Самое смешное и веселое то, что QT'шный пример systray ведет себя точно так же. Иногда иконка появляется, иногда нет.
Чуть позже я попробовал на xubuntu, которую установил на виртуальную машину - тоже появилась проблема с периодическим отсутствием иконки в трее.
Однако, в примере QT черного фона нет. Они зачем-то сделали PNG рисунки размером 744 на 744. Возможно, детальный анализ формата PNG поможет разобраться с черным фоном.
Вообще говоря, почитав Интернеты, пришел к выводу, что лучший способ починить трей-иконку в Linux - не использовать её совсем.
Из найденного:
Есть некий плагин SNI-QT
https://launchpad.net/sni-qt. Но не понял как его собрать и использовать.