1 紅豆杉苗木繁育現(xiàn)狀
紅豆杉系紅豆杉科紅豆杉屬常綠喬木，是近年來開發(fā)成功的抗癌新藥紫杉醇的原料植物。全世界紅豆杉共有11種，目前我國共有4個種和1個變種，即中國紅豆杉、東北紅豆杉、云南紅豆杉、西藏紅豆杉、南方紅豆杉(變種)。曼地亞紅豆杉是我國20世紀(jì)90年代中期從加拿大引種而來[1]。紅豆杉是國家重點(diǎn)保護(hù)的野生植物，是第四紀(jì)冰川后遺留下的古老珍稀瀕危植物，是世界上公認(rèn)的瀕于滅絕的珍稀抗癌植物，屬國家一級保護(hù)植物，素有“植物黃金”之稱[2]。在自然條件下，紅豆杉生長速度緩慢，再生能力差，分布地域較窄，現(xiàn)存數(shù)量逐年減少，加之人為盜伐，如今已近瀕危邊緣。紅豆杉資源的保存和種苗的快速繁育，是解決紫杉醇醫(yī)用原料用材林建設(shè)的基礎(chǔ)，大面積營造紅豆杉人工林是解決紫杉醇原料的關(guān)健。據(jù)相關(guān)研究表明[1～6]，應(yīng)用人工扦插繁殖的辦法是解決紅豆杉資源短缺，加快紅豆杉藥用林建設(shè)有效的途徑之一。影響植物扦插成活率的因素一般有：品種、樹齡、季節(jié)、溫度、濕度、生長調(diào)節(jié)劑濃度、基質(zhì)和其它人為因素等等。一般紅豆杉扦插時要進(jìn)行低棚遮蔭處理，扦插枝條基部要做生根藥劑處理，濕度要間歇式保持在75%～85%左右;扦插繁殖基質(zhì)一般為土壤、砂、蛭石、珍珠巖、草炭、腐殖土、爐灰渣等，而以清水或營養(yǎng)液作為紅豆杉扦插基質(zhì)的無土栽培方式尚未見相關(guān)報導(dǎo)。
2 水培繁殖技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)
無土栽培是提高設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要手段，其中，水培是一種新型的植物無土栽培方式，又名水耕、營養(yǎng)液栽培，就是不用土壤而是用加了營養(yǎng)液的珍珠巖、蛭石等作為植物生長介質(zhì)，甚至不用介質(zhì)，直接用泡沫塑料固定漂浮在營養(yǎng)液中生長的栽培方式。它是應(yīng)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)，通過生物、化學(xué)、物理技術(shù)手段，對普通的長期生長在土壤中的植物進(jìn)行誘導(dǎo)、馴化、培育，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉谒虚L期生長發(fā)育而形成的新一代高科技生物技術(shù)項(xiàng)目[7-13]。其最大優(yōu)點(diǎn)是徹底擺脫了土壤條件(耕地資源)的制約，其次是對水資源的高效利用，可以擴(kuò)大種植范圍和空間，節(jié)省肥料，節(jié)省人工勞力，并且加速植物生長，提高植物的品質(zhì)和產(chǎn)量。由于整個植物的生產(chǎn)過程可以完全通過電腦控制，使植物生長發(fā)育過程中對溫度、水分、光照、養(yǎng)分和空氣的需求始終處于最佳狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，極大地提高了勞動生產(chǎn)力。水培植物在國內(nèi)還處于起步階段，國內(nèi)的水培技術(shù)大部分應(yīng)用于水果、蔬菜的栽培，大多作為觀賞示范所用，而國外的水培技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了規(guī)模化、集約化、自動化生產(chǎn)，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前在歐美一些發(fā)達(dá)國家90%的花卉由政府直接規(guī)定采用水培[14-16]。為實(shí)現(xiàn)水培植物的商業(yè)化生產(chǎn)，國內(nèi)外進(jìn)行了大量有益的研究。關(guān)于植物水培設(shè)施、營養(yǎng)液組成配方及其ph值和ec值對水培植物生長發(fā)育的影響等研究成果己有報道[17-19]，相關(guān)資料表明，植物在水培條件下其形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)和生理生化指標(biāo)都發(fā)生了相應(yīng)的改變。水培介質(zhì)的物理化學(xué)狀態(tài)與水培植物的生長發(fā)育密切相關(guān)[20-21]。水培植物的營養(yǎng)狀況與其生長發(fā)育關(guān)系密切，合理的營養(yǎng)配比，是保證植物良好生長的必備條件;不恰當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)配比，影響著植物的生長進(jìn)程[12-24]。在水培植物生長過程中解決好營養(yǎng)液中氧氣和養(yǎng)分的均衡供給是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因此，兩個關(guān)鍵技術(shù)是馴化培育和水培營養(yǎng)液的配制。馴化是因?yàn)殛懮参锱c水生植物具有完全不同的組織結(jié)構(gòu)，馴化培育就是幫助陸生植物長出適應(yīng)水生生長的通氣組織結(jié)構(gòu)，營養(yǎng)液的作用在于對馴化好的水培植物進(jìn)行日常生長維護(hù)，并提供水培植物生長發(fā)育所必需的各種營養(yǎng)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，具有的優(yōu)點(diǎn)是在扦插過程中可直接觀察根的發(fā)生及生長情況，移栽時根系易從水中取出，不傷根;水培技術(shù)具有精確控制溫濕度、養(yǎng)分和生長調(diào)節(jié)劑等因子;水插可在室內(nèi)進(jìn)行，節(jié)省土地，不受場地的限制;以水作基質(zhì)，資源充足，成本低，環(huán)保衛(wèi)生，簡便易行，無論是少量繁殖，還是大規(guī)模批量生產(chǎn)，都很實(shí)用,利用水培技術(shù)繁殖植物和研究植物對養(yǎng)分吸收、對生長調(diào)節(jié)劑的影響等已在園藝類植物上得到較為廣范的應(yīng)用[29-34]。饒龍兵等人采用瀕危植物百山祖冷杉進(jìn)行水培繁殖研究，也取得了階段性的進(jìn)展，其研究結(jié)果表明，在進(jìn)行水培繁殖時，首先把冷杉穗條放在加了生根調(diào)節(jié)劑的清水中以誘導(dǎo)愈傷組織的形成、促進(jìn)發(fā)根，生根后，再在清水中再添加營養(yǎng)液，以促進(jìn)根和新梢的生長，如此就可以得到大量的生根苗。甚至可以和土培繁殖方法結(jié)合起來，通過在水培中誘導(dǎo)生根后，再把插條移植到有營養(yǎng)液并且通氣狀況良好的蛭石、珍珠巖、砂或土壤中進(jìn)行培育，其成活率高達(dá)90%[35]。鄭蓉等進(jìn)行了馬尾松水培試驗(yàn)的探索,觀察馬尾松穗條在水中直接形成愈傷組織和發(fā)根情況,以探討馬尾松水培扦插可行性,目的是把馬尾松水培扦插作為一門新技術(shù)開發(fā),免去苗圃培育階段,實(shí)行工廠化生產(chǎn)插條苗[36]。
綜上所述，在當(dāng)前大面積營造紅豆杉人工林背景下，以清水或營養(yǎng)液作為紅豆杉扦插基質(zhì)及水培繁殖具有一定的可行性，并且是值得進(jìn)一步研究、探討并進(jìn)行推廣的重要途徑之一。當(dāng)然要適應(yīng)當(dāng)前國內(nèi)外市場的需求，對水培技術(shù)還需要進(jìn)行多學(xué)科多角度深層次的理論探討和實(shí)驗(yàn)研究。