杜洋文，黃發(fā)新，鄧先珍，鄒英武，謝新國(guó)，王菊香

（1. 湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，湖北 武漢 430075；2. 黃岡師范學(xué)院 經(jīng)濟(jì)林木種質(zhì)改良與資源綜合利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/大別山特色資源開(kāi)發(fā)湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 黃岡 438000；3. 湖北省木本糧油林工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430075；4. 麻城市國(guó)有五腦山林場(chǎng)，湖北 麻城 436100；5. 武漢市新洲區(qū)園林和林業(yè)局，湖北 武漢 431400）

薄殼山核桃（Carya illinoensis）是胡桃科山核桃屬落葉植物，干仁含油率高達(dá)70%以上，產(chǎn)品種類(lèi)豐富，可直接生食，也可加工成保健食品，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)學(xué)保健功能[1?4]；由于其樹(shù)形高大、直立美觀、材質(zhì)堅(jiān)韌等特點(diǎn)，被廣泛用于園林綠化和多種工業(yè)原料[5]；由于其顯著的經(jīng)濟(jì)效益[6?7]，在許多地方已成為解決“三農(nóng)”問(wèn)題的重要抓手，對(duì)當(dāng)前正在實(shí)施的“精準(zhǔn)扶貧”和“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略，也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[4]。

當(dāng)前，薄殼山核桃育苗大多采用大田裸根育苗，苗木須根少、起苗難度大、根系易損傷，造林后生長(zhǎng)勢(shì)弱，苗木質(zhì)量較差，嚴(yán)重影響造林成活率和后期生長(zhǎng)。另外，裸根苗水分損失過(guò)快，保濕措施效果不佳，也不適宜長(zhǎng)距離運(yùn)輸[8?9]。近年來(lái)，對(duì)薄殼山核桃苗木根系生長(zhǎng)、根系形態(tài)等研究也有相關(guān)報(bào)道，常君等[10]研究了不同無(wú)性系薄殼山核桃種子幼苗根系生長(zhǎng)差異，表明種子大小對(duì)苗木根系生長(zhǎng)有顯著性差異；不同的容器類(lèi)型和規(guī)格對(duì)薄殼山核桃苗木根系生長(zhǎng)也存在顯著性差異，其中以火箭盆對(duì)幼苗根系發(fā)育最優(yōu)[11]；李俊南等[12]采用不同濃度GA3、IBA、IAA、NAA 對(duì)薄殼山核桃種子進(jìn)行處理，篩選出了有利于幼苗生長(zhǎng)的適宜濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；黃有軍等[13]、章建紅等[14]、曹凡等[15]先后研究了薄殼山核桃硬枝扦插生根和不定根形成機(jī)制。IAA 參與了愈傷組織形成、根原基誘導(dǎo)和不定根形成的每一個(gè)階段，對(duì)不定根形成起促進(jìn)作用[16?17]，適宜濃度的IAA 能夠使插穗基部成為有效利用養(yǎng)分的庫(kù)，提高插穗信號(hào)傳遞的能力[15]以及促進(jìn)插穗基部細(xì)胞分裂和分化[18]。目前，在植物種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、扦插生根等方面對(duì)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的使用研究較多，但有關(guān)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)薄殼山核桃苗木移栽后苗木質(zhì)量影響研究少有報(bào)道。鑒于此，用911（湖北省林業(yè)科學(xué)研究院自主研發(fā)的生根劑）、IAA和NAA 3種植物生根劑及其不同質(zhì)量濃度對(duì)薄殼山核桃3 年生裸根苗進(jìn)行浸泡處理，比較分析不同處理對(duì)薄殼山核桃裸根苗移栽成活率、地上和地下鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、新梢鮮質(zhì)量和干質(zhì)量以及根長(zhǎng)、根表面積、根體積和根直徑等指標(biāo)的影響，并對(duì)苗木質(zhì)量運(yùn)用主成分分析法和隸屬函數(shù)值法開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)，擬篩選出能顯著提高薄殼山核桃裸根苗移栽成活率及生長(zhǎng)的適宜生根劑種類(lèi)和濃度，為其產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于九峰試驗(yàn)林場(chǎng)，海拔51～202 m，東經(jīng)114°29′，北緯31°22′，位于北亞熱帶，屬于亞熱帶大陸季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候。極端最高氣溫41 ℃，極端最低氣溫-17.6 ℃，年平均氣溫16.7 ℃，年平均降雨量1 200～1 400 mm，年日照時(shí)數(shù)2 058.4 h，無(wú)霜期239 d。

1.2 試驗(yàn)材料

選取薄殼山核桃3 年生實(shí)生苗，徑粗2.0～2.5 cm。2018 年3 月上旬起苗，保留地下部分主根長(zhǎng)20 cm，截口齊平，地上部分主干長(zhǎng)30 cm。起苗后，每30 株為一小捆，共48 小捆，保存在陰涼處，用濕毛毯覆蓋，保持苗木濕潤(rùn)，備用。911生根劑屬于含無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的固體吸附劑成分，促進(jìn)植物生根和生長(zhǎng)的組合物，是一種廣譜性高效促根劑和生長(zhǎng)劑，為湖北省林業(yè)科學(xué)研究院自主研發(fā)，并取得專(zhuān)利授權(quán)。

1.3 試驗(yàn)方法

選取911、IBA、NAA 3 種生根劑，分別配制質(zhì)量濃度為50、100、200、300、400 mg/L 溶液1 L，盛裝在不同容器。將每一小捆苗木地下部分全部浸泡在溶液中，浸泡時(shí)間12 h，以不浸泡為對(duì)照（CK）。采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每處理30 株，共16 個(gè)處理，共計(jì)480 株，重復(fù)3 次。浸泡后，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別將其移栽到25 cm（口徑）×30 cm（高度）黑色塑料容器袋中，以V（泥炭土）：V（黃心土）=1∶1 混合物為基質(zhì)。苗木移栽后，澆透水一次。后期管理按苗木日常除草、施肥、澆水、病蟲(chóng)害防治等技術(shù)要求進(jìn)行。

1.4 指標(biāo)調(diào)查及分析

指標(biāo)調(diào)查在苗木停滯生長(zhǎng)后進(jìn)行，首先調(diào)查苗木成活株數(shù)，計(jì)算成活率。再去除容器袋，緩慢清除基質(zhì)，清水沖洗干凈，最后用紙巾包裹吸干水分。將苗木從莖干基質(zhì)痕跡處剪斷，測(cè)定地上鮮質(zhì)量（X1）以及地下鮮質(zhì)量（X2）；將當(dāng)年新梢剪切下稱(chēng)取新梢鮮質(zhì)量（X3）。在80 ℃條件下將地上部分、地下部分和新梢烘干至恒定質(zhì)量，并測(cè)定地上干質(zhì)量（X4）、地下干質(zhì)量（X5）和新梢干質(zhì)量（X6）。利用托普根系分析系統(tǒng)分析地下部分根長(zhǎng)（X8）、根表面積（X9）、根體積（X10）和根直徑（X11）。計(jì)算根冠比（X7），X7=地下干質(zhì)量/地上干質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

基于地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量等生物量測(cè)定數(shù)據(jù)，開(kāi)展指標(biāo)相關(guān)性分析、主成分分析和隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)，并建立苗木質(zhì)量預(yù)估最優(yōu)回歸方程。其中，隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算公式及步驟分別如下[19?20]:

（1）各綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值u

式中：Xj表示第j個(gè)綜合指標(biāo)；Xmax和Xmin分別表示第j個(gè)綜合指標(biāo)的最大值和最小值。

（2）各綜合指標(biāo)的權(quán)重W

式中：Wj表示第j個(gè)綜合指標(biāo)在所有綜合指標(biāo)中的重要程度，即權(quán)重；Pj為配方第j個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。

（3）綜合評(píng)價(jià)值D

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類(lèi)和質(zhì)量濃度生根劑對(duì)薄殼山核桃移栽苗木成活及生長(zhǎng)的影響

不同種類(lèi)及不同質(zhì)量濃度生根劑對(duì)薄殼山核桃移栽苗木成活率影響存在極顯著差異（F=29.53**，P<0.01，表1）。其中，以911-50 和IBA-50處理成活率較高，達(dá)到96.30%；911-100 和IBA-200處理其次，達(dá)到92.59%；NAA-50 處理達(dá)到88.89%。以上5個(gè)處理間差異不顯著。

表1 不同生根劑處理對(duì)薄殼山核桃移栽苗木成活及生長(zhǎng)的影響Tab.1 Effect of different rooting agents on survival and growth of transplanted seedlings of Carya illinoensis

不同種類(lèi)及不同質(zhì)量濃度生根劑對(duì)薄殼山核桃移栽苗木地上鮮質(zhì)量（F=0.88，P>0.05）、地下鮮質(zhì)量（F=0.67，P>0.05）、地上干質(zhì)量（F=0.51，P>0.05）、地下干質(zhì)量（F=0.61，P>0.05）、新梢鮮質(zhì)量（F=0.49，P>0.05）、新梢干質(zhì)量（F=0.37，P>0.05）和根冠比（F=0.74，P>0.05）影響不存在顯著性差異。相對(duì)來(lái)說(shuō)，地上鮮質(zhì)量和地上干質(zhì)量以NAA-400和NAA-200 處 理 較 大，分 別 達(dá) 到24.98、23.30 g 和14.07、14.17 g；地下鮮質(zhì)量和地下干質(zhì)量以911-50、911-200、911-300 和IBA-400 處理較大，分別達(dá)到33.12、36.83、38.22、35.55 g和20.85、21.76、23.91、23.07 g；新梢鮮質(zhì)量和新梢干質(zhì)量以911-100 和IBA-50 較大，分別達(dá)到2.83、2.50 g 和1.84、1.61 g；根冠比以911-200 和IBA-300 處理較大，分別達(dá)到3.23和3.04。

2.2 不同種類(lèi)和質(zhì)量濃度生根劑對(duì)薄殼山核桃移栽苗木根系生長(zhǎng)的影響

不同種類(lèi)和濃度生根劑對(duì)薄殼山核桃移栽苗木根長(zhǎng)（F=2.63**，P<0.01）、根表面積（F=10.26**，P<0.01）、根體積（F=11.24**，P<0.01）和根直徑（F=10.09**，P<0.01）影響存在極顯著差異（表2）。其中，根長(zhǎng)以911-300 處理較大，達(dá)到2 073 cm，其次為NAA-200、NAA-300、IBA-100、IBA-50、911-50、911-100、911-200和911-400處理，以上9個(gè)處理間差異不顯著；根表面積以NAA-200 處理較大，達(dá)到3 823 cm2，其次為NAA-300、IBA-300、911-300 和911-50 處理，以上5 個(gè)處理間差異不顯著；根體積以NAA-200 處理較大，達(dá)到2 072 cm3，其次為NAA-300、IBA-100、IBA-200、IBA-300、911-50 和911-300 處理，以上7 個(gè)處理間差異不顯著；根直徑以NAA-200 處理較大，達(dá)到39.72 mm，其次為911-50處理，差異顯著。

表2 不同生根劑處理對(duì)薄殼山核桃移栽苗木根系生長(zhǎng)的影響Tab.2 Effect of different rooting agents on root growth of transplanted seedlings of Carya illinoensis

2.3 不同種類(lèi)和質(zhì)量濃度生根劑處理移栽苗木質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

2.3.1 各指標(biāo)間相關(guān)性分析 對(duì)不同種類(lèi)和質(zhì)量濃度生根劑處理移栽苗木的地上鮮質(zhì)量X1、地下鮮質(zhì)量X2、新梢鮮質(zhì)量X3、地上干質(zhì)量X4、地下干質(zhì)量X5、新梢干質(zhì)量X6、根冠比X7、根長(zhǎng)X8、根表面積X9、根體積X10和根直徑X11等11 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析（表3），表明各指標(biāo)間存在一定相關(guān)關(guān)系。其中X1與X4，X5與X2、X3、X6、X7、X8，X7與X2、X3，X9與X10、X11，X10與X11間均在顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系。

表3 各指標(biāo)間相關(guān)性分析Tab.3 Correlation analysis of indicators

2.3.2 各指標(biāo)主成分分析 通過(guò)對(duì)薄殼山核桃移栽苗木的地上鮮質(zhì)量和地下鮮質(zhì)量等11 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得出了各綜合指標(biāo)系數(shù)及貢獻(xiàn)率，前4 個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率分別為36.349%、29.005%、15.323%和9.977%，代表了原來(lái)11項(xiàng)指標(biāo)的90.654%信息（表4），因此，可以用這4 個(gè)主成分反映采用不同生根劑種類(lèi)和質(zhì)量濃度處理的薄殼山核桃移栽苗木的質(zhì)量情況。

表4 各綜合指標(biāo)的系數(shù)及貢獻(xiàn)率Tab.4 Coefficient and contribution rate of each composite indicator

第一主成分表達(dá)式：

該表達(dá)式以地下鮮質(zhì)量、新梢鮮質(zhì)量、地下干質(zhì)量、新梢干質(zhì)量和根冠比指標(biāo)系數(shù)較大，主要表達(dá)了薄殼山核桃移栽苗木地下生物量和部分地上生物量性狀綜合信息。

第二主成分表達(dá)式：

該表達(dá)式以根表面積、根體積和根直徑指標(biāo)系數(shù)較大，主要表達(dá)了薄殼山核桃移栽苗木根系性狀綜合信息。

第三主成分表達(dá)式：

該表達(dá)式以地上鮮質(zhì)量和地上干質(zhì)量指標(biāo)系數(shù)較大，主要表達(dá)了薄殼山核桃移栽苗木地上部分生物量性狀綜合信息。

第四主成分表達(dá)式：

該表達(dá)式以新梢鮮質(zhì)量和新梢干質(zhì)量指標(biāo)系數(shù)較大，主要表達(dá)了薄殼山核桃移栽苗木當(dāng)年生新梢生長(zhǎng)性狀綜合信息。

2.3.3 各配方綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算 由表4計(jì)算出各處理的綜合指標(biāo)值和隸屬函數(shù)值（表5），并計(jì)算出4個(gè)隸屬函數(shù)值的權(quán)重分別為0.401、0.320、0.169 和0.110。進(jìn)一步得出16 個(gè)處理的綜合評(píng)價(jià)值D，D值依次為911-300>IBA-50>911-50>911-100>IBA-100>911-200>IBA-300>IBA-400>NAA-300>NAA-100>911-400>NAA-400>NAA-200>NAA-50>IBA-200>CK。綜合評(píng)價(jià)值D大小表示苗木質(zhì)量?jī)?yōu)劣，由此可知，以911-300 處理薄殼山核桃移栽苗木質(zhì)量較優(yōu)，其次為IBA-50、911-50、911-100、IBA-100，對(duì)照最差。

表5 各處理的綜合指標(biāo)值、u（Xj）及D值Tab.5 Composite indicator values，u（Xj）and D values for each treatment

2.3.4 苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選及預(yù)測(cè) 以薄殼山核桃移栽苗木地上鮮質(zhì)量等11個(gè)指標(biāo)為自變量，綜合評(píng)價(jià)值D為因變量，進(jìn)行回歸分析（表6），建立了最優(yōu)回歸擬合方程：

表6 回歸擬合方程系數(shù)、方差分析及R2Tab.6 Coefficient of regression fitting equation，R2 and analysis of variance

式中，X1、X2、X5、X6、X8、X9代表地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、地下干質(zhì)量、新梢干質(zhì)量、根長(zhǎng)、根表面積。該回歸方程R2=0.997，方差分析（F=433.313**，P<0.01）、回歸系數(shù)（P<0.05）均達(dá)到了顯著性水平。

將自變量觀測(cè)值代入最優(yōu)回歸方程，即可得到苗木質(zhì)量預(yù)測(cè)值VP（表5），進(jìn)一步對(duì)D和VP相關(guān)性進(jìn)行分析，相關(guān)系數(shù)（R=0.998**）達(dá)到了極顯著水平（P<0.01），說(shuō)明該最優(yōu)回歸方程具有較好的預(yù)測(cè)效果。因此，以地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、地下干質(zhì)量、新梢干質(zhì)量、根長(zhǎng)、根表面積作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，可使評(píng)價(jià)工作簡(jiǎn)單化。

3 結(jié)論與討論

大量研究表明，生根劑與扦插不定根形成之間具有密切的關(guān)系[21?22]，對(duì)插穗內(nèi)源激素起著重要的調(diào)節(jié)作用，對(duì)插穗愈傷組織形成和側(cè)根發(fā)生具有顯著促進(jìn)作用。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類(lèi)和濃度對(duì)插穗生根率影響也具有顯著差異[18，23]，有研究認(rèn)為較高濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有利于插穗生根[24]，也有研究認(rèn)為較低濃度的能夠促使插穗生根[12]。本試驗(yàn)結(jié)果表明：較低質(zhì)量濃度的911-50 和IBA-50 處理成活率較高，達(dá)到96.30%，其次是911-100 和IBA-200處理，達(dá)到92.59%，NAA-50 處理達(dá)到88.89%；較高質(zhì)量濃度的911-400、IBA-400、NAA-400 成活率分別僅為55.56%、77.78%和18.52%。表明較低質(zhì)量濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑浸泡處理的薄殼山核桃移栽苗成活率顯著高于較高質(zhì)量濃度浸泡處理的移栽苗。

各處理間苗木地上和地下質(zhì)量、新梢質(zhì)量及根冠比不存在顯著性差異，但各處理苗木的根長(zhǎng)、根表面積、根體積和根直徑等指標(biāo)存在極顯著性差異，表明各配方間苗木根系數(shù)量、根系粗細(xì)存在較大差異，也說(shuō)明了不同種類(lèi)和濃度生根劑對(duì)薄殼山核桃移栽苗木生根具有明顯差異。其中，以NAA-200、911-300、NAA-300、911-50、IBA-100 等處理移栽苗木根系生長(zhǎng)效果較好。在薄殼山核桃扦插生根試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)扦插生根的適宜生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度與植株的特性、年齡等因素相關(guān)[25]。本試驗(yàn)采用的3 年生移栽苗木須根或側(cè)根都非常少，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑主要作用于主根不同部位，總體以較低濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑促進(jìn)新根生長(zhǎng)效果較好。可能是薄殼山核桃對(duì)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑較為敏感，較高濃度抑制了不定根的形成，較低濃度能夠促進(jìn)不定根的形成。低濃度的NAA（200 mg/L）和IBA（100 mg/L）浸泡處理薄殼山核桃3 年生枝條后，生根數(shù)多而粗壯，由于內(nèi)源生長(zhǎng)素向切口處富集，其生根部位一般發(fā)生于切口處稍上部位[25]。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本試驗(yàn)3 年生苗木主根與硬枝扦插類(lèi)似，生根部位均在切口稍上部位，進(jìn)一步表明，較低濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑適宜愈傷組織形成、不定根產(chǎn)生和伸長(zhǎng)生長(zhǎng)[13]。外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑通過(guò)影響植物體內(nèi)IAA、ZR、ABA、GA 等多種內(nèi)源激素變化，在協(xié)同作用下促進(jìn)新根生長(zhǎng)[26]。

本試驗(yàn)通過(guò)采用主成分分析法和隸屬函數(shù)值法，對(duì)各處理移栽苗木的地上鮮質(zhì)量、地下鮮質(zhì)量、新梢鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、地下干質(zhì)量、新梢干質(zhì)量、根冠比、根長(zhǎng)、根表面積、根體積和根直徑等11個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，得出了各處理的綜合評(píng)價(jià)值D，由大到小排序?yàn)?11-300>IBA-50>911-50>911-100>IBA-100>911-200>IBA-300>IBA-400>NAA-300>NAA-100>911-400>NAA-400>NAA-200>NAA-50>IBA-200>CK?？芍ど胶颂乙圃悦缒揪C合質(zhì)量以911-300 處理最好，其次為IBA-50、911-50、911-100、IBA-100，對(duì)照最差，這與前面分析結(jié)果基本一致。通過(guò)回歸分析，建立了苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)最優(yōu)回歸方程D=-0.381+0.014X1+0.005X2+0.010X5+0.158X6+0.000 08X8+0.000 03X9，這使以后評(píng)價(jià)工作更簡(jiǎn)單化。

綜合田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果和隸屬函數(shù)值法綜 合 評(píng) 價(jià) 結(jié) 果，采 用911-300、IBA-50、911-50、911-100、IBA-100、911-200 和IBA-300 七個(gè)中低濃度生根劑處理對(duì)薄殼山核桃移栽苗木浸根12 h，能顯著提高移栽成活率，促進(jìn)苗木快速生根，培育出高質(zhì)量苗木；較高濃度生根劑處理不利于苗木成活及新根生成。