柚木無性系扦插育苗研究

楊 光，梁坤南，黃桂華，周再知，王西洋

（中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，熱帶林業(yè)研究國家林業(yè)局重點實驗室，廣東 廣州 510520）

柚木Tectona grandis隸屬馬鞭草科Verbenaceae 柚木屬，天然分布于印度南部與中部、泰國北部、緬甸和老撾等地，是世界名貴的用材樹種。其木材堅韌耐久，結(jié)構(gòu)致密美觀，不翹不裂，具有極高的使用價值，是制造軍艦、海輪、家具、地板、工藝品的高級用材[1,2]。因此柚木在熱帶、南亞熱帶地區(qū)被廣為種植，是世界上人工林種植面積最大的樹種之一[3,4]。

柚木的育苗方式主要為傳統(tǒng)的實生苗培育和組培繁殖，實生苗培育存在催芽處理繁瑣且發(fā)芽率低的缺點，而組培繁殖育苗存在生產(chǎn)成本較高的問題[5-8]。近些年來一些學(xué)者開展了柚木扦插繁殖技術(shù)的研究，以滿足社會對大量低成本柚木苗的需求。曾炳山等[9]采集優(yōu)良無性系采穗圃的嫩枝進行扦插擴繁試驗，分別對扦插基質(zhì)、生根劑、扦插季節(jié)等進行篩選分析，獲得柚木嫩枝扦插繁殖的適宜基質(zhì)、生根劑以及最適宜的扦插時間。馬華明等[10]分析了生根劑配比、基質(zhì)配比、留葉方式和插條徑級對扦插育苗的影響，進一步優(yōu)化了柚木嫩枝扦插技術(shù)。以往研究顯示，不同柚木無性系嫩枝扦插生根效果存在明顯差異，而且生根效率整體有待提升。曾炳山等的研究發(fā)現(xiàn)：5 個柚木無性系嫩枝扦插2 個月時的成活率為56.7%～90%[9]。本研究試材7029 和7514 無性系是近幾年綜合大田生長和耐寒性調(diào)查篩選出來的優(yōu)良無性系[11]，7029 無性系已經(jīng)獲得國家良種。這兩個優(yōu)良無性系的組織培養(yǎng)體系已經(jīng)建立起來，而低成本、高效率的扦插繁殖尚未研究。因此本研究以溫室內(nèi)3 個月苗齡的優(yōu)良柚木無性系7029和7514 為材料，采用正交試驗設(shè)計方法，從多個指標(biāo)分析了扦插基質(zhì)、生長調(diào)節(jié)劑種類及濃度對扦插育苗效果的影響，并利用隸屬函數(shù)綜合評價法確定了不同無性系的最佳組合處理。本研究旨在完善柚木嫩枝扦插技術(shù)體系，為柚木良種及優(yōu)良無性系規(guī)?；げ逵缣峁┛萍贾?。

1 材料與方法

1.1 材 料

柚木插穗取自無根組培瓶苗移植穴盤在溫室生長3月苗齡的兩個柚木無性系（7029 和7514）幼苗。7029 和7514 無性系分別選自印度和緬甸種源，主要在貴州和云南等地推廣種植。試驗于2018年8—10月在熱帶林業(yè)研究所內(nèi)溫室進行。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

采用不同基質(zhì)（A）、生長調(diào)節(jié)劑種類（B）及其濃度（C）3 因素3 水平分別處理兩個柚木無性系插穗。A 因素按體積比配制A1（泥炭土∶蛭石∶黃心土=1∶1∶1）、A2（泥炭土∶蛭石∶黃心土=1∶1∶0.5）、A3（泥炭土∶蛭石∶黃心土=0.5∶1∶0.5）混合基質(zhì)?；|(zhì)物理性質(zhì)調(diào)查顯示[12]，A1、A2 和A3的容重分別為0.501、0.396 和0.459 g·cm-3。B因素設(shè)置萘乙酸（NAA，B1）、吲哚丁酸（IBA，B2）、吲哚乙酸（IAA，B3）等3 種生長調(diào)節(jié)劑，均購自廣州鼎國生物技術(shù)有限公司。C 因素為50（C1）、200（C2）和400 mg/kg（C3）3 個濃度，均以滑石粉配制。按照3 因素3 水平正交試驗設(shè)計L9（34）（表1），共9 個處理，每個處理3 次重復(fù)，每個小區(qū)50 個插穗。2 個月后取樣調(diào)查不同處理的柚木生根及生長情況。

表1 L9（34）正交試驗設(shè)計Table1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.2 扦 插

扦插前，將基質(zhì)裝填至50 孔林木育苗塑料穴盤，用1‰高錳酸鉀對基質(zhì)消毒。分別從7029 和7514 無性系幼苗剪取5～6 cm 長的帶頂芽莖段做插穗。保留頂芽和一對葉片，并將保留葉片剪掉1/2。基部2 cm 長蘸取生長調(diào)節(jié)劑，插入基質(zhì)深度約2.5 cm。

1.2.3 苗木管理

扦插后，噴透水一次，加蓋塑料薄膜保濕，將溫室遮陽網(wǎng)打開。之后3 d 噴透水一次，陰雨天酌情減量。每周以800 倍的多菌靈和百菌清輪流噴霧處理，防止枝條腐爛。20 d 后將塑料薄膜部分打開通風(fēng)，40 d 后揭掉薄膜。根據(jù)天氣情況，晴天中午蓋遮陽網(wǎng)，晴天早晚及陰雨天打開。

1.2.4 指標(biāo)觀測與數(shù)據(jù)處理

扦插60 d 后，調(diào)查插穗生長情況，地上部分統(tǒng)計株高和總?cè)~面積，地下部分調(diào)查生根率、偏根率、不定根數(shù)和根生物量。利用萬深LA-S 植物圖像系統(tǒng)分析儀測量不定根長、根系直徑、根表面積、根體積。偏根率的調(diào)查方法參照文獻[13]。生根率和株高調(diào)查所有扦插株系，其余指標(biāo)均每個重復(fù)小區(qū)選取5 株平均苗進行調(diào)查。采用SPSS軟件進行多因素方差分析及Duncan 多重比較，生根率和偏根率數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)化后分析。

隸屬函數(shù)計算公式為：U(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)式中：Xj為指標(biāo)測定值，Xmin，Xmax分別為所有處理某一指標(biāo)的最小值和最大值；偏根率與育苗效果呈負(fù)相關(guān)，其公式為：U(Xj)=1-(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)。將各處理不同指標(biāo)的隸屬值進行累加求其平均值，平均值越大育苗效果越好[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因子對柚木嫩枝扦插育苗的影響

方差分析結(jié)果（表2）表明，生長調(diào)節(jié)劑種類對柚木嫩枝扦插育苗的影響最大，除最長不定根長未達(dá)到顯著水平，其余9 個指標(biāo)均達(dá)到顯著水平（P＜0.05），其中偏根率、根表面積、根生物量、葉面積和株高達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。基質(zhì)對扦插育苗的影響次之，根系直徑、葉面積和株高達(dá)到極顯著水平，生根率和根體積達(dá)到顯著水平。生長調(diào)節(jié)劑濃度的影響最小，除株高達(dá)到極顯著水平，其它指標(biāo)均未達(dá)到顯著水平。

表2 不同因素對柚木嫩枝扦插生根指標(biāo)影響的顯著性檢驗（P 值）Table2 P-value for the effects of different factors on softwood cutting rooting of teak

2.1.1 基 質(zhì)

多重比較結(jié)果（表3）表明，基質(zhì)A3 和A2處理的扦插育苗效果整體上好于基質(zhì)A1 處理。基質(zhì)A3 處理的生根率為92.56%，根系直徑為1.28 mm，根系體積為2.96 cm3，均顯著高于基質(zhì)A1 處理；在株高方面，基質(zhì)A2 處理的最高達(dá)到11.25 cm，基質(zhì)A3 處理次之，基質(zhì)A1 處理的株高最低為9.38 cm。在葉面積上，基質(zhì)A3處理顯著低于基質(zhì)A1 和A2 處理。

2.1.2 生長調(diào)節(jié)劑種類及濃度

由表3可見，3 種生長調(diào)節(jié)劑處理中，IAA效果最佳，NAA 次之，IBA 最差。IAA 處理的生根率為92.56%，根系直徑為1.25 mm 均顯著高于IBA 處理，IAA 和NAA 處理的偏根率分別為15.28%和13.33%均顯著低于IBA 處理。IBA 處理的不定根數(shù)顯著少于NAA 處理，根表面積、根體積、根生物量和葉面積均顯著低于IAA 和NAA處理。在株高方面，IAA 處理為11.89 cm 顯著高于NAA 和IBA 處理。

不同生長調(diào)節(jié)劑濃度處理對插穗生根率以及根系生長均無顯著影響。僅在苗高方面，高濃度（400 mg/kg）處理顯著高于200 mg/kg 和50 mg/kg 處理。

2.2 無性系間扦插育苗效果的比較

調(diào)查結(jié)果（表2～3）顯示，兩個無性系間地上部分和地下部分生長情況差異較大。7029 無性系扦插苗生根率為96.59%極顯著高于7514 無性系（P＜0.01），而根系直徑和根體積顯著低于7514（P＜0.05），偏根率、不定根數(shù)、最長不定根長、根表面積、根生物量等指標(biāo)差異不顯著。地上部分，7029 無性系的株高（10.82 cm）極顯著高于7514 無性系，總?cè)~面積差異不顯著。

2.3 最佳組合篩選

不同育苗指標(biāo)在不同處理中的表現(xiàn)存在差異，單一的指標(biāo)難以全面的反映不同組合的育苗效果，因此本研究采用隸屬函數(shù)法對每個無性系各組合的育苗效果進行綜合評價（表4）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，7029 無性系扦插試驗中，處理4（基質(zhì)A2 +生長調(diào)節(jié)劑NAA + 濃度200 mg/kg）的隸屬函數(shù)值最高，其生根率和根系表面積的值均為所有組合中最高。處理4 為本試驗中7029 無性系扦插育苗效果最佳的組合。7514 無性系的扦插試驗中，處理9（基質(zhì)A3+生長調(diào)節(jié)劑IAA + 濃度200 mg/kg）的隸屬函數(shù)值最高，其生根率、根系直徑、根表面積、根體積、根生物量的值均為所有組合中最高。處理9 為本試驗中7514 無性系扦插育苗效果最佳的組合。

3 結(jié)論與討論

兩個柚木無性系的扦插育苗結(jié)果顯示基質(zhì)A3處理在生根率、根系直徑和根系體積指標(biāo)表現(xiàn)最優(yōu)，基質(zhì)A2 處理在葉面積和株高指標(biāo)表現(xiàn)最優(yōu)，而基質(zhì)A1 處理在除葉面積外所有扦插育苗指標(biāo)中均表現(xiàn)較差，說明基質(zhì)A1 不是本研究適宜的扦插基質(zhì)。不同基質(zhì)處理導(dǎo)致的扦插育苗效果的差異可能與基質(zhì)物理性質(zhì)有關(guān)。美國紅櫨Cotinus coggyria的扦插生根研究表明扦插基質(zhì)容重過大基質(zhì)透氣保水性差，容重過小則植物根系穩(wěn)固性降低，均不利于植物生根[12]。本研究扦插基質(zhì)由泥炭土、蛭石和黃心土按照不同比例配制而成，蛭石具有良好的透氣性和保水性，基質(zhì)A1 中蛭石比例最低，導(dǎo)致其容重明顯高于基質(zhì)A2 和A3，透氣性最差，因此不利于插穗生根。

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本研究中，IAA 處理下兩個柚木無性系插穗生根率和株高均顯著高于NAA 和IBA 處理，而IBA 處理在不定根數(shù)、根表面積、根體積、根生物量和葉面積指標(biāo)均表現(xiàn)最差。由此可見，IAA 是柚木嫩枝扦插最適合的生長調(diào)節(jié)劑，IBA不適合柚木嫩枝扦插育苗。這與周新華對杉木Cunninghamia lanceolata和Bashir 等 對 荷 荷 巴Simmondsia chinensis的研究結(jié)果不一致，他們認(rèn)為IBA 誘導(dǎo)插穗生根效果好于IAA 等其它生長調(diào)節(jié)類物質(zhì)[15-16]。這種差異可能是由柚木物種特異性決定的。馬華明用50～200 mg/kg 的混合生長調(diào)節(jié)劑（IBA，IAA，NAA 按比例配制）處理柚木嫩枝插穗，發(fā)現(xiàn)生根劑對柚木生根的影響未達(dá)到顯著水平[10]。與之相似，本研究中不同生長調(diào)節(jié)劑濃度處理對插穗的生根率、不定根數(shù)、根系直徑、根表面積、根生物量等影響均不顯著，可能是由于參試的兩個柚木無性系對生長調(diào)節(jié)劑濃度不敏感導(dǎo)致的。

柚木品種繁多，已有研究發(fā)現(xiàn)不同柚木無性系嫩枝扦插生根效果差異顯著[9]，與之相符，本研究的兩個無性系間扦插育苗效果也存在明顯差異，7029 無性系生根率和地上株高均顯著高于7514 無性系。不同無性系扦插育苗效果的差異可能是由其自身的遺傳性狀決定的。

綜上所述，我們開展了基質(zhì)、生長調(diào)節(jié)劑種類及其濃度對柚木無性系扦插育苗影響的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個無性系間扦插育苗效果差異明顯，3 個因素中生長調(diào)節(jié)劑種類的影響最大，其濃度的影響不顯著。隸屬函數(shù)綜合評價確定的不同無性系的最佳組合處理下扦插生根率分別達(dá)到99.33%和92.67%，具有推廣應(yīng)用價值。然而由于實驗設(shè)計并未考慮各因子之間的交互作用，獲得的最佳處理組合還需要下一步的實驗驗證。此外，與柚木扦插生根相關(guān)的內(nèi)源激素含量的變化、相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)代謝以及酶活等情況[17-18]還不清楚，有待于進一步的研究。