鄭鑫華 高尚杰 茶曉飛段華超 羅潤(rùn)文 董 瓊
(1.西南林業(yè)大學(xué)/西南地區(qū)生物多樣性保育國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650224;2.德宏州芒市林業(yè)和草原局,云南 德宏 678400;3.廣南縣壩美林業(yè)站,云南 廣南 663300)
樹(shù)頭菜Crateva unilocularis高5~15 m 及以上,為山柑科魚(yú)木屬植物,生產(chǎn)于浙江、廣東、云南、廣西等海拔1 500 m 以下的濕潤(rùn)地區(qū)[1]。樹(shù)頭菜的利用價(jià)值極高,除食用、藥用、材用等利用價(jià)值以外,還具有良好的生態(tài)效益[2-3]。果實(shí)含生物堿,果皮可供染料,其材質(zhì)輕而堅(jiān)硬,可做樂(lè)器、模型等;樹(shù)頭菜可食用部位的芽以及嫩葉中營(yíng)養(yǎng)成分相比于一般蔬菜較高,在其每克嫩莖葉鮮重中含有總氨基酸27.2 mg、人體必需氨基酸和粗蛋白分別含有11.2、74.5 mg,所測(cè)得11 種礦質(zhì)元素中以P、K、Ca、Mg、Fe 的含量比普通蔬菜的平均值更高,云南南部地區(qū)的人們多采摘其嫩葉及芽鹽漬后食用,是一種純天然且無(wú)污染的綠色蔬菜;它的根、葉可治多種疾病,具較好的藥用價(jià)值[4]。樹(shù)頭有較高生態(tài)價(jià)值,根系比較發(fā)達(dá),其地下莖能向周圍長(zhǎng)出很多的小枝,生長(zhǎng)迅速且土壤的生物覆蓋率高,可以減少水土流失,可作為良好的行道綠化樹(shù)種[5]。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)植物扦插無(wú)性繁殖已有大量研究[6-8]。
對(duì)樹(shù)頭菜野生資源營(yíng)養(yǎng)成分研究分析如下,劉玉芬等人[9]對(duì)其黃酮提取工藝及樹(shù)頭菜體外抗氧化活性進(jìn)行了研究;董瓊等人[10]對(duì)樹(shù)頭菜中維生素C 的含量進(jìn)行了測(cè)定;何禎等人[11]測(cè)定了其體內(nèi)總黃酮的含量。資源培育方面研究?jī)H少部分學(xué)者從扦插擴(kuò)繁進(jìn)行了報(bào)道,李宏楊等人[12]在對(duì)樹(shù)頭菜的高效栽培技術(shù)中詳細(xì)介紹了其扦插育苗、田間管理等栽培要點(diǎn);徐云鵬等人[13]在利用樹(shù)頭菜11個(gè)無(wú)性系穗條扦插試驗(yàn)中篩選出了其中的優(yōu)良品種;何禎等[14]人在通過(guò)利用基質(zhì)和激素處理樹(shù)頭菜實(shí)驗(yàn)中得出促進(jìn)其扦插生根的最優(yōu)處理為NAA 150 mg·L-1、混合基質(zhì)(珍珠巖:河沙:草炭=1:1:1)。樹(shù)頭菜作為石漠化地區(qū)的鄉(xiāng)土樹(shù)種,具生態(tài)保護(hù)作用,可促進(jìn)植被恢復(fù)和森林的形成,其野生資源少見(jiàn)于村民房前屋后,且年年采摘食用,更不易結(jié)種,多年后早衰,因此滿足種苗繁育的生產(chǎn)實(shí)際需要,亟需對(duì)該樹(shù)種開(kāi)展高效栽培技術(shù)研究。本試驗(yàn)利用緩釋肥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及插穗長(zhǎng)度對(duì)樹(shù)頭菜進(jìn)行扦插,以期為擴(kuò)展樹(shù)頭菜扦插育苗選用適宜的緩釋肥及激素濃度,并為生產(chǎn)提供一定的指導(dǎo)。
2019 年7 月27 日在云南省昆明市西南林業(yè)大學(xué)樹(shù)木園內(nèi)開(kāi)展此次試驗(yàn),試驗(yàn)地地理位置為東經(jīng)102°45′03″,北緯25°03′74″,海拔1 954 m,為低緯度半濕潤(rùn)高原山地季風(fēng)氣候。該地區(qū)年降水量為700~1 100 mm,無(wú)霜期4 至10 月,相對(duì)濕度為68.2%,試驗(yàn)地光照較好且四周無(wú)遮攔物。
試驗(yàn)所用材料取自云南省紅河州建水縣西莊鎮(zhèn)中約10 a 生的母樹(shù),剪取其生長(zhǎng)健壯樹(shù)無(wú)病蟲(chóng)害的枝條作插穗,按試驗(yàn)要求剪取長(zhǎng)度分別為10、15 和20 cm 的插條,上端剪為平口,下端剪45°平滑斜面,按1.3 試驗(yàn)要求對(duì)其穗條處理后備用。
用生根粉ABT-1(A)、插穗長(zhǎng)度(B)和APEX 緩釋肥(C)三因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn),三因素的3 個(gè)水平組合形成9 個(gè)處理,外加一個(gè)清水處理、插穗長(zhǎng)度為10 cm 以及不施肥作為對(duì)照(CK),共10 個(gè)處理,每個(gè)處理10 株,重復(fù)3次(表1、2),共300 株,將其扦插在苗床中。
表1 正交設(shè)計(jì)L9(34)的因子與水平Tab.1 The factors and levels of orthogonal design L9(34)
扦插前一天用3‰的高錳酸鉀澆淋土壤進(jìn)行消毒,按試驗(yàn)設(shè)計(jì)組合將處理后的插穗整齊均勻的插于苗床上。樹(shù)頭菜插穗用生根粉(ABT-1)處理3 h 后將其按試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行扦插,株行距20 cm×20 cm,入土三分之一,打孔插入后按緊周圍土壤后澆灌水,并蓋好塑料薄膜。
扦插3 個(gè)月后,每處理隨機(jī)選取3 株樹(shù)頭菜幼苗,將整株挖出并保持其根系完整,用清水沖洗根系泥土后將其放置陰涼處風(fēng)干外部水分,分別稱取根莖葉部分鮮重,利用烘箱120℃殺青后以80℃將其烘干至恒重,稱取根莖葉干重。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理及圖表利用Office 2013 完成,數(shù)據(jù)顯著性、LSD 多重比較及相關(guān)性分析采用SPSS 19.0 軟件完成[15],對(duì)生物量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析[16-17]。
表2 L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.2 L9(34) orthogonal experimental design
對(duì)不同處理的樹(shù)頭菜生物量進(jìn)行方差分析后發(fā)現(xiàn),樹(shù)頭菜經(jīng)處理后生長(zhǎng)過(guò)程中,不同緩釋肥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及長(zhǎng)度處理對(duì)樹(shù)頭菜各生物量具有顯著影響(0.01 <P<0.05),不同處理對(duì)樹(shù)頭菜地上生物量和總生物量有極顯著影響(P<0.01)。
對(duì)樹(shù)頭菜扦插苗各生物量進(jìn)行LSD 多重比較(表3),樹(shù)頭菜經(jīng)不同緩釋肥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及長(zhǎng)度處理后,各處理根干重差異顯著(F=3.406,0.01 <P<0.05),處理組合6 中樹(shù)頭菜生物量為2.07 g,相比其他組為最高;而處理組合10 僅為0.25 g,比其他組低;不同處理樹(shù)頭菜莖干重差異顯著(F=3.393,0.01 <P<0.05),其中處理組合6 生物量平均達(dá)4.82 g,而處理組合10 中生物量?jī)H為0.49 g;該試驗(yàn)樹(shù)頭菜的葉片干重差異顯著(F=2.755,0.01 <P<0.05),其中處理組合6 中生物量為15.12 g,而處理組合10 中生物量較低,為1.86 g;該試驗(yàn)樹(shù)頭菜的總干重差異為極顯著(F=6.306,P<0.01),其中處理組合6 中生物量為22.00 g,而在處理組合10 中其平均生物量為2.60 g。樹(shù)頭菜根鮮重差異極顯著(F=6.401,P<0.01),其中處理組合6 生物量為7.33 g,而處理組合10 中僅有0.32 g;不同處理樹(shù)頭菜莖鮮重生物量差異顯著(F=3.663,P<0.01),其中處理組合6 生物量平均達(dá)18.39 g,而處理組合10中生物量?jī)H為1.23 g;不同處理樹(shù)頭菜葉鮮重差異顯著(F=5.177,P<0.01),其中處理組合6中生物量為73.36 g,而處理組合10 中生物量較低,為4.09 g;該試驗(yàn)樹(shù)頭菜總鮮重差異極顯著(F=6.804,P<0.01),其中處理組合6 中生物量為99.08 g,而在處理組合10 中其平均生物量為5.64 g;
正交試驗(yàn)各處理所用緩釋肥及激素濃度不同,插穗長(zhǎng)度不同,對(duì)各項(xiàng)生物量影響差異也不相同,為進(jìn)一步研究正交試驗(yàn)各處理的生物量分配情況,根據(jù)所調(diào)查生物量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)主成分分析,結(jié)果見(jiàn)表4。主成分分析的主要依據(jù)為其特征值(總方差)以及貢獻(xiàn)率,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到樹(shù)頭菜各器官生物量的評(píng)價(jià)指標(biāo)特征值、主成分貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率。當(dāng)其方差累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%時(shí)提取其主成分,從構(gòu)成生物量主成分中可知,前3 個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為90.439%,其信息主要集中于此部分,取前3 個(gè)主成分反映樹(shù)頭菜扦插苗在試驗(yàn)中各生物量分配信息量。其中以第1 主成分在信息總量中占73.933%,其貢獻(xiàn)率最大;第1 主成分特征值中的載荷從總鮮重、總干重、根鮮重、葉鮮重、莖鮮重、葉干重、根干重、莖干重由高到低排列,說(shuō)明第1 主成分中各項(xiàng)指標(biāo)都是反映樹(shù)頭菜扦插生物量分配的指標(biāo)因子;第2 主成分載荷較高的是莖干重及根干重,其方差貢獻(xiàn)率為10.773%,是判斷各處理插條生物量分配的第二指標(biāo);第3 主成分載荷較高的是葉干重及總干重,其方差貢獻(xiàn)率為5.733%。
對(duì)樹(shù)頭菜扦插苗木生物量(包括根鮮重、莖鮮重、葉鮮重、根干重、莖干重、葉干重、總鮮重及總干重)進(jìn)行相關(guān)性分析,由表5 可知,樹(shù)頭菜扦插苗在根鮮重、莖鮮重、葉鮮重、根干重、莖干重、葉干重、總鮮重及總干重之間呈極顯著正向相關(guān),其中葉鮮重與總鮮重相關(guān)性最大,相關(guān)指數(shù)為0.983;莖干重與葉干重兩者相關(guān)性較小,相關(guān)指數(shù)為0.411,綜合看來(lái)經(jīng)扦插后的樹(shù)頭菜各生物量之間整體相關(guān)性為極顯著。由此表明,各扦插處理對(duì)樹(shù)頭菜生物量影響較大,皆為正向相關(guān),且扦插后的樹(shù)頭菜各生物量之間有著密切關(guān)聯(lián)。
表3 樹(shù)頭菜扦插生物量LSD 多重比較Tab.3 Multiple comparison of biomass LSD in cuttings of Crateva unilocularis
表4 特征值和主成分貢獻(xiàn)率與累積貢獻(xiàn)率Tab. 4 Eigenvalues, principal component contribution rates and accumulative contribution rates
表5 樹(shù)頭菜扦插生物量相關(guān)性分析Tab.5 Correlation analysis of cuttage biomass of Crateva unilocularis
表 6 極差分析結(jié)果Tab.6 Results of range analysis
對(duì)該試驗(yàn)樹(shù)頭菜各生物量進(jìn)行極差分析。從表6 中可知,A(ABT-1)、B(插穗長(zhǎng)度)和C(APEX 緩釋肥)3 個(gè)因素中,對(duì)樹(shù)頭菜扦插各生物量影響最大的是B(插穗長(zhǎng)度),對(duì)不同生長(zhǎng)指標(biāo)影響第二因子各不相同,這可能是因素水平間交互作用導(dǎo)致,但綜合樹(shù)頭菜生物量極差分析結(jié)果,對(duì)樹(shù)頭菜扦插生物量影響第二的是A,C對(duì)樹(shù)頭菜生物量極差影響最小,因子間主次順序依次為:B>A>C,即插穗長(zhǎng)度>生根粉>緩釋肥。由此得出該試驗(yàn)不同處理中最優(yōu)組合為A2B3C1,以2 kg/m3APEX 緩釋肥,20 cm 插穗長(zhǎng)度和50 mg/L ABT-1 搭配使用其扦插效果最佳。
從本次試驗(yàn)的綜合分析中可以看出,正交試驗(yàn)中不同因素對(duì)樹(shù)頭菜扦插生物量的影響明顯不同,通過(guò)方差分析及LSD 多重比較發(fā)現(xiàn),正交試驗(yàn)處理樹(shù)頭菜對(duì)各生物量具有極顯著影響,由各生物量指標(biāo)間相關(guān)性分析及極差分析可得出處理組合6 對(duì)樹(shù)頭菜根系生長(zhǎng)指標(biāo)影響效果最好。由此可見(jiàn)處理組合6 為最佳處理組合,即以2 kg/m3APEX 緩釋肥,插穗長(zhǎng)度20 cm,50 mg/LABT-1混合使用對(duì)樹(shù)頭菜扦插生物量累積效果最佳,對(duì)其扦插生根的影響效果依次為插穗長(zhǎng)度>生根粉(ABT-1)>APEX 緩釋肥。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、扦插環(huán)境、施肥等外因及插穗生理特性等內(nèi)因?qū)χ参锴げ寰杏绊慬18-20]。周新華等人[21]在對(duì)杉木Cunninghamia lanceolata以不同插穗的尺寸及激素進(jìn)行扦插的試驗(yàn)中得知,插穗自身所攜帶營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量會(huì)隨插穗尺寸的增加而增大。同時(shí)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的濃度是影響生根的重要因素[22]。張軍鵬等人[23]在不同基質(zhì)與基肥對(duì)旱冬瓜Alnus nepalensis苗木扦插及移植的試驗(yàn)中得知施肥可以提高其扦插成活率,促進(jìn)旱冬瓜莖和根的生長(zhǎng)以及新葉的萌發(fā)。緩釋肥能為植物提供必需的礦質(zhì)元素并促進(jìn)其生長(zhǎng)以及枝條的萌發(fā),本次試驗(yàn)經(jīng)AEPX 緩釋肥處理的樹(shù)頭菜其扦插苗各生物量的累積值相對(duì)于對(duì)照組較高,由此可知AEPX 緩釋肥能較好的促進(jìn)其各生物量的累積。樹(shù)頭菜目前種質(zhì)資源較少,且苗木品質(zhì)較低,為滿足種苗繁育的生產(chǎn)實(shí)際需要,今后研究中將會(huì)增加試驗(yàn)因素,設(shè)置更多的梯度,擴(kuò)大其研究范圍,以期篩選出適宜樹(shù)頭菜扦插苗生長(zhǎng)的更優(yōu)條件,為樹(shù)頭菜的推廣栽植提供理論依據(jù)。