基于正交試驗(yàn)的梅片樹扦插育苗研究*

謝金蘭 陳新強(qiáng) 林春蘭 溫秀鳳陳桂瓊 李志良 羅萬(wàn)業(yè) 魏錦秋

（梅州市林業(yè)科學(xué)研究所，廣東 梅州 514011）

龍腦型陰香俗稱梅片樹（Cinnamomum burmanni），是樟科（Lauraceae）樟屬植物陰香的一個(gè)富含“右旋龍腦”的生理或化學(xué)類型[1-2]，外部形態(tài)與陰香無(wú)差異。其枝葉中含有的天然右旋龍腦，俗稱“梅片”、“天然冰片”，是一種高級(jí)香料和名貴珍稀藥材，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、香料等行業(yè)[3]。吳航等[4]在對(duì)陰香種群的樣品植株葉精油化學(xué)成分進(jìn)行分析后，將陰香種群劃分為4個(gè)化學(xué)類型，分別是：傘花素/桉葉油素型、桉葉油素型、桉葉油素/龍腦型、龍腦型，并推測(cè)這些化學(xué)型之間存在演化關(guān)系，其化合物的進(jìn)化方向?yàn)椋簩?duì)-傘花烴→1,8-桉葉油素→d-龍腦。陳新強(qiáng)等[5]在選育d-龍腦含量高的梅片樹過(guò)程中，對(duì)大量陰香樣品葉精油含量進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)龍腦型在自然分布中占陰香種群的比例，約為千分之一，其d-龍腦含量能達(dá)到葉精油的80%。種內(nèi)化學(xué)型是指同種植物因所含化學(xué)成分的差異而分為多種類型,它們的形態(tài)差異不明顯，是植物種內(nèi)生物多樣性的一種表現(xiàn)，又稱生理變種、化學(xué)變種[6]等。目前，關(guān)于種內(nèi)化學(xué)型的研究主要集中在藥用植物化學(xué)型的化學(xué)成分研究，目的在于開發(fā)新的植物資源，而對(duì)種內(nèi)化學(xué)型在遺傳育種方面是否存在差異則少見(jiàn)研究，而這方面的研究對(duì)開發(fā)植物資源亦有很大幫助。

廣東省梅州地區(qū)梅片樹種植歷史悠久，境內(nèi)分布有許多早期從東南亞引進(jìn)的梅片樹。從本世紀(jì)初，梅州地區(qū)陸續(xù)有企業(yè)和林農(nóng)開始大面積種植梅片樹，逐步在平遠(yuǎn)縣發(fā)展出全國(guó)最大的梅片樹產(chǎn)業(yè)基地。目前，生產(chǎn)中梅片樹造林苗木主要以扦插苗為主，嫁接繁殖受到缺乏熟練工人及成活率較低的制約，種子繁育因遺傳變異使得子代右旋龍腦的含量不穩(wěn)定，因而不能在生產(chǎn)中使用，組培繁育則尚未有成熟的技術(shù)。

鑒于梅片樹產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，梅州市林業(yè)科學(xué)研究所從2011年起開展梅片樹遺傳育種和培育技術(shù)等方面的研究，經(jīng)過(guò)多年努力，成功從廣東地區(qū)早期種植的梅片樹中篩選出右旋龍腦含量高的梅片樹單株，并以此作為母樹營(yíng)建采穗圃，開展梅片樹的扦插繁育試驗(yàn)。本研究旨在比較分析不同因素對(duì)梅片樹的扦插生長(zhǎng)效果影響，以便集成梅片樹的良種擴(kuò)繁高效技術(shù)，培育優(yōu)良無(wú)性系苗木，滿足企業(yè)及社會(huì)的需求。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在位于梅州市梅江區(qū)西陽(yáng)鎮(zhèn)白宮的梅州市林業(yè)區(qū)域試驗(yàn)中心，地處24°19′N，116°07′E，年平均氣溫 20.7～21.4 ℃，年平均降雨量1 400～1 800 mm，日照充足。

1.2 試驗(yàn)材料

供試插條采自本單位營(yíng)建的梅片樹采穗圃，母樹為2 a生植株，是選育的高含量（d-龍腦含量占葉片質(zhì)量的1%左右）梅片樹。試驗(yàn)所用生根激素NAA、IBA為分析純，均由上海伯奧生物科技有限公司生產(chǎn)； GGR生根粉劑由北京艾比蒂研究開發(fā)中心生產(chǎn)；“根太陽(yáng)”生根劑[7]是一種新式的分子信號(hào)誘導(dǎo)型生根商品，由廣州植物龍生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用L16(21×43)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置插穗類型(A)、生根激素(B)、激素質(zhì)量濃度(C)、扦插基質(zhì)(D)4個(gè)因素，每種激素的處理時(shí)間為3 h（表1）。共設(shè)16個(gè)處理組合（表2），每個(gè)處理扦插90株，重復(fù)3次，共計(jì)4 320株。

1.4 扦插方法

1.4.1 試驗(yàn)性扦插采穗圃營(yíng)建 采穗圃營(yíng)建工作于2016年春在梅州市林業(yè)區(qū)域試驗(yàn)中心內(nèi)進(jìn)行。采用條墾整地，穴規(guī)格為40 cm×40 cm×30 cm，株行距1 m×1.5 m，栽植時(shí)間為春季3—4月，栽植的苗木為1 a生容器苗，苗高30 cm以上，地徑在0.4 cm以上。經(jīng)過(guò)一年多的撫育管理，采穗母株長(zhǎng)勢(shì)良好，一般母株能產(chǎn)10～20根穗條。

1.4.2 插穗及苗床準(zhǔn)備 扦插試驗(yàn)于2017年2月進(jìn)行，從采穗圃優(yōu)株剪取當(dāng)年生、健壯、半木質(zhì)化枝條作為插穗，截成長(zhǎng)約8～12 cm的插條，保留上部1片葉片，下截口剪成45°平滑斜面。插穗用0.1%高錳酸鉀溶液消毒20 s后待用。在蔭棚內(nèi)做好插床，床寬約1 m，插床四周用磚砌高20～25 cm，內(nèi)填基質(zhì)高10～12 cm。四周做好排水。1.4.3 扦插及插后管理 扦插前1 d淋濕基質(zhì)，用0.2%高錳酸鉀溶液消毒待用。插穗采回后及時(shí)處理并扦插，株行距5 cm，插入土深3～5 cm，打孔直插并壓緊插穗周圍基質(zhì)，插后淋透水，蓋薄膜密封保濕，薄膜外加蓋一層遮陽(yáng)網(wǎng)。隨后定期查看、澆水，使基質(zhì)保持濕潤(rùn)，110 d左右揭去薄膜，測(cè)量生根指標(biāo)。

表1 正交設(shè)計(jì)L16(21×43)的因子與水平Table 1 The factors and levels of orthogonal design L16 (21 × 43)

表2 L16(21×43)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab. 2 L16 (21 × 43) orthogonal experimental design

1.5 數(shù)據(jù)采集與處理

2017年5月下旬，在移入營(yíng)養(yǎng)袋的同時(shí)調(diào)查生根率、側(cè)根數(shù)、平均根長(zhǎng)。生根率指標(biāo)采取每株調(diào)查，側(cè)根數(shù)、平均根長(zhǎng)每一處理組合隨機(jī)抽取10株測(cè)量，取其平均值。采用SPSS 19.0與Microsoft excel 2007進(jìn)行方差分析、多重比較分析（LSD法）、聚類分析（系統(tǒng)聚類法）等。生根率作反正弦轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行方差分析。根系效果指數(shù)參考朱湘渝等[8]的計(jì)算方法并進(jìn)行簡(jiǎn)化。

生根率=每種處理生根插條數(shù)/每種處理插條總數(shù)×100%

根系效果指數(shù)=平均根長(zhǎng)×根系數(shù)量/該處理插條總數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 生根率

2.1.1 各處理間生根率比較 梅片樹插條的根組織在愈傷組織及其相鄰的莖節(jié)皮層形成，屬愈傷組織生根。其插條生根較慢，插后50 d左右才開始形成愈傷組織，約80 d后開始生根，110 d后生長(zhǎng)穩(wěn)定，此時(shí)調(diào)查分析生根情況，結(jié)果見(jiàn)表3。16個(gè)處理間的生根率差異極顯著（F=51.078，P＜0.01），最高為15號(hào)處理，生根率達(dá)88.15%；其次為11號(hào)處理、12號(hào)處理，生根率分別為83.7%、79.63%；生根率最低為8號(hào)處理和3號(hào)處理，分別為：16.66%、17.78%（圖1）。

圖1 梅片樹扦插生根率多重比較Fig. 1 Multiple comparison of rooting rate of Cinnamomum burmanni

2.1.2 各扦插因素對(duì)生根率的影響 不同生根激素、激素質(zhì)量濃度、扦插基質(zhì)對(duì)梅片樹扦插生根率具有極顯著影響（P＜0.01）。插穗類型對(duì)梅片樹扦插生根率的影響顯著（t =-2.199，P＜0.05）。Eta平方值顯示，各扦插因素對(duì)梅片樹扦插生根率總變異的貢獻(xiàn)順序?yàn)椋呵げ寤|(zhì)＞激素質(zhì)量濃度＞生根激素＞插穗類型。對(duì)各扦插因素的各水平均值進(jìn)行多重比較（表4），結(jié)果如下：帶頂芽插穗扦插生根率均值比無(wú)頂芽插穗扦插生根率均值高21.48個(gè)百分點(diǎn)；生根激素使用NAA:IBA=1:1或GGR處理時(shí)，生根率高，分別為68.42%、62.87%；生根率隨激素質(zhì)量濃度的增加表現(xiàn)出先增高后降低的趨勢(shì)，采用激素質(zhì)量濃度范圍為100～150 mg/L時(shí)，生根率高；采用黃心土最好（73.89%），其次為珍珠巖（66.02%），采用河沙生根率最差（29.54%）。各因素組合最優(yōu)的結(jié)果是：插穗類型采用帶頂芽莖段，生根激素使用NAA:IBA=1:1或GGR，激素處理質(zhì)量濃度為100～150 mg/L，基質(zhì)采用黃心土。

表3 梅片樹扦插生根效果Tab. 3 Cutting rooting effects of C. burmanni

表4 梅片樹扦插生根率主要影響因素的比較分析Tab. 4 Comparative analysis of the main influencing factors of the rooting rate of C. burmanni %

2.2 平均側(cè)根數(shù)

對(duì)梅片樹扦插成活株的不定根數(shù)進(jìn)行測(cè)量，單株不定根最多為10根（組合12），最少為1根（組合 15、11、6、2、5），16個(gè)處理間的平均生根數(shù)差異極顯著（P＜0.01）（圖2）。分析各扦插因素對(duì)梅片樹扦插平均生根數(shù)的影響，結(jié)果表明：不同激素質(zhì)量濃度對(duì)梅片樹扦插平均側(cè)根數(shù)具有極顯著影響（P＜0.01）；不同生根激素、不同扦插基質(zhì)、不同插穗類型對(duì)梅片樹扦插平均側(cè)根數(shù)影響均不顯著。Eta平方值顯示，各扦插因素對(duì)梅片樹扦插平均生根數(shù)總變異的貢獻(xiàn)順序?yàn)椋杭に刭|(zhì)量濃度＞生根激素＞扦插基質(zhì)＞插穗類型。

圖2 梅片樹扦插生根數(shù)多重比較Fig.2 Multiple comparison of the number of cuttage rooting of C. burmanni.

2.3 平均側(cè)根長(zhǎng)

對(duì)梅片樹扦插成活株的不定根長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，單株根長(zhǎng)最長(zhǎng)為19.1 cm（組合16），最短為2.1 cm（組合5），16個(gè)處理間的平均根長(zhǎng)差異極顯著（P＜0.01）（圖3）。分析各扦插因素對(duì)梅片樹扦插平均生測(cè)根長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明：不同生根激素、激素質(zhì)量濃度、插穗類型（t=-2.451，P＜0.05）對(duì)梅片樹扦插平均根長(zhǎng)具有顯著影響；不同扦插基質(zhì)對(duì)梅片樹扦插平均根長(zhǎng)影響不顯著。Eta平方值顯示，各扦插因素對(duì)梅片樹扦插平均測(cè)根長(zhǎng)總變異的貢獻(xiàn)順序?yàn)椋荷に兀炯に刭|(zhì)量濃度＞插穗類型＞扦插基質(zhì)。

圖3 梅片樹扦插平均根長(zhǎng)多重比較Fig.3 Multiple comparison of the average root length of C.burmanni

2.4 生根效果綜合分析

計(jì)算各處理的根系效果指數(shù)（表3），16個(gè)處理間的根系效果指數(shù)差異極顯著（P＜0.01），表明各組合的扦插苗根系生長(zhǎng)差異極大。分析各扦插因素對(duì)根系效果指數(shù)的影響，結(jié)果表明：不同激素質(zhì)量濃度對(duì)根系效果指數(shù)具有顯著影響(P＜0.05)；不同插穗類型、生根激素、扦插基質(zhì)對(duì)根系效果指數(shù)影響均不顯著。

對(duì)梅片樹扦插生根總體情況（包括生根率、平均根長(zhǎng)、平均側(cè)根數(shù)）作綜合分類，以類內(nèi)最小相關(guān)系數(shù)顯著為分類標(biāo)準(zhǔn)，將梅片樹扦插生根分為4類（圖4），處理組合11、12、15為一類，組合6、16、10、2、5為一類，組合1、14、9、7、13、4為一類，組合3、8為一類。其中，處理組合11、12、15為優(yōu)良組合，平均生根率為79.62%～88.15%，平均側(cè)根數(shù)為1.7～2.5根，平均根長(zhǎng)為9.19～11.05 cm，根系發(fā)育較好。

圖4 梅片樹扦插生根樹形聚類分析圖Fig. 4 The tree-form clustering analysis diagram of cutting rooting of C. burmanni

3 結(jié)論與討論

生根激素、激素質(zhì)量濃度、扦插基質(zhì)對(duì)梅片樹扦插生根率具有極顯著影響，插穗類型對(duì)梅片樹扦插生根率具顯著影響；激素質(zhì)量濃度對(duì)梅片樹扦插生根數(shù)影響極顯著，其他3個(gè)因素則影響不顯著；生根激素和激素質(zhì)量濃度、插穗類型3個(gè)因素對(duì)梅片樹扦插平均根長(zhǎng)均具有顯著影響，扦插基質(zhì)則無(wú)顯著影響。

本次試驗(yàn)中帶頂芽插穗比無(wú)頂芽插穗生根率高，這結(jié)果與葉萌等[9]、李志良等[10]的研究相符，可能與頂芽生長(zhǎng)激素濃度高，有利于促使插穗愈傷組織的生根有關(guān)。插穗成活的關(guān)鍵是插穗基部能否形成不定根，試驗(yàn)中4種生根激素都能促進(jìn)梅片樹插穗不定根的產(chǎn)生及生長(zhǎng)，但不同生根激素對(duì)梅片樹扦插效果的影響不同，其中NAA:IBA=1:1和GGR生根激素的處理效果最好。4種激素的質(zhì)量處理濃度對(duì)生根率的影響分析顯示，生根率隨激素濃度的增加表現(xiàn)出先增高后降低的趨勢(shì)，最佳激素處理范圍為：100～150 mg/L。扦插基質(zhì)是插條生根營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與礦物質(zhì)的來(lái)源,理想的基質(zhì)應(yīng)具有調(diào)節(jié)水分、養(yǎng)分、空氣的能力及促進(jìn)植物快速生根和成活后的生長(zhǎng)勢(shì)[11]。比較4種不同扦插基質(zhì)，黃心土與珍珠巖都能較好地促使插條生根，但黃心土保水性強(qiáng)、有粘性，能緊密地與插穗結(jié)合，具有一定的透氣性且能提供足夠的養(yǎng)分供插條生根，與珍珠巖相比效果更好；河沙作為基質(zhì)雖然透氣性強(qiáng)但質(zhì)地重、保溫保水性差[12]，幾乎不含養(yǎng)分，而梅片樹喜歡偏酸性肥厚土壤，所以生根效果最差。綜上所述：在生產(chǎn)上梅片樹扦插宜采用帶頂芽莖段的插穗經(jīng)100～150 mg/L NAA:IBA=1:1組合或GGR浸泡處理3 h后，選用黃心土基質(zhì)進(jìn)行扦插。

本試驗(yàn)采用的扦插方法、試驗(yàn)條件及日常管理均與李志良等[10]的梅片樹扦插試驗(yàn)相同，只在插穗來(lái)源及母樹樹齡存在差異。此次供試的插條采自選育的d-龍腦高含量（d-龍腦含量占葉片質(zhì)量的1%左右）梅片樹、且是2 a生小樹，而李志良等使用的插條采自多年生未經(jīng)選育的梅片樹。在相同的試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)結(jié)果存在差異，其原因可能為兩方面：一是母樹樹齡引起差異。許多相關(guān)試驗(yàn)[13-15]均證實(shí)插穗母樹的年齡及營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)狀況會(huì)影響到扦插成活生根；二是種內(nèi)化學(xué)型間的無(wú)性繁殖可能存在差異。目前，在梅片樹的相關(guān)研究中，發(fā)現(xiàn)梅片樹的嫁接、組培等試驗(yàn)的結(jié)果與普通陰香相比亦存在差異，表現(xiàn)為梅片樹嫁接成活率比普通陰香低；適合普通陰香的組培配方不適合梅片樹。因此，今后可以系統(tǒng)開展梅片樹和普通陰香在繁育方面的對(duì)比試驗(yàn)，探索梅片樹更優(yōu)良的繁育方法。

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