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      栒子試管苗露地環(huán)境中瓶內生根和直接入地移栽研究

      2019-01-16 10:13:14王然時海東柴慈江通信作者韋繞培宋秋月史燕山駱建霞張巖
      天津農學院學報 2018年4期
      關鍵詞:瓶內遮陽網露地

      王然,時海東,柴慈江,通信作者,韋繞培,宋秋月,史燕山,駱建霞,張巖

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      栒子試管苗露地環(huán)境中瓶內生根和直接入地移栽研究

      王然1,時海東1,柴慈江1,通信作者,韋繞培1,宋秋月1,史燕山1,駱建霞1,張巖2

      (1. 天津農學院 園藝園林學院,天津 300384;2. 內蒙古通遼市科爾沁區(qū)農業(yè)技術推廣中心,內蒙古 通遼 028000)

      為研究露地環(huán)境中栒子試管苗的瓶內生根培養(yǎng)和移栽技術,在天津農學院地被植物園的露地環(huán)境中,于4月下旬采用二層遮陽網、三層遮陽網及樹蔭3種遮陰方式進行栒子試管苗瓶內生根培養(yǎng),并采用2種覆膜保濕方式和2個時期進行栒子試管苗的移栽試驗。結果表明:3種遮陰方式下栒子試管苗瓶內生根培養(yǎng)的效果無明顯差異,可獲得89.7%~95.9%的生根率,試管苗生長正常。二層遮陽網遮陰下培養(yǎng)的栒子試管苗氣孔關閉功能明顯強于另外兩種遮陰方式。采用完全覆膜和頂部開口覆膜的保濕方法,栒子試管苗移栽成活率無顯著差異,6月1日和6月27日移栽的栒子試管苗的成活率也無顯著差異,移栽成活率均達到97.5%~100.0%。本結果可為降低栒子試管苗成本及促進組織培養(yǎng)快速繁殖技術的生產應用提供依據。

      栒子試管苗;露地;瓶內生根;移栽

      栒子(Flinck and Turcz)為薔薇科栒子屬植物,是課題組從英國愛丁堡皇家植物園引進的一種優(yōu)良木本地被植物。該栒子匍匐生長,枝葉密集葉片亮綠,入冬前葉片變?yōu)榧t色,春季花粉色,后形成紅色果實,具有很高的觀賞價值。多年的引種試驗結果表明,該栒子具有較強的耐旱及耐鹽堿能力,耐粗放管理,可以在天津地區(qū)推廣應用[1-2]。采用組織培養(yǎng)快繁技術是快速獲得大量優(yōu)質栒子苗木的有效途徑。關于該栒子組培快繁技術已開展了多項研究,目前已趨于成熟[3-9]。

      試管苗成本過高是限制組織培養(yǎng)快繁技術應用于苗木生產的主要因素之一。為減少試管苗培養(yǎng)過程中的電力消耗以便降低成本,柴慈江等將接種了栒子試管苗莖段的培養(yǎng)瓶放置在普通日光溫室中培養(yǎng),獲得了理想的生根培養(yǎng)效果,試管苗也得到了一定的馴化[10]。宋秋月等研究認為,栒子試管苗在露地環(huán)境中的生根培養(yǎng)效果與恒溫培養(yǎng)室無明顯差異,顯示了在露地環(huán)境中進行栒子試管苗生根培養(yǎng)的可能性[11]。本文擬探討在露地環(huán)境中不同遮陰方式對栒子試管苗瓶內生根培養(yǎng)的影響,并對栒子試管苗的田間直接入地移栽技術進行探討,以便在減少電力消耗的同時,減少溫室空間的使用和簡化移栽程序,進一步降低栒子試管苗培養(yǎng)成本,促進栒子組培快繁技術的生產應用。

      1 材料與方法

      以在附加0.75 mg/L 6-BA和3%蔗糖的MS培養(yǎng)基上繼代培養(yǎng)40~50 d、長至2 cm以上的栒子()試管苗為試材。生根培養(yǎng)用土取自天津農學院校園綠化地內的黏壤土,蛭石為市場購買的細粒蛭石。黏壤土和蛭石均過1 mm篩備用。

      1.1 不同遮陰方式下栒子試管苗瓶內生根培養(yǎng)試驗

      生根培養(yǎng)基配制與接種方法:以方形PC瓶為培養(yǎng)容器,將上述黏壤土和蛭石按1∶1混合均勻后裝入瓶內,加入不含瓊脂的液體培養(yǎng)基,培養(yǎng)基成分為只含有0.75mg/LIBA和15 g/L蔗糖的蒸餾水。培養(yǎng)瓶封口后在121℃(0.11~0.12 MPa)下滅菌20 min,然后在超凈工作臺每瓶接種8根約1.5 cm長的栒子試管苗莖段。

      2017年4月下旬,日最低溫穩(wěn)定在10 ℃以上時,將接種了栒子試管苗莖段的培養(yǎng)瓶放于天津農學院地被植物試驗園內的露地環(huán)境中,在3種遮陰方式下進行生根培養(yǎng)。3種遮陰方式如下:

      樹蔭遮陰:在試驗園南邊選擇一株高約6 m、冠徑約4 m、干高約2.5 m的國槐樹用于遮陰。將培養(yǎng)瓶放在樹冠下樹干的北面,東、西、南面用一層遮陽網遮陰,避免陽光對培養(yǎng)瓶的直接照射。

      雙層遮陽網遮陰:在試驗園內無遮陰地面搭建小拱棚,棚頂和東、南、西3面用雙層遮陽網覆蓋,然后放入培養(yǎng)瓶。

      三層遮陽網遮陰:在試驗園內無遮陰地面搭建小拱棚,棚頂及東、南、西3面用三層遮陽網覆蓋,然后放入培養(yǎng)瓶。

      培養(yǎng)期間,將溫度計的感溫端放置在未接種試管苗莖段的培養(yǎng)瓶,每隔5 d觀測一次各處理培養(yǎng)瓶內的最高溫度,同時用照度計測定各處理培養(yǎng)瓶頂部的光照強度。

      每處理培養(yǎng)6瓶,共48個莖段,培養(yǎng)40 d后,調查試管苗的生根與生長狀況。每處理2瓶16個莖段為一次重復,統(tǒng)計生根率,重復3次。同時,每處理隨機選取24株試管苗,調查試管苗的根長、根數、莖長、葉數等指標。對調查的所有指標按照單向分組資料的方法作方差分析,并用鄧肯氏新復極差法做多重比較。

      1.2 不同遮陰方式下栒子試管苗的氣孔觀察

      生根培養(yǎng)的同時,每種遮陰方式下另放置3瓶接種了栒子試管苗莖段的培養(yǎng)瓶,用于氣孔觀察。生根培養(yǎng)結束后(培養(yǎng)40d后),當天傍晚將培養(yǎng)瓶進行黑暗處理,第二天早晨打開培養(yǎng)瓶的封口,立即剪取試管苗的葉片進行觀察,每處理隨機選取9片試管苗葉片,然后用膠帶粘取下表皮,將下表皮粘貼在載玻片上直接觀察氣孔的開閉狀況[12]。每葉片隨機觀察30個氣孔,統(tǒng)計其氣孔關閉率,同時每葉片隨機取5個氣孔,用測微尺測量氣孔的橫、縱徑長度,用橫、縱徑長度的比值表示氣孔的相對開張度。最后對所有觀測結果進行統(tǒng)計分析。

      1.3 栒子試管苗直接入地移栽試驗

      露地環(huán)境中生根培養(yǎng)的試管苗只有在露地環(huán)境中成功移栽,才能擺脫對溫室設施條件的依賴,從而達到降低成本的目的。本試驗利用露地樹蔭下生根的栒子試管苗,在露地進行了不同覆膜保濕方式和不同移栽時期兩項移栽試驗。根據以往試驗[11],栒子試管苗露地生根培養(yǎng)開始于4月下旬至5月下旬,生根培養(yǎng)結束時間為5月底至6月底,因此,露地不同移栽時期選擇在6月初和6月底進行。試驗方法具體如下:

      6月1日,采用露地樹蔭下培養(yǎng)生根的栒子試管苗,開瓶后直接移栽入田間土壤。移栽前選擇地被植物園向陽地塊翻地、整平、作畦,移栽時先按15 cm的行距,劃深約5 cm的淺溝,然后打開培養(yǎng)瓶的瓶蓋,用預先放入培養(yǎng)瓶底部的提苗片[13]將栒子試管苗帶土坨移入淺溝內,株距約為8 cm,再用土將溝填平,填土時土坨上面覆土0.5 cm左右。移栽后立即用噴壺澆透水。然后采用如下兩種覆膜方式以保持空氣濕度:

      完全封閉覆膜:將鐵絲制作的塑料薄膜小拱棚扣在移栽的試管苗上方,塑料薄膜完全封閉。

      頂部開口覆膜:將鐵絲制作的塑料薄膜小拱棚扣在試管苗上方,小拱棚在頂部沿縱向留有一寬度約10 cm的開口。

      扣棚前在小拱棚內放置周記型溫濕度自記儀測定棚內溫濕度狀況。扣棚后在小拱棚的上面用一層透光率約為15%的遮陽網覆蓋進行遮陰。移栽1周后適時拔草和澆水。移栽6周后調查試管苗成活情況。

      6月27日再次進行栒子試管苗的移栽試驗,移栽用苗也為露地樹蔭下培養(yǎng)的栒子試管苗,移栽地點選擇及移栽方法均同6月1日的移栽試驗,移栽后采用頂部開口覆膜的方法保濕(也同于6月1日移栽試驗)。移栽6周后調查試管苗的移栽成活率。

      2 結果與分析

      2.1 不同遮陰方式對栒子試管苗瓶內生根培養(yǎng)的影響

      露地環(huán)境中不同遮陰方式下栒子試管苗瓶內生根培養(yǎng)的結果見表1。

      表1 不同遮陰方式下栒子試管苗瓶內生根培養(yǎng)的效果

      注:表內同列不同小寫字母表示差異顯著(<0.05),不同大寫字母表示差異極顯著(<0.01)。下同

      由表1可見,3種遮陰方式下培養(yǎng)的栒子試管苗的生根率、根長與根數無顯著差異,生根率為89.7%~95.9%;試管苗的葉片數差異不顯著;但三層遮陽網遮陰處理的莖長極顯著高于二層遮陽網遮陰處理、顯著高于樹蔭遮陰處理,二層遮陽網和樹蔭遮陰處理之間的莖長無顯著差異。

      從培養(yǎng)期間測定的光照和溫度情況來看,3種處理以二層遮陽網光照最強,平均為6 555 lx,三層遮陽網次之,平均為3 033 lx,樹蔭遮陰最低,平均為2 666 lx。培養(yǎng)瓶內最高溫度的變化與光照強度基本一致,二層遮陽網最高,三層遮陽網次之,樹蔭遮陰最低(圖1)。二層遮陽網的溫度偏高,最高達41.3 ℃,這可能抑制了試管苗莖的生長,是其莖長極顯著低于三層遮陽網的主要原因,而樹蔭遮陰處理的試管苗莖長顯著低于三層遮陽網處理的主要原因則可能是光照強度偏低所致,對此尚待進一步研究。

      雖然二層遮陽網和樹蔭遮陰處理的試管苗莖長顯著低于三層遮陽網處理,但這兩個處理的葉數與三層遮陽網處理無顯著差異。因此,其莖長的降低是由節(jié)間的縮短引起的,即這兩個處理試管苗的莖生長更為緊湊,這對于后續(xù)的移栽成活也許有利。

      綜合上述,3種遮陰方式均可為栒子試管苗的瓶內生根培養(yǎng)提供比較適宜的光照和溫度條件,可獲得正常的試管苗,并且生根率可以達到90%左右。

      圖1 不同遮陰方式下培養(yǎng)瓶內最高溫度的變化

      2.2 不同遮陰方式對栒子試管苗氣孔關閉功能的影響

      觀察不同遮陰方式下培養(yǎng)的栒子試管苗在黑暗中的氣孔關閉狀況,結果見表2。

      由表2可見,二層遮陽網遮陰下培養(yǎng)的栒子試管苗在黑暗條件下的氣孔關閉率極顯著高于三層遮陽網和樹蔭遮陰處理,氣孔相對開張度則極顯著低于三層遮陽網和樹蔭遮陰處理,這表明二層遮陽網遮陰可以明顯促進栒子試管苗氣孔關閉功能的恢復。二層遮陽網遮陰下培養(yǎng)的栒子試管苗的氣孔具有較強的關閉功能,這對于試管苗的移栽成活具有一定意義。

      表2 不同遮陰方式培養(yǎng)的栒子試管苗氣孔關閉狀況(黑暗中)

      2.3 不同覆膜方式下栒子試管苗移栽效果

      露地環(huán)境中不同覆膜方式下栒子試管苗的移栽試驗結果見表3。

      表3 不同覆膜方式對栒子試管苗移栽的影響

      由表3可見,兩種覆膜方式下移栽的栒子試管苗的成活率無顯著差異,并且達到或接近100%。從兩個棚內的溫濕度測定結果來看,移栽后1周內,完全覆膜的棚內最低濕度平均為52.6%,最高濕度為90.0%,頂部開口的棚內最低濕度平均為38.6%,最高濕度平均為77.0%,頂部開口的棚內濕度較低,且低濕持續(xù)的時間較長。頂部開口的棚內溫度在12~34 ℃內變化,完全覆膜的棚內溫度比頂部開口的棚內溫度高1 ℃左右,可能因其散熱性差所致。盡管兩種覆膜方式的棚內濕度變化大,特別是頂部開口的棚內濕度低至40%以下,而且低濕持續(xù)時間長,但兩種覆膜方式下的試管苗移栽成活率仍然達到或接近100%,表明這兩種覆膜方式對栒子試管苗的移栽是適宜的。

      2.4 不同時期栒子試管苗的移栽效果

      露地環(huán)境中不同時期內栒子試管苗的移栽試驗結果見表4。

      表4 不同時期對栒子試管苗移栽的影響

      由表4可見,兩個時期內移栽的栒子試管苗成活率無顯著差異,均達到或接近100%。表明在露地環(huán)境中這兩個時期進行栒子試管苗的移栽都是適宜的。

      3 小結與討論

      2017年4月下旬,在天津農學院地被植物試驗園露地環(huán)境中,采用二層遮陽網、三層遮陽網和樹蔭遮陰等3種遮陰方式進行栒子試管苗瓶內生根培養(yǎng)的效果無明顯差異,生根率為89.7%~95.9%,試管苗生長正常。二層遮陽網下培養(yǎng)的栒子試管苗氣孔關閉功能明顯強于另外兩種遮陰方式。露地環(huán)境中結合遮陽網遮陰,采用完全覆膜和頂部開口的兩種小拱棚保濕方法,栒子試管苗的移栽成活率無顯著差異,6月1日和6月27日兩個時期移栽的栒子試管苗成活率也無顯著差異,移栽成活率均達到97.5%~100.0%。

      試管苗瓶內生根培養(yǎng)一般是在恒溫培養(yǎng)室進行,需要消耗大量電力以保證試管苗生長所需的溫度和光照條件,這是導致試管苗成本過高的主要因素之一[14]。為減少電力消耗,柴慈江等[10]和韓會會等[15]在日光溫室中分別進行了栒子和無花果試管苗的瓶內生根培養(yǎng),結果顯示栒子試管苗的生根率高達98.1%,無花果的生根率則高達100%,而且試管苗氣孔關閉功能明顯強于恒溫培養(yǎng)室培養(yǎng)的試管苗,移栽成活率也明顯提高。楊廣艷等比較了露地、日光溫室和恒溫培養(yǎng)室3種環(huán)境條件對珠美海棠試管苗瓶內生根培養(yǎng)的影響,結果顯示這3種環(huán)境中培養(yǎng)的珠美海棠試管苗的生根率無顯著差異,而日光溫室和露地環(huán)境中培養(yǎng)的試管苗移栽成活率明顯高于恒溫培養(yǎng)室[16]。宋秋月等研究也表明露地和恒溫培養(yǎng)室培養(yǎng)的栒子試管苗的生根狀況及移栽成活方面均無顯著差異[11]。本研究表明,4月下旬在天津農學院地被植物園露地環(huán)境中,采用3種遮陰方式進行栒子試管苗的瓶內生根培養(yǎng)可獲得89.7%~95.9%的生根率,這一結果與楊廣艷等[16]和宋秋月等[17]的研究基本一致,表明在露地環(huán)境中進行試管苗瓶內生根培養(yǎng)的可行性。

      未經鍛煉的試管苗氣孔通常缺乏關閉功能,試管苗移栽后容易失水,這是影響試管苗移栽成活的因素之一[13]。韋梅琴等研究發(fā)現(xiàn),香石竹試管苗氣孔的開張度顯著大于溫室苗的開張度,是溫室苗的2.56倍[17]。陳影等研究認為,魔帝兜蘭試管苗隨著移栽后天數的增加,氣孔開度逐漸減少,至移栽后45 d達到最小,并首次出現(xiàn)氣孔午休現(xiàn)象,即在14:00氣孔關閉,在17:00時又開放[18]。柴慈江等研究認為,在試管苗移栽之前進行一定時間的開瓶煉苗可明顯促進氣孔關閉功能的恢復[19-20]。楊廣艷等研究發(fā)現(xiàn),溫室與露地培養(yǎng)的珠美海棠試管苗,即使不經煉苗也有一定的氣孔關閉功能,因此認為溫室和露地環(huán)境對試管苗產生了一定的馴化作用[16]。本研究結果表明,露地環(huán)境中,二層遮陽網遮陰下培養(yǎng)的栒子試管苗氣孔關閉率顯著高于其他兩種遮陰方式,其原因可能與二層遮陽網下的光照強度較強、培養(yǎng)瓶內溫度變化較為劇烈有關。袁惠君等研究認為,人參果試管苗氣孔不能正常關閉的原因與保衛(wèi)細胞彈性較弱有關[21]。夏陽等研究認為,干旱條件可使葡萄和桃樹的細胞彈性增強[22]。二層遮陽網遮陰下因光照較強和溫度較高,栒子試管苗葉片蒸騰加劇,氣孔保衛(wèi)細胞水分虧缺程度會加大,這樣可能導致了氣孔保衛(wèi)細胞彈性增強,因此增強了氣孔的關閉功能。對此尚待進一步深入研究。

      試管苗的移栽通常是在日光溫室中進行,一般要先將試管苗移入營養(yǎng)缽中,經過一定時間的營養(yǎng)缽煉苗后才能移栽到田間苗圃[14]。解曉紅等對地黃試管苗進行了大田直接移栽試驗,將地黃試管苗不經過溫室營養(yǎng)缽煉苗,直接移入大田,取得了理想的結果,移栽成活率達92%[23]。本研究中將栒子試管苗從培養(yǎng)瓶直接移栽入地,獲得了97.5%~100.0%的成活率,這一結果與解曉紅等的研究結果基本一致。柴慈江等研究認為,栒子試管苗在溫室中的移栽時期以4月下旬至5月底為宜[9]。本試驗結果表明,栒子試管苗在6月底進行的田間直接入地移栽獲得了97.5%的成活率,這一結果表明栒子試管苗的移栽適期可以向后延長至6月底。

      將栒子試管苗的瓶內生根培養(yǎng)放在露地環(huán)境進行,并將試管苗直接入地移栽,不僅減少試管苗生根培養(yǎng)過程中的電力消耗,而且可以減少溫室空間的使用,簡化移栽程序,可以在更大程度上降低試管苗成本,對此值得進一步深入研究。

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      責任編輯:楊霞

      Studies onrooting and direct transplanting into ground ofplantletsin field environment

      WANG Ran1, SHI Hai-dong1, CHAI Ci-jiang1,Corresponding Author, WEI Rao-pei1, SONG Qiu-yue1, SHI Yan-shan1, LUO Jian-xia1, ZHANG Yan2

      (1. College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Inner Mongolia Tongliao Horqin District Agricultural Technology Extension Center, Tongliao 028000, Inner Mongolia Autonomous Region, China)

      The aim of this study was to research onrooting and transplanting ofplantletsin field environment. Three shading methods(shading with two layers of sunshade net, three layers of sunshade net or tree shade)were used forrooting ofplantlets in field environment in last ten days of April, and transplanting experiments were carried out with two preserve moisture cover methods in two periods. The results showed that there was no significant difference in the effect of root culture among the three shading methods, and the rooting rate of 89.7%-95.9% were obtained meanwhile the plantlets grew normally. The closure function of the stomata in treatment of shading with two layers of sunshade net was obviously stronger than that of the other two shading methods. There was no significant difference in the survival rate of the plantlet transplanted between both preserve moisture cover methods of the fully cover and the cover with top opening; the survival rate of transplanted plantlets in June 1st and June 27th had no significant difference, and the survival rate was all up to 97.5%-100.0%. The results can provide a basis for reducing the cost ofplantletsand promoting the tissue culture rapid propagation technique application to reproduction.

      plantlet; field environment;rooting; transplanting

      1008-5394(2018)04-0001-05

      10.19640/j.cnki.jtau.2018.04.001

      S604.3;S723.123.6

      A

      2018-08-18

      國家星火計劃項目(2008GA610015);天津市星火計劃項目(08ZHXHNC07000);天津市林果現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系創(chuàng)新團隊項目(ITTFPRS2018002)

      王然(1995-),女,本科在讀,主要從事園藝植物組織培養(yǎng)方面的研究。E-mail:wangranjiushiwo@qq.com。

      柴慈江(1960-),男,教授,碩士,主要從事園藝植物組織培養(yǎng)方面的研究。E-mail:cijiang666@163.com。

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