馬仕君 彭泰來 余韻 劉勇 李成 王潔

(北京林業(yè)大學，北京，100083) (國家林業(yè)和草原局中南調查規(guī)劃設計院) (北京林業(yè)大學) (北京大東流苗圃)

楸樹(Catalpabungei)屬紫葳科梓樹屬落葉喬木，主要分布在我國華東、西南以及黃河流域。是我國珍貴的優(yōu)質用材樹種和著名園林觀賞樹種[1]。由于自花不孕，楸樹往往開花不結實，種子發(fā)芽率低[2]，自古以來,根段扦插是楸樹常用的扦插繁殖方法[3]，但扦插生根困難，成活率不高。近年來，梓砧嫁接育苗成為一種較好的育苗方法，一般采用芽接、劈接和袋接等方法，其中袋接成活率最高，梓樹嫁接苗適應性強，生長快，能表現(xiàn)出較強的抗逆性和較好的遺傳品質[4]。此外，組織培養(yǎng)育苗是繁殖速度最快，繁殖系數(shù)最高的方法，適用于工廠化育苗[5]。然而嫁接育苗需要培育砧木，育苗周期延長，同時嫁接苗容易出現(xiàn)嫁接不親和性，影響苗木后期生長[4]；組織培養(yǎng)相應投資大，成本高，技術性強，需要溫室等一系列配套設備[5]。相對于嫁接和組培，楸樹嫩枝扦插繁殖操作簡單、培養(yǎng)條件易控制、成活無性系表現(xiàn)出更快的生長速率，在生產(chǎn)中具有較為廣泛的應用前景[6-7]。

楸樹屬于難生根類型，常規(guī)條件下不定根發(fā)生困難，采用嫩枝扦插可在一定程度上提高生根率。影響植物嫩枝扦插的因素較多，嫩枝的直徑、長度、葉數(shù)以及枝位，扦插時適用的生長調節(jié)劑種類和質量濃度，扦插時期等均對插條的生根率和成活率有顯著影響[8-9]。有研究利用不同質量濃度ABT-1和NAA對楸樹1、2年生苗木進行嫩枝扦插處理，發(fā)現(xiàn)1 000 mg/kg的ABT-1和NAA處理比混合處理效果更佳，但是設置的最高激素質量濃度也僅為1 000 mg/kg[10]。有的用IBA1.0 g·L-1和NAA0.5 g·L-1混合溶液處理1年生楸樹苗木嫩枝，生根效果最好，但激素質量濃度較少，僅設置在1.5 g·L-1。還有研究表明，磁場的使用能夠改變插穗營養(yǎng)物質含量及比例關系[7-9，11]，提高相關氧化酶活性和促進生根內(nèi)源激素水平，促進插穗愈傷組織和不定根的形成，從而促進根系生長[12-13]。梁有旺等[10]將楸樹嫩枝扦插的生根激素質量濃度控制在1.5 g·L-1以內(nèi)，1.5 g·L-1質量濃度之上的變化趨勢無從可知，且關于磁場強度對楸樹嫩枝扦插影響的報道相對較少。

本研究以豫楸2年生苗木嫩枝為材料，使用不同質量濃度的多種植物生長調節(jié)劑和磁場進行處理，旨在探究生長素種類，質量濃度以及磁場對于嫩枝扦插插穗根系形態(tài)建成的影響，挑選出適合于楸樹嫩枝扦插的組合方案。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及處理

試驗于2017年4—7月，在北京市大東流苗圃全光自動噴霧扦插溫室進行。以豫楸2年生苗木為對象，采集當年長勢良好、無病蟲害、無機械損傷的半木質化枝條制成10～12 cm的插穗，每個插穗預留1～2片葉，每片葉剪去1/2，預留3個以上腋芽，上切口距上段芽1 cm平切，下切口距最下一個芽0.5 cm，斜切。

1.2 試驗設計

試驗采取裂區(qū)試驗設計，主區(qū)因素是高電壓磁場處理(0、105V)，設激素種類為副區(qū)因素(單一植物激素(IBA)和混合植物激素(w(IBA)∶w(NAA)=1∶2))，之后下設1 000、1 500、2 000 mg·L-13個質量濃度梯度，在主區(qū)內(nèi)分別設置兩個對照組，試驗設計對每個處理進行速蘸60 s處理，一共14個組合，每個組合3個重復，每個重復扦插20根，見表1和表2。

表1 IBA生根激素不同質量濃度和磁場強度的6種組合

表2 IBA和NAA混合激素不同質量濃度和磁場強度

1.3 扦插與管理

按照試驗設計要求將基質(珍珠巖)在扦插的前2 d準備好，插床內(nèi)覆珍珠巖基質厚30 cm，用0.5%的高錳酸鉀溶液進行全面消毒，充分攪拌后，蓋上一層薄膜。扦插時，將其裝入消過毒的育苗盤并用自來水澆透基質[14-16]。株行距3 cm×3 cm為宜，扦插深度為3～5 cm。扦插后立即噴透水一次，待葉面水分干后全面噴灑多菌靈1 000倍液。溫室中光照強度需要適當控制，預防蒸騰過大，插穗失水而干枯。扦插后每隔7 d噴灑1次多菌靈1 000倍液，共噴3次，及時除草和清理死亡的插穗及枯落葉。試驗地采用全過程全光自動噴霧，嚴格控制溫度和濕度變化。噴霧時間根據(jù)氣候及水分蒸發(fā)情況而定，晴天增加噴霧時間，陰天及雨天減少噴霧時間或不噴。室內(nèi)溫度控制在25～32 ℃，空氣濕度80%～90%[14-15]。

1.4 生根指標測定

插后5 d觀察愈傷情況，之后每隔1～2 d觀察1次，至切口愈合。再定期觀察生根情況，開始大量生根后不再取出插穗觀察。42 d后每種處理各取3株，3次重復，調查生根指標，統(tǒng)計生根株數(shù)量。

測量指標：生根率、不定根數(shù)量、根系生物量、平均根長、最長不定根長、根系總長度、根系總表面積、根系總體積。采用WinRhizo根系圖像分析系統(tǒng)獲取根系總長度、總表面積、總體積以及最長不定根長等指標。根系生物量測定每株扦插苗烘干后的恒定重量[2]。其他指標計算如下。

生根率=生根株數(shù)/扦插總株數(shù)×100%。

平均根數(shù)量=插條生根數(shù)量總和/成活插條總數(shù)量。

平均根長=插條生根長度總和/插條生根數(shù)量總和。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件對在不同植物激素和磁場處理下生根率、不定根數(shù)量、根系生物量、最長不定根長、根系總長度、根系總表面積、根系總體積和生根指數(shù)這9個指標的數(shù)據(jù)進行方差分析，對方差分析顯著的，采用Duncan多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同生根激素組合對楸樹嫩枝扦插插穗生根長度的影響

從表3可以看出：不同生根激素組合對促進楸樹嫩枝扦插插穗生根長度具有顯著影響。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ的根系總長度和平均根長數(shù)值最大，分別為82.85、8.74 cm，是CK-Ⅰ的3.73、1.42倍。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅱ的最長不定根長最長，為47.28 cm，為CK-Ⅱ的3.39倍，其次為IBA-Ⅱ。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ對最長不定根長的生長也有較強的促進作用，為CK-Ⅱ的2.91倍。

2.2 不同生根激素組合對楸樹嫩枝扦插插穗生根數(shù)量的影響

從表4可以看出：所設計的不同生根激素組合均能夠促進插穗生根數(shù)量的增加，提高扦插生根率率，不同處理之間的不定根數(shù)和成活率具有極極顯著作用(P<0.001)。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ的不定根數(shù)量最多，達到11.33，為CK-Ⅰ的3.40倍。IBA-Ⅴ的生根率率最高，為62.39%，其次為w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ，為60.68%。

表3 不同激素組合對楸樹插穗生根長度的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤，*表示差異顯著(P<0.05),*** 表示差異極極顯著(P<0.001);清水無磁場和有磁場作為兩組對照處理，分別為CK-Ⅰ，CK-Ⅱ。

表4 不同激素組合對楸樹插穗生根數(shù)量的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤，*** 表示差異極極顯著(P<0.001);清水無磁場和有磁場作為兩組對照處理，分別為CK-Ⅰ,CK-Ⅱ。

2.3 不同生根激素組合對楸樹嫩枝扦插插穗生根綜合指標的影響

不同生根激素組合對根系總表面積、根系總體積、根生物量和生根指數(shù)均具有極極顯著性影響(P<0.001)。各個生根激素組合均促進了扦插插穗根系總表面積，根系總體積，根系生物量和生根指數(shù)的增加。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ的根系總表面積，根系總體積和根生物量最大，分別為20.77 cm2，0.63 m3，72.62 mg，為CK-Ⅰ的3.55、3.94、4.17倍。

表5不同激素組合對楸樹插穗表面積，總體積和生物量的影響

生根激素組合編號根系總表面積/cm2根系總體積/cm3根生物量/mgIBA-Ⅰ14.46±1.160.22±0.3039.22±4.99IBA-Ⅱ18.35±1.430.41±0.2161.58±4.01IBA-Ⅲ4.48±0.630.13±0.0632.14±1.55IBA-Ⅳ15.29±0.820.28±0.0839.27±1.02IBA-Ⅴ19.45±1.660.52±0.0268.00±4.68IBA-Ⅵ11.85±0.850.22±0.0530.87±0.76w(IBA)∶w(NAA)-Ⅰ13.61±1.740.37±0.0432.20±0.30w(IBA)∶w(NAA)-Ⅱ18.81±0.920.52±0.0366.75±3.10w(IBA)∶w(NAA)-Ⅲ8.00±0.720.20±0.0222.88±3.16w(IBA)∶w(NAA)-Ⅳ12.84±1.710.25±0.0131.73±3.70w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ20.77±1.800.63±0.0172.62±4.08w(IBA)∶w(NAA)-Ⅵ9.92±0.770.22±0.0428.69±0.95CK-Ⅰ5.85±0.200.16±0.0117.42±2.52CK-Ⅱ7.40±0.180.18±0.0219.69±1.55F20.36???17.55???39.54???

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤，*** 表示差異極顯著(P<0.001);清水無磁場和有磁場作為兩組對照處理，分別為CK-Ⅰ，CK-Ⅱ。

3 討論與結論

植物扦插繁殖的關鍵在于不定根的形成，具體體現(xiàn)在不定根的數(shù)量、長度、面積、體積等幾個方面，楸樹嫩枝扦插是否成功受內(nèi)外多種因素的影響。

(1)本研究發(fā)現(xiàn)，生根激素質量濃度是影響楸樹嫩枝扦插生根效果的一個重要因素，通過生根激素種類、生根激素質量濃度和磁場強度的交互作用分析可知，所有的生根性狀均呈現(xiàn)隨質量濃度增加先增大后減小的趨勢，質量濃度達到1 500 mg·L-1時，生根效果最佳。梁有旺通過楸樹嫩枝扦插試驗也發(fā)現(xiàn)1 500 mg·L-1IBA促進生根效果優(yōu)于其他質量濃度[7，10，16-17]。這可能是因為外源植物激素能夠影響插穗內(nèi)部植物激素的分配，從而調節(jié)根系和芽的生長和發(fā)育，但是結果也表明并不是外源植物激素質量濃度越高，效果就越明顯。相反，過高質量濃度的外源植物激素會抑制不定根數(shù)量、長度、面積和體積的增長，可能是由于高質量濃度的外源植物激素一定程度上抑制了愈傷組織的形成，不利于插穗的生根[18]。

(2)在本試驗中，磁場強度與植物激素質量濃度和種類的交互作用對楸樹嫩枝扦插生根性狀有著極極顯著作用，通過磁場強度和植物激素的交互作用分析可知，w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ的不定根數(shù)量、根系生物量、平均根長、根系總長度、根系總表面積、根系總體積最大。雖然生根率和最長不定根長不是最大值，但是w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ對這兩項指標也起到了極大的促進作用，分別為40.60 cm和60.38%。可能是因為在植物激素和磁場的共同作用下，改變了細胞內(nèi)液體的性質[19-21]，促進了根系細胞內(nèi)源植物激素的重新分配[12，22]，從而使得插穗根系伸長比其他對照組更加顯著。植物激素質量濃度為1 500 mg/L時，混合植物激素生根效果好于單一植物激素。在處理金銀忍冬、杜鵑山茶花和色木槭的試驗中，也發(fā)現(xiàn)了相同的規(guī)律[23-24]。

(3)綜合考慮，w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ即NAA500 mg·L-1+IBA1 000 mg·L-1，高電壓磁場強度為105V處理下，楸樹嫩枝扦插生根效果最佳。本研究僅研究了磁場有無對楸樹嫩枝扦插效果生根效果的影響，因此建議設置磁場強度梯度對楸樹嫩枝扦插進行更詳細和全面的研究。