CN111657042A - 一种促进印度黄檀心材形成的种植方法 - Google Patents

Abstract

印度黄檀心材具有药用、材用等经济价值，心材产量是印度黄檀种植过程中追求的主要指标。目前人们主要通过干旱胁迫、化学刺激及机械损伤等方法来促进心材形成，但因为这些刺激手段的强度难以掌控、难以长期持续、反应速度慢及容易造成机械损伤等缺点，刺激效果不佳。本发明充分利用印度黄檀作为紫胶虫优良寄主的特性及昆虫与寄主植物间相互作用的原理，并结合了心材形成过中主要特征化学物质的变化，科学合理的利用紫胶虫与其寄主植物印度黄檀之间的关系，通过适度放养紫胶虫来促进印度黄檀心材的形成。本方法的主要优势在于1）不影响木材品质；2）刺激传导速度快，效果明显；3）作用强度可控；4）能检测刺激效果并根据效果调整刺激强度。

Description

一种促进印度黄檀心材形成的种植方法

技术领域：

本发明属于农业种植领域，具体涉及印度黄檀定向培育技术。

背景技术：

印度黄檀（Dalbergia sissoo DC.）是豆科黄檀属高大乔木，原产印度，中国云南、福建、广东、海南有较大的引种栽培面积。其心材褐色，坚硬不易开裂，易雕刻，宜作乐器、艺术品及高档家具用材，因含有细胞有丝分裂素等生理活性成分，具有活血化淤, 止血止痛的功效，主要用于治疗风湿性腰腿痛、支气管炎、跌打肿痛、胃痛、疝气痛、冠心病等。因此，印度黄檀的经济价值主要是通过心材来体现的，心材产量自然成为印度黄檀培育过程中追求的主要指标。

树木的心材是在活的树干中已不含活细胞的中心部分，其贮藏物质（如淀粉）已不存在或转化为心材物质，通常色深，无输导树液与贮藏营养物质的功能，一般心材较边材坚硬而致密，含水量也少，特别是受各种物质的浸润而不易腐坏，其主要功能是对整株植物起到支持作用。心材是由边材逐渐转化形成的，其形成周期从几年到几十年不等，为了尽早形成心材，人们探索树木心材形成机理，发现心材形成过程可能与抗逆反应相关，于是，人们通过干旱胁迫、化学刺激及机械损伤等方法来促进心材形成，这些方法都能够在一定程度促使树木心材的形成，但主要缺点在于：1）刺激的程度难以把握，刺激太轻，效果不明显，刺激太重，不仅影响树木生长，甚至有可能导致植株死亡；2）这些刺激手段难以实现长期可持续的刺激，往往只能引起局部反应，效果不佳；3）这些刺激传导速度慢，效果具有滞后效应，缺少相应监测方法来判断刺激的效果；4）容易形成机械损伤，影响木材品质。

发明内容

为了克服目前促进印度黄檀心材形成方法的缺陷，本发明提供了一种新的促进印度黄檀心材形成的方法，该方法充分利用了印度黄檀作为紫胶虫优良寄主的特性及昆虫与寄主植物间相互作用的原理，并结合了心材形成过中主要特征化学物质的变化，科学合理的利用紫胶虫与其寄主植物印度黄檀之间的关系，通过适度放养紫胶虫来促进印度黄檀心材的形成。

紫胶虫是一种生活在热带和亚热带的微小介壳虫，幼虫从母体孵化腔孵化爬出后，通过在寄主植物上的一段爬行，寻找到适合的枝条，将口针刺入树皮下，以群居的方式固定下来生活。紫胶虫通过口针从植物韧皮部获得自身生长发育所需的营养物质，由于紫胶虫的入侵，寄主植物会启动免疫防御系统来阻止紫胶虫的侵入，紫胶虫也分泌一些化学物质来平衡植物的应激反应，促进营养物质的合成和供应。紫胶虫与寄主植物间最终达成平衡，寄主植物在紫胶虫的入侵中继续成长，并为紫胶虫生长发育提供必要的物质。

目前，文献记录的紫胶虫有19种，其中在中国分布的有5种，不同种类的紫胶虫有其偏好的寄主植物，能用于紫胶虫寄主的植物共有300多种，但能够形成良好寄生关系的优良寄主植物只有20余种，其中，印度黄檀就是中国紫胶虫的优良寄主植物，能够与中国紫胶虫形成稳定的寄生关系。

印度黄檀心材的心材形成过程非常复杂，伴随着生物、化学和物理变化，其机理尚不清楚，但实践告诉我们，当树体达到一定体积时，通过环境因子的刺激，可以开启其心材形成过程，并加速心材的积累。心材的形成并不利于印度黄檀的生长发育，相反由于心材是由边材转化而来，且不具备边材的生理活性，不再承担物质和水分运输的功能，心材形成过程过快会造成植株营养物质供应不足，甚至导致植株死亡。所以，要可持续的获得大量心材，环境刺激要适度，而且要有快捷方便的检测手段，根据检测结果实时调整刺激的强度。

根据印度黄檀心材形成特点，开发了促进印度黄檀心材形成方法，其主要步骤如下。

第一步：定植及前期管理，选择优良印度黄檀种源及适合立地条件，栽种印度黄檀，株行距2米，穴不小于60cm×60cm×60cm,底肥以农家肥为主，定期施肥、浇水，施肥以复合肥为主，该阶段尽可能提供充足的水肥，使印度黄檀快速生长。

第二步：整形修剪，当印度黄檀苗高1.5米时，开始整形修剪，先用竹竿固定主干，清除基部枝条，对顶部60公分段的侧枝进行整理，每隔15-20公分留1对相对生长的侧枝，剪掉其它侧枝，使留下的侧枝尽可能分布在树体的不同方向，本阶段用肥以磷钾肥为主，减少复合肥用量。

第三步：放紫胶虫，从树体下部枝条开始放养紫胶虫，每年放虫两次，每次只在树体最下面相对的两个枝条上放虫，为了防止紫胶虫串向其它枝条，可在放虫枝条的基部设置障碍物、粘性材料或者涂抹驱虫剂。

第四步：效果检测，自放虫后6个月开始检测，每3个月检测1次，当印度黄檀木材中白藜芦醇三甲醚或其中间代谢物有无来判断刺激效果，只要在木材中检测得到白藜芦醇三甲醚或者其前体物质香豆素、肉桂酸或者补骨脂素，即可减少放虫时的虫口密度。

用紫胶虫来刺激印度黄檀产生心材，其主要优势在于：1、紫胶虫作用部位在树枝，不影响木材品质；2、紫胶虫会通过口器将分泌物直接分泌至韧皮部，很快可以通过树干液流传递到树体的各个部位，效果明显且均匀；3、作用强度可控，可以通过虫口密度来调节作用强度。本方法另一个创新点在于用心材形成的信号物质、主要组成物质及其前体物质来检测刺激的效果，通过对这些物质的检测，及时调整虫口数量。

附图说明

图1 开始放虫的树龄对心材形成的影响；

图2 放虫对1年生苗存活率的影响；

图3放虫对2年生苗存活率的影响；

图4放虫对3年生苗存活率的影响；

图5 放虫的枝条数对心材形成的影响；

图6 放虫的枝条数对株高的影响；

图7 放虫的枝条数对地径的影响；

图8 印度黄檀木材乙酸乙酯提物总离子流图；

图9 不同连接方式对心材形成的影响。

具体实施例：

实施例1：

在云南省元江县，通过对不同苗龄的印度黄檀林人工林进行放虫实验，连续5年的跟踪调查，观测了紫胶虫寄生对印度黄檀生长及心材形成及影响，主要结果如图1-3所示。

通过在不同树龄的印度黄檀上放虫，检测形成心材植株（存活植株）的比例显示，放虫一年后有植株开始形成心材，1年生和2年生植株能形成心材的比例较低，即使放虫2年后，也只有40%左右的植株开始形成心材，有41%的3年生植株在放虫当年及开始形成心材，放虫植株在第四年都开始形成心材，没放虫植株没有开始形成心材（图1）。放虫对1年生植株的存活率影响极大，放虫1年后只有20%的植株存活（图2），放虫对2年生和三年生植株的存活率影响较小，与对照几乎没有差别（图3、4）。从放虫与对照的结果看，放虫确实能够促进心材形成，开启心材形成过程，综合考虑放虫对植株成活率及心材形成的影响，3年生植株开始放虫效果较好，存活率和对照一样，且当年就有部分植株开始形成心材，次年全部植株开始形成心材。

实施例2：

在云南省保山市的印度黄檀人工林中，对三年生树龄放养云南紫胶虫，测试不同放虫强度对心材形成及植株生长的影响，并定期检测比较心材形成前后树干主要化学组分的变化。

分别选取2、4、6、8和9个以上的枝条进行放虫作为不同放虫强度，结果显示，不同放虫强度在当年都能检测到部分植株开始形成心材，不同放虫强度之间的差异不显著，次年，不同放虫强度的所有植株都开始形成心材（图 5）。放虫强度对植株生长影响的研究结果显示，不同放虫强度下植株的株高和地径逐渐出现分化，说明不同放虫强度对植株的生长的影响不同，放虫强度越强，对植株生长的影响越大（图6和7）。对比心材形成前后的木材主要化学成分变化的结果显示，心材形成前后的主要差异化学成分在于：白藜芦醇三甲醚、香豆素、肉桂酸和补骨脂素，在心材形成过程中的不同阶段，含有特征化学成分不同，但都与心材开始形成密切相关（图 8），图8中，图A、B和C为心材形成过程中不同阶段的植株对应的粒子流图，图中主要峰对应的化合物分别为白藜芦醇三甲醚、香豆素、肉桂酸和补骨脂素；图D为心材形成前的植株对应的粒子流图。

因为放虫枝条越多，对植株生长的影响越大，将每次放虫的枝条数控制在2个效果比较好。

在虫种选择上，所有紫胶虫都能促进印度黄檀心材形成，但中国紫胶虫更适合在印度黄檀上生长，更方便操作。在对虫口密度调查结果显示，50-100头/平方厘米较为适宜，密度过高可能导致枝条干枯，密度过低可能达不到刺激效果。

实施例3：

为了检测放虫引起心材的诱导物质是否可以在植株间传递，在元江设置了相关实验，首先，采用嫁接的方式将放虫植株与其周边的6个植株的部分枝条连接起来，被连接的未放虫植株也会提前形成心材，将连接方式更换为菟丝子连接，即让菟丝子的一端寄生在放虫的植株上，另一端寄生在未放虫的植株上，同样可以促进未放虫植株形成心材（图9）。采用这种方法可以减少放虫操作，因为具有高度同步性，还可以提高心材形成的一致性。

通过观察对照，先将植株连接起来再放虫，其效果优于先放虫再将植株连接起来。

Claims (5)

1.一种促进印度黄檀心材形成的方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：定植及前期管理，选择优良印度黄檀种源及适合立地条件，栽种印度黄檀，株行距2米，穴不小于60cm×60cm×60cm,底肥以农家肥为主，定期施肥、浇水，施肥以复合肥为主，该阶段提供充足的水肥，使印度黄檀快速生长；

第二步：整形修剪，当印度黄檀苗高1.5米时，开始整形修剪，先用竹竿固定主干，清除基部枝条，对顶部60公分段的侧枝进行整理，每隔15-20公分留1对相对生长的侧枝，剪掉其它侧枝，使留下的侧枝尽可能分布在树体的不同方向，本阶段用肥以磷钾肥为主，减少复合肥用量；

第三步：放紫胶虫，从树体下部枝条开始放养紫胶虫，每年放虫两次，每次只在树体最下面相对的两个枝条上放虫，为了防止紫胶虫串向其它枝条，在放虫枝条的基部设置障碍物、粘性材料或者涂抹驱虫剂；

第四步：效果检测，自放虫后6个月开始检测，每3个月检测1次，通过对印度黄檀木材中白藜芦醇三甲醚或其中间代谢物有无来判断刺激效果，只要在木材中检测得到白藜芦醇三甲醚或者其前体物质香豆素、肉桂酸或者补骨脂素，即可减少放虫时的虫口密度。

2.根据权利要求1所述的促进印度黄檀心材形成的方法，其特征在于：放虫植株为三年生植株，株高在3米。

3.根据权利要求1所述的促进印度黄檀心材形成的方法，其特征在于：放养紫胶虫为中国紫胶虫，虫口密度为80头/平方厘米。

4.根据权利要求1所述的促进印度黄檀心材形成的方法，其特征在于：只在部分植株上放养紫胶虫，其它植株以嫁接或者用菟丝子与放虫植株相连接。

5.根据权利要求4所述的促进印度黄檀心材形成的方法，其特征在于：先将植株连接起来，再在部分植株上放养紫胶虫。

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