甘肅紫斑牡丹莖扦插繁殖技術(shù)初探1)

劉文蘭 唐 紅 張 亮 朱曉霞 康云龍 張 紅

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，蘭州，730070)

紫斑牡丹(Paeonia rockii T.Hong et J.J.Li)是中國(guó)牡丹家族中的最重要成員之一，因其花瓣基部有一明顯的紫斑而得名。在花卉業(yè)大力發(fā)展的今天，紫斑牡丹作為牡丹品種群中頗具特色的栽培品種之一，越來(lái)越受到人們的青睞，但隨之而產(chǎn)生的人們欣賞水平的不斷提高與規(guī)模化生產(chǎn)之間的矛盾也日益突出。傳統(tǒng)的繁殖方法，即播種、分株、嫁接等繁殖率低［1－6］，而且植株形狀容易分化，已經(jīng)不能滿足當(dāng)今花卉市場(chǎng)的需求。因此，為了紫斑牡丹快繁，保持優(yōu)良品種的特性，實(shí)現(xiàn)紫斑牡丹扦插的大田育苗，并進(jìn)一步揭示其生根機(jī)理，迫切需要對(duì)紫斑牡丹進(jìn)行莖扦插繁殖技術(shù)研究。

在一系列有關(guān)植物的繁殖手段中，紫斑牡丹或牡丹扦插繁殖方式的試驗(yàn)及結(jié)論相對(duì)較少。很多學(xué)者多在9—10月份進(jìn)行莖扦插繁殖［7－10］，也有在開(kāi)花后15～20 d進(jìn)行扦插繁殖研究的［11］，均獲得了一定的生根量，且成仿云等［12］通過(guò)嫩枝吊包試驗(yàn)的嫩枝生根細(xì)胞學(xué)組織觀察，認(rèn)為蘭州、臨洮一帶栽培的紫斑牡丹品種群內(nèi)的一些重瓣品種的不定根一般從愈傷組織產(chǎn)生，少數(shù)情況下從愈傷組織上方的皮部產(chǎn)生，兼有愈傷組織生根型和皮部生根型兩種生根形式。這些研究大多是對(duì)牡丹進(jìn)行莖扦插研究，紫斑牡丹的扦插基本上無(wú)涉及，也沒(méi)有研究者對(duì)紫斑牡丹提出系統(tǒng)的扦插繁育體系，更沒(méi)有用此進(jìn)行大規(guī)模繁殖，很少有相關(guān)文獻(xiàn)論述紫斑牡丹解剖結(jié)構(gòu)與生根關(guān)系。

基于此，文中參考有關(guān)牡丹和紫斑牡丹的莖扦插繁殖研究資料，通過(guò)扦插基質(zhì)、設(shè)施條件、外源激素種類和質(zhì)量濃度、處理時(shí)間等不同試驗(yàn)，分析研究紫斑牡丹扦插存活、生根的外部因素和內(nèi)部因素，同時(shí)，從解剖學(xué)出發(fā)，分析生根抑制物質(zhì)對(duì)紫斑牡丹扦插生根的影響，從而為紫斑牡丹的繁殖提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試材為蘭州栽培的紫斑牡丹品種群內(nèi)多年生的一些重瓣品種，于2009年10月份至2011年10月份取其當(dāng)年生枝條作為扦插繁殖材料，枝條基部直徑均為0.5 cm以上，枝條長(zhǎng)度10 cm左右。

2010年9月份至次年4月份，以紫斑牡丹當(dāng)年生枝條為試驗(yàn)材料，插條直接插入河沙基質(zhì)中，設(shè)計(jì)單因子隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，比較不同的扦插時(shí)間，即9月20日、10月14日、11月20日、3月11日、4月5日的存活與生根情況，從而確定紫斑牡丹合適的扦插時(shí)間。為了解促根劑對(duì)扦插生根的影響，取吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、ABT1生根粉，質(zhì)量濃度分別設(shè)置為 250、500、800、1 000、1 500 mg·L－1，分別浸泡5、4、3、2、1 min，對(duì)照為清水，進(jìn)行多因子完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)。為了解外部設(shè)施條件對(duì)生根的影響，采用陽(yáng)畦扦插的同時(shí)進(jìn)行室內(nèi)扦插。扦插時(shí)，先在基質(zhì)上插出扦插孔，再將浸泡好的插穗分別插在花盆中。對(duì)于室內(nèi)扦插，每天在插穗上噴水2～4次，并定期向基質(zhì)中澆水。陽(yáng)畦扦插因外覆塑料拱棚，每20 d噴水1次。判斷插條存活的依據(jù)為芽是否萎癟。

以上每處理20個(gè)插穗，3次重復(fù)，每隔10 d檢查記錄存活、生根情況，試驗(yàn)地點(diǎn)為甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室前的室外進(jìn)行陽(yáng)畦扦插、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)樓三樓實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行室內(nèi)扦插。

2 結(jié)果與分析

2.1 扦插時(shí)間對(duì)存活、生根的影響

根據(jù)朱耀軍［10］牡丹莖扦插繁殖技術(shù)及生根機(jī)理初步研究，生根可能在插后40～60 d發(fā)生，所以，在每次扦插60 d記錄紫斑牡丹在未做任何外源激素處理時(shí)插于河沙基質(zhì)中的存活、生根情況。另外，在進(jìn)行室內(nèi)扦插時(shí)，同時(shí)進(jìn)行室外陽(yáng)畦扦插，從而可了解、掌握外部設(shè)施條件對(duì)存活的影響情況。

表1 扦插時(shí)間對(duì)插條存活率的影響

表1說(shuō)明，不同時(shí)期扦插存活率為5% ～86%，但無(wú)根生成;9—11月份扦插的插條存活率較高，其中10月中旬室內(nèi)采穗扦插存活率高達(dá)80%，陽(yáng)畦扦插達(dá)到86%，陽(yáng)畦扦插的存活率明顯比實(shí)驗(yàn)室扦插高。另外，方差分析表明，在實(shí)驗(yàn)室扦插方式下，不同時(shí)間紫斑牡丹的存活率存在顯著差異，10、11月份存活率極顯著大于3、4月份的;不同扦插方式下，3、4月份陽(yáng)畦扦插存活率顯著高于實(shí)驗(yàn)室扦插，這可能是陽(yáng)畦扦插溫度較高，水分條件保持較好，從而有利于插條的存活。

2.2 促根劑對(duì)插條存活、生根的影響

從表2中可以看出，2011年3月份扦插的嫩枝60 d觀察時(shí)，3種外源激素不同質(zhì)量濃度的處理對(duì)插條存活率有影響，800 mg·L－1、3 min處理?xiàng)l件時(shí)插條存活率普遍較高，其中 IBA達(dá)35%，NAA達(dá)15%，ABT1達(dá)25%，但插條無(wú)不定根生成。另外，方差分析表明，使用IBA外源激素處理的紫斑牡丹插條存活率明顯高于NAA，且質(zhì)量濃度過(guò)高或過(guò)低均不利于春季扦插。因此，選擇800～1 000 mg·L－1的IBA處理插條能夠獲得相對(duì)較高的存活率。

3 影響插條存活與生根因素的分析

3.1 外部形態(tài)與褐化

紫斑牡丹插條在一定濕度條件的基質(zhì)中能夠維持相當(dāng)長(zhǎng)的存活時(shí)間而不腐爛。觀察扦插1個(gè)月后ABT1生根粉試驗(yàn)組的插條，發(fā)現(xiàn)插條下端切口附近韌皮部到木質(zhì)部有不同程度的腐爛，并且多數(shù)在切口處有一定程度的腐爛。一些插條腐爛受害較輕、發(fā)展較慢，腐爛以上部分仍能存活，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)繼續(xù)生長(zhǎng)。

表2 外源激素種類、激素質(zhì)量濃度、處理時(shí)間對(duì)扦插存活率的影響

在紫斑牡丹扦插試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)褐變現(xiàn)象。連續(xù)數(shù)天在顯微鏡下觀察插穗的切口部位時(shí)，發(fā)現(xiàn)插條切口處逐漸發(fā)褐。第1 d觀察，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的褐斑，隨后幾天插穗橫切面上的褐斑持續(xù)增多。觀察作為對(duì)照組的柳樹(shù)、月季插條，在前3 d均未發(fā)現(xiàn)褐化現(xiàn)象，第1 d時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)褐斑。紫斑牡丹插條的褐化開(kāi)始時(shí)間相對(duì)柳樹(shù)、月季插條比較早，并且褐化程度相對(duì)較高。

3.2 插條的解剖結(jié)構(gòu)

選擇扦插前和扦插1個(gè)月后的插穗，制作橫剖、縱剖石蠟切片，在顯微鏡下進(jìn)行解剖觀察。

3.2.1 扦插前插條的解剖結(jié)構(gòu)

從圖1看出，切面由層次分明的周皮、皮層及維管柱3部分組成。周皮位于橫切面的最外層，細(xì)胞呈長(zhǎng)方形且排列緊密。周皮以內(nèi)的皮層細(xì)胞呈卵圓形，排列較疏松，細(xì)胞間有較大的空隙。皮層以內(nèi)由維管柱、次生韌皮部、維管形成層、次生木質(zhì)部及髓組成。插穗的中央部分是髓，占絕大部分，由幼嫩的卵圓形薄壁細(xì)胞組成，細(xì)胞間隙不明顯。

圖1 紫斑牡丹扦插前插條的橫縱切面(10×、40×)

3.2.2 扦插后插條的解剖結(jié)構(gòu)

圖2為扦插后30 d插條的橫縱切面。不定根的產(chǎn)生與否無(wú)法觀察到，但可以看到扦插后插條的維管形成層細(xì)胞發(fā)生分裂，細(xì)胞質(zhì)變濃，細(xì)胞排列變得緊密，有些細(xì)胞群由內(nèi)向外生長(zhǎng)穿過(guò)形成層、皮層直到突出表皮。這可能是插條內(nèi)部在為不定根的發(fā)生做準(zhǔn)備。

4 結(jié)論與討論

濕度條件影響插條的存活率，通過(guò)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)塑料袋覆蓋處理的插條存活率明顯高于相同處理的，陽(yáng)畦扦插存活率高于室內(nèi)扦插，從而認(rèn)為溫度與濕度條件是插條存活的重要影響因素之一，但對(duì)生根效應(yīng)不顯著。因?yàn)椋?yáng)畦扦插插條有的能存活150 d，但無(wú)根生成。紫斑牡丹扦插較難生根，插條存活率與生根率之間的相關(guān)性極低，這與前人研究結(jié)果相同［10］。

10月中旬扦插的紫斑牡丹60 d后存活率高達(dá)86%。因此，認(rèn)為這一時(shí)期是紫斑牡丹扦插的最佳時(shí)期。其原因可能是此時(shí)紫斑牡丹地上部分已停止生長(zhǎng)，根系發(fā)育進(jìn)入高峰期，此時(shí)的插穗不僅抗腐能力強(qiáng)，而且存活、生根能力也比較穩(wěn)定［8］。

插條扦插后30、40 d存活率變化不明顯，原因是紫斑牡丹扦插的初級(jí)階段，切口處還沒(méi)有形成可以吸收基質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)成分的根，只是依靠自身養(yǎng)分和體表的水分吸收維持存活［10］。

外源激素對(duì)插條存活有一定促進(jìn)作用，但對(duì)生根無(wú)影響。在3種外源激素處理中，IBA溶液處理的插條存活率相對(duì)較高，而在外源激素質(zhì)量濃度以及處理時(shí)間方面，800 mg·L－1、3 min處理效果均較好。

紫斑牡丹插條的褐化開(kāi)始時(shí)間相對(duì)柳樹(shù)、月季插條較早，并且褐化程度相對(duì)較高。褐變產(chǎn)物不僅使外植體、細(xì)胞、培養(yǎng)基等變褐，而且對(duì)許多酶有抑制作用，從而影響培養(yǎng)材料的生長(zhǎng)與分化，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致死亡，褐化是影響此次試驗(yàn)的重要因素，這與黃丹瑩等［13］的研究結(jié)果相同。褐化與紫斑牡丹體內(nèi)的酚類物質(zhì)有關(guān)。酚類物質(zhì)被認(rèn)為是生根的抑制物質(zhì)。它不僅對(duì)生根有很強(qiáng)的抑制作用，而且有一定的腐蝕作用，容易使插穗在生根過(guò)程中腐爛。至于當(dāng)酚類物質(zhì)在植物體內(nèi)含量達(dá)到多少時(shí)，其對(duì)植物扦插生根的抑制作用最大，以及如何降低其在插條內(nèi)的含量，可能對(duì)提高紫斑牡丹生根率有幫助，還有待于進(jìn)一步研究。

圖2 紫斑牡丹扦插后30 d時(shí)插條的橫縱切面(10×、40×)

觀察插條扦插前和扦插后30 d的解剖結(jié)構(gòu)，扦插后的插條的維管形成層細(xì)胞發(fā)生分裂，細(xì)胞質(zhì)變濃，細(xì)胞排列變得緊密，同時(shí)觀察到有些細(xì)胞群由內(nèi)向外生長(zhǎng)穿過(guò)形成層、皮層直到突出表皮這個(gè)現(xiàn)象，可能是插條內(nèi)部在為不定根的發(fā)生做準(zhǔn)備，具體情況尚待研究。

［1］馬小龍.臨洮紫斑牡丹繁殖實(shí)用技術(shù)［J］.甘肅林業(yè)，2010(5):38.

［2］柴發(fā)喜.紫斑牡丹快繁技術(shù)［J］.中國(guó)林業(yè)，2010(2B):56.

［3］石建業(yè)，任生蘭.紫斑牡丹種苗快速繁殖技術(shù)［J］.中國(guó)林業(yè)，2010(11A):50.

［4］高見(jiàn).紫斑牡丹的繁殖栽培技術(shù)［J］.中國(guó)野生植物資源，2008，27(2):66 －67.

［5］曾瑞香，尹偉倫，趙孝慶，等.牡丹繁殖技術(shù)［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，22(3):90 －95.

［6］高志民，王雁，王蓮英.牡丹、芍藥繁殖與育種研究現(xiàn)狀［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，23(4):75 －79.

［7］魏洪軒.牡丹扦插繁殖［J］.花木盆景，1995(3):13.

［8］孔德政，孫守茹，高雪梅，等.牡丹扦插繁殖技術(shù)［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999，25(10):39.

［9］曾端香，尹偉倫，王玉華，等.5個(gè)矮生牡丹品種黃化嫩枝扦插技術(shù)研究［J］.園藝學(xué)報(bào)，2005，32(4):725 －728.

［10］朱耀軍.牡丹莖扦插繁殖技術(shù)及生根機(jī)理初步研究［D］.北京:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，2007.

［11］郭夕英，宗緒賢.牡丹繁殖技術(shù)［J］.當(dāng)代生態(tài)農(nóng)業(yè)，2008(Z1):124.

［12］成仿云，王友平.牡丹嫩枝生根的細(xì)胞組織學(xué)觀察［J］.園藝學(xué)報(bào)，1993，20(2):176 －180.

［13］黃丹瑩，江貴波.植物組織培養(yǎng)褐變產(chǎn)生的因素及對(duì)策［J］.廣西輕工業(yè)，2006，22(5):31 －32.