扦插部位、時間和IBA濃度對‘紫光’狼尾草(Pennisetum alopecuroides ‘Ziguang’)莖稈扦插成活的影響

胡耀芳， 范希峰， 滕 珂， 岳躍森， 武菊英*

(1．北京農(nóng)學(xué)院園林學(xué)院，北京 102206； 2．北京市農(nóng)林科學(xué)院北京草業(yè)與研究發(fā)展中心，北京 102206)

‘紫光’狼尾草(Pennisetumalopecuroides‘Ziguang’)為禾本科(Gramineae)狼尾草屬(Pennisetum)多年生草本，因花序似狼尾而得名，是狼尾草屬中最具代表性的觀賞型草種,主要分布在熱帶、亞熱帶地區(qū)[1-2]?！瞎狻俏膊菥哂兄晷蝺?yōu)美和花序美麗等獨(dú)特的觀賞價值，同時又有較強(qiáng)的水土保持能力、耐刈割、再生能力強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)水平低等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的園林造景植物，可廣泛應(yīng)用于節(jié)約型園林[3]。此外，‘紫光’狼尾草生態(tài)環(huán)境適應(yīng)性較好，在北京地區(qū)具有較好的應(yīng)用前景[4-6]，市場需求也日益增長。

‘紫光’狼尾草具有異花授粉而后代分離的現(xiàn)象，其種子育苗的后代嚴(yán)重分離，整齊度大大降低，嚴(yán)重影響其觀賞效果[7]。因此僅經(jīng)過多年的自交和篩選，并通過營養(yǎng)繁殖的方式，才能形成穩(wěn)定遺傳的品種[8]。狼尾草無性繁殖包括組培、分株移栽和莖稈扦插等方式。組培的擴(kuò)繁系數(shù)最高，但該方法的費(fèi)用高，且對設(shè)施、操作人員的技術(shù)要求較高，不利于大規(guī)模推廣[9-11]。利用根莖直接分株雖然建植費(fèi)用低，但存在擴(kuò)繁系數(shù)較低的問題[12]。莖稈扦插繁殖技術(shù)難度低，易于推廣，且能夠保持親本的優(yōu)良性狀，可廣泛應(yīng)用于多種植物的快速繁育[13]。

目前有關(guān)狼尾草的莖稈扦插技術(shù)鮮有報道，在生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)‘紫光’狼尾草利用莖稈進(jìn)行扦插成活率較低，不能有效的利用繁殖材料，造成了大量人力物力資源的浪費(fèi)，且不利于保證短時間內(nèi)大量的種苗供給，無法滿足市場需求。因此，探討影響‘紫光’狼尾草莖稈扦插的影響因素及最佳方法便非常迫切。研究表明，雜交狼尾草(Pennisetumamericanum× P．purpureum)[14]、飼草玉米(Zeamays)[15]不同部位莖段扦插的成活率具有較大的差異；IBA處理插穗可顯著提高莖段扦插幼苗的生根率[16-17]。但高濃度的IBA處理傷害了插穗組織，并可誘導(dǎo)乙烯的大量產(chǎn)生，抑制了莖段芽苞的生長發(fā)育[18]；白樺(BetulaplatyphyllaSuk)進(jìn)行嫩枝扦插，其扦插生根率與插穗的可溶性糖含量關(guān)系密切[19]。為提高‘紫光’狼尾草的成活率，快速大量提供種苗，本研究利用‘紫光’狼尾草作為繁殖材料，探討了扦插部位、扦插時間和IBA濃度對其莖稈扦插的影響，以期篩選出莖稈扦插最佳條件，為其快速高質(zhì)繁育及推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與培養(yǎng)條件

供試植物材料為來源于北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心的三年生‘紫光’狼尾草，采用5×10孔穴盤及普通商品基質(zhì)，其中商品基質(zhì)的主要成分為草炭、珍珠巖及蛭石等。每個穴孔內(nèi)扦插1個莖段，置于日光溫室的地面上進(jìn)行培養(yǎng)。生長條件為25～15℃(晝/夜)，光周期約為12～14 h。每2～3天澆一次水。

1.2 試驗(yàn)方法

扦插部位試驗(yàn)：于8月22日進(jìn)行，‘紫光’狼尾草莖稈從下至上取第1～6個單個芽苞進(jìn)行扦插，相鄰2個芽苞為1組，分為下部、中部和上部芽苞。每個部位4次重復(fù)，每次重復(fù)扦插10個莖段。10周后，拔出幼苗統(tǒng)計其生長發(fā)育情況。

扦插時間試驗(yàn)：在‘紫光’狼尾草秋季繁殖期，自8月8日至10月31日每隔2周對‘紫光’狼尾草下部芽苞進(jìn)行1次莖稈扦插，共進(jìn)行7次。每個批次4次重復(fù)，每次重復(fù)扦插10個莖段。測量母株可溶性糖與淀粉含量，10周后，拔出幼苗統(tǒng)計其生長發(fā)育情況。

吲哚丁酸(indolebutyric acid,IBA)濃度試驗(yàn)：于9月5日進(jìn)行，在‘紫光’狼尾草莖稈扦插過程中，分別將其扦插莖段蘸取不同濃度IBA后再進(jìn)行扦插，IBA濃度梯度為：0,0.1%,0.2%,0.3%,0.5%,1%。每個處理4次重復(fù)，每次重復(fù)扦插10個莖段。10周后，拔出幼苗統(tǒng)計其生長發(fā)育情況。

1.3 扦插方法

鋪設(shè)基質(zhì)：在5×10孔穴盤內(nèi)鋪設(shè)基質(zhì)，并澆足透水；選擇莖稈：選取生長健壯且長勢一致的莖稈，分別取其莖稈從下至上第1～6個單個芽苞進(jìn)行扦插，相鄰2個芽苞為1組分為下部、中部和上部芽苞；修剪莖段：芽苞上部莖稈剪成平口，以減少莖稈內(nèi)部水分蒸發(fā)；芽苞下部莖稈剪成斜口，以利于莖稈從基質(zhì)內(nèi)吸收水分和無機(jī)鹽等物質(zhì)；莖段扦插：扦插時確保每個芽苞朝上，蘸取IBA溶液確保沒過芽苞，并且覆土深度均為1 cm。置于日光溫室的地面上進(jìn)行培養(yǎng)。

1.4 測定指標(biāo)及方法

母株內(nèi)可溶性糖與淀粉含量：分別測定母株內(nèi)莖稈和芽苞內(nèi)的可溶性糖與淀粉含量，其中總可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[20]；淀粉含量的測定采用酸水解法[21]，用單位mg·g-1表示。

苗高：扦插后每隔兩2周測量1次苗高，單位用cm表示；

鮮干重：包括地上部鮮重、地上部干重、地下部鮮重與地下部干重等。拔出幼苗后，將苗株的地上部莖葉和地下部根系分開，用清水沖洗干凈，裝入信封，在烘箱中于105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，分別測定，單位用g表示；

根系指數(shù)：包括成活率、最長根長和生根數(shù)等，均為每個處理的平均值。最長根長及生根數(shù)由WinRHIZO根系分析系統(tǒng)(型號：EPSON EXPRESSION 10000XL)對扦插幼苗根系進(jìn)行掃描后分析數(shù)據(jù)得出。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0進(jìn)行方差顯著性分析，差異顯著水平為0.05，并用Excel 2010作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 扦插部位對幼苗生長狀況的影響

由表1可知，3種扦插部位幼苗的成活率、最長根長及生根數(shù)大小依次為：下部芽苞>中部芽苞>上部芽苞。其中，下部芽苞扦插成活率為40%，比中部芽苞和下部芽苞分別高10%和22.50%；下部芽苞扦插幼苗的最長根長為16.28 cm，比中部芽苞

和下部芽苞分別高2.52 cm和3.49 cm；下部芽苞扦插幼苗的生根數(shù)為36.61，比中部芽苞和下部芽苞分別高20.25和21.78。3種扦插部位苗高和鮮干重依次為：下部>中部>上部。其中下部芽苞幼苗苗高為15.69 cm，比中部芽苞和下部芽苞分別高0.71 cm和1.43 cm；下部芽苞幼苗的地上鮮重、地上干重、地下鮮重和地下干重分別為0.58 g、0.38 g、0.13 g和0.05 g，比中部芽苞地上鮮重、地上干重及地下鮮重分別重0.07 g、0.05 g和0.01 g，比下部芽苞幼苗鮮干重分別高0.15 g、0.06 g、0.03 g和0.01 g(圖1)。

表1 扦插部位對幼苗生根的影響Table 1 Effects of cutting position on the rooting of seedlings

注：每組數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(SE)。不同小寫字母表示0.05水平下差異顯著，下同

Note:Each number is the mean of replicates with standard error (SE). Different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level,respectively. The same as below

圖1 扦插部位對幼苗苗高及鮮干重的影響(A：對苗高的影響；B：對鮮干重的影響)Fig.1 Effects of cutting position on the height,the fresh and dry weight of seedlings(A:Effects on the height of seedlings; B:Effects on the fresh and dry weight of seedlings)

2.2扦插時間對幼苗生長狀況的影響

由圖2可知，八月上旬至十月下旬，‘紫光’狼尾草在莖段扦插繁殖時，隨著扦插時間的變化，其母株莖稈中可溶性糖含量呈現(xiàn)“雙峰型”變化，淀粉含量則持續(xù)增加；其扦插幼苗的成活率、最長根長及生根數(shù)均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，并在8月22日左右時取得最大值(圖3與圖4)。其中，母株莖稈中淀粉與可溶性糖含量最高為48.65 mg·g-1和130.03 mg·g-1；幼苗的成活率、最長根長及生根數(shù)分別為45%、16.28 cm和36.61。八月上旬至十月下旬，‘紫光’狼尾草在莖段扦插繁殖時，隨著扦插時間的變化，其幼苗苗高與鮮干重均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，并在8月22日左右扦插時生長狀況最佳，2周后幼苗的苗高為23.49 cm，地上鮮重、地上干重、地下鮮重和地下部干重分別為0.58 g、0.32 g、0.13 g和0.05 g(圖5)。

圖2 扦插日期對母株淀粉及可溶性糖含量的影響Fig.2 Effects of cutting time on the starch and the soluble sugar contents of the mother plants

圖3 扦插日期對幼苗成活率的影響Fig.3 Effects of cutting time on the survival rates of seedlings

圖4 扦插時間對幼苗最長根長及生根數(shù)的影響(A：對最長根長的影響；B：對生根數(shù)的影響)Fig.4 Effects of cutting time on the longest root lengths and the rooting numbers of seedlings(A: Effects on the longest root lengths of seedlings;B:Effects on the rooting numbers of seedlings)

圖5 扦插時間對幼苗苗高及鮮干重的影響(A：對苗高的影響；B：對鮮干重的影響)Fig.5 Effects of cutting time on the height,the fresh and dry weight of seedlings(A:Effects on the height of seedlings;B:Effects on the fresh and dry weight of seedlings)

2.3 IBA濃度對幼苗生長狀況的影響

由圖6可知，IBA可以提高扦插幼苗的成活率。在6種IBA濃度處理?xiàng)l件下，隨著IBA濃度的增加，其莖稈扦插幼苗的成活率呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，在0.3% IBA處理時達(dá)到最大值，為40%。幼苗的最長根長及生根數(shù)亦呈現(xiàn)相同的變化趨勢，并在0.3% IBA處理時達(dá)到最大值，分別為14.77 cm和11.24(圖7)。IBA可以促進(jìn)扦插幼苗的生長狀況，尤其促進(jìn)地下鮮重的增加。在6種IBA濃度處理?xiàng)l件下，隨著激素濃度的增加，其莖稈扦插幼苗苗高與鮮干重均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，并在0.3% IBA處理下達(dá)到最大值。其中，2周后幼苗苗高為12 cm，地上鮮重、地上干重、地下鮮重和地下干重分別為0.31 g、0.10 g、0.36 g和0.09 g(圖8)。

圖6 IBA濃度對幼苗成活率的影響Fig.6 Effects of IBA concentration on the survival rates of seedlings

圖7 IBA濃度對幼苗最長根長及生根數(shù)的影響(A：對最長根長的影響；B：對生根數(shù)的影響)Fig.7 Effects of IBA concentration on the longest root lengths and the rooting numbers of seedlings(A:Effects on the longest root lengths of seedlings;B:Effects on the rooting numbers of seedlings)

圖8 IBA濃度對幼苗苗高及鮮干重的影響(A：對苗高的影響；B：對鮮干重的影響)Fig.8 Effects of IBA concentration on the height,the fresh and dry weight of seedlings(A:Effects on the height of seedlings; B:Effects on the fresh and dry weight of seedlings)

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，在北京地區(qū)對‘紫光’狼尾草莖稈的不同部位進(jìn)行莖稈扦插，其幼苗的生長狀況為：下部芽苞>中部芽苞>上部芽苞。這與雜交狼尾草[14]、飼草玉米[15]研究結(jié)果一致。分析其原因，可能是‘紫光’狼尾草扦插莖段下部芽苞發(fā)育最為成熟飽滿，含有較多的營養(yǎng)物質(zhì)，為根原原基的形成和生根提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，而上部芽苞發(fā)育相對尚不成熟，營養(yǎng)物質(zhì)儲存較少所致。

八月上旬至十月下旬，隨著扦插時間的變化，其母株莖稈中可溶性糖含量呈現(xiàn)“雙峰型”變化，淀粉含量則持續(xù)增加，扦插幼苗的成活率、苗高與鮮干重等均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，并在8月22日左右扦插時幼苗的生長狀況最佳。植物組織內(nèi)可溶性糖和淀粉含量隨著季節(jié)而變化[22-23]，且變化規(guī)律因物種而異[24]。在插穗生根過程中可溶性糖是主要的能量來源，淀粉的水解是供給插穗可溶性糖的來源。這與白樺[19]進(jìn)行嫩枝扦插的結(jié)果一致。在秋季繁殖期，我們發(fā)現(xiàn)‘紫光’狼尾草由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長，莖稈內(nèi)儲存養(yǎng)分向根狀莖和幼穗流動，所以莖稈中的可溶性糖含量逐漸降低，淀粉含量逐漸增加。同時，低溫可以激活或提高淀粉酶的水解活性，使淀粉水解成可溶性糖[25]，這可能是可溶性糖含量第二個峰值出現(xiàn)的原因。

IBA可以促進(jìn)莖稈扦插幼苗生根與后期生長，本研究發(fā)現(xiàn)在0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%、1% IBA處理?xiàng)l件下，隨著激素濃度的增加，其莖稈扦插幼苗成活率、苗高與鮮干重均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，并在0.3% IBA處理下達(dá)到最大值。研究表明，不定根形成的關(guān)鍵是其原基的形成,它是一個受激素調(diào)控的復(fù)雜過程，與許多內(nèi)外因素有關(guān)，尤其是吲哚丁酸[26]。吲哚丁酸是一種由IAA轉(zhuǎn)變而來的內(nèi)源生長素，IBA處理可提高不定根誘導(dǎo)期IAA水平，并促使IAA含量頂峰提前到來[27-28]。相對于IAA及其他激素，IBA穩(wěn)定性強(qiáng)、運(yùn)輸慢、毒性小，促進(jìn)生根活性更強(qiáng)[29]。

4 結(jié)論

本研究得出，扦插部位、扦插時間和IBA濃度均對‘紫光’狼尾草莖稈扦插幼苗的生長狀況有著顯著的影響，通過控制不同影響因素可提高‘紫光’狼尾草莖稈扦插幼苗的成活率，進(jìn)一步提高繁殖材料的利用效率，降低成本。其中，不同扦插部位實(shí)驗(yàn)表明：愈下部的莖段扦插幼苗生長愈好；在秋季繁殖期，‘紫光’狼尾草在八月下旬進(jìn)入生殖期前母株內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量較高，扦插時幼苗的生長狀況最佳；低濃度IBA能促進(jìn)‘紫光’狼尾草莖稈扦插幼苗的生長，而高濃度則起抑制作用，0.3% IBA處理對扦插繁殖苗的效果最好。在生產(chǎn)中通過控制不同因素，可以促進(jìn)‘紫光’狼尾草扦插幼苗的成活，提高繁殖效率。