3種植物生長調(diào)節(jié)劑對樹頭菜扦插生根的影響

鄭鑫華 董 瓊 段華超 茶曉飛 周 春 周志超

(西南林業(yè)大學(xué)，西南地區(qū)生物多樣性保育國家林業(yè)局重點實驗室，昆明 650224)

樹頭菜(Cratevaunilocularis)為山柑科(Capparaceae)魚木屬(Crateva)的一種喬木，多為野生，高達5～15 m乃至更高，掌狀復(fù)葉有三小葉，樹皮灰褐色，多產(chǎn)于浙江、廣東、福建、廣西、云南等地海拔1 500 m以下山地、丘陵溝谷及溪邊濕潤地[1]。我國樹頭菜食用及藥用歷史悠久，在云南建水、石屏等地的人們常將其炒食或涼拌，尤其是樹頭菜的嫩芽、幼葉,以其獨特的風(fēng)味和豐富的營養(yǎng)被人們視為風(fēng)味佳品。每克樹頭菜嫩莖葉鮮樣中含粗蛋白74.5 mg，總氨基酸27.2 mg，人體必需氨基酸11.2 mg，遠遠高于普通蔬菜，且所測定的11種礦質(zhì)元素含量普遍高于其他普通蔬菜的平均值,尤其是P、K、Ca、Mg、Fe的含量是普通蔬菜的數(shù)倍[2]。樹頭菜還具有良好的藥用價值：根、葉均可入藥，性苦寒，其根具有清熱解毒、舒筋活絡(luò)之功效,治肝炎、痢疾、腹瀉、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、瘧疾等，葉具清熱、健胃之效，可解毒,可治爛瘡[3]。樹可作路邊行道樹，多方面表現(xiàn)其具有較高開發(fā)利用價值[4]。李宏楊等人在《樹頭菜的高效栽培技術(shù)》中詳細介紹了其扦插育苗、田間管理等栽培要點[5]；徐云鵬等人在利用樹頭菜11個無性系穗條扦插試驗中篩選出了其中的優(yōu)良品種[6]；何禎等人在通過利用基質(zhì)和激素處理樹頭菜實驗中得出促進其扦插生根的最佳處理組合為激素NAA最適濃度為150 mg·L-1、混合基質(zhì)(珍珠巖∶河沙∶草炭=1∶1∶1)[7]。目前為止國內(nèi)外尚無大量繁殖和栽培樹頭菜的成功經(jīng)驗，現(xiàn)有樹頭菜的資源少見，多見于村民房前屋后少量栽植，該樹種種子少見，且年年受采摘食用，更不易結(jié)種，多年后早衰，因此亟需對該樹種開展高效栽培。為滿足大規(guī)模的生產(chǎn)利用，擴大其種群，可在前人的研究基礎(chǔ)上對其扦插育苗的高效快繁技術(shù)進一步研究。

生長素自1934年被發(fā)現(xiàn)可以用來誘導(dǎo)不定根的生長之后，一些其他植物生長調(diào)節(jié)劑陸續(xù)被應(yīng)用于植物的扦插繁殖[8]。將植物插穗進行扦插之前，可利用植物生長調(diào)節(jié)劑處理插穗，提高插穗基部中的酶活性和內(nèi)源生長素水平的同時還能有助于根原基的誘導(dǎo)與形成，并加速營養(yǎng)物質(zhì)的代謝及運輸，促進插穗快速生根[9]。扦插繁殖目前廣泛應(yīng)用于許多植物的擴繁，利用植物生長調(diào)節(jié)劑處理插穗，提高插穗生根率。本試驗旨在通過植物生長調(diào)節(jié)劑的種類及質(zhì)量濃度對樹頭菜扦插生根包括插穗生根率、根長、根徑(根粗)及數(shù)量等的影響來研究其扦插繁殖技術(shù)，為提高樹頭菜扦插苗的生長提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省昆明市西南林業(yè)大學(xué)樹木園(25°03′N，102°45′E)，地處云貴高原中部。昆明屬山原地貌，海拔為1 954 m，年平均氣溫16.5℃，年均降雨量700～1 100 mm，降雨集中在6～9月，無霜期278 d，屬于北亞熱帶低緯度半濕潤高原山地季風(fēng)性氣候。

1.2 試驗材料

試驗所用插穗取自西南林業(yè)大學(xué)格林溫室中6年生樹頭菜母樹，從中剪取生長健壯無病害的1年生枝條，插穗長度為15 cm左右，含有2～3個芽眼。插穗上端切成表面光滑的平口，下端切成斜口，以株行距20 cm×20 cm直插，入土5 cm，外露1～2個芽眼。

1.3 試驗方法

采用ABT-1(A)、NAA(B)、IAA(C)3種植物生長調(diào)節(jié)劑進L9(34)正交試驗，ABT-1、NAA、IAA 3種因素的3個水平組合形成9個處理。其各處理組合分別為：①50 mg·L-1ABT-1+100 mg·L-1NAA+100 mg·L-1IAA；②50 mg·L-1ABT-1+200 mg·L-1NAA+200 mg·L-1IAA；③50 mg·L-1ABT-1+300 mg·L-1NAA+300 mg·L-1IAA；④100 mg·L-1ABT-1+100 mg·L-1NAA+200 mg·L-1IAA；⑤100 mg·L-1ABT-1+200 mg·L-1NAA+300 mg·L-1IAA；⑥100 mg·L-1ABT-1+300 mg·L-1NAA+100 mg·L-1IAA；⑦150 mg·L-1ABT-1+100 mg·L-1NAA+300 mg·L-1IAA；⑧150 mg·L-1ABT-1+200 mg·L-1NAA+100 mg·L-1IAA；⑨150 mg·L-1ABT-1+300 mg·L-1NAA+200 mg·L-1IAA；⑩清水處理作為對照(CK)，共設(shè)10個處理(表1)，各處理(小區(qū))10株,重復(fù)3次，共處理300株，將其扦插在苗床中。

表1 正交設(shè)計L9(34)的因子與水平

Table 1 The factors and levels of orthogonal design L9(34)

水平Level因素FactorABT-1(A)(mg·L-1)NAA(B)(mg·L-1)IAA(C)(mg·L-1)15010010021002002003150300300

扦插前一天用3‰的高錳酸鉀澆淋土壤進行消毒，按試驗設(shè)計組合將植物生長調(diào)節(jié)劑處理后的插穗整齊均勻地插于苗床上。

1.4 數(shù)據(jù)的測定與獲取

在每一處理組合中隨機選取6株樹頭菜，每隔半個月測定一次幼苗芽長，扦插3個月后，對扦插苗生根性狀進行測定與獲取，每處理選取3株樹頭菜幼苗，將整株挖出并保持其根系完整，用清水沖洗根系泥土后將其放置陰涼處風(fēng)干外部水分，測其生根率(大于1 mm)、生根量、根粗、平均根長、最長根長，根系效果指數(shù)[10～11]：

生根率(%)=生根插穗數(shù)量/扦插插穗總數(shù)×100

(1)

根系效果指數(shù)=平均根長×根系數(shù)量/扦插插穗總數(shù)

(2)

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，比較分析通過Excel2013和spss19.0軟件進行統(tǒng)計[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長調(diào)節(jié)劑種類及濃度對樹頭菜插穗根系發(fā)育指標(biāo)的方差分析

通過對樹頭菜插穗根系發(fā)育的相關(guān)指標(biāo)進行方差分析，由表2可以看出，樹頭菜扦插過程中，不同生長調(diào)節(jié)劑種類及質(zhì)量濃度對插穗的生根率，以及根系的數(shù)量、長度和粗度等影響具有明顯不同。正交試驗各處理對樹頭菜插穗最長根長、平均根長、根數(shù)、根粗、生根率及根系效果指數(shù)等各指標(biāo)具有極顯著差異(P<0.01)。

2.2 樹頭菜扦插根系效果指數(shù)方差分析

從表3中可以看出，對根系效果指數(shù)進行方差分析結(jié)果中，將A(1號生根粉)、B(萘乙酸)、C(吲哚乙酸)3個因素的各生根指標(biāo)的P值相比較可以得出，對樹頭菜扦插根系效果指數(shù)極差最大的因素是A(1號生根粉)，其次是B(萘乙酸)，C(吲哚乙酸)對樹頭菜扦插根系效果指數(shù)極差最?。籆(吲哚乙酸)對樹頭菜扦插根系效果指數(shù)差異不顯著(P>0.05)，而A(1號生根粉)和B(萘乙酸)對樹頭菜扦插根系效果指數(shù)差異都是極顯著的(P<0.01)。由下表4對根系效果指數(shù)進行多重比較后可看出，處理組合2對樹頭菜根系效果指數(shù)影響效果最好，A1B2C2為最優(yōu)處理組合，即以ABT-1質(zhì)量濃度為50 mg·L-1、NAA質(zhì)量濃度為200 mg·L-1、IAA質(zhì)量濃度為200 mg·L-1的扦插效果最好。

表2 樹頭菜扦插正交試驗方差分析

圖1 樹頭菜扦插處理間各指標(biāo)多重比較 不同小寫字母表示在P=0.05水平差異顯著。Fig.1 Multiple comparison of various indicators among cuttings treatment of C.unilocularis Different lowercase letters indicate significant difference at the 0.05 level.

表3 樹頭菜扦插根系效果指數(shù)方差分析

Table 3 Analysis of variance of root effect index for cuttage ofC.unilocularis

源Source of variationⅢ型平方和Sum of squares自由度Degree of freedom of sum of squares均方Mean squareF值F-valueP值P-value校正模型Calibration model377.450a662.9088.5340.000截距Intercept2067.22012067.220280.4330.000ABT-1191.679295.84013.0010.000NAA148.817274.40810.0940.001IAA36.954218.4772.5070.107誤差Error147.431207.372總計Sum2592.10027校正的總計Total adjustment524.88126

注：P<0.01為極顯著差異

Note:P<0.01 represents a very significant difference

2.3 樹頭菜扦插正交試驗處理間比較

樹頭菜插穗的根系多在愈傷組織和皮部中形成，但主要是愈傷組織生根，鮮少部分是皮孔生根。其插穗生根較慢，插后約20 d才開始形成愈傷組織，45 d左右后開始生根，90 d后生長穩(wěn)定，此時調(diào)查分析相關(guān)生長情況。

由圖1和表4可知，樹頭菜扦插后生長情況中10個處理間的最長根長差異極顯著(F=6.068，P<0.01)，最長為2號處理，最長根長達46.13 mm，最長根長最短為10號(CK)處理，長15.23 mm；10個處理間的平均根長差異極顯著(F=8.646，P<0.01)，平均根長中處理組間最長的為2號處理，長達24.03 mm，最短為10號(CK)處理，平均根長為8.09 mm；10個處理間的生根率差異極顯著(F=4.452，P<0.01)，各處理生根率最高的為2號處理，高達83.33%，生根率最低為5號處理，最低為26.73%；10個處理間的根徑(根粗)差異極顯著(F=4.731，P<0.01)，各處理中根徑(根粗)最大為2號處理，即3.09 mm，最小為10號(CK)處理為1.28 mm；10個處理間的平均生根數(shù)差異極顯著(F=7.403，P<0.01)，各處理中平均生根數(shù)最多為2號處理，為24.00條，最少為10號(CK)處理，平均根數(shù)為5.33條；10個處理間的平均發(fā)芽數(shù)差異極顯著(F=3.810，P<0.01)，各處理中平均發(fā)芽數(shù)中最多為2號處理，達3.00個，最少為10號(CK)處理，其平均發(fā)芽數(shù)為1.17個。綜上分析可知，各因素處理組合中對樹頭菜扦插芽數(shù)和根系生長最優(yōu)的是2號處理。

表4 樹頭菜扦插生根各項指標(biāo)LSD 多重比較

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同列不同字母表示差異顯著(P<0.05);*P<0.05，**P<0.01。

Note:The values in the table are mean or minus standard deviation, and the different lowercase letters indicate significant difference at the 0.05 level;*P<0.05,**P<0.01.

圖2 樹頭菜插穗正交試驗芽長生長節(jié)律圖Fig.2 Growth rhythm diagram of C.unilocularis in cuttings by orthogonal test

2.4 樹頭菜扦插芽長生長節(jié)律分析

扦插1個月之后，每隔15 d測量其芽長，結(jié)果由圖2可見，樹頭菜扦插后的生長以一定斜率快速生長，不同處理間生長速度各不相同，處理中對應(yīng)的芽長生長節(jié)律上有明顯差異，這與上述各生根指標(biāo)生長趨勢相似。各處理中的芽長生長速度和生長量大于10號處理(CK),其中以2號處理不同時期生長表現(xiàn)較快且生長量較高，明顯高于其他處理。因此，可以看出芽長在不同處理間是有差異的，芽長生長大多數(shù)處理間表現(xiàn)為前期及中期生長較緩慢，后期較快。從圖中還可以看出芽長的速生長期均在第三個月，說明在樹頭菜插穗在扦插第三個月有速生的趨勢。因此可知，在樹頭菜的芽長生長節(jié)律分析中，各處理的芽長生長速度和生長量都大于10號空白對照處理，且2號處理的芽長生長速度和生長量最大。

3 討論

生長調(diào)節(jié)劑促進植物插穗生根，主要是通過調(diào)節(jié)植物插穗的內(nèi)源激素進而促進扦插生根，提高其成活并加快根系生長的速度[13～15]從對本次試驗的綜合分析中可以看出，植物生長調(diào)節(jié)劑不同種類及質(zhì)量濃度對樹頭菜扦插生根的影響明顯不同，通過正交試驗處理樹頭菜插穗對其最長根長、平均根長、平均根數(shù)、根徑(根粗)、生根率、根系效果指數(shù)及發(fā)芽數(shù)等具有極顯著影響；樹頭菜扦插后以其根系效果指數(shù)進行方差分析及多重比較可知，在A(1號生根粉)、B(萘乙酸)、C(吲哚乙酸)3個因素中，正交試驗處理樹頭菜插穗中3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理效果相比其主次順序為A>B>C，即1號生根粉效果最好，其次是萘乙酸和吲哚不同乙酸，出現(xiàn)這樣的結(jié)果可能是因為不同生長調(diào)節(jié)劑對木本植物扦插生根效果不同[16]。綜合分析得其最優(yōu)方案為A1B2C2,即ABT-1質(zhì)量濃度為50 mg·L-1、NAA質(zhì)量濃度為200 mg·L-1、IAA質(zhì)量濃度為200 mg·L-1，對樹頭菜根系發(fā)育較好。綜上可知，3種植物生長調(diào)節(jié)劑在適宜的濃度下可以顯著增加樹頭菜的生根能力，提高其扦插生根率。

本試驗結(jié)果與何禎等人的基質(zhì)和激素處理對樹頭菜扦插生根的影響研究相符[7]，可能與所用植物生長調(diào)節(jié)劑濃度高，有利于促進樹頭菜插穗愈傷組織生根有關(guān)。植物插穗的生長部位、年齡及發(fā)育即插穗的類型和成熟度等是影響插穗生根的重要內(nèi)因，而溫濕度、光照等外界條件則是影響植物生根的重要外因[17]，植物長出不定根受多種因素的影響，植物生長調(diào)節(jié)劑就是重要的外界影響因素之一，對于不同樹種而言具有不同的最佳配方[18]。

扦插成活的關(guān)鍵在于插穗能夠形成根系[19]，相關(guān)研究表明外源植物生長調(diào)節(jié)劑可提高植物體內(nèi)酶活性、促進植物插穗內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)向基部轉(zhuǎn)移，加速插穗的營養(yǎng)代謝，進而促進生根[20～22]。近幾年相關(guān)研究也證實了外源生長調(diào)節(jié)劑處理植物能促進插穗內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)再次分配及內(nèi)源激素的作用表達[23～24]，從而生長出不定根，能使一些原來難以生根的植物生根[25～28]。在此次試驗中，樹頭菜插穗生根較慢，扦插后約20 d才開始形成愈傷組織，45 d左右后開始生根，90 d后生長穩(wěn)定，且以愈傷組織生根為主，少部分為皮孔生根。插穗能否生根成活除了取決于插穗年齡、樹種生物學(xué)特性等內(nèi)在因素，還與光照、基質(zhì)、溫濕度等外界環(huán)境因素相關(guān)。因此為提高生根率、培育優(yōu)質(zhì)苗木，今后可進一步系統(tǒng)開展樹頭菜在繁育方面的其他試驗，探索樹頭菜更優(yōu)良的繁育方法。