3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系形態(tài)建成的影響*

方建波 竇 寧 張 亨 鄭詩(shī)雅 陳紅躍

（1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642；2. 廣州普邦園林股份有限公司，廣東 廣州 510600）

3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系形態(tài)建成的影響*

方建波1竇 寧1張 亨2鄭詩(shī)雅1陳紅躍1

（1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642；2. 廣州普邦園林股份有限公司，廣東 廣州 510600）

以3 a生火力楠(Michelia macclurei)袋裝苗為試驗(yàn)材料，研究分析了3種不同質(zhì)量濃度梯度(0、50、100、150 mg/L)的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、生根粉3號(hào)(ABT-3)對(duì)火力楠根系形態(tài)建成的影響。研究結(jié)果表明，3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在不同程度上均能夠促進(jìn)火力楠根系的生長(zhǎng)發(fā)育，且在不同質(zhì)量濃度下對(duì)火力楠根系形態(tài)建成的促進(jìn)作用存在著差異。采用主成分分析綜合比較不同處理對(duì)火力楠根系形態(tài)的影響，得出IAA在150 mg/L時(shí)的促進(jìn)作用最為明顯。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；火力楠；根系形態(tài)

隨著對(duì)森林資源保護(hù)的重視，我國(guó)開始進(jìn)入森林面積和蓄積雙增長(zhǎng)的新階段[1]，但由于天然林保護(hù)工程和禁止生態(tài)公益林主伐等一系列森林資源保護(hù)措施的實(shí)施，使得木材產(chǎn)量大幅度減少，大徑材和珍貴材顯得尤為短缺，我國(guó)珍貴樹種木材供需矛盾越來(lái)越嚴(yán)重[2]。推進(jìn)珍貴樹種培育技術(shù)研究不僅可以優(yōu)化樹種結(jié)構(gòu)改善區(qū)域環(huán)境，而且能夠有效保護(hù)珍貴用材種質(zhì)資源，是我國(guó)林業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的需要。

火力楠（Michelia macclurei）作為木蘭科（Magnoliaceae）含笑屬極速生類珍貴樹種[3]，適應(yīng)性廣、生長(zhǎng)迅速、萌芽力強(qiáng)、主干通直、材質(zhì)優(yōu)良，是南方各地廣為引種的樹種[4-6]，不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)效益[7]，與杉木（Cunninghamia lanceolata ）、馬尾松（Pinus massoniana ）等針葉樹種混交還能夠起到土壤改良[8]和培肥作用[9]。

發(fā)展火力楠是解決我國(guó)珍貴樹種木材供需矛盾的重要途徑之一[10]，因此需要對(duì)火力楠的栽植培育技術(shù)展開深入研究。而植物在栽培過(guò)程中主要依靠根系來(lái)吸收輸導(dǎo)土壤中的水分、養(yǎng)分，合成和儲(chǔ)藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，根系形態(tài)建成直接影響植物根系對(duì)土壤水分、養(yǎng)分的吸收效率，直接關(guān)系其對(duì)植物固定作用的強(qiáng)弱[11]，根系的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，表面積越大，根系從土壤中吸收水分和養(yǎng)分的能力也就越強(qiáng)，根系體積也是根系生長(zhǎng)狀況的集中體現(xiàn)，反映了根系的發(fā)達(dá)程度[12]。通過(guò)施用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑以充分發(fā)揮植物根系形態(tài)的可塑性，在植物栽植培育研究中受到越來(lái)越多的關(guān)注，對(duì)植物栽培技術(shù)的發(fā)展起著極其重要的推動(dòng)作用。因此，通過(guò)外施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)調(diào)節(jié)火力楠根系形態(tài)對(duì)其栽植成活及生長(zhǎng)發(fā)育具有重要現(xiàn)實(shí)意義[13-14]。

本文通過(guò)研究火力楠根系形態(tài)在不同質(zhì)量濃度的ABT-3號(hào)生根粉、NAA（萘乙酸）和IAA（吲哚乙酸）處理下的變化規(guī)律，為提高其種植栽培技術(shù)及其應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料來(lái)源于廣東省中山市樹木園苗圃內(nèi)的3 a生袋裝苗，苗高均為120～130 cm。栽培基質(zhì)是由黃心土和高效營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)土通過(guò)10:1的比例混合而成。其中高效營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)從隸屬于廣州市園林科學(xué)研究所的廣州市園林基質(zhì)廠購(gòu)買，黃心土來(lái)自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)花崗巖發(fā)育的赤紅壤20～60 cm深的土壤。IAA和NAA是純度為99.5%的出口型產(chǎn)品，由廣州市林國(guó)化肥有限公司提供，ABT-3生根粉由北京艾比蒂（ABT）生物科技有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)苗木于2014年8月移入廣州市天河區(qū)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)生態(tài)中心的溫室中進(jìn)行培育，按照苗木日常管理方法（淋水、遮陰等）進(jìn)行培育。苗木生長(zhǎng)條件與管理方式均保持高度一致。

試驗(yàn)前將袋苗取出后換至無(wú)紡布容器袋中，然后澆灌一次定植水，第二天再澆透一次。緩苗10 d，每天早、中、晚各澆一次水，并用遮陰網(wǎng)遮陰。

經(jīng)過(guò)10 d的緩苗期，待植物根系基本恢復(fù)以后，篩選出長(zhǎng)勢(shì)較好且相近的苗木作為試驗(yàn)苗木。選用ABT-3，IAA，NAA 3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根部進(jìn)行處理，處理施用量為1 L/株，每種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑分別設(shè)置50、100、150 mg/L 3種質(zhì)量濃度，另設(shè)對(duì)照（清水處理），共10個(gè)處理，每個(gè)處理共10株苗，采用灌根法，1周后再重復(fù)施用調(diào)節(jié)劑1次。一個(gè)月后對(duì)所有處理以及對(duì)照的苗木根系進(jìn)行采樣清洗，用于測(cè)定與分析。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

首先采用 EPSON PERFECTION 4490 PHOTO掃描儀對(duì)火力楠根系進(jìn)行掃描以獲取根系圖像，然后采用萬(wàn)深LA-S植物根系分析系統(tǒng)對(duì)獲取的圖像進(jìn)行分析，得到不同處理?xiàng)l件下的根系長(zhǎng)度、根系投影面積、根系面積、根系表面積、根系體積和根系平均直徑6個(gè)根系生理特征指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 Microsoft excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和表格的繪制，采用SAS 8.0和SPSS 19.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系形態(tài)指標(biāo)的影響

由圖1可知，相比于CK，3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)增大火力楠的根系長(zhǎng)度均有一定促進(jìn)作用。其中IAA的促進(jìn)作用最為顯著，且促進(jìn)效果隨著質(zhì)量濃度的升高而升高，當(dāng)質(zhì)量濃度為150 mg/L時(shí)，火力楠的根系長(zhǎng)度最大，為971.59 cm，是CK（248.07 cm）的3.92倍，有顯著差異（P＜0.05）。3號(hào)生根粉次之，50、100和150 mg/L ABT-3處理下的根系長(zhǎng)度分別為498.8、728.38、264.53 cm，隨著質(zhì)量濃度的升高呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，150 mg/L ABT-3處理下的根系長(zhǎng)度和CK相比無(wú)顯著差異，僅為CK的1.07倍。相比于ABT-3和IAA，NAA的促進(jìn)效果較不明顯，最佳質(zhì)量濃度為50 mg/L，隨著質(zhì)量濃度的升高促進(jìn)效果降低。

3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠的根系面積、投影面積和表面積均有一定的促進(jìn)作用，且各處理下根系面積、投影面積和表面積的變化趨勢(shì)與根系長(zhǎng)度大致相同。150 mg/L的IAA處理下的根系面積、投影面積、表面積均最大，分別為25.33、26.36 和 82.8 cm2，而在 50 和 100 mg/L IAA 處理下的根系面積、投影面積和表面積均無(wú)顯著差異；當(dāng)ABT-3的質(zhì)量濃度為150 mg/L時(shí)，根系面積、投影面積、表面積均最小，分別為7.26、7.18和22.56 cm2， 與 CK（6.66 、6.65 和 20.89 cm2）相比無(wú)顯著差異。

3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系體積均具有一定的促進(jìn)作用，ABT-3處理下火力楠的根系體積呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì)，在100 mg/L時(shí)表現(xiàn)較好，根系體積為 0.54 cm3，是 CK（0.19 cm3）的2.84倍。IAA對(duì)根系體積的促進(jìn)作用表現(xiàn)為先降低后升高的變化趨勢(shì)，質(zhì)量濃度為150 mg/L時(shí)為最佳處理，根系體積為0.74 cm3，是CK的3.89倍。而在不同質(zhì)量濃度的NAA處理下的根系體積分別為 0.33、0.33 和 0.36 cm3，無(wú)顯著差異。

圖1 3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系的影響

由圖2可知，與CK相比，3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑不同程度地增大了火力楠的根系平均直徑，ABT-3處理下的火力楠的根系平均直徑呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì)，100 mg/L促進(jìn)效果最為明顯，為0.61 mm，是CK（0.29 mm）的2.10倍。IAA處理下的根系平均直徑表現(xiàn)為先降低后升高的變化趨勢(shì)，150 mg/L時(shí)為最佳處理，根系平均直徑為 0.82 mm，是 CK（0.29 mm）的 2.83倍。NAA在50 mg/L時(shí)的促進(jìn)效果最為明顯，與100 mg/L的ABT-3處理下的根系平均直徑相等，同為0.61 mm，是 CK（0.29 mm）的 2.10倍；且隨著質(zhì)量濃度的升高，促進(jìn)效果下降。

2.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系形態(tài)影響的綜合評(píng)價(jià)

主成分分析是把多個(gè)指標(biāo)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析方法，它通過(guò)找出幾個(gè)綜合因子（主成分）來(lái)代表原來(lái)眾多的變量，使這些綜合因子盡可能地反映原來(lái)變量的信息量，而且彼此之間互不相關(guān)[15]。本文利用SPSS19.0對(duì)在不同質(zhì)量濃度不同種類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下的火力楠根系形態(tài)的6個(gè)生理指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。通過(guò)主成分分析計(jì)算出的各個(gè)主成分的特征值和貢獻(xiàn)率如表1。

圖2 3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系體積、直徑的影響

表1 特征值和貢獻(xiàn)率

由表1分析可知，主成分1的特征值為5.724，方差貢獻(xiàn)率高達(dá)95.701%，涵蓋了6個(gè)測(cè)定指標(biāo)的絕大部分信息。因此，僅主成分1就可以用作植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系形態(tài)影響的分析指標(biāo)。

表2為主成分1不同根系生理指標(biāo)的特征向量。由表2可知，根系長(zhǎng)度、根系投影面積 、根系面積、根系表面積、根系體積、根系平均直徑都是決定主成分1大小的主要特征分量，它們能夠反映原始數(shù)據(jù)信息量的95.701%。

利用SPSS 19.0計(jì)算出主成分1中各個(gè)根系生理指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)，并乘以標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，得到主成分表達(dá)式F1；又因?yàn)閮H主成分1就可以作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系形態(tài)影響的分析指標(biāo)，故主成分綜合得分模型F=F1，如下：

根據(jù)主成分綜合得分模型得出的計(jì)算結(jié)果表3。不同處理對(duì)火力楠根系形態(tài)影響的大小順序?yàn)椋?50 mg/L的IAA＞100 mg/L的ABT-3＞50 mg/L的IAA＞100 mg/L的IAA＞50 mg/L的NAA＞50 mg/L的ABT-3＞100 mg/L的NAA＞150 mg/L的NAA＞150 mg/L的ABT-3。質(zhì)量濃度為150 mg/L的IAA綜合評(píng)分最高，其次為100 mg/L的ABT-3和50 mg/L的IAA，除了CK對(duì)照組外，ABT-3在150 mg/L時(shí)表現(xiàn)最差。

表3 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系形態(tài)影響的綜合得分

3 結(jié)論與討論

植物的根系長(zhǎng)度、面積、投影面積、表面積、體積、平均直徑等是表征植物根系生長(zhǎng)狀況和吸收能力的重要指標(biāo)。試驗(yàn)采用IAA、NAA和ABT-3這3種不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠進(jìn)行澆灌處理后，其根系形態(tài)指標(biāo)均有不同程度的增加，表明了IAA、NAA和ABT-3均是有效的、能夠加快植物根系形態(tài)建成的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。這與龔弘娟等[16]、趙健等[17]對(duì)中華獼猴桃（Actinidia chinensis ）和白及（Bletilla striata ）幼苗施用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑所得的研究結(jié)果一致。

在不同質(zhì)量濃度下的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)火力楠根系生長(zhǎng)發(fā)育的促進(jìn)作用存在差異，通過(guò)主成分分析得出150 mg/L的IAA對(duì)火力楠根系形態(tài)建成的促進(jìn)效果最為明顯，其次為100 mg/L的ABT-3和50 mg/L的IAA。但是150 mg/L的IAA是否就是最佳處理還需進(jìn)一步試驗(yàn)，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的處理時(shí)間也可以在今后進(jìn)一步的試驗(yàn)中擴(kuò)大范圍。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的施用方法有點(diǎn)涂法、灌根法、蘸粉法和葉面噴霧法等，本實(shí)驗(yàn)中采用是灌根法，該方法是否最佳的方法，還有待今后進(jìn)一步的探討。此外，在不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑之間存在著交叉反應(yīng)[18]，相比較單一的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，一定配比的復(fù)混型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑更具有高效性，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)節(jié)作用更為顯著。因此筆者認(rèn)為可以開展不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類以不同比例混合，在不同施用方法或是不同處理時(shí)間下試驗(yàn)，找到更加優(yōu)化的處理方法，以便為提高移植成活率提供更完善的配套技術(shù)保障，為完善火力楠的栽植技術(shù)服務(wù)。

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Effects of Three Kinds of Plant Growth Regulators on Root Morphology of Michelia macclurei

FANG Jianbo1DOU Ning1ZHANG Heng2ZHENG Shiya1CHEN Hongyue1

(1. College of Forestry and Landscape Architecture，South China Agricultural University，Guangzhou, Guangdong 510642，China；2. Pubang Landscape Architecture Co. Ltd.，Guangzhou, Guangdong 510600，China)

Using the three-year-old Michelia macclurei as experimental materials, the effects of the three plant growth regulators (IAA, NAA, ABT-3) with different concentrations (0、50、100、150 mg/L) on the root morphology of M. macclurei were examined. The results showed that all three kinds of plant growth regulators could promote the root growth of M. macclurei in different degree, and different concentrations of the same growth regulators on the root morphology of M. macclurei were different. The effects of different treatments on root morphology of M. macclurei were studied by the principal component analysis, which showed that the promotion effect of IAA was the strongest at 150 mg/L.

plant growth regulator；Michelia macclurei；root morphology

S727.9

A

2096-2053（2017）05-0056-06

中山市科技基金資助項(xiàng)目“適宜城鎮(zhèn)綠化的鄉(xiāng)土樹種資源評(píng)價(jià)及育苗、種植關(guān)鍵技術(shù)研究”（4400-H13527）。

方建波（1994— ），男，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)閳@林植物，E-mail：2462388218@qq.com。

陳紅躍（1964— ），男，教授，主要從事森林培育與園林植物研究，E-mail：chenhongyuetz@126.com。