杉木無性系嫩枝扦插繁殖技術

陳曉明 黃開勇 李魁鵬 陳琴 藍肖 戴俊 程林 陳仕昌 董利軍 莫紹鋒

摘 要：杉木是我國主要的用材林樹種。為加快杉木優(yōu)良無性系的繁育進程，開展杉木無性系扦插繁殖技術研究，探索生長素、扦插基質和插穗長度對杉木不定根生長的影響。結果表明：生長素對不定根的誘導有明顯的影響，最佳的生長素處理方法為0.5 g/L的IBA漿蘸后直插到基質中，扦插基質以30 %椰糠+70 %紅心土為最優(yōu)，扦插成活率84.31%。最適合杉木嫩枝扦插的插穗長度為15 cm左右，可在較短的時間誘導不定根的形成。扦插90天時，每個插穗平均能形成8.56條不定根，扦插成活率85.83%。

關鍵詞：杉木 無性系 扦插 不定根

中圖分類號： S791.27? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

The Cutting Propagation Technology of Cunninghamia lanceolata Clones

CHEN Xiaoming1， HUANG Kaiyong1， LI Kuipeng1， CHEN Qin1，

LAN Xiao1， DAI Jun1， CHENG Lin1， CHEN Shichang1，

DONG Lijun2，MO Shaofeng2

（1Guangxi Academy of Forestry / Key Laboratory of Central South Fast-growing Timber Cultivation， State Forestry Administration / Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Resource Cultivation， Nanning， Guangxi 530002， China; 2 Beijianghe Forest Farm of Rongshui County， Liuzhou， Guangxi 545300， China;）

Abstract： Cunninghamia lanceolata is the main timber forest species in China. In order to speed up the breeding process of fine clones of Cunninghamia lanceolata， we studied the cutting propagation technology of Cunninghamia lanceolata clones by investigating the effects of auxin， cutting substrate and cuttings length on the growth of Cunninghamia lanceolata adventitious root. The results showed that auxin had obvious inducing effect on adventitious roots. The best treatment was 0.5g/L IBA slurry + 30% coconut bran + 70% red mud， with which the survival rate of cuttings was 84.31%. The optimum length of cuttings was about 15 cm， by which the adventitious roots were induced in a short time. After 90 days of cutting， each cutting could form 8.56 adventitious roots on average， and the survival rate of cuttings was 81.83%.

Key words： Cunninghamia lanceolata; clones; cuttings ; adventitious roots

杉木[Cunninghina lanceolata（Lamb.）Hook]為杉科杉木屬常綠針葉樹種，與松樹、桉樹并稱為我國南方三大用材樹種，為我國主要的人工林樹種之一，在廣西、廣東、福建、江西、浙江、湖南、四川等16多個省市自治區(qū)均有大面積的栽培[1]。 杉木廣泛用于建筑、橋梁、電桿、門窗、家具、板料、木制用具等[2]。目前杉木人工造林種苗主要用種子進行實生苗繁殖，然而實生繁殖后代通常會在一定程度產(chǎn)生與其母本不一樣的性狀，即母株優(yōu)良性狀不一定能得到穩(wěn)定的遺傳[3]，從而造成子代林分化嚴重，影響到林分質量和產(chǎn)量。無性繁殖如扦插繁殖則能在人為控制的條件下，在較短時間內培育大量保持親本優(yōu)良遺傳性狀的優(yōu)質苗木，從而成為目前杉木優(yōu)質苗木繁殖的另一重要途徑[4]。我國從上世紀80年代開始研究杉木扦插繁殖技術，也取得一定的成果[5-7]。但杉木在我國分布廣，天然分布的環(huán)境條件差異較大，其種源甚至個體之間存在不同的遺傳特性，造成不同無性系的扦插生根能力差異較大[8]。植物扦插繁殖的成敗直接與不定根的形成相關，而不定根的形成能力高低極大有賴于其遺傳特性的差異。生根能力的不足延長了苗木繁殖時間，導致繁殖材料的浪費，對優(yōu)良杉木無性系的發(fā)展產(chǎn)生了不良的影響從而導致推廣困難[9]。為此本研究對新選育的優(yōu)良杉木無性系進行不定根誘導試驗，為杉木無性林業(yè)發(fā)展提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 采穗圃營建

杉木采穗圃營建于廣西林業(yè)科學研究院苗圃內，杉木采穗圃建在緩坡，做成高30 cm、寬1 m的跬面，避免圃地積水。杉木母株以苗高30～40 cm的1年生組培苗為材料，母株以兩株為行相向傾斜植入跬中，植株與地面成45°，保持株行距為0.4×0.4 m。采穗圃和穗條管理方法按李勇[4]的方法進行，母株種植1年后可以采穗條扦插育苗。

1.2 穗條采集及預處理

按試驗設計采取穗條，穗條要求健康無病蟲害，保證材料的一致性。穗條保持頂芽完整，剪去所有穗條上的側芽，并去除形態(tài)學下端2 cm處的針葉。用廣譜性性殺菌劑0.1%多菌靈浸泡10分鐘，用高溫消毒過的無菌蒸餾水水沖洗2～3次后備用。

1.3 生長素對不定根形成的影響

設置生長素、生長素濃度和處理時間為試驗因素，試驗用L9（34）正交表試驗設計，生長素分別是IAA、IBA和NAA;生長素濃度水平為0.5、1和2 g/L;處理時間的3個試驗水平為漿蘸（插穗底部直接蘸到由生根液與干紅泥混成泥漿后直接扦插）、10 min和30 min，共設計9個處理，3次重復，每次重復扦插穗條30根、以清水處理為對照。生長素均用1N的NaOH溶解，pH調節(jié)到6.5。選擇長度大約15 cm左右的穗條為供試材料，插條基部2 cm按每個處理要求浸泡到溶液中。對照插條基部置于蒸餾水中10 min。插條生長素浸泡處理后，扦插到椰糠和紅心土按照1：3體積比（v/v） 的基質中，扦插深度為2 cm，扦插后保持基質濕潤。90天調查各處理的生根狀況。

1.4 不同基質對杉木扦插不定根形成的影響

選擇椰糠和紅心土兩種基質按不同體積比（v/v） 配置成扦插基質，按兩種基質不同比例設計5個處理，分別為（1）紅心土;（2）30%椰糠+70%紅心土;（3）50%椰糠+50%紅心土;（4）70%椰糠+30%紅心土;（5）100%椰糠。5個處理的基質裝到5×10 cm的無紡布杯中，無紡布杯放到育苗托盤中。以一個托盤為一個重復單元，每個托盤扦插54株，每個處理重復3次。穗條為15 cm左右杉木無性組培苗幼態(tài)枝。用500 mg/L的IBA漿蘸后直插到基質中，插后進行常規(guī)護理，扦插90 d時后進行對生根情況進行調查統(tǒng)計。

1.5 不同插穗長度對杉木扦插不定根形成的影響

選擇5種長度規(guī)格進行插穗試驗，5種長度分別為（1）7 cm;（2）10 cm;（3）15 cm;（4）20 cm和（5）25 cm，每種長度處理重復3次，每次重復扦插30株插穗。以30%椰糠+70%紅心土為扦插基質，用500mg/L的IBA漿蘸后直插到基質中，插后進行常規(guī)護理，扦插90d時后進行對統(tǒng)計生根率、根數(shù)、根長和根重等指標。

1.6 扦插管理

扦插前24 h用0.3%的高錳酸鉀溶液對基質進行消毒，扦插前用清水把高錳酸鉀溶液淋掉。扦插容器為底部直徑×高為5 cm×10 cm的無紡布杯。插后淋上少量的定根水，蓋好白色薄膜保濕，扦插后每7 d葉面噴施50%多菌靈可濕性粉劑800倍溶液（或50%苯菌靈可濕性粉劑1000倍）預防病菌。根系長出前不施肥，只進行常規(guī)的水分管理。當觀察到根穿杯后每15 d噴施一次濃度為0.2%復合肥（N-P2O5-K2O：15-15-15），直到苗木長高到25 cm后停止施肥。

1.7 統(tǒng)計分析

文中數(shù)據(jù)處理和圖表制作采用Excel 2010完成，用DPS軟件進行方差分析。用Duncan檢驗平均值P在0.05水平上的差異顯著性，不同字母（a、b、c等）表示差異達顯著水平。

2 結果與分析

2.1 生長素對不定根形成的影響

從表1的試驗結果可以看出，扦插成活率最低的是沒有使用任何生長素的處理10，其成活率只有44.31%，而應用了生長素的9個處理的扦插成活率為53.22%～87.33%，明顯高于清水對照，說明生長素對杉木扦插成活率有明顯影響。從表1也可知，生長素種類、濃度和處理時間均對杉木扦插成活率也有較大影響，在9個應用生長素的處理中，杉木插穗在濃度為0.5 g/L的 IBA中浸泡10 min的成活率最高為87.33%;在濃度為2 g/L的 NAA中浸泡10 min的成活率為各處理最低，扦插成活率只有53.22%。表2 方差分析結果表明，3個因素只有生長素對杉木扦插成活率有顯著影響，而本試驗的生長素的濃度和處理時間對成活率影響不顯著。從正交試驗直觀分析（表1）也可以看出，生長素這個試驗因素的極差最大，表示不同種類的生長素對杉木嫩枝扦插成活率的影響比生長素的濃度和處理時間這兩個因素大。3種生長素中使用IBA的結果優(yōu)于IAA和NAA;生長素濃度對杉木扦插成活率影響的排序為0.5 g/L>1 g/L>2 g/L;處理時間對杉木扦插成活率影響的排序為漿蘸> 30 min>10 min。由此可以得到最佳的杉木嫩枝扦插的誘導生根方法為0.5 g/L的IBA漿蘸后直插到基質中。

2.2 不同基質對杉木扦插不定根形成的影響

杉木嫩枝插穗漿蘸到濃度為500 mg/L的IBA后扦插到不同的基質材料上，90天后統(tǒng)計杉木扦插成活率。從圖1的試驗結果可以看出，杉木嫩枝扦插在不同的基質中均能成活，只是成活率有較大的差異。在5種不同基質試驗中，紅心土或是紅心土與椰糠混合的扦插成活率較好，成活率均能到達75%以上，其中以紅心土作為扦插基質的插穗成活率最高為86.12%，其次為30%椰糠+70%紅心土的84.31%成活率，方差分析結果顯示兩種基質在杉木扦插成活率上的差異不顯著。單獨使用椰糠為扦插基質的成活率最低，僅為54.50%，顯著低于其它處理。由此可見，紅心土或70%紅心土+30%椰糠的基質都可使杉木嫩枝扦插獲得較好的成活率，但如果考慮運輸和造林的便利性，70%紅心土+30%椰糠的基質較100%紅心土質量更輕，能有效地減輕勞動強度和降低運輸成本，是杉木扦插快繁產(chǎn)業(yè)化育苗較為理想的基質。

2.3 不同插穗長度對杉木不定根形成的影響

從表3可以看出，同一無性系不同長度的插穗在90天時均可長出不定根，但其不定根的數(shù)量、長度和生根成活率均有顯著差異。從生根的數(shù)量來看，當插穗長度為7 cm時，平均根數(shù)為5種處理最少，只有2.81條，顯著低于其他4種處理。當插穗長度增加到10 cm時，每個插穗大約有6條不定根。隨著插穗長度增加杉木不定根的數(shù)量就越多，當插穗長度為25 cm時，每個插穗平均有13.19條不定根，但插穗長度為20 cm時，平均根數(shù)為12.31條，方差分析顯示，兩者差異不顯著。說明在一定長度范圍內，插穗越長其不定根萌發(fā)越多。從最長根長度的指標可以推斷，同在90天的扦插期內，其中最長的根也就是第一條萌發(fā)出來的不定根生長的時間越久，說明第一條根長度越長，插穗生根的時間越早。從表3可知，最長根長度和平均根數(shù)有著共同的趨勢，插穗長度最長根長度就越長。但方差分析結果顯示，當插穗長度超過15 cm后，其最長根長度差異不顯著，間接說明插穗不定根在15 cm可獲得最短的萌發(fā)時間。5種插穗長度的杉木扦插苗均有一定的成活率，其中成活率最高的是插穗長度15 cm，生根成活率85.83%，其次是插穗長度7 cm的83.35%，但兩者的差異不顯著。成活率最差的是插穗長度25 cm的扦插苗，成活率只有60.57%，顯著低于其它處理，說明杉木的插穗超過一定的長度，扦插苗的成活率會急劇下降。綜上所述，當插穗長度為15 cm左右為杉木嫩枝扦插的最佳長度，可在最短的時間誘導不定根的形成且能長出數(shù)量較多根系，其成活率也優(yōu)于其他處理。

3 結論與討論

不定根的形成是植物扦插繁殖物能否成活的先決條件，而不定根的形成是植物一種復雜的細胞分化生長過程，生長素在這個過程中起關鍵作用。目前常用于植物扦插不定根誘導生長素主要有3種，分別為IBA、IAA和NAA。本研究通過這3種生長素處理試驗發(fā)現(xiàn)，在用生長素處理過的杉木插穗的生根率明顯高于未處理的插穗，表明生長素在誘導杉木嫩枝不定根的形成有明顯的促進作用，而在生長素中以IBA 的作用最為明顯，在有IBA處理的插穗，扦插成活率可到82%以上，優(yōu)于IAA和NAA的處理。在不同種類的植物中，如核桃[10]、天門冬[11]和桑樹[12]等也報道了IBA在誘導不定根形成方面的優(yōu)越性。然而李玲莉等[13]在誘導柔枝松組培苗不定根形成時發(fā)現(xiàn)，IBA對不定根的誘導無明顯影響，這可能是不同植物對生長素的響應不一樣，其作用機理還有待進一步深入研究。

扦插基質的性狀與結構對杉木穗條扦插的成活率有較大影響，本試驗結果表明杉木嫩枝在紅心土和70%紅心土+30%椰糠的基質上扦插的成活率在85%左右，優(yōu)于其它的基質處理，如果只使用椰糠的為扦插基質的成活率最低，這在杉木組培苗瓶外生根移栽中也有類似的結果[14]。在無性繁殖中，同一無性系，不同年齡母株或同一母株不同部位、不同時間提供和不同規(guī)格的插穗在不定根的誘導上均有不同，這是因為雖然無性系之間有共同的遺傳組成，但其中的生理生化差異會影響到不定根的形成[15]。本研究通過不同長度的杉木插穗發(fā)現(xiàn)，插穗越短其不定根形成的時間越長，且生根數(shù)也越少，這是因為扦插不定根長出前，維持插穗基本的生理生化過程所需的養(yǎng)分多由插穗提供，插穗越短其碳水化合物含量越底，提供不定根形成的能量越少，從而導致生根質量不佳。但插穗過長也不利于杉木嫩枝扦插繁殖，當插穗長度超過15 cm時，扦插成活率隨著長度的增加呈下降趨勢。原因是插穗太長在扦插前期蒸騰作用大插穗失水過多而導致插穗干枯失活，影響扦插成活率，因此杉木嫩枝扦插的插穗最佳長度為15 cm左右，生根時間較短、根數(shù)較多、扦插成活率最高。

參考文獻

[1]? ? ?國家林業(yè)局.第八次全國森林資源清查結果[J]. 林業(yè)資源管理，2014（1）： 1-2.

[2]? ? ?陳曉明，莫尚偉，藍 肖，等.杉木組織培養(yǎng)莖段滅菌技術[J]. 廣西林業(yè)科學，2014，43（4）

426-430.

[3]? ? ?Kesari V， Krishnamachari A， Rangan L. Effect of auxins on adventitious rooting from stem cuttings of candidate plus tree Pongamia pinnata （L.）， a potential biodiesel plant[J]. Trees Struct Funct，2009， 23：597-604.

[4]? ? ?李勇.? 杉木優(yōu)良無性系采穗圃復壯技術[J].? 福建林業(yè)科技.2019，46（3）：35-40.

[5]? ? ?崔滿志，楊昌巖，沈寶仙. 衫木扦插苗生長規(guī)律與成苗質量的研究[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學學報，

1989，8（3）：254-258.

[6]? ? ? 高振華.? 杉木優(yōu)良無性系扦插育苗經(jīng)濟效益分析[J]. 浙江林業(yè)科技，1992，12（4）：1-5.

[7]? ? ? 余席偉.杉木不同來源的插穗扦插育苗研究[J]. 湖南林業(yè)科技，1992，19（4）：26-29.

[8]? ? ?鄒桃龍，唐艷梅，董昌平. 杉木優(yōu)良無性系扦插育苗技術研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學，2015，43

（32） ： 291-292，324.

[9]? ? ?Birlanga V ， Villanova J ， Cano A，et al. Quantitative Analysis of Adventitious Root Growth Phenotypes in Carnation Stem Cuttings[J]. PLoS ONE.2015，10（7）： e0133123.

[10]? ?裴東，袁麗釵，奚聲珂，等. 核桃品種試管嫩莖生根的研究[J]. 林業(yè)科學， 2002，38（2）：

32-37.

[11]? ?庾韋花，石前，張向軍，等.? “桂冬1號”天門冬再生體系的建立[J]. 北方園藝，2020（20）：

112-118.

[12]? ?鄭妹，羅浩城，曾國堂，等.? 3 種植物生長調節(jié)劑對粵椹大10桑扦插生根的影響[J]. 現(xiàn)代

農(nóng)業(yè)科技，2021（1）：136-139.

[13]? ?李玲莉，郭素娟，李吉躍.? 柔枝松組培苗不定根形成的影響因子探討[J]. 廣東林業(yè)科技，

2009，25（6）：55-59.

[14]? ?何振革，陳琴，黃開勇.? 杉木無根組培苗移栽技術研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學，2017，45（11）：

127-128，145.

[15]? ?Husen A.Stock-plant etiolation causes drifts in total soluble sugars and anthraquinones，and promotes adventitious root formation in teak （Tectona grandis L. f.） coppice shoots[J].Plant Growth Regul，2008（54）：13-21.