周新華 姚甲寶 肖智勇 曾平生 周 默 李家彧

(1. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，江西 新余 336600；2. 宜春市林業(yè)科學(xué)研究所，江西 宜春 336000)

杉木 (Cunninghamialanceolata) 屬于杉科 (Taxodiaceae) 杉木屬常綠針葉喬木，是我國(guó)分布面積最大、生產(chǎn)潛力最高的商品林樹種，主要分布在廣西、廣東、福建、江西、湖南、湖北、浙江、四川和貴州等南方16個(gè)省區(qū)[1-4]。該樹種具有生長(zhǎng)迅速、萌芽能力強(qiáng)、材質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)，可以美化環(huán)境、凈化空氣、吸毒防塵，廣泛運(yùn)用于家具、建筑、船舶、室內(nèi)裝修及造紙等行業(yè)，在我國(guó)針葉人工用材林造林中具有重要的地位[5-8]。

扦插繁殖是選用植物的枝、葉、根等營(yíng)養(yǎng)器官的一部分作為繁殖材料，插入沙、土等基質(zhì)中，促其生根、發(fā)芽，長(zhǎng)成完整、獨(dú)立植株的無(wú)性繁殖方法[9]。20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著扦插繁殖技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國(guó)成功解決了日本落葉松 (Larixkaempferi)[10-11]、鹿角杜鵑 (Rhododendronlatoucheae)[12-13]等生根困難樹種的扦插技術(shù)，為無(wú)性利用優(yōu)良樹種開辟了一條新的途徑。同時(shí)扦插繁殖是木本植物最經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單和快捷的育苗方法[14-15]，也是杉木產(chǎn)業(yè)化育苗的常用方法，但廣大林農(nóng)在進(jìn)行杉木扦插繁殖時(shí)，未曾通過(guò)科學(xué)的穗條選擇，也缺乏扦插技術(shù)儲(chǔ)備，導(dǎo)致杉木無(wú)性扦插繁殖水平低下，造林后林相差。針對(duì)這些問題，早在20世紀(jì)90年代，我國(guó)的林業(yè)專家學(xué)者分別采用不同扦插基質(zhì)、穗條類型和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及濃度開展杉木扦插試驗(yàn)[2,16-19]，但這些試驗(yàn)研究?jī)H限于扦插基質(zhì)、穗條類型、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類或其濃度的單因素或雙因素的結(jié)果，缺乏對(duì)這些因素交互作用的綜合認(rèn)識(shí)。為此，本研究通過(guò)采集江西省杉木優(yōu)良種源穗條，設(shè)置穗條尺寸、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類和濃度的3個(gè)主要因素的扦插生根試驗(yàn)，系統(tǒng)地研究不同穗條尺寸、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及其濃度對(duì)杉木穗條扦插生根的影響，并運(yùn)用隸屬函數(shù)法對(duì)各處理的扦插生根效果進(jìn)行全面、客觀的評(píng)價(jià)，以期篩選出滿足杉木扦插育苗需要的最佳處理組合，為江西省杉木優(yōu)良種源扦插育苗提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

扦插試驗(yàn)地設(shè)置在江西省分宜縣中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心國(guó)家重點(diǎn)油茶良種繁育基地具有全光霧噴灌設(shè)施的鋼構(gòu)育苗大棚內(nèi)，棚高5.0 m，另外棚內(nèi)裝有噴灌體系，天氣極端炎熱時(shí)可實(shí)現(xiàn)增濕降溫。扦插苗圃地為無(wú)菌黃紅壤打底，上鋪一層2 cm厚的潔凈河沙。扦插試驗(yàn)大棚位于東經(jīng)114°39′28″，北緯27°49′09″，海拔126 m。年平均氣溫17.2 ℃；最熱為7月份，平均氣溫為28.8 ℃，極端最高溫度39.9 ℃；最冷為1月份，平均氣溫為5.5 ℃，極端最低溫度-8.3 ℃。全年無(wú)霜期平均為270 d，降雨量平均為1 643.6 mm，蒸發(fā)量平均為1 503 mm，年光照時(shí)數(shù)平均為1 535.3 h。光熱充足，冬寒期短，氣候溫和，屬南亞熱帶濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候。

2 材料與方法

2.1 供試材料

本試驗(yàn)所用杉木扦插穗條采自江西省分宜縣中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心山下實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)杉木優(yōu)良種質(zhì)材料采穗圃。在采穗圃內(nèi)經(jīng)過(guò)母樹選優(yōu)后，于2016年春季進(jìn)行促萌處理，9月份采集促萌處理后當(dāng)年生半木質(zhì)化、腋芽飽滿、無(wú)病蟲害的萌條作為扦插用試驗(yàn)材料。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別設(shè)置穗條尺寸 (A)、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類 (B) 及濃度 (C) 3個(gè)因素的杉木扦插育苗析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)。穗條尺寸設(shè)置4個(gè)水平 (A1：直徑1.00～2.49 mm，長(zhǎng)度5.0 cm；A2：直徑2.50～3.99 mm，長(zhǎng)度8.0 cm；A3：直徑4.00～5.49 mm，長(zhǎng)度11.0 cm；A4：直徑5.50～7.99 mm，長(zhǎng)度14.0 cm)；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類設(shè)置3個(gè)水平 (B1：IBA, B2：IAA, B3：ABT)；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度設(shè)置5個(gè)水平 (C1：0 mg/kg，C2：50 mg/kg，C3：100 mg/kg，C4：200 mg/kg，C5：400 mg/kg)。按照析因設(shè)計(jì)試驗(yàn)要求，共設(shè)置60個(gè)試驗(yàn)處理，3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)20株。2016年9月上旬按照析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，采集相應(yīng)直徑的杉木穗條并修剪成對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度，置于對(duì)應(yīng)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度中浸泡30 min后扦插。扦插完成后，用多菌靈噴灑滅菌1次，以后每10 d復(fù)噴滅菌，直至試驗(yàn)結(jié)束。另外試驗(yàn)期間，根據(jù)天氣情況給予相同的扦插措施管理，注意檢查病蟲害、調(diào)節(jié)噴霧量和噴灑時(shí)間。

2.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

2017年4月上旬將杉木扦插穗條全部取出，統(tǒng)計(jì)每個(gè)重復(fù)各試驗(yàn)處理的生根率、愈傷率、腐爛率、不定根數(shù)和總根數(shù)，將生根插穗垂直放置在測(cè)量臺(tái)上，利用游標(biāo)卡尺測(cè)定其最長(zhǎng)根長(zhǎng)度和根系直徑等指標(biāo)，共計(jì)7個(gè)生根指標(biāo)。

2.4 數(shù)據(jù)處理

隸屬函數(shù)的計(jì)算公式為：U(xi)=(xi-xmin)/

3 結(jié)果與分析

3.1 不同因素對(duì)杉木扦插生根的影響

3.1.1多因素方差分析

不同因素及其交互作用對(duì)杉木插穗生根指標(biāo)影響的方差分析見表1。

表1 不同因素及其交互作用對(duì)杉木插穗生根指標(biāo)影響的方差分析 (F值)Table 1 Variance analysis of the influence of different factors and the interaction on rooting index of C.lanceolata

注：*、**分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。

多因素方差分析結(jié)果 (表1) 表明：在3個(gè)主效應(yīng)因素中，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型對(duì)杉木插穗生根指標(biāo)影響最大，除不定根數(shù)為差異顯著 (P< 0.05) 外，其他6個(gè)生根指標(biāo)均差異達(dá)到極顯著水平 (P< 0.01)；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度對(duì)杉木插穗生根指標(biāo)的影響次之，除最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)和根系直徑差異不顯著、不定根數(shù)和總根數(shù)為差異顯著外，其他3個(gè)生根指標(biāo)差異均達(dá)到極顯著水平；穗條尺寸對(duì)杉木插穗生根指標(biāo)影響最小，對(duì)生根率、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)和根系直徑影響為極顯著水平，而對(duì)其他4個(gè)生根指標(biāo)影響不顯著。在雙因素交互作用中，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型 × 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度 (B × C) 的交互作用對(duì)杉木插穗生根指標(biāo)的影響最大，除根系直徑外，其他6個(gè)生根指標(biāo)均達(dá)到極顯著水平；穗條尺寸 × 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型 (A × B) 的交互作用對(duì)杉木插穗生根指標(biāo)影響次之，對(duì)生根率和根系直徑影響為極顯著水平，對(duì)最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)影響為顯著水平；穗條尺寸 × 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度 (A × C) 交互作用對(duì)杉木插穗生根影響最小，僅對(duì)腐爛率影響極顯著，對(duì)不定根數(shù)影響顯著。穗條尺寸 × 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型 × 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度 (A × B × C) 3個(gè)因素的交互作用中，除愈傷率達(dá)到極顯著水平、不定根數(shù)和總根數(shù)為顯著水平外，對(duì)其他生根指標(biāo)影響均未達(dá)到顯著水平。多因素方差分析F值顯示，雙因素和三因素的交互作用主要來(lái)源于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型及其濃度，這表明二者是影響杉木插穗生根的主要因素。

3.1.2穗條尺寸對(duì)杉木扦插生根指標(biāo)的影響

穗條尺寸、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及其濃度對(duì)杉木插穗生根指標(biāo)影響的多重比較結(jié)果見表2。

表2 穗條尺寸、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及其濃度對(duì)杉木插穗生根指標(biāo)影響的多重比較Table 2 Multiple comparisons of the influence of cutting size, hormone type and itsconcentration on rooting index of C.lanceolata cuttings

注：同列中不同字母表示在0.05水平上差異顯著。

由表2可知：生根率、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)、根系直徑、愈傷率和總根數(shù)5個(gè)生根指標(biāo)均隨著穗條尺寸的增加呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，穗條尺寸為A3時(shí)生根率、愈傷率、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)和根系直徑4個(gè)指標(biāo)值最大，分別為71.48%、39.61%、39.82 mm和3.46 mm，比A1處理分別提高了119.53%、8.58%、32.07%和51.09%，比A2處理分別提高了23.58%、2.72%、11.95%和20.56%，比A4處理分別提高了9.26%、3.07%、16.13%和14.57%。穗條尺寸為A2時(shí)腐爛率、不定根數(shù)和總根數(shù)最大。綜合看來(lái)，較大的穗條尺寸自身能夠儲(chǔ)存更多的生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)，有利于扦插生根的形成及根系生長(zhǎng)。

3.1.3植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型對(duì)杉木扦插生根指標(biāo)的影響

從表2可知，杉木扦插生根指標(biāo)對(duì)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型的反應(yīng)明顯。生根率、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)在3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑間表現(xiàn)一致，腐爛率則正好相反，3個(gè)生根指標(biāo)由好至差的順序分別為B1、B2、B3。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理為B1最佳，生根率、愈傷率、不定根數(shù)、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)、總根數(shù)和根系直徑都最大，比B2處理分別高16.98%、48.20%、4.54%、10.03%、15.86%和39.75%，比B3處理分別高40.52%、20.24%、13.21%、27.91%、6.48%和16.38%，而腐爛率則最低，分別比B2、B3處理小14.90%、23.59%；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理為B2時(shí)，其生根率、不定根數(shù)、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)比B3處理分別高20.12%、8.28%、16.25%；而植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理為B3時(shí)，其愈傷率、腐爛率、總根數(shù)、根系直徑則比B2分別高23.26%、11.37%、8.80%、20.08%，而生根率、不定根數(shù)、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)則比B2低16.75%、7.65%、13.98%。數(shù)據(jù)分析可發(fā)現(xiàn)，不同的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型對(duì)杉木扦插生根指標(biāo)的影響存在顯著差異，IBA對(duì)杉木扦插生根的促進(jìn)作用顯然優(yōu)于IAA和ABT兩種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型。

3.1.4植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度對(duì)杉木扦插生根指標(biāo)的影響

經(jīng)表2可知：生根率和愈傷率隨著植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度的升高而呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，當(dāng)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度為C3處理時(shí)，生根率和愈傷率達(dá)到最大值，分別比C1(CK) 處理高68.03%和130.60%，比C2高25.39%和39.50%，比C4處理高15.09%和18.26%，比C5處理高37.72%和70.05%；腐爛率隨著植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度的升高呈現(xiàn)先降后升再降的趨勢(shì)，當(dāng)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度為C3處理時(shí)，腐爛率最小，分別比C1、C2、C4、C5處理低57.08%、39.95%、48.37%、28.24%；不定根數(shù)以C3處理最佳，除與C2處理差異不顯著外，與其他處理差異顯著；總根數(shù)以植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度C3處理最佳，除以C4差異不顯著外，與其他處理差異顯著；最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)以植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度C3處理最佳，根系直徑以C4處理最佳，但與其他處理差異均不顯著。綜合分析所有生根指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度為100 mg/kg時(shí)是較為理想的生根植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度。

3.2 不同影響因素最佳組合篩選

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，杉木穗條尺寸、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及其濃度組合對(duì)杉木扦插生根指標(biāo)的影響各異，采用某個(gè)或部分生根指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)杉木扦插生根效果有失偏頗。因此，為了盡可能地全面、客觀評(píng)價(jià)各組合的扦插生根效果，采用隸屬函數(shù)法對(duì)不同扦插組合生根指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，60個(gè)處理組合中平均隸屬函數(shù)值排名前10位的扦插生根效果排序見表3。

表3 不同因素組合對(duì)杉木扦插生根指標(biāo)的隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)Table 3 Membership function evaluation of rooting indexes of C.lanceolata cuttings with different combinations

注：R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7分別表示生根率、愈傷率、腐爛率、不定根數(shù)、最長(zhǎng)不定根、總根數(shù)和根系直徑的隸屬函數(shù)值，S1表示各組合的平均隸屬函數(shù)值。

由表3可知，在平均隸屬函數(shù)排名前10的處理組合中，直徑4.00～5.49 mm，長(zhǎng)度11.0 cm (A3)的穗條尺寸占了4個(gè)，扦插生根效果要好于其他穗條尺寸；在不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型中，IBA (B1)處理在平均隸屬函數(shù)排名前10的組合中占了8個(gè)，這就進(jìn)一步表明IBA更有利于促進(jìn)杉木穗條的生根；不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度中，100 mg/kg (C3) 濃度水平在平均隸屬函數(shù)排名前10的組合中占了5個(gè)，說(shuō)明適當(dāng)?shù)闹参锷L(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度有利于杉木插穗的生根。各扦插因素組合中，穗條尺寸為A3、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類為B1、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度為C3組合的平均隸屬函數(shù)值最大 (0.881 5)，其生根率、腐爛率和最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)3個(gè)生根指標(biāo)在所有組合中最佳，愈傷率這一生根指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值 (0.923 7)在所有組合中排名第2位，為所有組合中扦插生根效果最好的組合；其次是穗條尺寸為A2(直徑2.50～3.99 mm，長(zhǎng)度8.0 cm)、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類為B1(IBA)、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度為C3(100 mg/kg) 扦插組合，其不定根數(shù)為所有組合中最好的，所有生根指標(biāo)平均隸屬函數(shù)值在所有組合中排名第2位。

4 結(jié)論與討論

在植物的扦插育苗中，IBA、IAA和ABT是常用的生根劑。大量研究表明[2,16]：IBA誘導(dǎo)杉木及其他木本植物的生根效果要優(yōu)于IAA和ABT，并且認(rèn)為IBA較IAA和ABT具有減慢降解代謝速度，增強(qiáng)代謝的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的作用時(shí)間，減小對(duì)外植體的毒性等特點(diǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類對(duì)杉木插穗生根率、愈傷率、腐爛率、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)、總根數(shù)和根系直徑的具有極其顯著影響，對(duì)不定根數(shù)具有顯著影響，其中IBA處理扦插生根效果最佳，IAA其次，ABT最差，3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的扦插生根效果與前人報(bào)道的結(jié)果一致[11-13]。

穗條的尺寸越大，其自身儲(chǔ)存的養(yǎng)分越多，有利于插穗根系的生長(zhǎng)。本研究發(fā)現(xiàn)，穗條尺寸對(duì)杉木扦插生根指標(biāo)影響較為明顯，在不同穗條尺寸的試驗(yàn)中，隨著穗條尺寸的增大，穗條自身攜帶的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量也隨之增大，這有利于杉木插穗根系的生長(zhǎng)。本試驗(yàn)中隨著穗條尺寸的增加，生根率、最長(zhǎng)不定根長(zhǎng)、根系直徑、愈傷率和總根數(shù)5個(gè)生根指標(biāo)均呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。因而，在杉木穗條扦插過(guò)程中，選用尺寸為直徑4.00～5.49 mm，長(zhǎng)度11.0 cm的穗條可以更好地促進(jìn)杉木插穗根系的生長(zhǎng)。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度是影響杉木扦插生根指標(biāo)的重要因素。本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，根據(jù)杉木穗條生根指標(biāo)的綜合效果來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度，本實(shí)驗(yàn)生根指標(biāo)綜合效應(yīng)最好的應(yīng)該是100 mg/kg。

穗條尺寸、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及其濃度不僅單獨(dú)影響杉木扦插生根，且相互間存在著顯著的交互效應(yīng)。本研究在對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行多因素方差分析的基礎(chǔ)上，采用平均隸屬函數(shù)法來(lái)評(píng)價(jià)各個(gè)處理的扦插生根效果，并給出了最佳的扦插育苗組合：穗條尺寸 A3(直徑4.00～5.49 mm，長(zhǎng)度11.0 cm)、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類B1(IBA)、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度C3(100 mg/kg)，以及排名前10位的扦插育苗組合，這些組合可廣泛運(yùn)用于杉木扦插規(guī)?；缰?。