沙棘嫩芽扦插快繁技術(shù)

郝曜山，王亦學(xué)，張歡歡，王 銘，董艷輝，王曉清，吳慎杰

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030031）

沙棘Hippophae rhamnoides為胡頹子科Elaeagnaceae 沙棘屬Hippophae落葉灌木或小喬木，具有抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐鹽堿的特性[1]，廣泛分布于亞洲和歐洲的溫帶地區(qū)。在中國的遼寧、河北、山西、陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆、西藏、四川等地區(qū)均有廣泛分布[2]。沙棘根系發(fā)達(dá)、枝繁葉茂、生長快速，是用于防風(fēng)固沙、水土保持的重要生態(tài)經(jīng)濟(jì)樹種[3]。同時，沙棘果實酸甜可口，含有豐富的生物活性物質(zhì)、多種營養(yǎng)成分及微量元素，在食品、飲料和醫(yī)藥保健等行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用[2,4]。在現(xiàn)階段，沙棘也是應(yīng)用于中國荒漠防治、退耕還林、快速脫貧工程的重要樹種[5-6]。隨著沙棘人工造林規(guī)模和商業(yè)市場的不斷擴(kuò)大，沙棘幼苗的數(shù)量和質(zhì)量已經(jīng)成為限制其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

沙棘是雌雄異株植物，繁育方法包括有性繁殖和無性繁殖[2]。有性繁殖在生產(chǎn)上即播種育苗，由于在幼苗期無法快速準(zhǔn)確區(qū)分沙棘雌雄株，難以控制人工林的雌雄比例，子代的雜合基因也使得母本的優(yōu)良性狀不能穩(wěn)定保持，因此，播種育苗的方法不適用于經(jīng)營性造林，僅適用于建設(shè)普通防護(hù)林。無性繁殖方法包括扦插、嫁接、埋根、壓條等。早在1976年，已有俄羅斯科研人員采用早春8年生樹體的插條進(jìn)行扦插繁殖試驗的報道[7]。20世紀(jì)80年代末，在我國遼寧、甘肅等地也有了沙棘無性繁殖方法研究的報道。隨著張廓玉等[8]報道的全光照自動噴霧技術(shù)的逐漸成熟和推廣，實際生產(chǎn)過程中扦插育苗方法被廣泛使用[9]。近年來，隨著有關(guān)沙棘扦插成活率影響因素（采穗要求、育苗基質(zhì)、生根試劑、環(huán)境條件等）的研究不斷增多和深入[10]，沙棘扦插育苗技術(shù)不斷完善。沙棘扦插育苗方法主要有2 種：硬枝扦插和嫩枝扦插[6,9]。但這2 種方法均存在缺陷。第一，插穗取材有限。要保證硬枝扦插的出根成活率，就必須截取2年生及以上枝齡的枝條作為插穗，插穗長15～20 cm，在1 株性狀優(yōu)良的母株上能入選的枝條有限。在傳統(tǒng)的嫩枝扦插中往往選取夏末木質(zhì)化或半木質(zhì)化枝條[7]作為插穗，插穗長15～20 cm，入選的優(yōu)良無性系苗，一般要3年以上才能進(jìn)行剪枝扦插。在枝條數(shù)量有限的情況下，難以快速大量生產(chǎn)扦插苗。第二，獲取插穗的人工費(fèi)用高。沙棘的刺和小枝條較多，將其剪成合適長度的干凈插穗較為費(fèi)工，不利于優(yōu)種的大面積快繁推廣[11]。Li 等[7]經(jīng)研究認(rèn)為晚春季節(jié)沙棘新枝不再生長且未木質(zhì)化。高曉峰等[12]的試驗結(jié)果也表明，晚春季節(jié)10 cm 以下沙棘幼枝的初生生長尚未結(jié)束，未木質(zhì)化。為了提高沙棘育苗效率，本研究中以2～8 cm 非木質(zhì)化沙棘嫩芽為插穗，利用微枝扦插技術(shù)，在育苗大棚和光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行扦插試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 插 穗

以山西省靜樂縣野生沙棘非木質(zhì)化嫩芽為接穗。

1.1.2 扦插基質(zhì)

扦插基質(zhì)選用泥炭土和珍珠巖的混合物（體積比3∶1）、蛭石、河沙。扦插基質(zhì)中，河沙取自靜樂縣本地河灘，其他均購自生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.1.3 外源激素

所用外源激素為吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）等，均購自生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.2 插穗采集和處理方法

選取具有優(yōu)良性狀的植株作為采穗母株。待枝條上芽長至2～6 cm（一心二葉以上），用手直接掰取或用剪刀貼樹皮剪下非木質(zhì)化嫩芽。較長的嫩芽可剪為5 cm 左右的插穗，帶1～2 片葉、不帶頂心的插穗也可用于扦插。將處理好的插穗直接浸泡于清水或置于高濕環(huán)境中，保持新鮮狀態(tài)，防止失水。扦插前將插穗使用0.1%～1.0%多菌靈溶液和0.05%高錳酸鉀的混合溶液浸泡消毒1.5～2.0 h[13]。為了減少蒸騰且避免與基質(zhì)接觸發(fā)生霉變，去除插穗基部多余的葉片。

1.3 試驗設(shè)計

1.3.1 環(huán)境因素對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

環(huán)境因素對沙棘嫩芽扦插的影響試驗包括溫度、濕度、光照3個因素，每個因素設(shè)計3個水平（表1），采用L9(34)正交設(shè)計進(jìn)行試驗[14]。

表1 環(huán)境因素對沙棘嫩芽扦插生根效果影響L9(34)正交試驗的因素和水平Table 1 L9(34) orthogonal test factors and levels for environment effects on seabuckthorn tender bud cutting

2019年6月下旬采穗后，將插穗基部浸泡于IBA 200 mg/L 溶液中處理1 h 后用于扦插，扦插深度為1/3 插穗長度，分為9 組，每組50 株。在SANYO MLR-351H 光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。扦插20 d 后挖出插穗，用清水洗凈根部，統(tǒng)計生根株數(shù)，計算生根率。插穗生根率為生根插穗數(shù)占插穗總數(shù)的百分比。

1.3.2 采穗日期對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

2019年5月20日—8月5日，每隔15 d 進(jìn)行采穗。將插穗基部浸泡于IBA 200 mg/L 溶液中處理1 h 后，在靜樂縣康家會村育苗溫室中進(jìn)行扦插，扦插深度為1/3 插穗長度。每批扦插100 株，20 d后將苗木挖出，用清水洗凈根部，統(tǒng)計生根株數(shù)，計算生根率。同時，每處理隨機(jī)抽取15 株，統(tǒng)計平均根數(shù)和根長，3 次重復(fù)。

1.3.3 激素種類及濃度對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

激素種類及濃度對沙棘嫩芽扦插生根效果有著重要的影響[15]。2019年6月下旬采穗后，將插穗基部浸泡于IBA、NAA、IBA+NAA、IBA+NAA、IBA+NAA（聯(lián)合使用時激素配比為質(zhì)量比）等不同種類激素的不同質(zhì)量濃度（100、200、400、600、800 mg/L）溶液中處理1 h，以清水為對照（CK），3 個重復(fù)，每個重復(fù)20 株。在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院日光溫室內(nèi)進(jìn)行扦插，扦插深度為1/3 插穗長度。扦插20 d 后將苗木挖出，用清水洗凈根部，統(tǒng)計生根株數(shù)，計算生根率[16]。同時，每重復(fù)隨機(jī)抽取10株，統(tǒng)計平均根數(shù)及根長。

1.3.4 扦插基質(zhì)對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

2019年6月下旬采穗后，將插穗基部浸泡于IBA 200 mg/L 溶液中處理1 h 后用于扦插，扦插深度為1/3 插穗長度，3 個重復(fù)，每重復(fù)100 株。在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院日光溫室內(nèi)采用泥炭土和珍珠巖的混合物（體積比3 ∶1）、蛭石、河沙作為基質(zhì)進(jìn)行扦插試驗。扦插20、40 d 后將苗木挖出，用清水洗凈根部，分別統(tǒng)計生根株數(shù)，計算生根率。同時，每重復(fù)隨機(jī)抽取20株，統(tǒng)計平均根數(shù)及根長。

1.4 數(shù)據(jù)處理和分析

使用SPSS 軟件進(jìn)行方差分析和多重比較，分析前對生根率和根數(shù)進(jìn)行arcsin和轉(zhuǎn)換[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 環(huán)境因素對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

正交試驗共設(shè)9 組處理，第1、5、6 組處理嫩芽扦插約14 d 后開始出根，第3、4、7、8 組處理嫩芽扦插約17 d 后開始出根，第2、9 組處理嫩芽扦插約20 d 后開始出根。各處理沙棘嫩芽插穗的生根率統(tǒng)計結(jié)果見表2。由表2可知，第6 組處理，即溫度30 ℃、濕度85%、光照強(qiáng)度5 000 lx條件下，沙棘嫩芽扦插20 d 后生根率最高（96%），第9 組處理，即溫度20 ℃，濕度75%，光照強(qiáng)度2 500 lx 條件下，沙棘嫩芽扦插20 d 后生根率最低（72%）。

表2 L9(34)正交試驗中沙棘嫩芽插穗的生根率及極差分析結(jié)果Table 2 Rooting rate and range analysis results of L9(34)orthogonal experiment of seabuckthorn shoot cuttings

根據(jù)均值可以判斷不同水平對試驗指標(biāo)的影響。生根率的極差分析結(jié)果見表2。由表2可知，A 因素處理最優(yōu)水平為A2，B 因素處理最優(yōu)水平為B2，C 因素處理最優(yōu)水平為C2。根據(jù)極差（R）值，將各試驗因素對生根率的影響進(jìn)行排序，濕度的R值最大（12.0），與溫度的R值（11.4）接近，光照強(qiáng)度的R值最?。?.7）。因此，各因素對沙棘嫩芽插穗生根率的影響由大到小依次為B、A、C，濕度對沙棘嫩芽插穗生根率的影響最大，光照強(qiáng)度對其影響最小。得出的最優(yōu)水平組合為A2B2C2，即沙棘嫩芽扦插生根的最佳環(huán)境條件為溫度25 ℃、濕度85%、光照強(qiáng)度5 000 lx。

2.2 采穗日期對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

不同采穗日期處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況見表3。由表3可知，隨著采穗日期的延后，沙棘嫩芽扦插的生根率、生根長度及條數(shù)基本呈現(xiàn)先升高再遞減的趨勢。6月20日、7月5日和7月20日采集沙棘嫩芽并扦插，嫩芽的生根率、生根長度及條數(shù)均較高，且彼此間差異不顯著。5月20日和6月5日采集的嫩芽插穗較6月20日、7月5日和7月20日所采插穗的生根率、生根長度及條數(shù)低，且差異顯著。8月5日后，枝條木質(zhì)化程度高，嫩芽的生根率、生根長度及條數(shù)均顯著下降，且植株易出現(xiàn)生長不良的現(xiàn)象。

表3 不同采穗日期處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況?Table 3 Rooting of seabuckthorn tender bud cuttings in different scion collected perieod treatments

2.3 激素種類及濃度對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

2.3.1 對嫩芽插穗生根率的影響

不同激素種類及濃度處理中沙棘嫩芽插穗的生根率見表4。由表4可知，IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 處理中，嫩芽插穗的平均生根率分別為82.7%、77.0%、87.3%、85.1%、78.7%、61.7%，其中，IBA+NAA（10∶1）處理中嫩芽插穗的生根率最高，其余激素處理中嫩芽插穗的生根率也顯著高于CK 處理。方差分析結(jié)果表明：不同的激素種類對沙棘嫩芽插穗生根率影響的差異顯著。多重比較結(jié)果顯示：NAA 和IBA+NAA（2∶1）處理間差異不顯著，與其余激素處理及對照處理的差異顯著，IBA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、CK 各處理間差異顯著。

表4 不同激素種類及濃度處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況?Table 4 Rooting of seabuckthorn tender bud cuttings in the treatment of different hormone types and concentrations

不同濃度激素處理對沙棘嫩芽插穗生根率影響是不同的。IBA 和IBA+NAA（10∶1）處理中，在質(zhì)量濃度為200 mg/L 時生根率最高，分別達(dá)到90.0%和96.7%；NAA、IBA+NAA（4∶1）和IBA+NAA（2∶1）處理中，在質(zhì)量濃度為400 mg/L時生根率最高，分別達(dá)到了81.7%、93.3% 和85.0%。其中，NAA 和IBA+NAA（10∶1）處理中在質(zhì)量濃度為200 和400 mg/L 時生根率的差異不顯著，說明其質(zhì)量濃度為200～400 mg/L 時生根效果相同。多重比較結(jié)果顯示，其余各質(zhì)量濃度激素處理間生根率的差異顯著，說明激素質(zhì)量濃度是影響沙棘嫩芽插穗生根率的重要因素之一。

2.3.2 對嫩芽插穗不定根數(shù)量的影響

不同激素種類及濃度處理中沙棘嫩芽插穗的不定根數(shù)量見表4。由表4可知，IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 處理中，嫩芽插穗的不定根數(shù)量均值分別為17.7、15.9、19.7、17.8、15.3、10.3，其中，IBA+NAA（10∶1）處理中嫩芽插穗的不定根數(shù)量最多（圖1），其余激素處理中不定根數(shù)量均值顯著高于CK 處理。方差分析結(jié)果表明：不同的激素種類對沙棘嫩芽插穗不定根數(shù)量影響的差異顯著。多重比較結(jié)果顯示：IBA和IBA+NAA（4∶1）處理間嫩芽插穗不定根數(shù)量均值的差異不顯著，與其余激素處理及對照處理的差異顯著，NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 處理間嫩芽插穗不定根數(shù)量均值的差異顯著。

圖1 不同激素處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況Fig.1 Rooting profile of seabuckthorn tender scions with different types of hormones

不同濃度激素處理對沙棘嫩芽插穗不定根數(shù)量的影響是不同的。IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）處理中，在質(zhì)量濃度分別為600、400、200、600、400 mg/L時，不定根的數(shù)量均值達(dá)到最高，分別為20.0、19.7、20.3、20.3、18.3，不同質(zhì)量濃度激素誘導(dǎo)不定根的最高數(shù)量不同。多重比較結(jié)果顯示：IBA+NAA（10∶1）處理中，質(zhì)量濃度200 mg/L與其他質(zhì)量濃度下嫩芽插穗的不定根數(shù)量差異顯著。其余處理間也存在差異顯著的情況。說明激素質(zhì)量濃度是影響沙棘嫩芽插穗不定根數(shù)量的因素之一。

2.3.3 對嫩芽插穗根長的影響

不同激素種類及濃度處理中沙棘嫩芽插穗的根長見表4。由表4可知，IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 處理中，嫩芽插穗的平均根長分別為4.6、4.5、4.9、4.4、4.6、4.3 cm，其中，IBA+NAA（10∶1）處理中嫩芽插穗的平均根長最高（圖1），顯著高于CK 處理，其余激素處理中嫩芽插穗的平均根長與CK 的差異不顯著。多重比較結(jié)果顯示：除NAA、IBA+NAA（10∶1）處理外，其余各激素處理間嫩芽插穗平均根長的差異不顯著。

不同濃度激素處理對沙棘嫩芽插穗根長的影響是不同的。在IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）處理中，在激素質(zhì)量濃度分別為200、400、200、400、400 mg/L時，不定根的平均根長達(dá)到最高，分別為5.3、5.1、5.8、5.0、5.2 cm。不同質(zhì)量濃度的激素對根長的誘導(dǎo)效果不同。多重比較結(jié)果顯示：各質(zhì)量濃度處理間嫩芽插穗根長存在差異顯著或不顯著的情況。說明激素質(zhì)量濃度對沙棘嫩芽插穗的根長有影響，但其影響效果不及對生根率和不定根數(shù)量的影響。

2.4 扦插基質(zhì)對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

不同基質(zhì)處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況見表5。由表5可知，使用3 種基質(zhì)扦插育苗，扦插20 d 后，泥炭土+珍珠巖（3∶1）和蛭石處理中，嫩芽插穗的生根率顯著高于河沙處理，但各處理間不定根平均數(shù)量和平均長度的差異不顯著；扦插40 d 后，3 種基質(zhì)處理間扦插苗的生根率和不定根平均數(shù)量的差異不顯著，泥炭土+珍珠巖（3∶1）處理的平均根長顯著高于蛭石和河沙處理。

表5 不同基質(zhì)處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況?Table 5 Rooting of seabuckthorn shoot cuttings in different substrate treatments

3 結(jié)論與討論

本試驗中在人工干涉的環(huán)境條件下研究了溫度、濕度、光照對沙棘嫩芽扦插效果的影響，得出沙棘嫩芽扦插的最優(yōu)環(huán)境條件為溫度25 ℃、濕度85%、光照強(qiáng)度5 000 lx，各因素對沙棘嫩芽插穗生根率的影響由強(qiáng)到弱依次為濕度、溫度、光照。這與賀春梅[18]對沙棘嫩枝扦插試驗條件的研究結(jié)果有所不同。賀春梅[18]的研究結(jié)果顯示，沙棘半木質(zhì)化的嫩枝扦插濕度要在95%以上，而本試驗結(jié)果顯示85%的濕度條件較95%的濕度條件有更高的生根率，可能是因為本試驗中所選取的插穗材料為非木質(zhì)化的嫩芽或微枝，過高的濕度（95%以上）會使嫩芽的霉變率提高，生根率下降，較低的濕度（75%）會使根原基形成受阻，生根率也較低。賀春梅[18]的研究結(jié)果顯示，28～30 ℃為嫩枝扦插的最適溫度，而本試驗結(jié)果顯示25 ℃為嫩芽扦插最適溫度，可能是因為較高的溫度會使嫩芽比半木質(zhì)化嫩枝更易霉變。光照是3 個因素中對生根率影響最小的因素，最佳光照強(qiáng)度為5 000 lx，說明較低的光照強(qiáng)度不利于刺激頂端激素形成，從而影響根原基的形成，而較高的光照強(qiáng)度可能會引起插穗脫水萎蔫，造成毒素積累[19]，不利于根原基形成。維持合適的濕度是沙棘嫩芽扦插成功的首要條件，保證了根原基形成前插穗的活力與健康度；溫度則影響了不定根形成和生長的速度；在扦插育苗的不同時期，光照條件對插穗的影響不同，本試驗主要在根原基形成前期開展，光照對生根率的影響較其他因素弱，此時較低的光照強(qiáng)度可以防插穗脫水萎蔫，生產(chǎn)上此時要注意遮陰，根形成后應(yīng)提高光照強(qiáng)度，增加葉面光合能力，加速苗的生長。

由于本試驗中使用的插穗較傳統(tǒng)插穗更短、更幼嫩，插穗的養(yǎng)分含量少，更易受到外源激素影響[20-21]。在5 種處理中，IBA+NAA（10∶1）處理嫩芽插穗的生根效果最理想，明顯優(yōu)于其他4種處理，說明激素IBA 和NAA 按一定比例混合使用對沙棘嫩芽插穗生根的誘導(dǎo)效果好于2 種激素單獨(dú)使用的效果。但當(dāng)IBA 和NAA 質(zhì)量比為4∶1、2∶1 時，其誘導(dǎo)效果變差，甚至不及單種激素的誘導(dǎo)效果，說明激素配比是影響沙棘嫩芽扦插誘導(dǎo)生根效果的重要因素之一。此外，激素的質(zhì)量濃度與嫩芽插穗的生根率相關(guān)。在不同種類激素處理中，隨著質(zhì)量濃度升高，生根率均呈先升高后下降的趨勢，與劉建明等[10]和何崇單等[22]的研究結(jié)果相似，可能是因為隨著質(zhì)量濃度升高激素對插穗生根的促進(jìn)作用逐步演變?yōu)橐种谱饔?。在本試驗中，使用單種激素IBA 和NAA 處理插穗，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到800 mg/L 以上時，插穗葉片出現(xiàn)卷縮、畸形生長等明顯毒害現(xiàn)象[23]。

分別使用泥炭土和珍珠巖的混合物（體積比3∶1）、蛭石、河沙作為基質(zhì)進(jìn)行扦插，扦插早期基質(zhì)種類在一定程度上會影響嫩芽插穗的生根率，但對其不定根的平均數(shù)量和平均長度無顯著影響。扦插40 d 后，基質(zhì)種類對嫩芽插穗的平均根長有顯著影響，對生根率和不定根平均數(shù)量無顯著影響。因此，在生產(chǎn)實踐中，插穗生根早期應(yīng)使用蓬松、透氣、蓄水能力強(qiáng)的基質(zhì)，有利于提高生根率，插穗生根后含有泥炭土等有機(jī)質(zhì)的基質(zhì)更有利于根的生長。

本試驗中沙棘嫩芽插穗的生根率最高達(dá)到了96.7%，說明利用沙棘嫩芽進(jìn)行扦插的效果不弱于硬枝扦插和嫩枝扦插等傳統(tǒng)方法。在多年生優(yōu)良沙棘母株上可取芽上百穗，完全可以滿足生產(chǎn)中沙棘育苗的需要。在生產(chǎn)中使用沙棘嫩芽進(jìn)行扦插可以大幅提高育苗效率，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)短時間內(nèi)優(yōu)良品種的大量擴(kuò)繁。但是，沙棘嫩芽較弱小，扦插過程中要嚴(yán)格控制溫濕度，應(yīng)進(jìn)一步研究在生產(chǎn)實踐中如何實現(xiàn)沙棘嫩芽扦插技術(shù)的規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化。