内进行，节省土地，不受场地的限制；以水作基质，资源充足，成本低，环保卫生，简便易行，无论是少量繁殖，还是大规模批量生产，都很实用,利用水培技术繁殖植物和研究植物对养分吸收、对生长调节剂的影响等已在园艺类植物上得到较为广范的应用[29-34]。饶龙兵等人采用濒危植物百山祖冷杉进行水培繁殖研究，也取得了阶段性的进展，其研究结果表明，在进行水培繁殖时，首先把冷杉穗条放在加了生根调节剂的清水中以诱导愈伤组织的形成、促进发根，生根后，再在清水中再添加营养液，以促进根和新梢的生长，如此就可以得到大量的生根苗。甚至可以和土培繁殖方法结合起来，通过在水培中诱导生根后，再把插条移植到有营养液并且通气状况良好的蛭石、珍珠岩、砂或土壤中进行培育，其成活率高达90%[35]。郑蓉等进行了马尾松水培试验的探索,观察马尾松穗条在水中直接形成愈伤组织和发根情况,以探讨马尾松水培扦插可行性,目的是把马尾松水培扦插作为一门新技术开发,免去苗圃培育阶段,实行工厂化生产插条苗[36]。

综上所述，在当前大面积营造红豆杉人工林背景下，以清水或营养液作为红豆杉扦插基质及水培繁殖具有一定的可行性，并且是值得进一步研究、探讨并进行推广的重要途径之一。当然要适应当前国内外市场的需求，对水培技术还需要进行多学科多角度深层次的理论探讨和实验研究。（收稿：2012-04-02）

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