戴小英,熊璐瑤,伍艷芳,汪信東,劉新亮,張?jiān)骆?/p>
(1.江西省林業(yè)科學(xué)院·國家林業(yè)和草原局樟樹工程技術(shù)研究中心,江西南昌330013;2.江西省天然林保護(hù)工程管理中心,江西南昌330038)
黃樟Cinnamomum porrectum(Roxb.)Kosterm.又名油樟、大葉樟,樟科樟屬常綠喬木樹種,自然分布于我國福建、江西、廣東、廣西、湖南、貴州、云南等地,多生長于海拔400~1 000 m的河流沿岸、山谷水旁、山地林中、濕潤山坡或巖石縫中,是重要的天然精油植物資源[1-2]。黃樟木材生材密度達(dá)0.88 g·cm-3,屬硬木類,具有密度適中、耐腐蝕蟲蛀、容易加工等特點(diǎn),且常伴有特殊香氣,是制作雕刻藝術(shù)、高檔家具及室內(nèi)裝飾的良材;其根、莖、葉中富含精油成分,可作為工業(yè)原料供醫(yī)藥和日用化工生產(chǎn)用,是我國近年來開發(fā)天然香料的重要木本精油資源植物之一[3-4]。組織培養(yǎng)具有繁殖速度快、繁殖系數(shù)大的優(yōu)點(diǎn),不受繁殖材料和季節(jié)限制,可在短時(shí)間內(nèi)獲得大量無性系。組培苗煉苗移栽是組培快繁生產(chǎn)流程的最后步驟,其生產(chǎn)成本占組培育苗總成本的40%~60%,是決定組培苗工廠化育苗是否成功的關(guān)鍵技術(shù)之一[5-6]。課題組前期以黃樟帶腋芽莖段為外植體,建立并優(yōu)化了黃樟莖段的離體培養(yǎng)體系,生根率達(dá)85.56%,但對后期組培苗的煉苗移栽未進(jìn)行系統(tǒng)研究,制約了組培苗的快速生產(chǎn)。本研究以黃樟組培生根苗為材料,從移栽基質(zhì)、遮陰、覆膜時(shí)間及間歇式噴霧等4個(gè)方面對其移栽煉苗技術(shù)進(jìn)行研究,以建立高效穩(wěn)定的黃樟組培苗移栽煉苗技術(shù)體系,為黃樟組培的工廠化育苗奠定基礎(chǔ)。
2019年4月,材料為國家林業(yè)和草原局樟樹工程中心組培實(shí)驗(yàn)室培育組培苗,選擇長勢良好、植株高度約為2.5 cm、具有3條以上分根、根長為1~2 cm的黃樟組培生根苗。
1.2.1 移栽前的處理
首先將已生根組培苗帶瓶移出培養(yǎng)室后在常規(guī)環(huán)境適應(yīng)3~5 d。移栽時(shí)揭蓋取出生根苗,用清水洗凈根部培養(yǎng)基,用60 %的百菌清可濕性粉劑800~1000倍液浸沾后,放過濾盆瀝干,蓋上濕毛巾或濕報(bào)紙,拿至育苗床進(jìn)行移栽。
1.2.2 移栽基質(zhì)篩選
設(shè)計(jì)8種移栽基質(zhì)配方[7-8](表1),進(jìn)行不同移栽基質(zhì)的對比試驗(yàn)。采用5 cm×6 cm的塑料育苗杯裝盛基質(zhì),移栽后置于苗床上,澆透定根水,保持基質(zhì)濕潤,用遮光率45%~60%遮陰網(wǎng)遮陰,覆膜15 d。每種基質(zhì)移栽30株,重復(fù)3次。
1.2.3 遮陰處理
將黃樟組培苗移栽至基質(zhì)為泥炭土∶珍珠巖=2∶1的育苗杯(5 cm×6 cm)中,移栽后保持基質(zhì)濕潤,覆膜15 d。按表2設(shè)計(jì)進(jìn)行遮陰處理,采用不同遮光率的黑色遮陰網(wǎng)進(jìn)行遮光,每個(gè)處理30株,3次重復(fù)。
1.2.4 覆膜時(shí)間處理
黃樟組培苗移栽后(基質(zhì)同1.2.3)置于溫室中的苗床上,按1.2.3得出結(jié)果用遮光率45%~60%遮陰網(wǎng)遮陰,進(jìn)行不同覆膜時(shí)間的對比試驗(yàn)。覆膜時(shí)間及移栽后澆水管理按表3進(jìn)行。每個(gè)處理30株,3次重復(fù)。
1.2.5 間歇式噴霧處理
采用泥炭土∶珍珠巖=2∶1為移栽基質(zhì),將移栽好的黃樟苗在不覆膜、遮光率45%~60%遮陰網(wǎng)遮陰情況進(jìn)行試驗(yàn),移栽后20 d內(nèi)置于不同的間歇式噴霧條件下(表4),每處理30株,3次重復(fù)。
處理60 d后,統(tǒng)計(jì)成活植株數(shù)、苗木生長高度、抽新葉的植株數(shù),并計(jì)算成活率、新葉率。計(jì)算方法如下:
成活率(%)=成活植株數(shù)/移栽植株數(shù)×100%
新葉率(%)=產(chǎn)生新葉片的植株數(shù)/移栽植株數(shù)×100%
采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,采用SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和顯著性檢驗(yàn)(Duncan's新復(fù)極差法)。
黃樟組培苗在不同移栽基質(zhì)中的生長情況如表5所示。移栽60 d后,不同移栽基質(zhì)間黃樟組培苗移栽成活率和苗高差異顯著(P<0.05)。H8組合(泥炭土∶珍珠巖=2∶1)條件下,黃樟組培苗移栽成活率最高,達(dá)到了77.67%,其次為H7組合(泥炭土∶珍珠巖=1∶1),達(dá)到了73.19%,二者顯著高于其他組合。H7和H8組合條件下,移栽苗木的苗高分別為3.97 cm和4.26 cm,均處于最高水平,該條件下移栽的苗木幾乎全能長出新葉,葉片顏色淡綠逐漸轉(zhuǎn)變深綠,葉片寬大,莖桿粗也顯紅褐色,生長更健壯。基質(zhì)為珍珠巖(H6)和河沙(H2)時(shí),移栽成活率較低,分別為36.52%和42.43%,顯著低于其他組合(P<0.05),移栽苗木的苗高均處于最低水平。苗木生長主要表現(xiàn)為葉寬度狹小、顏色淡綠,莖桿細(xì)。這可能與珍珠巖和河沙透氣性太強(qiáng)、營養(yǎng)水平較差有關(guān)。因此,黃樟組培苗移栽需要松散透氣和營養(yǎng)豐富的基質(zhì),泥炭土∶珍珠巖=2∶1是最適合黃樟移栽的組合基質(zhì)。
表1 不同基質(zhì)對黃樟組培苗移栽的影響Tab.1 Effects of different substrates on transplanting of tissue culture seedlings of C.porrectum
如表2所示,不同遮陰處理對黃樟組培苗移栽成活率和葉的寬度影響顯著(P<0.05)。Z3處理(遮光率45%~60%)條件下,黃樟組培苗移栽成活率最高,達(dá)到了83.42%,其次為Z4處理(遮光率60%~75%),達(dá)到了81.64%,二者差異不顯著,但均顯著高于Z1(不遮光)和Z2(遮光率30%~45%)處理(P<0.05)。Z3處理的苗木生長健壯,葉片平整光滑,莖尖呈紫紅色,莖桿深綠,生長明顯優(yōu)于Z4處理的苗木。Z1處理的苗木成活率和葉的寬度均處于最低水平,分別為23.99%和1.22 cm,均顯著低于其他處理(P<0.05)。Z1處理的大部分苗木在移栽后半小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)失水現(xiàn)象,葉片卷曲、萎蔫,最后脫落,莖尖出現(xiàn)壞死、莖枯等狀況。因此,黃樟組培苗移栽需要進(jìn)行遮陰處理,遮光率在45%~60%之間時(shí)最利于移栽苗的生長。
表2 不同遮陰條件對黃樟組培苗移栽的影響Tab.2 Effects of different shading conditions on transplanting of tissue culture seedlings of C.porrectum
黃樟組培苗移栽后,用遮光率45%~60%的遮陰網(wǎng)遮陰并對其覆膜,研究不同覆膜時(shí)間對其成活及生長的影響,結(jié)果見表7。由表可知,D4處理(覆膜21 d)條件下,黃樟組培苗移栽成活率和新葉率均最高,分別達(dá)到了86.94%和85.70%,其次為D5處理(覆膜28 d),分別達(dá)到了86.00%和85.68%。D4和D5處理間成活率和新葉率差異不顯著,但均顯著高于其他處理(P<0.05)。D1處理(不覆膜)的移栽成活率和新葉率均最低,分別為27.95%和27.13%,均顯著低于其他處理(P<0.05)。該處理下苗木出現(xiàn)葉片失水萎蔫、莖桿因失水倒伏等現(xiàn)象,噴霧間隔補(bǔ)水只能短暫維持葉面濕度,并不能維持苗木生長所需的水分條件。雖然D3(覆膜14 d)處理的苗木成活率和新葉率較D2(覆膜7 d)處理有了顯著提高,但苗木葉片較小,新葉數(shù)量少,苗木生長較為緩慢。D5處理的苗木生長與D4處理差異不明顯,但D5處理由于覆膜時(shí)間長,基質(zhì)表面出現(xiàn)有色霉點(diǎn),苗莖桿細(xì)長,不利于苗木后期生長。因此,在黃樟組培苗移栽覆膜21 d后揭開是苗木移栽保濕的最佳方式。
表3 不同覆膜時(shí)間對黃樟組培苗移栽的影響Tab.3 Effects of different mulching time on transplanting of tissue culture seedlings of C.porrectum
在有噴霧設(shè)施的溫室大棚內(nèi),一般采用間隔噴霧的方式保持溫室內(nèi)濕度,也可不覆膜的方式進(jìn)行煉苗移栽。本試驗(yàn)采用泥炭土∶珍珠巖=2∶1為移栽基質(zhì),將移植的黃樟苗置于具有噴霧設(shè)施的溫室內(nèi),遮光率45%~60%進(jìn)行培養(yǎng)。移栽20 d內(nèi)按表4的時(shí)間間隔和噴霧時(shí)間管理移栽組培苗,待組培苗長出新葉按常規(guī)澆水,60 d后,統(tǒng)計(jì)不同的間歇式噴霧條件對黃樟組培苗移栽成活率和新葉率的影響(表8)。由表8可知,K5處理(噴霧45 s,間隔1 h)的移栽苗成活率和新葉率均最高,分別達(dá)到了85.01%和86.74%,均顯著高于其他處理(P<0.05)。噴霧間隔0.5 h時(shí),苗木的成活率和新葉率均較低,這與噴霧間隔時(shí)間短,易引起基質(zhì)積水,從而造成苗木莖桿和基質(zhì)接觸地方腐爛有關(guān)。噴霧間隔1 h時(shí),苗木的成活率和新葉率較高,均達(dá)到了75%以上,苗木長勢良好,葉光滑平整、莖桿粗壯,明顯優(yōu)于間隔0.5 h和2 h的相同噴霧時(shí)間處理。因此,噴霧間隔1 h、噴霧時(shí)間在30~45 s時(shí),能 有效地保持移栽苗表面濕度,維持苗木正常生長。
表4 不同噴霧間隔時(shí)間對黃樟組培苗移栽的影響Tab.4 Effects of spraying at different intervals on transplanting of tissue culture seedlings of C.porrectum
組培苗移栽是植物組培育苗最關(guān)鍵的一步,移栽苗是否成活及成活質(zhì)量直接關(guān)系到組培能否成功的實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。組培苗長期生長在溫室的培養(yǎng)瓶內(nèi),其生長環(huán)境優(yōu)良,長期處于恒溫、高濕、營養(yǎng)豐富的狀態(tài),苗木多幼嫩弱小,葉片表皮組織及根系不發(fā)達(dá),植株光合能力較弱[9-10]。苗木移栽時(shí)容易因?yàn)樯L環(huán)境的變化及本身抵抗能力差難以適應(yīng),導(dǎo)致移栽苗成活率低下。光照、溫度、濕度、通風(fēng)是關(guān)系到黃樟組培苗移栽是否成功的關(guān)鍵因子,直接影響組培苗葉、莖、根主要器官的適宜及生長[11]。溫度高、濕度過大,基質(zhì)容易出現(xiàn)發(fā)霉,引起苗木發(fā)霉感染病菌,特別是莖桿與基質(zhì)接觸地方容易引起爛莖;溫度高、濕度小,苗木莖、葉失水嚴(yán)重出現(xiàn)葉卷曲,莖桿萎縮;溫度低、濕度小苗木生長緩慢或停滯。因此,在組培苗移栽時(shí)要人工創(chuàng)造一個(gè)適宜其正常生長的過渡環(huán)境,移栽時(shí)還需注意各環(huán)境因子的即時(shí)變化,及時(shí)調(diào)節(jié)因子,使幼苗逐漸適應(yīng)自然環(huán)境條件,提高根系的吸收功能來促進(jìn)植物生長。
不同植物組培苗對移栽移植的要求不同。泥炭土是目前植物育苗中應(yīng)用最廣泛的基質(zhì)之一,營養(yǎng)豐富、保水保肥能力強(qiáng),透氣性和排水性好,有利于植物根系的生長,在泥炭土中添加一定比例的珍珠巖有利于增強(qiáng)基質(zhì)的透氣性[12]。本研究表明移栽基質(zhì)為泥炭土∶珍珠巖=2∶1時(shí)苗木成活率最高,生長表現(xiàn)最優(yōu)。光照時(shí)間和強(qiáng)度直接影響葉面光合作用,通風(fēng)促進(jìn)葉片的蒸騰,增強(qiáng)植物的新陳代謝能力[13]。合理的遮陰可以有效的防止植物因太陽直射帶來的灼傷,還可以降低苗木表面的溫度,有利于促進(jìn)植株新葉和新根的發(fā)生,從而促進(jìn)植物的生長[14]。黃樟組培苗在遮光率45%~60%條件下,栽成活率達(dá)到了83.42%,植株葉片平整光滑、生長健壯,明顯優(yōu)于其他處理。
在黃樟組培苗移苗煉苗過程中發(fā)現(xiàn),對組培移栽苗進(jìn)行覆膜處理有利于提高苗木成活率,保持苗木正常生長。這是由于覆膜可以在一定程度上控制移栽苗周圍環(huán)境的溫度和濕度,有利于促進(jìn)移栽植株新根系的生長[15]。如果生產(chǎn)中移栽溫室不具備噴霧設(shè)施,可采用此種移苗方式。在覆膜情況下,采用基質(zhì)(泥炭土∶珍珠巖=2∶1)+遮光率45%~60%+覆膜21 d的培養(yǎng)條件移栽黃樟組培苗,該條件下黃樟移栽苗的成活率和新葉率分別達(dá)到了86.94%和85.70%。如移栽溫室內(nèi)具備自動噴霧設(shè)施,采用基質(zhì)(泥炭土∶珍珠巖=2∶1)+遮光率45%~60%+噴霧時(shí)間30~45 s+噴霧間隔1 h的培養(yǎng)條件移栽黃樟組培苗,移栽苗成活率和新葉率分別也可達(dá)85.01%和86.74%,該條件下苗木長勢良好,表現(xiàn)較佳。