不同基質(zhì)配比、激素種類及質(zhì)量濃度組合對(duì)擰筋槭嫩枝扦插生根的影響

李 娜， 楊雨春， 于海洋， 趙凡瑤， 張 林， 陸志民

(1. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)， 吉林 長(zhǎng)春 130118； 2. 吉林省林業(yè)科學(xué)研究院， 吉林 長(zhǎng)春 130033； 3. 吉林森工集團(tuán)紅石林業(yè)有限公司， 吉林 吉林 132405)

我國(guó)是槭樹(shù)種質(zhì)資源大國(guó)，槭屬植物種類約占世界的75 %，槭樹(shù)在植物園、旅游景點(diǎn)等風(fēng)景名勝區(qū)域成片造林，最能展現(xiàn)其秋葉的整體氣勢(shì)之美[1， 2]。擰筋槭(Acertriflorum)，又名三花槭，是槭樹(shù)科槭屬落葉喬木，其樹(shù)姿優(yōu)美，葉形秀麗，秋季葉漸變?yōu)榧t色、橘紅或黃色，觀賞價(jià)值高[3]。其主要分布于日本、朝鮮、俄羅斯、蒙古和中國(guó)[4， 5]，在我國(guó)主要分布于黑龍江省、吉林省和遼寧省，內(nèi)蒙古、山西、陜西等省(自治區(qū))亦有分布[1]，主要生長(zhǎng)于海拔400～1 000 m的針闊混交林或闊葉混交林中。

擰筋槭抗寒能力強(qiáng)，半致死溫度為-47.4 ℃，已經(jīng)成為我國(guó)東北地區(qū)重要的園林綠化樹(shù)種[6]。有關(guān)擰筋槭的研究主要集中在種子與引種栽培、植物生理、觀賞性與園林應(yīng)用等方面。目前，擰筋槭以種子繁殖為主，由于其內(nèi)部含有發(fā)芽抑制物質(zhì)，胚的抑制作用最強(qiáng)，果皮和種皮次之，導(dǎo)致種子繁殖出苗率低[1， 7]。沙藏催芽后隔年春播的方式雖能提高出苗率，但處理繁瑣，幼苗生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，且子代性狀差異較大致使苗木不整齊[8， 9]。

扦插繁殖具有速度快、繁殖系數(shù)高和保持母株優(yōu)良性狀等優(yōu)點(diǎn)，很大程度上減少了培育時(shí)間，加快了繁殖速度，縮短了繁殖周期，能有效彌補(bǔ)種子繁殖對(duì)擰筋槭生產(chǎn)的不足并滿足園林綠化需求[10]。因此，開(kāi)展擰筋槭扦插繁殖試驗(yàn)研究對(duì)擰筋槭育苗生產(chǎn)推廣有重要意義。本文以擰筋槭枝條作為試驗(yàn)材料，研究不同基質(zhì)配比、激素種類及質(zhì)量濃度對(duì)其扦插生根的影響，以期為擰筋槭無(wú)性繁育及該樹(shù)種的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)保障。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于吉林省樺甸市紅石林業(yè)局林木良種基地，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫3.9 ℃，年均降水量748.1 mm，多年平均10 ℃以上活動(dòng)積溫2 731 ℃，多年平均日照時(shí)數(shù)2 379 h，日照率54 %，初霜期多在9月下旬，山區(qū)為9月上旬，終霜期一般在5月中旬，山區(qū)有時(shí)延遲到5月末或6月初，無(wú)霜期約125 d，一年中降雪時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月，最大凍土深度197 cm[9]。扦插地設(shè)于江邊苗圃大棚，采用鋼架結(jié)構(gòu)，覆透明塑料膜，光照充足，通風(fēng)良好，溫度可控。

1.2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試材料采自吉林省紅石林業(yè)局林木良種基地天然林內(nèi)初選的擰筋槭優(yōu)樹(shù)，嫩枝試材為當(dāng)年生半木質(zhì)化枝條。

2021年7月14日—16日進(jìn)行嫩枝扦插試驗(yàn)，按質(zhì)量比將基質(zhì)設(shè)置為5個(gè)水平：河沙25 %+珍珠巖25 %+蛭石50 %(A1)、珍珠巖20 %+蛭石20 %+草炭60 %(A2)、珍珠巖35 %+河沙35 %+草炭30 %(A3)、上層河沙5 cm+下層草炭15 cm(A4)、草炭100 %(A5)；外源激素種類設(shè)置4個(gè)水平：IBA(B1)、NAA(B2)、IBA+1/2 NAA(B3)、ABT-1(B4)；激素質(zhì)量濃度設(shè)置5個(gè)水平：200 mg·L-1(C1)、400 mg·L-1(C2)、600 mg·L-1(C3)、800 mg·L-1(C4)、1 000 mg·L-1(C5)；并設(shè)置清水對(duì)照組。插穗浸泡方式為速蘸，采用完全隨機(jī)組合處理進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共100個(gè)處理。

將嫩枝剪成長(zhǎng)8～15 cm的插穗，留一對(duì)葉，保留1/3～1/2的葉片，以減少蒸騰作用。插穗剪好后立即用清水搓洗，除去插穗內(nèi)含有的抑制物質(zhì)。

扦插前基質(zhì)用0.5 %的高錳酸鉀溶液消毒，后將基質(zhì)清洗干凈。外源激素用75 %的酒精溶解，按照試驗(yàn)要求制得促生根溶液。插穗在促生根溶液中浸蘸后按照分區(qū)進(jìn)行扦插，將基質(zhì)與插穗結(jié)合處壓實(shí)，全部扦插完后澆透水，扣好內(nèi)棚，安裝遮陰網(wǎng)，設(shè)置溫度、濕度控制器，控制棚內(nèi)空氣濕度75 %～85 %，溫度23～28 ℃。

插后管理：每7 d噴灑1次75 %百菌清1 000倍液，每7 d噴灑1次磷酸二氫鉀500倍液，及時(shí)清除插床上的雜草、干枯葉片和死亡的插穗，防止滋生病菌。

1.3 測(cè)定方法

生根率：(生根插穗數(shù)/扦插插穗總數(shù))×100 %。

生根長(zhǎng)度及粗度：用哈量電子游標(biāo)卡尺測(cè)量，精度0.01 mm。

采用布雷津多性狀綜合評(píng)定法對(duì)根系性狀進(jìn)行綜合評(píng)定，計(jì)算公式為：

ai=Xij/Xjmax

式中：Qi為綜合評(píng)價(jià)值；Xij為某一性狀的平均值；Xjmax為某一性狀的最大值；n為性狀個(gè)數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

扦插60 d后記錄生根率、生根數(shù)量、生根長(zhǎng)度及根粗。運(yùn)用Excel軟件、SPSS 23軟件處理和分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 嫩枝扦插根系生長(zhǎng)情況

扦插14 d開(kāi)始生根，60 d后統(tǒng)計(jì)生根率和平均生根數(shù)量、平均根長(zhǎng)和平均根粗等根系生長(zhǎng)性狀指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表1。不同處理組合的生根率、生根數(shù)量、根長(zhǎng)和根粗呈現(xiàn)差異，其中生根率為6.60 %～93.00 %，平均生根數(shù)量為1.20～81.15條，平均根長(zhǎng)為10.59～294.38 mm，平均根粗為0.40～1.58 mm。

表1 嫩枝扦插結(jié)果分析

2.2 基質(zhì)和激素對(duì)嫩枝扦插生根的影響

從表2中可以看出，擰筋槭嫩枝扦插平均生根數(shù)量與平均根長(zhǎng)之間、平均生根數(shù)量與平均根粗之間、生根率與平均根粗之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，平均根長(zhǎng)與平均根粗之間、生根率與平均根長(zhǎng)之間、生根率與平均生根數(shù)量之間呈極顯著正相關(guān)。

表2 嫩枝扦插根系性狀相關(guān)性分析

從表3中可以看出，不同基質(zhì)配比、激素種類及質(zhì)量濃度對(duì)擰筋槭嫩枝扦插生根性狀及根系發(fā)育情況的影響很大，基質(zhì)、激素、質(zhì)量濃度、基質(zhì)×激素、激素×質(zhì)量濃度對(duì)平均生根數(shù)量、平均根長(zhǎng)、平均根粗和生根率等生根指標(biāo)的影響均存在極顯著差異(P< 0.01)。

表3 嫩枝扦插不同性狀方差分析

從表4中可以看出，不同基質(zhì)間插穗的生根率、生根數(shù)量、根長(zhǎng)和根粗存在顯著差異。A1基質(zhì)平均生根數(shù)量最多，為28.50條，A4基質(zhì)平均生根數(shù)量最少，為12.93條；A3基質(zhì)平均根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為90.28 mm，A5基質(zhì)平均根長(zhǎng)最短，為48.65 mm；A4基質(zhì)平均根粗最粗，為0.81 mm，A5基質(zhì)平均根粗最細(xì)，為0.59 mm；A1基質(zhì)生根率最高，為80.00 %，A5基質(zhì)生根率最低，為20.00 %。綜合比較，生根最好的基質(zhì)組是A1，配比為河沙25 %+珍珠巖25 %+蛭石50 %，生根率達(dá)到80 %，每個(gè)插穗平均生根數(shù)量為28.50條，平均根長(zhǎng)為66.24 mm，平均根粗為0.73 mm，Qi值為1.90，顯著優(yōu)于其他基質(zhì)組。

表4 不同基質(zhì)對(duì)嫩枝扦插生根各項(xiàng)指標(biāo)影響的多重比較

從表5中可以看出，不同基質(zhì)配比對(duì)擰筋槭嫩枝扦插生根性狀及根系發(fā)育情況的影響很大，不同基質(zhì)間平均生根數(shù)量、平均根長(zhǎng)、平均根粗和生根率等生根指標(biāo)均存在極顯著差異(P< 0.01)。

表5 不同基質(zhì)對(duì)嫩枝扦插生根各項(xiàng)指標(biāo)影響的方差分析

2.3 不同激素種類及組合對(duì)嫩枝扦插生根的影響

擰筋槭本身生根率不高，不用激素促根，扦插在基質(zhì)中5個(gè)對(duì)照組僅2組有生根，生根率為15 %(A5)和10 %(A3)。從表6中可以看出，分別以200 mg·L-1的IBA、NAA、IBA+1/2NAA和ABT-1 4種不同種類激素處理插穗，扦插于河沙25 %+珍珠巖25 %+蛭石50 %基質(zhì)中，不同激素對(duì)生根性狀的影響有顯著差異。ABT-1處理的組平均生根數(shù)量最多，為47.07條，NAA處理的組平均生根數(shù)量最少，為25.87條；ABT-1處理的組平均根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為106.23 mm，NAA處理的組平均根長(zhǎng)最短，為59.66 mm；NAA處理的組平均根粗最粗，為0.81 mm，IBA+1/2NAA處理的組平均根粗最細(xì)，為0.69 mm；ABT-1處理的組生根率最高，為93.00 %，NAA處理的組生根率最低，為40.00 %。綜合比較，生根效果最好的是ABT-1處理的組，平均生根數(shù)量、平均根長(zhǎng)、生根率均為4種激素處理中的最高值，平均根粗為次高值0.74 mm,Qi值為1.98。

表6 不同激素種類及組合對(duì)嫩枝扦插生根各項(xiàng)指標(biāo)影響的多重比較

從表7中可以看出，不同激素對(duì)擰筋槭嫩枝扦插生根性狀及根系發(fā)育情況的影響很大，不同激素處理的平均根長(zhǎng)和生根率生根性狀存在極顯著差異(P< 0.01)，平均生根數(shù)量和平均根粗性狀存在顯著差異(P< 0.05)。

表7 不同激素種類及組合對(duì)嫩枝扦插生根各項(xiàng)指標(biāo)影響的方差分析

2.4 不同激素質(zhì)量濃度對(duì)嫩枝扦插生根的影響

從表8中可以看出，以200 mg·L-1、400 mg·L-1、600 mg·L-1、800 mg·L-1、1 000 mg·L-1的IBA溶液處理插穗，扦插于河沙25 %+珍珠巖25 %+蛭石50 %基質(zhì)中，不同質(zhì)量濃度對(duì)生根性狀的影響有顯著差異。400 mg·L-1溶液處理的組平均生根數(shù)量最多，為33.86條，800 mg·L-1溶液處理的組平均生根數(shù)量最少，為8.57條；1 000 mg·L-1溶液處理的組平均根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為111.14 mm，400 mg·L-1溶液處理的組平均根長(zhǎng)最短，為62.39 mm；800 mg·L-1溶液處理的組平均根粗最粗，為0.92 mm，200 mg·L-1溶液處理的組平均根粗最細(xì)，為0.73 mm；200 mg·L-1溶液處理的組生根率最高，為80.00 %，800 mg·L-1溶液處理的組生根率最低，為47.00 %。綜合比較，生根效果最好的是400 mg·L-1溶液處理的組，平均生根數(shù)量為33.86條，平均根長(zhǎng)為62.39 mm，平均根粗為0.77 mm，生根率為73.00 %，Qi值為1.82。

表8 不同激素質(zhì)量濃度對(duì)嫩枝扦插生根各項(xiàng)指標(biāo)影響的多重比較

從表9中可以看出，不同質(zhì)量濃度IBA溶液對(duì)擰筋槭嫩枝扦插生根性狀及根系發(fā)育情況存在影響，不同質(zhì)量濃度IBA溶液處理的插穗平均生根數(shù)量、平均根長(zhǎng)、平均根粗和生根率等生根性狀均存在極顯著差異(P< 0.01)。

表9 不同激素質(zhì)量濃度對(duì)嫩枝扦插生根各項(xiàng)指標(biāo)影響的方差分析

2.5 嫩枝扦插生根最佳組合篩選

單一性狀的排序結(jié)果無(wú)法客觀地評(píng)定多因素對(duì)擰筋槭嫩枝扦插生根的綜合影響，采用Qi值法綜合評(píng)定不同基質(zhì)、激素種類和質(zhì)量濃度對(duì)嫩枝扦插根系性狀各指標(biāo)的影響。根據(jù)各處理組合的Qi值(見(jiàn)表10)可知，前3個(gè)最佳組合為A1B3C2、A1B4C1、A1B4C3。A1B3C2組合平均生根數(shù)量最多，為81.15條，平均根長(zhǎng)為60.84 mm，平均根粗為0.72 mm，生根率為80.00 %；A1B4C1組合生根率最高，為93.00 %，平均生根數(shù)量為47.07條，平均根長(zhǎng)為106.23 mm，平均根粗為0.74 mm；A1B4C3組合平均生根數(shù)量為57.07條，平均根長(zhǎng)為69.33 mm，平均根粗為0.65 mm，生根率為86.67 %。

表10 嫩枝扦插綜合分析

3 結(jié)論與討論

扦插基質(zhì)需具有良好的保水性和透氣性，還要有一定的酸堿緩沖能力和必需的營(yíng)養(yǎng)成分，基質(zhì)的組成與物理性狀決定著生根環(huán)境，直接關(guān)系到插穗的生根和根系發(fā)育，混合基質(zhì)更能滿足植物扦插生根的物質(zhì)需求[10]。擰筋槭扦插試驗(yàn)中，最佳基質(zhì)配比為河沙25 %+珍珠巖25 %+蛭石50 %。珍珠巖可增加透氣性和提高排水性能，蛭石可增加養(yǎng)分，提高基質(zhì)的緩沖能力，河沙用于提高混配基質(zhì)的排水性和容重，增加基質(zhì)對(duì)插穗的固定作用。李夢(mèng)怡等[11]進(jìn)行的紅花槭嫩枝與硬枝扦插研究，最佳基質(zhì)配比為河沙、珍珠巖、蛭石的體積比為1∶1∶1，生根率69.44 %，與本研究結(jié)果相似。考慮到擰筋槭較紅花槭生根難，所需時(shí)間長(zhǎng)，本研究在該學(xué)者的基礎(chǔ)上提高了蛭石比例，以增加基質(zhì)的養(yǎng)分。

使用適宜的外源激素可以促進(jìn)插穗根原基的誘導(dǎo)和不定根的生長(zhǎng)，提高插穗生根能力[12]。不同植物由于自身結(jié)構(gòu)、生理特性、化學(xué)物質(zhì)及內(nèi)源激素含量等因素的不同，對(duì)不同外源激素的適應(yīng)性也存在差異，常用于槭屬植物扦插促進(jìn)生根的外源激素有IBA、NAA、ABT-1等。本研究中，嫩枝扦插最佳外源激素為ABT-1，IBA+1/2NAA次之，二者均為混合激素，這與范璐維[13]、燕麗萍[14]、李幼平[15]、王浩[16]、胥明[17]等的研究結(jié)果相符。在槭屬植物扦插試驗(yàn)中，IBA+1/2NAA激素混合和混合型激素ABT-1的應(yīng)用取得了較好的研究成果。

植物生長(zhǎng)素對(duì)植物生長(zhǎng)的作用具有雙重性，低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度抑制生長(zhǎng)。外源激素往往也具有雙重性，在扦插時(shí)要選擇合適的激素濃度。李葉華等研究八仙花(Hydrangeamacrophylla)的扦插試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同IBA濃度處理下均表現(xiàn)為低濃度處理促進(jìn)生根，高濃度處理在一定程度上抑制生根[18]。顏婷美等在繡球丁香(Syringapubescens)嫩枝扦插試驗(yàn)中，也認(rèn)為低于或高于最適濃度不利于扦插生根，濃度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生抑制作用[19]。本研究結(jié)果表明，ABT-1質(zhì)量濃度為200～600 mg·L-1、IBA+1/2 NAA質(zhì)量濃度為400 mg·L-1對(duì)擰筋槭嫩枝扦插生根有良好促進(jìn)作用。

植物插穗生根的生理過(guò)程極其復(fù)雜，影響插穗生根的因素有母樹(shù)的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)等內(nèi)在因素和扦插環(huán)境條件、激素等外在因子，各因素不僅僅是單獨(dú)起作用，相互之間也存在明顯的交互作用，探索適合插穗生根和提高根系質(zhì)量的環(huán)境條件以及最佳的處理組合是提高扦插效率的關(guān)鍵。本研究探索基質(zhì)、激素種類及質(zhì)量濃度3因素交互作用對(duì)扦插生根效果與質(zhì)量的影響，篩選出擰筋槭扦插繁育的最佳組合，為擰筋槭的擴(kuò)繁提供理論支撐。