基于正交試驗的大根報春苣苔扦插影響因素優(yōu)化

閆海霞 關(guān)世凱 周錦業(yè) 宋倩 喇燕菲 羅述名

摘要：【目的】分析影響大根報春苣苔扦插成活的因素，優(yōu)化其扦插繁殖技術(shù)，為其在生產(chǎn)上應(yīng)用提供技術(shù)支持。【方法】以大根報春苣苔葉片為材料，采用正交試驗設(shè)計，進行兩組試驗。其中，泥炭（1.0、2.0和3.0 L）（A1、A2和A3水平）、珍珠巖（0.5、1.0和1.5 L）（B1、B2和B3水平）、蛭石（0.5、1.0和1.5 L）（C1、C2和C3水平）3種不同基質(zhì)組分為第一組試驗;葉片部位（上部、中部和下部）（D1、D2和D3水平），泥炭∶珍珠巖∶蛭石體積比=2∶1∶1、4∶2∶1、6∶3∶1（E1、E2和E3水平），及植物生長調(diào)節(jié)劑濃度（100、200和300 mg/L）（F1、F2和F3水平）3個因素為第二組試驗。分析各因素對大根報春苣苔扦插成活率、子株數(shù)和新葉總數(shù)的影響，并篩選出最優(yōu)組合?！窘Y(jié)果】在基質(zhì)組分的試驗中，泥炭對大根報春苣苔扦插成活率、子株數(shù)和新葉總數(shù)均有顯著影響（P<0.05，下同），珍珠巖對扦插成活率有顯著影響，而蛭石對扦插成活率、子株數(shù)和新葉總數(shù)均無顯著影響（P>0.05，下同）;不同基質(zhì)成分對大根報春苣苔扦插效果的影響表現(xiàn)為泥炭>珍珠巖>蛭石，扦插基質(zhì)以泥炭：珍珠巖：蛭石體積比6∶3∶2為最佳。在3個因素試驗中，IBA+NAA濃度對新葉總數(shù)有顯著影響;基質(zhì)對扦插成活率、子株數(shù)和新葉總數(shù)均無顯著影響;葉片部位對子株數(shù)和新葉總數(shù)有顯著影響，但對扦插成活率無顯著影響;不同因素對扦插效果的影響表現(xiàn)為葉片部位>IBA+NAA濃度>基質(zhì)，最佳扦插組合為采用葉片上部，以100 mg/L的IBA和NAA等量混合處理，扦插基質(zhì)為泥炭、珍珠巖、蛭石配比為2∶1∶1的混合基質(zhì)?！窘Y(jié)論】不同因素對大根報春苣苔扦插效果的影響有所不同，其中泥炭對扦插效果的影響最明顯。篩選出的最佳基質(zhì)配比及最佳扦插組合適合在大根報春苣苔產(chǎn)業(yè)化育苗中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 大根報春苣苔;基質(zhì);正交試驗;扦插組合;子株數(shù)

中圖分類號： S682.150.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼： A 文章編號：2095-1191（2019）11-2519-06

Optimization of factors affecting cutting of Primulina macrorhiza（D. Fang & D.H. Qin） Mich. M?ller & A.Weber based on orthogonal experiment

YAN Hai-xia， GUAN Shi-kai， ZHOU Jin-ye， SONG Qian， LA Yan-fei， LUO Shu-ming*

（Flower Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning? 530007， China）

Abstract：【Objective】To study the factors affecting the survival of cutting of Primulina macrorhiza（D. Fang & D. H. Qin） Mich.M?ller & A.Weber， optimize its cutting propagation technology， and provide technical basis for production.【Method】The leaves of P. macrorhiza were used as materials， and two groups of experiments were carried out by orthogonal design. Each group of experiments had three levels of factors. Peat（1.0， 2.0 and 3.0 L）（A1， A2 and A3 levels）， perlite（0.5， 1.0 and 1.5 L）（B1， B2 and B3 levels） and vermiculite（0.5， 1.0 and 1.5 L）（C1， C2 and C3 levels） were the first group of experiments. Leaf position（upper leaves， middle leaves and lower leaves）（D1， D2 and D3 levels）， matrix peat∶perlite∶vermiculite=2∶1∶1， 4∶2∶1 and 6∶3∶1（E1， E2 and E3 levels） and plant growth regulator concentration（100， 200 and 300 mg/L）（F1， F2 and F3 levels）were the second group. The survival rate of cutting survival rate， and the number of offspring and number of new leaves were analyzed. The optimal combination was selected. 【Result】In the experiment of substrate components， peat had significant influence on cutting survival rate， and the number of new plant and number of new leaves（P<0.05，the same below）， perlite had significant influence on survival rate， vermiculite had no significant influence on cutting survival rate， and the number of new plant and number of new leaves（P>0.05，the same below）. The effects of different substrate components on cutting effect was peat>perlite>vermiculite. Peat∶perlite∶vermiculite with 6∶3∶2 ratio was the best cutting medium. In the three factor experiments， the concentration of IBA+NAA had a significant effect on the new leaves number; the substrate had no significant effect on cutting survival rate， and the number of new plant and number of new leaves; the leaf position had significant effect on the number of new plant and new leaves number， but had no significant effect on the survival rate. In the experiment of three factors， the order of influence on the three indexes was leaf position>IBA+NAA concentration>substrate. The best cutting combination was： upper leaves， 100 mg/L of IBA and NAA equally mixed， and the ratio of peat， perlite and vermiculite was 2∶1∶1. 【Conclusion】Different factors have different effects on cutting effect of P. macrorhiza. Peat has obvious influence on cutting effect. The optimum substrate ratio and cutting combination selected in this study are suitable for the industrialized seedling raising of P. macrorrhiza.

Key words： Primulina macrorhiza（D. Fang & D. H. Qin） Mich. M?ller & A.Weber; substrate; orthogonal design; cutting combination; new plant number

0 引言

【研究意義】大根報春苣苔[Primulina macrorhiza（D. Fang & D. H. Qin） Mich. M?ller & A.Weber]為苦苣苔科報春苣苔屬多年生草本植物，分布于海拔約200 m的石灰?guī)r石山巖壁，產(chǎn)于廣西的武鳴和上林（韋毅剛，2010），為廣西特有種（覃海寧和劉演，2010）。大根報春苣苔花朵碩大，花量多，具有極高的觀賞價值，適于作觀花盆栽，也是育種的優(yōu)良親本，推廣利用大根報春苣苔不僅可充分發(fā)揮其觀賞特性，還可增加花卉市場的品種種類。因此，建立完善的大根報春苣苔人工繁育技術(shù)對推廣利用該品種具有重要意義。【前人研究進展】目前，關(guān)于苦苣苔科植物繁殖的研究已有不少報道。劉偉和曹曉慧（2010）研究了吊石苣苔的扦插繁殖;邱志敬等（2015）對苦苣苔科中8個不同屬的物種進行了扦插試驗;林茂等（2017a）開展了三苞報春苣苔的組培快繁研究;閆海霞等（2017a，2017b，2017c）先后進行永福報春苣苔、褐紋報春苣苔和羽裂報春苣苔的組培研究，并成功建立了組培快繁體系。已有的無性繁殖研究主要涉及扦插和組織培養(yǎng)，尤其是報春苣臺屬的扦插繁殖研究正在逐年增加。唐文秀等（2009）對桂林唇柱苣苔進行了葉插繁殖;周太久等（2012）進行了6種報春苣苔的葉插繁殖研究;鄧濤等（2013）研究了5種苦苣苔科植物的葉插效果，其中包括3種報春苣苔。關(guān)于大根報春苣苔的研究已涉及引種（王莉芳等，2012）和生理指標(biāo)測定（呂惠珍等，2015），但針對其繁殖技術(shù)的研究不多。林茂等（2017b）以大根報春苣苔的葉片為外植體、MS為基本培養(yǎng)基，并附加不同種類和濃度的激素進行組培快繁技術(shù)研究，成功建立了大根報春苣苔的組培快繁體系;閆海霞等（2018）研究表明，基質(zhì)、IBA濃度及切割方式對大根報春苣苔的葉片扦插均具有影響，得出泥炭混合河沙（體積比1∶1）、泥炭混合珍珠巖（體積比1∶1）是適宜的葉插基質(zhì)，200 mg/L IBA處理插穗的子株數(shù)和子株葉片數(shù)最多，是適宜的處理濃度，切割方式則以全切和縱切為宜。【本研究切入點】上述關(guān)于大根報春苣苔人工繁殖技術(shù)的研究均為單因素試驗，而多因素的正交試驗尚無報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對大根報春苣苔的扦插繁殖進行正交試驗，探究不同種基質(zhì)、植物生長調(diào)節(jié)劑濃度及葉片不同部位等因素對扦插成活效果的影響，以優(yōu)化其扦插技術(shù)，為其種苗的規(guī)?；a(chǎn)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

大根報春苣苔來源于廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所引種馴化后的成年植株。選擇健壯、無病蟲害的植株為母株，以大小均勻的葉片為插穗，于2018年7月在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所溫室內(nèi)進行插插試驗，扦插溫度控制在25～35 ℃，平均相對濕度為70%～80%。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 泥炭、珍珠巖和蛭石3種基質(zhì)的正交試驗

以大根報春苣苔的全葉片（帶1～2 cm葉柄）為扦插材料，按L9（34）正交表（表1）進行試驗，共9個處理（處理1～處理9），每處理扦插20片葉片，3次重復(fù)，研究3個因素對大根報春苣苔成活率、子株數(shù)和新葉總數(shù)的影響，確定扦插繁殖的最優(yōu)條件。

1. 2. 2 植物生長調(diào)節(jié)劑濃度、基質(zhì)配比和葉片部位3個因素的正交試驗 按L9（34）正交表（表2）進行試驗，共9個處理（處理11～處理19），每處理扦插30片葉片，3次重復(fù)，研究3個因素對大根報春苣苔成活率、子株數(shù)和新葉總數(shù)的影響，確定扦插繁殖的最優(yōu)條件。

扦插120 d后對成活株數(shù)、新產(chǎn)生的子株數(shù)、子株的新葉總數(shù)進行統(tǒng)計，扦插成活率（%）=成活葉片數(shù)/扦插葉片總數(shù)×100。

1. 3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003進行整理統(tǒng)計，再以SPSS 19.0進行方差分析、極差分析及Duncans多重比較。

2 結(jié)果與分析

2. 1 泥炭、珍珠巖和蛭石對大根報春苣苔扦插效果的影響

2. 1. 1 3種基質(zhì)的正交試驗結(jié)果 由表3可看出，扦插成活率以處理1、處理7和處理8最高，均為100.00%，顯著高于處理3、處理5和處理6（P<0.05，下同）;子株數(shù)以處理7最高（27.33株），顯著高于除處理4和處理9外的其他處理;新葉總數(shù)以處理9最高（95.67片），顯著高于其他處理。因此，處理7的扦插成活率和子株數(shù)均為所有處理中最高，但其新葉總數(shù)顯著低于處理9;處理9的新葉總數(shù)最高，其扦插成活率和子株數(shù)與處理7無顯著差異（P>0.05，下同）。可見，在所有處理中，處理9的扦插效果較好，即扦插基質(zhì)以泥炭∶珍珠巖∶蛭石體積比為6∶3∶2為佳。

2. 1. 2 3種基質(zhì)的方差及主次效應(yīng)分析 由表4可知，從扦插成活率指標(biāo)來看，泥炭的P=0.042<0.05，珍珠巖的P=0.024<0.05，蛭石的P=0.197>0.05，說明泥炭和珍珠巖對扦插成活率的影響達顯著水平，而蛭石對扦插成活率的影響未達顯著水平;極差分析結(jié)果表明，影響扦插成活率的主次水平為珍珠巖>泥炭>蛭石。同理分析可知，從子株數(shù)來看，僅泥炭的影響達顯著水平;3種基質(zhì)對新葉總數(shù)均無顯著影響。影響子株數(shù)和新葉總數(shù)的主次水平均為泥炭>珍珠巖>蛭石。綜上所述，泥炭對3項測定指標(biāo)均有顯著影響，珍珠巖僅對扦插成活率有顯著影響，蛭石對3項測定指標(biāo)均無顯著影響，即3種基質(zhì)對扦插效果的影響排序為泥炭>珍珠巖>蛭石。

2. 1. 3 3種基質(zhì)的多重比較分析 從表5可知，在泥炭的影響中，水平3.0 L的扦插成活率和子株數(shù)均顯著高于水平2.0 L，水平1.0 L的新葉總數(shù)顯著低于水平2.0和3.0 L。在珍珠巖的影響中，水平0.5 L的扦插成活率顯著高于水平1.5 L，水平0.5 L的子株數(shù)顯著高于水平1.0 L，3個水平的新葉總數(shù)無顯著差異。在蛭石的影響中，各項測定指標(biāo)的3個水平間均無顯著差異?？梢?，在泥炭中，依據(jù)3項測定指標(biāo)最優(yōu)為水平3.0 L;在珍珠巖中，依據(jù)扦插成活率和子株數(shù)最優(yōu)為水平0.5 L，依據(jù)新葉總數(shù)則3個水平不顯著，因此，綜合3項測定指標(biāo)的最優(yōu)為水平0.5 L。在蛭石中，各測定指標(biāo)下3個水平均不顯著，因此不存在最優(yōu)水平。綜上所述，A3B1Cx是最佳扦插組合;蛭石1.0 L水平的3項測定指標(biāo)與另外2個水平差異不顯著，但有2項指標(biāo)偏大而另一項指標(biāo)幾乎無差異，因此，A3B1C2是最佳扦插組合，即泥炭、珍珠巖和蛭石配比為6∶1∶2是最佳扦插組合。

2. 2 植物生長調(diào)節(jié)劑濃度、基質(zhì)配比和葉片部位對大根報春苣苔扦插效果的影響

2. 2. 1 3個因素的正交試驗結(jié)果 由表6可看出，處理11和處理17的扦插成活率最高，均為88.33%，顯著高于除處理19外的其他處理;子株數(shù)和新葉總數(shù)均以處理11最多，顯著多于其他處理。可見，處理11是最佳的處理方式，即以上部葉片經(jīng)100 mg/L的等量IBA+NAA混合液處理后扦插在泥炭、珍珠巖、蛭石配比為2∶1∶1的基質(zhì)上，其扦插效果最好。

2. 2. 2 3個因素的方差和主次效應(yīng)分析 由表7可知，在扦插成活率上，IBA+NAA濃度的P=0.311>0.05，基質(zhì)的P=0.297>0.05，葉片部位的P=0.120>0.05，說明3個因素對扦插成活率的影響均不顯著。同理分析可知，在子株數(shù)上，僅有葉片部位的影響達顯著水平;在新葉總數(shù)上，IBA+NAA濃度和基質(zhì)的影響均達顯著水平。極差分析結(jié)果表明，3個因素的主次水平均為葉片部位>IBA+NAA濃度>基質(zhì)，即葉片部位是影響3項測定指標(biāo)的最主要因素。因此，IBA+NAA濃度僅對新葉總數(shù)有顯著影響;基質(zhì)對3項測定指標(biāo)均無顯著影響;葉片部位對子株數(shù)和新葉總數(shù)均有顯著影響，但對扦插成活率無顯著影響。

2. 2. 3 多重比較分析 由表8可知，在IBA+NAA濃度的影響中，扦插成活率在3個水平間無顯著差異，水平100 mg/L的子株數(shù)和新葉總數(shù)顯著高于水平300 mg/L。基質(zhì)對3項測定指標(biāo)的影響均為無顯著差異。在葉片部位的影響中，扦插成活率在3個水平間無顯著差異，下部的子株數(shù)顯著低于上部和中部的子株數(shù)，下部的新葉總數(shù)顯著低于上部的新葉總數(shù)。上述結(jié)果表明，對于IBA+NAA濃度因素，依據(jù)子株數(shù)和新葉總數(shù)其最佳水平為100 mg/L，依據(jù)扦插成活率則3個水平不顯著，綜合3項測定指標(biāo)后最佳水平為100 mg/L;對于基質(zhì)因素，各指標(biāo)下3個水平均不顯著，因此不存在最佳水平;對于葉片部位因素，依據(jù)子株數(shù)和新葉總數(shù)其最佳水平為上部，依據(jù)扦插成活率則3個水平不顯著，綜合3項測定指標(biāo)后最佳水平為上部。綜上所述，D1ExF1是最佳扦插組合;基質(zhì)配比為2∶1∶1水平的3項測定指標(biāo)與另外2個基質(zhì)配比水平差異不顯著，但有2項指標(biāo)偏大而另一項指標(biāo)居中，因此D1E1F1是最佳扦插組合，即最佳扦插組合為采用葉片上部，以100 mg/L的IBA和NAA等量混合處理，扦插于泥炭、珍珠巖、蛭石配比為2∶1∶1的混合基質(zhì)。

3 討論

苦苣苔科植物的繁殖以葉片扦插為主，主要取決于其物種自身的特性：無明顯的地上莖可用于扦插;種子除受季節(jié)限制外，還因極其細小操作繁瑣而不適宜應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化?；|(zhì)是影響葉片扦插效果的因素之一。本研究探討3種基質(zhì)成分對大根報春苣苔扦插效果的影響，結(jié)果表明：泥炭對所有測定指標(biāo)均有顯著影響，珍珠巖僅對扦插成活率有顯著影響，而蛭石對所有測定指標(biāo)均無顯著影響;最佳扦插組合是泥炭、珍珠巖和蛭石體積比為6∶1∶2。由此可知，泥炭對扦插效果的影響顯而易見，其余成分的影響各有不同。其原因在于泥炭的透水性雖然較珍珠巖和蛭石差，但其保水性能強，又具有一定的營養(yǎng)，是較理想的扦插基質(zhì)成分。珍珠巖理化指標(biāo)穩(wěn)定，保溫、透水性好，可避免水分淤積的危害，但保水性差且缺少營養(yǎng)成分。

3個因素的正交試驗結(jié)果表明，IBA+NAA濃度對扦插成活率和子株數(shù)均無顯著影響，對新葉總數(shù)有顯著影響;基質(zhì)對3個因素均無顯著影響;葉片部位對子株數(shù)和新葉總數(shù)均有顯著影響，但對扦插成活率無顯著影響。由此表明，IBA+NAA濃度及葉片部位對扦插效果的影響較基質(zhì)明顯?；|(zhì)對3個因素均無顯著影響，與溫放和張啟翔（2007）、溫放（2008）研究得出基質(zhì)對葉插成活率影響不明顯、同一物種間幾乎沒有差異的結(jié)論一致，但其基質(zhì)對后期子株產(chǎn)生的數(shù)量及質(zhì)量有一定影響的觀點與本研究結(jié)果有所不同。產(chǎn)生此種差異可能是因為物種差異、扦插環(huán)境條件及基質(zhì)成分間配比不同所致。關(guān)于葉片不同扦插部位的研究，李謙盛等（2014）試驗得出，不帶葉柄的葉片上段或中段切口大，生成子株數(shù)較多，戚華沙等（2018）發(fā)現(xiàn)1/2上半葉處理比其他處理產(chǎn)生的子株數(shù)量多。本研究結(jié)果表明，葉片下部的子株數(shù)顯著多于中、上部位的子株數(shù)，與上述研究結(jié)果一致，但與潘春柳等（2011）的研究結(jié)果相反，其在弄崗唇柱苣苔葉片扦插試驗中發(fā)現(xiàn)下半葉處理的成活率高于上半葉處理。葉片上部產(chǎn)生較多子株數(shù)的原因可能是切斷的主脈產(chǎn)生較多的愈傷組織（溫放和張啟翔，2007）。此外，葉片下部的新葉總數(shù)顯著少于葉片上部的新葉總數(shù)，也表明葉片上部是本研究最佳葉片部位;葉片中部可能由于扦插上下部均有傷口，尤其是上部傷口的存在，一定程度上加速了植物水分及養(yǎng)分的流失，導(dǎo)致其扦插成活率和子株數(shù)均低于葉片上部。

4 結(jié)論

不同因素對大根報春苣苔扦插效果的影響有所不同，其中泥炭對扦插效果的影響最明顯。篩選出的最佳基質(zhì)配比及最佳扦插組合可在大根報春苣苔產(chǎn)業(yè)化育苗中推廣應(yīng)用。

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（責(zé)任編輯 鄧慧靈）