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如何留住珍稀树种?解码浙江林木的“扩繁”奥秘

长三角地区地下水位高,时有水涝、风灾,生态景观比较单调的难题如何破解?

林木天然居群的原地保育,现有优良种质资源的广泛收集,如何为我们留住一个个珍稀树种?

如何通过收集、筛选种质资源,选育出产量高、满足产业化需求的树种?

树木——这些高挺、宁静、长久的植物密集成林,涵养了万千生命,蕴藏了丰富的基因资源,也带给我们无数的科学考问。

在这个草木旺盛的初夏,我们来到坐落于杭州富阳的中国林业科学院亚热带林业研究所,了解其牵头的浙江省“十三五”林木新品种选育重大科技专项,是如何解码浙江林木的“扩繁”奥秘,用科学家的坚实步履,写下诗意的生态故事。

无患子

秋来“肥皂果”

每个人的童年回忆里,似乎总少不了一棵树。鲁迅《从百草园到三味书屋》里写道,百草园里有一棵高大的皂荚树。他的兄弟周作人在自己的文章里则进一步回忆说,这棵皂荚树是结“圆肥皂”的。

这种结“圆肥皂”的“皂荚树”,其实是无患子树,在绍兴土话里和皂荚混为一谈了。杭州人则喜欢称无患子为“肥皂果”或“洗手果”。初秋,漫步在杭州灵隐路,就能见两旁树上,结着密密的和龙眼似的淡黄色小果子,那就是无患子了。有“老杭州”回忆,二三十年前,每天骑着自行车在灵隐路上打来回,无患子果子落一地,赶上落了雨,车轮子一轧,路上一地泡沫,别有一番趣味。

“无患子的果皮中有丰富的皂素,是天然的洗涤剂,古人不仅用它洗衣,《本草纲目》里还专门记载用它洗头洗脸有健康功效。”亚林所姜景民研究员说,今天,人们对化工产品带来的污染忧心忡忡,绿色、有机制品备受青睐,无患子这一传统农业社会的用品展现出全新的应用前景。

要满足产业化加工需求,就必须搞大规模集约化栽培。无患子树高耸挺拔,树冠大、遮阴好,秋天时满树不掺杂色的金黄叶片煞是壮观,这些特点让它成为最受欢迎的行道树之一。“但要让它为日化厂供应原料,人们就希望它的树冠能够小一些,这样适合密植;另外也不须再长得那么高了。”姜景民说,同时,产业化对亩产量和皂素含量也提出了要求。

经过多年大量收集、筛选种质资源,姜景民团队选育出产量高、果皮厚、皂素多的无患子新品系,今年有望通过审定。

无患子的价值不止于此。把无患子的果皮果肉抠掉后,手心里那一颗圆滚滚的黑果仁,也有它的大用处。相传用无患子的木材做成木棒可以驱魔杀鬼,是故得名“无患”;而那颗黑黑的种子,被称为“菩提子”,串成珠串佩戴在身上,也可以辟邪。实际上,“菩提子”里多的是油,含油量可超过40%。利用无患子果仁加工的生物柴油适用于各种柴油发动机,是环保属性突出的可再生性生物能源,应用前景广阔。

根据原国家林业局印发的《全国林业生物质能源发展规划》,到2020年,要在包括浙江在内的11个省(区、市)建设无患子林375万亩,重点开展原料林培育和发展多联产产业。今年4月,无患子产业国家创新联盟成立,以期形成全国范围内的产业合力。姜景民说,现在我省杭州、台州等地都有企业以无患子为原料开发洗涤剂等相关产品,起步早的企业年营收已达数千万元。

栎树

悠悠岁月长

栎树高大、长寿、坚韧,其树龄可达数百年,是坚强力量和悠久传统的象征,长久以来在英美城乡广为分布。

如今,在长三角区域的很多地方:上海市的城市道路两旁和公园里,桐乡、富阳城郊的林间,上虞海滨的盐土上,人们看到了越来越多的栎树。弗吉尼亚栎、水栎、娜塔栎……它们伫立在那里,沉静、高大、粗壮;树冠繁茂;每一片叶子像手掌一样伸出手指。亚林所孙海菁副研究员介绍,这些栎树是近十多年来科研人员陆续从北美引种繁育的。

“长三角地区地下水位高,时有水涝、风害、寒害等自然灾害,传统绿化树木种类不多,生态景观比较单调。栎树的到来很好地破解了这个难题。”孙海菁说。北美弗吉尼亚栎适应性强,在盐碱地、水湿地都可成林,科研人员将其作为长三角沿海防护林、水源防护林的理想树种引进。还有几种栎树则带给人们更多的惊喜:秋天,它们满树手掌般的叶子都转变成鲜艳亮丽的红色,秋阳拂照下,壮美震人心魄。“富有观赏价值的高大乔木构成了现代城市生态建设的骨干,彩叶栎树在这方面当仁不让,我们选育工作的价值由此更加突显。”孙海菁说。

栎树的生长速度较缓,其选育工作的周期也长。“首先是种下橡子,等它长出小苗。待苗长到一芽两叶时,就移栽到一个直径约20厘米的盆中。这被称为容器苗,便于在大棚中大面积栽培、观察、比较。”孙海菁说,栎树秋季叶片颜色的变化与其生长环境密切相关,让它从北美原产地搬家到中国东南沿海,对其性状必然产生影响。科研人员挑选出叶片颜色最理想的,再仔细分析其生物成分,用于下一步扩繁。

寒来暑往一晃近20年。亚林所团队完美地解决了5种北美栎树的扩繁技术和配套栽培技术,让它们在长三角落地成林。如今,它们在城乡生态景观营建和沿海防护林建设中发挥着重要作用。

今天,漫步栎树林中,触摸它粗壮的树干,我们仿佛能听见里面回响着历史的叹息:它曾是修道院地窖里盛满葡萄酒的木桶,曾是风帆战舰踏遍七海的船身,曾是红土庄园大道两旁的林荫……栎树的叶片在风中沙沙作响,似乎那些波澜壮阔的岁月并未远去。

山苍子

林中遇芳香

亚林所陈益存副研究员打开一瓶精油,顿时,一股幽香为实验室带来了树林深处的自然气息。这香气来自山苍子的果实。

在我国广阔南方的野外,西起西藏,东迄台湾,都能找到山苍子这种小乔木。其树高约5到10米,叶子呈披针形或长椭圆形,每年二三月开出一簇一簇淡黄色的小花。山苍子在七八月间果实成熟,枝头上布满了成串绿油油圆滚滚的小珠——这是生活在亚洲亚热带区域的人们自古以来钟爱的香料。

没错,酸辣粉、烤鱼、麻辣火锅……这些西南诸省传统美食中带来麻辣味儿的调味料,很多时候就是山苍子的果实,它因此也被称为豆豉姜、山鸡椒等。

不过,山苍子是如何实现从厨房中的调料到高档化妆品的华丽转变的?这就需要科研人员的发掘。

“分析山苍子的化学成分,我们意识到这是一种极具潜力的天然林木芳香资源。”陈益存说,山苍子是天然柠檬醛含量最高的植物之一,精油中柠檬醛含量达60%到90%,而柠檬醛是制备许多化妆品的必备原料,并赋予山苍子精油显著的抗菌活性。

由此,山苍子育种研究的方向也就明确了:科研人员要在大量野生资源中筛选出高精油含量、高柠檬醛含量的优异种质。

10年来,陈益存等科研人员的足迹遍布我国南方11个省区。在山苍子结果的盛夏时节,他们穿梭在丛山密林,追寻芳香。迄今,他们共收集保存山苍子种质140多份,在杭州新沙岛和温州乐清林场建立了种质资源库。

“山苍子野生资源种子收集来后,次年播种,当年树苗可长到七八十厘米高。再过一年即可成林,开花结果。育种过程只需3年,在林木育种中已经算很快的了。”陈益存说。

目前,亚林所已经选育出4个鲜果产量、精油含量俱高的优良家系,5个对病原真菌、革兰氏阳性菌有显著抑制效果的优良家系。进一步的研究还揭示了山苍子果皮中精油的贮存部位,发现山苍子精油合成的关键功能基因,加深了人们对山苍子精油生物合成机理的认识。

山苍子的芳香还远未飘入寻常百姓家。陈益存说,我国是山苍子粗油最大的出口国,精油却要依赖国外进口。随着良种选育推广,人工林面积扩大,我国山苍子精油产业的崛起值得期待。在贵州、重庆等适宜山苍子优良品种生长的省份,这一芳香植物已经催生了一批新兴企业,山苍子香水、香薰、空气清新剂等产品陆续问世。

红豆

此物最相思

“红豆生南国,春来发几枝。愿君多采撷,此物最相思。”唐代著名诗人王维脍炙人口、传唱千年的《相思》,讲的就是红豆树。

亚林所周志春研究员说,红豆是红豆树属的种子,其属名Ormosia来自希腊文Ormos,意为项链,说明其可作项链等装饰品。

在国产的红豆树属植物中,我们日常习称的红豆树,通常是指鄂西红豆,其在浙江广为种植,且是龙泉市的“市树”。另外还有光叶红豆(乌心红豆)、榄绿红豆(胭脂树)、小叶灯豆及台湾红豆等,它们均以材纹美丽、致密坚硬而著名。红豆树一般35年左右才开花结实,自然繁衍能力和传播扩散能力都较差,天然资源已经很少。亚林所专家近年来加强红豆树资源保育、无性扩繁、种苗精细化培育等方面的研究,科技力量帮助这一珍贵木材蔚然成林。

红豆树的树形、叶、花、果、种子都具有很高的观赏价值,是极为优良的道路绿化和庭院美化树种。其树姿优雅清秀,树体高大,可长高至数十米,浓荫覆地,形同巨伞。其叶是羽状复叶,春天嫩叶呈微红色,夏天叶片呈亮绿色,赏心悦目。夏初,大朵大朵的蝶形花着生在圆锥花序上,其色或洁白或淡红,灿若云霞。秋末结果,豆荚为茶色,状如鸡心。剥开豆荚,便是蚕豆大小、心脏形的鲜红的红豆。

这种鲜红的种子,被古代青年男女作为爱情的无价信物,这一文化因《相思》而不断传承。在江苏顾山的一个红豆村里,有棵据说是南朝梁代昭明太子手植的红豆树,距今已有千年,吸引了许多游客。“传说有待考据,但红豆树寿命长、常形成古树确是事实。一些红豆树自然保留于村口和寺庙旁,常被赋予辟邪、长寿、庇福、吉祥等寓意。”周志春说。

红豆不仅寄相思,还能用来赠英雄。“龙泉宝剑的剑壳和剑柄就是用红豆树的芯材加工而成。”周志春说,红豆树芯材光滑坚重,纹理美丽,不经油漆却形同墨玉,因而与红木齐名,可用于制作高档家具、工艺雕刻、特种装饰和高级地板。

红豆树是浙江优先发展的珍贵用材树种。近年来,亚林所专家收集保存了多种红豆树的优质种质资源, 科研人员深入研究浙江、福建和湖北现存较大的6个红豆树天然居群,发现其仍然维持有较高的遗传多样性。专家由此提出,加强较大天然居群的原地保育,加强现有优良种质资源的收集和异地保存,是红豆树重要的保护策略。目前,亚林所已从红豆树全分布区收集优树资源150多份,在龙泉得到有效保存。

精细化培育优质的大规格容器苗,是大力发展红豆树的基础。科研人员提出了红豆树通直高干容器大苗培育模式,大大提高造林成效。龙泉已发展成为全国重要的红豆树苗木集散中心。

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