生根劑和插穗處理對(duì)色木槭嫩枝扦插生根的影響1)

孫旭東 張鵬 沈海龍

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)

Annual shoot cuttings from 2-a Acer mono Maxim. seedlings were chosen to study the effects of different rooting agents treatment, leaf reserve, top bud treatment and cutting depth treatment on rooting of cuttings. The results showed that the rooting rate reached 52.50%, and the number and length of newly formed root reached the optimum of 5.23 roots and 31.47 cm, respectively, with NAA+IBA as rooting agent. Cuttings with larger area of leaf reserved showed the highest rooting rate at 81.67%-87.50%, but cuttings with two half-leaf reserved could have a higher biomass and length of newly formed root, which are 140.68 mg and 54.05 cm, respectively, compared to cuttings with one leaf reserved. Mono maple shoot cuttings cannot survive with top bud remained. Cutting inserting depth into medium has no effects on rooting rate, but cuttings cut with 2 cm inserting depth have a higher biomass of newly formed root of 45.30 mg than that with 6 cm depth. In conclusion, in order to get the best rooting effect, shoot cuttings of A. mono should be treated with NAA+IBA as rooting agent, two half-leave should be reserved with removing top bud, and then inserted into medium in 2 cm depth.

色木槭(AcermonoMaxim.)又名五角槭，其樹形高大挺直，木材質(zhì)地堅(jiān)硬，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)也是重要的藥用樹種[1]。色木槭葉片秋季變橙色或紅色，有較高的觀賞價(jià)值，亦可作為行道樹或者園林綠化用樹[2]。因此，對(duì)色木槭育苗技術(shù)進(jìn)行研究具有十分重要的意義。目前，我國色木槭育苗多使用有性繁殖，對(duì)色木槭種子生理生化[3-4]、種子萌發(fā)[2]以及播種育苗技術(shù)[5]已有一定的研究。但是色木槭的種內(nèi)變異很大[6]，傳統(tǒng)的有性繁殖通常不能將色木槭親本的優(yōu)良性狀完整保留下來[7]，后代性狀穩(wěn)定性較低[8]。因此，對(duì)于一些具有優(yōu)良性狀、利用價(jià)值很高的色木槭品種或個(gè)體，則需要使用無性繁殖技術(shù)以保持其優(yōu)良性狀。目前林業(yè)生產(chǎn)中，扦插育苗是應(yīng)用十分廣泛的無性育苗方法[9]。其中硬枝扦插育苗技術(shù)操作簡便，對(duì)于一些樹種能產(chǎn)生較好的生根情況[10]。但是我們前期對(duì)色木槭硬枝扦插的研究發(fā)現(xiàn)，其硬枝扦插的生根率為0(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。因此，嫩枝扦插育苗就成為最有希望的途徑。

通常，在扦插過程中，對(duì)插穗進(jìn)行一定的處理能改變插穗的生根情況，例如使用不同外源生根劑[11-14]、控制插穗葉片數(shù)量[15-16]、插穗的頂芽處理[17-19]以及扦插深度不同[20-21]均會(huì)對(duì)嫩枝插穗生根率和生根質(zhì)量產(chǎn)生影響。而色木槭屬于較難生根樹種，其插穗不經(jīng)過任何處理進(jìn)行扦插，生根率較低[22]。但是目前對(duì)色木槭的嫩枝扦插育苗技術(shù)的研究并不多，其嫩枝插穗的不同處理對(duì)插穗生根狀況的影響不清楚。因此，本試驗(yàn)針對(duì)以上因素，開展了對(duì)色木槭嫩枝扦插生根狀況影響的研究，以找出最適宜色木槭扦插生根的處理，為色木槭的嫩枝扦插技術(shù)開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 插床與扦插環(huán)境

扦插試驗(yàn)于簡易溫室大棚內(nèi)進(jìn)行，大棚長20 m、寬1.3 m、高0.6 m，棚內(nèi)采用電子控制噴霧系統(tǒng)進(jìn)行噴霧，保持其相對(duì)濕度在75%～80%，棚內(nèi)溫度白天晴天時(shí)保持在27～32 ℃，陰雨天時(shí)保持在17～22 ℃，夜晚時(shí)溫度保持在12～15 ℃。插床使用長、寬、高分別為53、26和6 cm的底部漏網(wǎng)的黑色育苗盤，扦插基質(zhì)為珍珠巖，基質(zhì)在扦插前用0.5% KMnO4消毒處理。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

插穗選擇：色木槭嫩枝插穗于2013年7月采摘，采穗當(dāng)日天氣為陰天，并伴有小雨。所有枝條均來自2年生色木槭幼苗的當(dāng)年生枝條，枝條剪下后放置于潮濕的地面并用沾濕的濾紙蓋住以防止枝條水分蒸發(fā)。所有扦插用的插穗長度為10 cm，并在插入育苗盤之前用一定的生根劑進(jìn)行速蘸處理，速蘸時(shí)間為10 s。

外源激素種類：所有插穗均保留2個(gè)半片葉并去除頂芽，分別使用質(zhì)量濃度為1 000 mg·L-1的NAA和IBA溶液、1 000 mg·L-1的NAA+IBA混合溶液以及1 000 mg·L-1的商業(yè)生根劑GGR 6號(hào)(以下簡稱GGR)對(duì)插穗進(jìn)行速蘸處理，以1 000 mg·L-1的ABT 1號(hào)生根粉(以下簡稱ABT)為對(duì)照。扦插深度為2 cm。

葉片處理：將插穗分別保留1個(gè)半片葉、2個(gè)半片葉和1個(gè)整片葉，3種處理的插穗均去除頂芽，并使用質(zhì)量濃度為1 000 mg·L-1的ABT溶液進(jìn)行速蘸。扦插深度為2 cm。

頂芽處理：將插穗分別進(jìn)行保留頂芽和去除頂芽處理，兩種處理的插穗均保留2個(gè)半片葉，并使用質(zhì)量濃度為1 000 mg·L-1的ABT溶液進(jìn)行速蘸。扦插深度為2 cm。

扦插深度：所有插穗均保留2個(gè)半片葉，去除頂芽并使用質(zhì)量濃度為1 000 mg·L-1的ABT溶液對(duì)插穗進(jìn)行速蘸。再將插穗分別以淺插(扦插深度2 cm)和深插(扦插深度約6 cm)的方式進(jìn)行扦插。

1.3 取樣方法及指標(biāo)觀測

每個(gè)育苗盤內(nèi)扦插24條色木槭嫩枝插穗，插穗按照每行6條，每盤扦插4行的分布排列，每個(gè)處理扦插4盤，每個(gè)取樣時(shí)期從每盤中取1行插穗(6條作為1個(gè)重復(fù))，每個(gè)處理共取得24個(gè)插穗來測定各項(xiàng)指標(biāo)。取樣共分4個(gè)時(shí)期，第1個(gè)時(shí)期為扦插后20 d，以后每隔10 d取樣1次，直至扦插后的50 d。每次取樣后用清水將插穗輕輕沖洗干凈，然后觀察記錄插穗是否生根(生根率)，如果生根則記錄其新生根數(shù)量，并用直尺測定每條根的長度。測定之后的插穗不再保留。最后一次收取的新生根測定完數(shù)量及長度后，將其全部取下放置在烘箱中105 ℃烘至質(zhì)量不變，之后稱其質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

每個(gè)取樣時(shí)期的新生根的數(shù)量和長度均值是由6個(gè)重復(fù)值計(jì)算得到，生根率和根生物量數(shù)據(jù)是在最后一次取樣時(shí)由6個(gè)重復(fù)計(jì)算平均值得到。試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS16.0進(jìn)行方差分析和多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生根劑種類對(duì)色木槭嫩枝扦插生根的影響

色木槭嫩枝扦插過程中，不同種類生根劑對(duì)插穗的存活率，以及新生根系的數(shù)量、長度和生物量的影響具有明顯差異。其中，NAA和IBA混合處理對(duì)新生根數(shù)量和長度的影響在扦插后普遍明顯高于ABT處理，這種差異在扦插后的第40天及第50天達(dá)到顯著水平(P<0.05)。而其他類型生根劑處理對(duì)插穗新生根數(shù)量的影響差異較小，但對(duì)新生根長度有一定地提高，于GGR處理中最高(增加約14 cm)，其次為IBA處理(約9 cm)，而NAA處理對(duì)新生根長度的增加不顯著(P>0.05)。NAA和IBA混合處理對(duì)插穗的生根率也具有明顯促進(jìn)作用(增加約20%)，除此之外，經(jīng)GGR處理的插穗生根率顯著高于對(duì)照(增加約29%)，而IBA處理對(duì)插穗生根率顯著低于對(duì)照(降低約13%，P<0.05)。此外，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)生根率有促進(jìn)作用的生根劑處理，其新根生物量反而較低，如GGR處理(降低約40 mg)、NAA和IBA混合處理(降低約17 mg)；而生根率較低的IBA處理的插穗，其新生根的生物量與對(duì)照沒有顯著差異(P>0.05)，見表1。

表1 生根劑種類對(duì)色木槭嫩枝扦插新根數(shù)量、長度、生根率和生物量的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同列不同小寫字母表示不同處理間的差異顯著(P<0.05)。

2.2 葉片保留對(duì)色木槭嫩枝扦插生根的影響

在扦插過程中，對(duì)色木槭插穗進(jìn)行不同的葉片保留導(dǎo)致插穗生根狀況具有明顯差異。生根率在保留半片葉、2個(gè)半片葉和一整片葉的插穗中依次增加，生根率依次為53%、82%和88%。但是與生根率的規(guī)律不同，新生根生物量在保留兩個(gè)半片葉的插穗中最高(141 mg)，而在保留一整片葉(55 mg)和半片葉(45 mg)的插穗中顯著降低。此外，葉片保留對(duì)插穗新生根的數(shù)量和長度的影響與根生物量相似，根系數(shù)量和長度在保留2個(gè)半片葉中于各日期普遍較高，其次為一整片葉，而在保留半片葉的插穗中最低(表2)。

表2 葉片保留對(duì)色木槭嫩枝扦插新根數(shù)量、長度、生根率和生物量的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同列不同小寫字母表示不同處理間的差異顯著(P<0.05)。

2.3 頂芽處理對(duì)色木槭嫩枝扦插生根的影響

嫩枝扦插過程中，色木槭插穗頂芽去除與否決定插穗是否能夠存活。保留頂芽的插穗在扦插后的50 d內(nèi)并未表現(xiàn)出生根的現(xiàn)象。而去除頂芽的插穗在扦插后的20 d便有生根現(xiàn)象，于30 d新生根的數(shù)量和長度迅速增加，于40 d達(dá)到峰值，而在50 d稍有下降。在扦插后的50 d內(nèi)，去除頂芽的插穗平均生根率為53%，平均根生物量為28 mg(表3)。

表3 頂芽處理對(duì)色木槭嫩枝扦插新根數(shù)量、長度、生根率和生物量的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差；同列不同小寫字母表示不同處理間的差異顯著(P<0.05)。

2.4 不同扦插深度對(duì)色木槭嫩枝扦插生根的影響

色木槭插穗在珍珠巖中的扦插深度同樣影響插穗的生根狀況。除30 d的新生根長度以及40 d的新生根數(shù)量在淺插處理顯著高于深插處理外(P<0.05)，扦插的深度對(duì)插穗新生根的數(shù)量和長度的影響在扦插后具有較小差異(P>0.05)。而插穗生根率在不同扦插深度處理中表現(xiàn)并不顯著，但是新生根生物量在淺插處理中顯著高于深插處理(P<0.05)見表4。

表4 扦插深度對(duì)色木槭嫩枝扦插新根數(shù)量、長度、生根率和生物量的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差；同列不同小寫字母表示不同處理間的差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論與討論

不同植物生根劑種類對(duì)色木槭扦插生根的影響明顯不同。整體而言，NAA和IBA混合處理對(duì)色木槭插穗生根率、新生根的數(shù)量和長度具有較好的提高(表1)。對(duì)于插穗生根率而言，混合生根劑的作用強(qiáng)于單一生根劑的現(xiàn)象在以往研究中也有報(bào)道。例如，董勝君等[12]對(duì)山杏(Armeniacasibirica)的研究發(fā)現(xiàn)，NAA+IBA混合處理的插穗生根率高達(dá)74%，明顯高于單一的NAA和IBA處理，Bhardwaj和Mishra et al.[23]對(duì)飛蛾槭(Aceroblongum)研究發(fā)現(xiàn)，相比于單一生根劑處理，IBA加對(duì)羥基苯甲酸和蔗糖混合處理的插穗生根率最高，而Dehgan et al.[24]對(duì)弗吉尼亞木蘭(Magnoliavirginiana)、王順財(cái)[25]對(duì)楸樹(Catalpabungei)以及劉帥[26]對(duì)怪柳屬(Tamarix)樹種也發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)果。這種現(xiàn)象的原因可能是外源激素處理后，插穗生根過程中內(nèi)源激素發(fā)生明顯變化，通過影響細(xì)胞分裂和伸長從而影響生根狀況。例如，與單一NAA和IBA相比，NAA+IBA混合處理后，山杏插穗中促進(jìn)生根的內(nèi)源激素IAA明顯增加，而抑制生根的內(nèi)源激素ABA、ZT和GA3明顯降低[26]。同時(shí)，我們的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)IBA處理的插穗生根率顯著高于NAA處理的插穗，這可能是因?yàn)樵诓逅雰?nèi)部IBA被轉(zhuǎn)化成了IAA[27]。這種外源激素對(duì)插穗內(nèi)源激素含量的調(diào)節(jié)，主要是通過外源激素對(duì)多種相關(guān)酶(如過氧化物酶、吲哚乙酸氧化酶和多酚氧化酶)活性的調(diào)控導(dǎo)致[28]。類似地，我們可以推測不同種類生根劑對(duì)插穗生根狀況的影響差異的根本原因，可能也與其對(duì)內(nèi)源激素影響差異有關(guān)。此外，以往研究中很少針對(duì)外源激素對(duì)插穗新生根生物量影響的探究，本研究發(fā)現(xiàn)根生物量對(duì)生根劑的響應(yīng)不同于生根率的響應(yīng)，在IBA和NAA中相對(duì)較高。對(duì)于根生物量較高的處理，其新生根數(shù)量和長度在大約30 d左右增加迅速，而對(duì)于根生物量較低的處理，其新生根數(shù)量和長度在整個(gè)時(shí)期均勻增加。這可能說明不同生根劑引起的生根時(shí)間差異會(huì)導(dǎo)致后期的新生根無法充分木質(zhì)化，導(dǎo)致新生根的密度較低，從而降低根生物量[29]。因此，本研究結(jié)果對(duì)于實(shí)踐應(yīng)用中根據(jù)不同的生根需求選擇不同類型的生根劑具有重要指導(dǎo)作用。

通常，葉片數(shù)量和面積的保留對(duì)插穗生根具有很大影響。本研究中，隨著插穗葉片保留面積的增加，生根率和新生根數(shù)量、長度和生物量均增加。類似地，歐李(Cerasushumilis)插穗在半片葉處理中生根率和新生根數(shù)量明顯低于兩半片和一片葉處理[15]。通常，保留一定的葉片面積對(duì)插穗生根具有重要影響，原因是在插穗生根過程中需要葉片進(jìn)行光合作用，積累碳水化合物，為根系的萌發(fā)提供能量[30]；以及葉片能夠分泌生長素類物質(zhì)，并通過韌皮部轉(zhuǎn)移到插穗基部，刺激生根[31]。而在相同的葉片面積條件下，葉片受損(如兩半片和一片葉)對(duì)插穗生根的影響在本研究和以往研究的歐李[8]中均無顯著差異。

本研究中，去除頂芽的色木槭插穗具有較高的生根率，而保留頂芽導(dǎo)致插穗無法生根。類似地，沈海龍等[17]對(duì)水曲柳(Fraxinusmandshurica)進(jìn)行嫩枝扦插發(fā)現(xiàn)保留頂芽的插穗平均生根率僅為36.6%，大約為去除頂芽插穗平均生根率的一半；王瑞等[32]也認(rèn)為油茶(Camelliaoleifera)嫩枝插穗去除頂芽能有更好的生根效果。而對(duì)于其他樹種，去除頂芽可能會(huì)導(dǎo)致插穗生根率極低或全部死亡，如雜種鵝掌楸[18](Liriodendronchinense×L.tulipifera)和馬尾松[19](Pinusmassoniana)。因此，嫩枝扦插過程中，是否對(duì)頂芽進(jìn)行去除需要因樹種而異，但是樹種間的這種響應(yīng)差異的根本原因目前仍不清楚。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)，色木槭插穗的生根率和新生根的數(shù)量和長度在淺插(2 cm)和深插(6 cm)處理中普遍具有較小的差異，而根生物量在淺插處理中具有更明顯的增加趨勢(shì)。這一結(jié)果與代春[21]對(duì)桉樹(Eucalyptusrobusta)的研究結(jié)果一致，他發(fā)現(xiàn)扦插深度為2 cm時(shí)插穗的生根率顯著高于扦插深度為6 cm的處理。但是任明瑩等[20]發(fā)現(xiàn)對(duì)于加拿大糖槭(Acersaccharum)5 cm扦插深度的生根率、新生根數(shù)量以及新生根長度均顯著高于3 cm和9 cm扦插深度。這是因?yàn)槿绻げ迳疃冗^淺，可能會(huì)使插穗倒伏，影響生根率以及新生根的數(shù)量及長度，而扦插深度過深，插穗通氣狀況不佳，容易造成插穗霉?fàn)€變質(zhì)，從而影響生根狀況[32]。我們的研究中使用2 cm扦插深度并沒有產(chǎn)生倒伏現(xiàn)象，因此2 cm扦插深度比6 cm扦插深度對(duì)插穗生根具有更佳的效果。

總之，植物生根劑的種類、葉片保留和頂芽處理，以及不同的扦插深度對(duì)色木槭插穗生根狀況均具有重要影響。在色木槭嫩枝扦插中，選擇NAA和IBA混合劑進(jìn)行速蘸處理，對(duì)插穗保留兩個(gè)半片葉，并去除頂芽，其后選擇淺插處理，能夠保證插穗具有較高的生根率，和較佳的新生根特征。本研究結(jié)果對(duì)于色木槭無性繁殖技術(shù)具有重要的指導(dǎo)作用，對(duì)于色木槭有效地保持優(yōu)良性狀，以及長期、穩(wěn)定地供應(yīng)城市和綠化建設(shè)具有重要意義。