胡桃楸嫩枝扦插技術(shù)及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量變化研究

葛文志，劉建明，李業(yè)娟，秦希波，張海峰，劉紅民，張建瑛*

(1.黑龍江林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150080；2.延壽縣林業(yè)局實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，黑龍江 延壽 150700；3.遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院，沈陽(yáng) 110000)

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胡桃楸嫩枝扦插技術(shù)及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量變化研究

葛文志1，劉建明1，李業(yè)娟2，秦希波2，張海峰1，劉紅民3，張建瑛1*

(1.黑龍江林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150080；2.延壽縣林業(yè)局實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，黑龍江 延壽 150700；3.遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院，沈陽(yáng) 110000)

本文對(duì)胡桃楸嫩枝扦插過(guò)程中激素處理插穗對(duì)生根效果的影響及生根過(guò)程中相關(guān)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了觀察。結(jié)果表明：用NAA500 ppm +IBA500 ppm混合激素處理插穗能顯著提高其生根率和根系質(zhì)量；在嫩枝扦插生根過(guò)程中，可溶性糖含量、全氮含量表現(xiàn)為先上升再下降最后又上升的變化趨勢(shì)。可溶性蛋白含量呈先上升后下降趨勢(shì)。研究結(jié)果為胡桃楸嫩枝扦插技術(shù)建立奠定了基礎(chǔ)。

胡桃楸；嫩枝扦插；激素；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量

0　引　言

胡桃楸(JuglansmandshuricaMaxim.)又稱核桃楸、山核桃、核桃楸子，與黃菠蘿、水曲柳并稱為東北地區(qū)的“三大硬闊”，其用途非常廣泛，可以作為優(yōu)質(zhì)原材料加工生產(chǎn)，還可以進(jìn)行藥用加工，中藥顯示抗癌消毒效果顯著，其樹形、葉片具有一定觀賞性，能夠吸收工業(yè)、汽車尾氣等，尤其在現(xiàn)在霧霾天氣日益嚴(yán)重的情況下，道路兩旁可以種植胡桃楸改善外界環(huán)境[1]。為此，胡桃楸具有非常高的經(jīng)濟(jì)效益，許多學(xué)者也越來(lái)關(guān)注研究該樹種，具有非常好的市場(chǎng)前景。

由于胡桃楸早期開發(fā)比較早，分布范圍及種群數(shù)量都變得非常狹窄，在一些林區(qū)內(nèi)，很難見(jiàn)到適齡砍伐的徑材。胡桃楸多處于針闊混交林或落葉闊葉混交，能夠天然雜交形成許多復(fù)雜群體，個(gè)體差別很大[2-3]。其種子具有休眠性質(zhì)，用種子繁殖出苗率低、優(yōu)良性狀穩(wěn)定性差。針對(duì)前期學(xué)者發(fā)現(xiàn)的優(yōu)良種源，為了使胡桃楸優(yōu)良基因保存下來(lái)，需要進(jìn)行這種優(yōu)良種質(zhì)資源的擴(kuò)大繁殖。扦插繁殖技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單，繁殖速度快且不受樹種限制，能很好地保存親本優(yōu)良性狀的特點(diǎn)。因此，本文采用扦插繁殖方法，對(duì)胡桃楸扦插技術(shù)及插穗過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化進(jìn)行研究，以期為胡桃楸的良種繁育和推廣奠定技術(shù)和理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料采自黑龍江省興隆林業(yè)局元寶山苗圃胡桃楸實(shí)生苗。2014年7月初，選自2年生實(shí)生苗上的當(dāng)年嫩枝，剪成長(zhǎng)度為8～12 cm莖段作為插穗，每個(gè)莖段保留2～3片葉子，下端剪口為30度斜剪，將插穗用外源激素(NAA 500 ppm、IBA 500 ppm、IAA 500 ppm、生根粉(ABT)500 ppm、NAA 500 ppm +IBA 500 ppm)浸泡2 h后，扦插于帶有自動(dòng)間歇噴霧裝置的扦插槽內(nèi)。扦插之后每隔7 d取材1次，進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量測(cè)定。

測(cè)定時(shí)隨機(jī)采取用激素NAA 500 ppm +IBA 500 ppm處理后的插穗基部1～1.5 cm處莖段，然后用水清洗干凈后，存于-30℃的超低溫冰箱內(nèi)保存，備用。

1.2試驗(yàn)方法

可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定[4]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定；全氮含量采用凱氏定氮法[5]測(cè)定，試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 和SPSS軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1激素對(duì)胡桃楸扦插生根的影響

由表1可知，生根粉處理下平均生根率和不定根數(shù)顯著低于其他處理，沒(méi)有不定根發(fā)生，這說(shuō)明生根粉處理對(duì)胡桃楸不適合。在3種不同激素單獨(dú)處理下，NAA和IBA差異不顯著，生根率達(dá)35.1%、32.7%，IAA效果不明顯，生根率低。當(dāng)將兩種激素混合后，NAA500 ppm +IBA500 ppm處理的胡桃楸平均生根率達(dá)82.2%，顯著高于NAA和IBA單獨(dú)處理的47.1%、49.5%，不定根數(shù)量顯著多于其他激素處理，這說(shuō)明混合處理對(duì)胡桃楸扦插生根效果明顯。

表1　激素處理對(duì)胡桃楸嫩枝扦插生根的影響

注：同一列數(shù)據(jù)后不同字母代表處理間差異顯著(p<0.05)。

2.2胡桃楸嫩枝扦插過(guò)程中可溶性蛋白含量的變化

從圖 1可知，從扦插開始到生根過(guò)程中，可溶性蛋白含量的變化為先上升后下降趨勢(shì)。從扦插0 d開始至14 d，可溶性蛋白含量一直上升，這個(gè)時(shí)期正好是胡桃楸扦插逐漸形成愈傷組織的時(shí)期，在扦插14 d左右上升到最高，達(dá)20.78%，之后開始下降，在生根后降到最低。這說(shuō)明胡桃楸扦插過(guò)程中，在外源激素的處理下，插穗內(nèi)部前期貯存了一定含量的蛋白質(zhì)，為愈傷組織和生根的細(xì)胞提供物質(zhì)基礎(chǔ)，當(dāng)愈傷組織和不定根形成后，吸收、消耗了體內(nèi)的蛋白質(zhì)，致使可溶性蛋白含量下降[6]。

圖1　胡桃楸嫩枝扦插過(guò)程中可溶性蛋白含量的變化Fig.1 Changes of soluble protein contents during rooting process for softwood cuttings of Juglans mandshurica

2.3胡桃楸嫩枝扦插過(guò)程中可溶性糖含量的變化

胡桃楸扦插生根過(guò)程中，可溶性糖含量變化為先上升再下降再上升的一種趨勢(shì)(如圖2所示)。在扦插0～7 d 情況下，插穗可溶性糖含量達(dá)到最高，在扦插7～14 d時(shí)，當(dāng)不定根或者愈傷組織形成，消耗大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這表明核桃楸插穗中的細(xì)胞代謝和分裂非常旺盛，呼吸強(qiáng)度加強(qiáng)，代謝作用加劇，進(jìn)而可溶性糖含量開始急劇下降；之后插穗產(chǎn)生大量不定根、形成一個(gè)完整獨(dú)立的植株，可以進(jìn)行一定程度的光合作用，可溶性糖的合成和轉(zhuǎn)化逐漸加快，其含量又體現(xiàn)出上升的情況[7]。

圖2　胡桃楸嫩枝扦插過(guò)程中可溶性糖含量的變化Fig.2 Changes of soluble sugar contents during rooting process for softwood cutting of Juglans mandshurica

2.4胡桃楸扦插過(guò)程中全氮含量的變化

從圖3可知，扦插生根過(guò)程中總氮含量變化與可溶性糖含量的變化相近，基本呈現(xiàn)了“升高→降低→升高”的變化趨勢(shì)，但變化幅度較小，不明顯。在扦插0～7d過(guò)程中全氮含量上升，之后下降，最后當(dāng)大量不定根發(fā)生時(shí)全氮含量再次上升。說(shuō)明插穗在生根過(guò)程中氮素含量的降低有利于胡桃楸插穗不定根的形成，高濃度的氮素不利干胡桃楸生根。

圖3　胡桃楸扦插過(guò)程中全氮含量的變化Fig.3 Change of total nitrogen during rooting process for softwood cutting of Juglans mandshurica

3　結(jié)論及討論

(1)胡桃楸為難生根樹種，常規(guī)扦插生根率極低，不同激素處理胡桃楸嫩枝扦插發(fā)現(xiàn)，單一的添加一種生長(zhǎng)素效果不明顯，用NAA500 ppm+IBA500 ppm處理能顯著提高其生根率和不定根數(shù)等指標(biāo)。這與很多學(xué)者認(rèn)為生長(zhǎng)素對(duì)根原基的發(fā)生起著重要作用相一致[8-10]。

(2)在生根率高的處理(NAA500 ppm+IBA500 ppm)下進(jìn)行不同生根期內(nèi)可溶性糖、可溶性蛋白和全氮的含量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)了胡桃楸在嫩枝扦插過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量隨著扦插時(shí)間的變化而不斷變化，隨著愈傷組織和不定根的出現(xiàn)，一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被貯存或者被消耗，這與敖紅等[11-12]在扦插生理生化研究中結(jié)果相似。

在胡桃楸嫩枝扦插生根過(guò)程中可溶性糖、全氮含量的變化幾乎都為 “上升→下降→上升”的變化趨勢(shì)。在不添加激素的情況下，胡桃楸嫩枝扦插不成活，而添加外源激素的處理則會(huì)提高胡桃楸的嫩枝扦插成活率和生根率。這說(shuō)明在NAA和IBA激素的處理下，激活了胡桃楸插穗細(xì)胞內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝進(jìn)程，促進(jìn)了嫩枝扦插過(guò)程中生根的生理生化代謝，形成了不定根，提高了生根情況。這與高柱[13]、徐麗萍[14]等研究相同。

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[3]張麗鵬，楊雨春，趙珊珊.環(huán)境因子對(duì)長(zhǎng)白山區(qū)天然核桃楸林生長(zhǎng)的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30(4)：34-41.

[4]李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000.

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[8]劉玉民，劉亞敏，馬明，等.馬尾松扦插生根過(guò)程相關(guān)生理生化分析[J].林業(yè)科學(xué)，2010，46(9)：28-33.

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[10]張書娜，王慶成，郝龍飛，等.光照和施肥對(duì)白樺林冠下水曲柳、胡桃楸苗木生長(zhǎng)的影響[J].森林工程，2015，31(2):51-56.

[11]敖紅，王昆，陳一凌，等.長(zhǎng)白落葉松插穗內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其對(duì)扦插生根的影響[J].植物研究，2002，22(3)：301-304.

[12]劉玉民，劉亞敏，馬明，等.馬尾松扦插生根過(guò)程相關(guān)生理生化分析[J].林業(yè)科學(xué)，2010，46(9)：28-31.

[13]高柱，王小玲，余發(fā)新，等.金邊瑞香插穗形態(tài)、POD與可溶性蛋白含量變化研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，41(4)：33-37.

[14]徐麗萍，上官新晨，喻方圓.秤錘樹嫩枝扦插過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的變化[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，34(1)：50-53.

Cutting Technique for Juglans mandshurica.Softwood and theDynamic Changes of Nutrient Contents during Rooting Process

Ge Wenzhi1，Liu Jianming1，Li Yejuan2，Qin Xibo2，Zhang Haifeng1，Liu Hongmin3，Zhang Jianying1*

(1.Forestry Research Institute of Heilongjiang Province，Harbin 150080；2.Experimental Forest Farm of Yanshou County Forestry Bureau，Yanshou 150700，Heilongjiang Province；3.Forestry Science Research Institute of Liaoning Province,Shenyang,110000)

In this study，the effects of hormone on the rooting and the dynamic changes of the nutrient content during rooting of softwood cutting ofJuglansmandshurica.were studied.The results showed that the rooting rate and root quality were improved significantly when treated the softwood by NAA500 ppm +IBA500 ppm.The soluble sugar and total nitrogen content all increased first，then decreased，and finally increased.The soluble protein content increased first and then decreased during rooting process.These results provided a basis for softwood cutting ofJuglansmandshurica.

Juglansmandshurica；softwood cutting；hormone；nutrient content

2016-01-26

黑龍江省森工總局基金項(xiàng)目(sgzjQ2013003)；省屬科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(2014)；遼寧省農(nóng)業(yè)攻關(guān)及成果產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目(2014207011)；黑龍江省森工總局應(yīng)用重點(diǎn)項(xiàng)目(sgzjy2012002)；中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范推廣(HZT[2014]03 號(hào))

葛文志，碩士，副研究員。研究方向：森林培育。

張建瑛，碩士，副研究員。研究方向：植物生物技術(shù)。E-mail:zhangjianying1124@126.com

葛文志，劉建明，李業(yè)娟，等.胡桃楸嫩枝扦插技術(shù)及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量變化研究[J].森林工程，2016，32(5)：13-15.

S 792.132

A

1001-005X(2016)05-0013-03