不同激素處理對石榴硬枝扦插生根的影響

吳東軒 李培楚 盧代一 白 茹 刁 明 唐季龍 楊雨婷

（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/特色果蔬栽培生理與種質(zhì)資源利用兵團重點實驗室 新疆石河子 832003）

石榴（Punica granatum L.），屬石榴科落葉喬木或灌木，營養(yǎng)豐富，觀賞價值高，有“天下之奇樹，九州之名果”的美稱[1-2]。 石榴葉片蔥翠，繁花似錦，花果同枝， 既是人們喜愛的一種鮮食水果， 又是美化庭園的觀賞樹種[3]。 我國新疆地區(qū)具有悠久的石榴種植歷史。 近些年，突尼斯軟籽石榴風(fēng)靡全國各地，其石榴籽較軟，口味清甜受到廣大食客們的青睞。 然而，新疆本地多硬籽石榴， 缺少突尼斯軟籽石榴的種植苗木，種植效率低，成活率不高。 為從根源上解決苗木短缺問題，提升苗木質(zhì)量，急需開展突尼斯軟籽石榴的硬枝扦插繁殖方向的研究。

石榴育苗主要有硬枝扦插繁殖和壓條分株繁殖2 種，后者更容易造成苗木的根系發(fā)育不成熟，導(dǎo)致移栽后苗木適應(yīng)性不強，死苗率高。 硬枝扦插繁殖具有繁殖速度快、 苗木發(fā)育較簡單等特點， 被廣泛使用，是國內(nèi)石榴繁殖中應(yīng)用較多的一種方式[4-5]。 扦插法在保證母體各項優(yōu)良特征的基礎(chǔ)上， 又具備繁殖快、成本低、效率高、操作簡潔等優(yōu)點[6]。 在植物生長過程中，使用植物生長調(diào)節(jié)劑控制苗木生長，可以降低種植成本，加快苗木收益周期[7]。 本試驗針對不同激素種類，濃度及浸泡時間設(shè)計正交試驗，研究不同組合對突尼斯軟籽石榴硬質(zhì)扦插生根的效果， 探明最適宜突尼斯軟籽石榴扦插生根的激素種類、濃度、浸泡時間的搭配組合， 為在新疆開展突尼斯軟籽石榴苗木繁育提供一定的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021 年3 月27 日在石河子大學(xué)北苑新區(qū)二號溫室（北緯 44°18′、東經(jīng) 86°03′）進行，海拔437 m，年均日照 2 680 h，無霜期 160～170 d，≥10℃的積溫3 693℃，年平均氣溫為6.1℃。 該溫室有地溫計、溫度計等測量設(shè)施，也具有暖氣管道、濕幕、遮陽網(wǎng)和天窗等設(shè)施， 能夠調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫濕度和光照等條件，日均溫度保持在24～32℃。

1.2 試驗材料

石榴插穗于2021 年3 月2 日采自河南滎陽河南農(nóng)業(yè)大學(xué)石榴資源圃，所使用的插條品種純正、成長健壯、具有良好的生長態(tài)勢、無病蟲害。 選取長度50 cm 左右、粗度 0.7～1.0 cm 的 1～2 年生枝條帶回石河子，將插條置于4℃的條件下進行保存，作為試驗材料。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 以激素種類、 激素濃度和激素浸泡時間為試驗因素， 每個因素下設(shè)3 個水平， 采用3 因素3 水平正交試驗設(shè)計， 試驗共進行9 個處理（表 1）。 每個處理 20 個插穗，3 次重復(fù)。

表1 正交試驗的試驗分組

1.3.2 插穗處理與基質(zhì)準備 石榴插條短截成10 cm 左右插穗，含2～3 個莖節(jié)，插穗上切口為平切口，剪口距上芽眼4～5 cm，切口用傷口愈合劑處理；其下方切口處為斜切口，呈現(xiàn)光滑斜面，斜切口角度為 45°， 剪口距下芽眼 0.5～1.0 cm。 扦插基質(zhì)為珍珠巖，將基質(zhì)裝入無紡布育苗袋（12 cm×14 cm）后擺放于地面?zhèn)溆?，基質(zhì)于前一天用0.5%高錳酸鉀消毒1～2 h，消毒后用清水淋洗干凈。

1.3.3 扦插與管理 扦插方式為直插法。 將準備好的插穗在對應(yīng)的激素及濃度下浸泡相應(yīng)的時間后，將插穗直接插入預(yù)制好的基質(zhì)珍珠巖當中， 插入深度以5 cm 為宜， 扦插之后澆水， 將珍珠巖澆透，并壓實。 本試驗一共設(shè)置9 組， 全部扦插完畢后將其放置于陰涼通風(fēng)處，保持基質(zhì)濕潤不干燥，每天澆水1 次。

1.3.4 測定方法 扦插后， 每隔5 d 隨機抽取3 株，觀察愈傷組織形成及生根情況。 扦插后90 d，統(tǒng)計各處理插穗成活率，每處理隨機選5 株使用WinRHIZO根系分析儀進行觀測， 并統(tǒng)計每個處理根系的根表面積、根系總長度、插穗生根總數(shù)量，計算數(shù)據(jù)得到平均根長、平均生根數(shù)、生根效果指數(shù)。

各根系指標的計算公式：平均根長=插穗生根長度總和/生根株數(shù)； 平均生根數(shù)=插穗生根總數(shù)量/生根株數(shù)；生根效果指數(shù)=生根率×平均生根數(shù)×平均根長/生根插穗數(shù)[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Office 表格工具對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理； 采用SPSS 21.0 軟件進行方差分析、極差分析及主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 突尼斯軟籽石榴扦插生根情況

2.1.1 扦插生根過程 對突尼斯軟籽石榴的愈傷組織和生根情況觀察， 其生根進程可以分為以下4 個部分：①0～20 d，下切口膨大，誘導(dǎo)愈傷組織的生成，愈傷組織體積變大、數(shù)量增多，出現(xiàn)根點；②30～40 d，扦插苗基部出現(xiàn)黃白色愈傷組織；③40～60 d，扦插苗基部出現(xiàn)不定根，從愈傷組織中產(chǎn)生；④60 d 后，不定根開始大量增多。 其中在50～60 d，部分插穗出現(xiàn)分蘗。

2.1.2 不同處理對石榴扦插生根效果的影響 石榴扦插生根情況見表2。 對每個處理根系的根表面積、平均根長、 平均生根數(shù)、 生根率和生根效果指數(shù)進行差異顯著性分析。 分析得出 T7 處理 （組合A3B1C3，用 25 g/mL 的 MT 溶液浸泡 120 min）為最佳處理組合。

表2 不同處理對石榴扦插生根的影響

2.2 不同處理對石榴插穗生根效果的極差分析

2.2.1 不同處理根表面積的極差分析 對石榴不同處理的根表面積極差分析見表3。 通過數(shù)據(jù)得出，激素種類（24.18）＞激素浸泡時間（21.04）＞激素濃度（12.28），激素種類是影響插穗表面積的第一因素，激素濃度對其根表面積指標的影響較小。 各因素K1、K2、K3 數(shù)據(jù)表明， 石榴扦插根表面積效果最好的組合是A3B1C3。

表3 石榴插穗根表面積極差分析

2.2.2 不同處理平均根長的極差分析 對石榴不同處理的平均根長極差分析見表4。從極差值的大小來看，影響平均根長的主次關(guān)系為激素種類（15.54）＞激素浸泡時間（11.46）＞激素濃度（5.08），說明激素種類對石榴扦插生根平均根長起到了主導(dǎo)作用。 從各因素的K1、K2、K3 結(jié)果中可以看出， 石榴扦插平均根長較高的最佳處理組合為A3B1C3。

表4 石榴插穗平均根長極差分析

2.2.3 不同處理平均生根數(shù)的極差分析 通過極差分析對插穗的生根數(shù)平均值進行觀察， 結(jié)果見表5。從表5 中各項數(shù)值來看， 其中最好水平的組合是A3B1C3，使用此項組合，能夠達到最好的生根數(shù)量。說明在100 mg/L 的MT 溶液中， 將苗木放入其中浸泡120 min，苗木能夠達到最大的生根量，該苗木能夠生出 38.82 條根。 激素種類（29.55）＞激素浸泡時間（13.34）＞激素濃度（4.24），說明激素種類是影響石榴扦插生根數(shù)量的最主要因素。

表5 石榴插穗平均生根數(shù)極差分析

2.2.4 不同處理生根率的極差分析 不同處理的石榴生根率極差分析見表6。 不同激素種類、激素濃度和激素浸泡時間的生根率極差分別是0.12、0.05、0.08，其中激素種類的極差大于激素種類和激素浸泡時間，僅從極差值來看，激素種類和激素浸泡時間對石榴插穗的影響較大， 激素濃度對扦插苗生根率影響較小。 各因素的 K1、K2、K3 表明，促進石榴插穗生根的最佳組合為A3B1C3。

表6 石榴插穗生根率極差分析

2.2.5 不同處理生根效果指數(shù)的極差分析 石榴不同扦插處理的生根效果指數(shù)極差分析見表7。從激素種類、激素濃度和激素浸泡時間的極差值來看，激素種類 （38.73）＞激素浸泡時間 （25.08）＞激素濃度（18.67）， 表明激素種類是影響石榴扦插生根效果的首要因素。 從三因素的K1、K2、K3 數(shù)值來看，石榴扦插生根效果指數(shù)的最佳組合為A3B1C3。

表7 石榴插穗生根效果指數(shù)極差分析

2.3 主成分分析

為了綜合評價石榴扦插生根狀況， 進一步探究不同激素種類、 激素濃度及浸泡時間等因素的生根效果，通過對根表面積、平均根長、平均生根數(shù)、生根率和生根效果指數(shù)5 個生根指標的主成分分析法來進行綜合評價。 由表8 可知，第1 主成分的累計貢獻率為84.896%，根據(jù)累計貢獻率＞75%取主成分，可知信息主要集中在第1 主成分中， 所以選取第1 主成分來反映石榴扦插生根效果的信息量。

表8 特征值和主成分貢獻率與累積貢獻率

通過SPSS 軟件得到成分矩陣，計算得第1 主成分的表達式為Y1=0.458X1+0.479X2+0.475X3+0.343X4+0.466X5

以Y這個主成分與其貢獻率來構(gòu)建石榴扦插生根效果指數(shù)綜合評價模型Z，Z可以用來表達對插穗5 個生根指標的綜合評價，即為Z=2.060Y（2.060 為第1 主成分的貢獻率）。

由表 9 可知，處理 T7（100 mg/L MT 浸泡 60 min）排名第一，扦插生根效果最好，這與平均生根數(shù)、平均根長， 根表面積和生根效果指數(shù)的極差分析中的最佳組合研究結(jié)果一致。 運用主成分分析法的統(tǒng)計學(xué)方法可以得出最適合石榴生根的激素種類為MT，效果最差的是IBA。

表9 不同激素處理石榴扦插生根效果的綜合評判

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

影響苗木生根的因素眾多， 具有重要制約性的因素是植物激素。 使用外源激素能夠?qū)Σ逅氲母大w產(chǎn)生良性誘導(dǎo)，增強植物生長所需的營養(yǎng)調(diào)配。 同時，外源激素能夠幫助插穗的傷口處產(chǎn)生愈合組織，促進植物不定根的生長。 外源激素的種類不同，對植物不定根的產(chǎn)生作用也不盡相同[9-12]。 本試驗通過極差分析發(fā)現(xiàn)， 不同因素對其生根效果的影響具有差異性，激素種類＞激素浸泡時間＞激素濃度。 突尼斯軟籽石榴是一種硬枝扦插生根較容易的樹種， 插穗能夠產(chǎn)生黃白色愈傷組織， 從愈傷組織中生出不定根。 在生根插穗中， 不定根大多從插穗下切口處的愈傷組織中生出。 初步判斷突尼斯軟籽石榴為愈傷組織生根類型， 后續(xù)還可以繼續(xù)通過開展石榴硬枝扦插生根過程的機理研究， 以便更好地促進石榴扦插生根。

使用外源激素對插穗內(nèi)源激素進行激活， 誘發(fā)其增加組織的再生能力， 以提升酶活性來促進根源基的快速發(fā)育，進而使苗木根部快速發(fā)育。 但不同種類、 濃度的外源激素對插穗生根效果的影響不同[13]。NAA 是一種較好的植物扦插促根劑， 可使淀粉水解為還原糖，在多種植物扦插研究中促進了插穗生根[14]。李春平等[7]通過比較不同濃度萘乙酸處理對石榴插穗各生物學(xué)指標發(fā)現(xiàn)，萘乙酸80～160 mg/L 處理石榴插穗可顯著提高發(fā)芽率，有效增加新梢長度、鮮重、干重，以及根的數(shù)量和長度。 本試驗通過主成分分析，使用不同激素對其生根效果的各項數(shù)據(jù)進行綜合性觀察發(fā)現(xiàn)，T3 處理 （100 mg/L NAA 浸泡 120 min）的綜合生根效果較好，綜合排名第三，與李春平的研究結(jié)果相符合。 MT 是生物進化中一種保守的胺類激素，廣泛存在于植物體內(nèi)，在植物中有調(diào)控植物生長和提高植物響應(yīng)環(huán)境脅迫等方面的重要作用[15]。本研究發(fā)現(xiàn)， MT 的處理綜合效果較優(yōu)于其他處理。

不同濃度的植物激素對扦插不定根生成的促進作用不同， 低濃度的激素能夠促進插穗的生根， 高濃度的激素會抑制生根。 李檸等[16]的研究結(jié)果顯示，150 mg/L 的IBA 促進楓楊硬枝扦插生根， 濃度為450 mg/L 時抑制生根；王書勝等[17]利用不同濃度的IBA 處理云錦杜鵑扦插發(fā)現(xiàn) 100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L 濃度間無顯著差異，但均顯著優(yōu)于800 mg/L處理。 本試驗研究發(fā)現(xiàn)，MT 溶液隨著激素濃度增加，石榴插穗生根效果表現(xiàn)為先減小或增加的趨勢。 通過對不同激素處理石榴扦插生根效果的綜合評判發(fā)現(xiàn)，NAA 處理濃度越高，對石榴插穗生根的促進效果越明顯。 T3 處理（100 mg/L NAA 浸泡 120 min）的生根效果要優(yōu)于處理T1（25 mg/L NAA 浸泡30 min）和處理 T2（50 mg/L NAA 浸泡 60 min）。

扦插生根的效果與苗木在激素中的浸泡時間有很大關(guān)系，苗木在激素中充分浸泡，可以充分吸收激素，進而影響其根部發(fā)育。 本試驗中，根苗在激素中浸泡時間的不斷增加， 植物的平均根數(shù)與平均根長都呈現(xiàn)出不斷增加的效果。 本次試驗所涉及到的激素濃度與浸泡時間，有較大的梯度性，在日后植物種苗繁殖過程中， 還需要進一步的進行各項指標的優(yōu)化，讓突尼斯軟籽石榴獲得更佳的生長條件，以充分的開發(fā)利用其種質(zhì)資源。

3.2 結(jié)論

突尼斯軟籽石榴扦插生根類型以愈傷組織生根為主，對各處理插穗根系指標進行主成分分析，結(jié)果表明， 激素種類是影響突尼斯軟籽石榴硬枝插穗根系生長的最主要因素，T7 處理（25 mg/L MT 溶液浸泡120 min）的生根效果優(yōu)于其他處理組合。