植物生長調(diào)節(jié)劑對艾草全光照自動間歇噴霧扦插苗根系的影響

劉 瑞，范長有，曹 雙，張秋月，歐保紅，田花麗，陰志剛

（南陽市科學(xué)院/河南省伏牛山道地中藥材開發(fā)工程研究中心，河南南陽 473000）

艾草（Artemisia argyiLevl.et Vant.）是菊科蒿屬植物，具有強烈的香味。《本草綱目》記載，艾以葉入藥，性溫、味苦、無毒、純陽之性、通十二經(jīng)、具回陽、理氣血、逐濕寒、止血安胎等功效，亦常用于針灸，故又被稱“醫(yī)草”［1］。艾草主要含有揮發(fā)油類、黃酮類、多糖類、多酚類、三萜類等多種化學(xué)成分，現(xiàn)代藥理研究顯示艾草具有抗蟲、抗菌、抗病毒、抗癌、抗過敏、止咳平喘等多種藥理作用［2］。艾草的種植面積不斷擴大，但仍不能滿足市場需求。艾草有多種繁殖方式，可通過種子進行有性繁殖，也可通過扦插、根莖分株進行無性繁殖。扦插育苗能夠保留母體植株優(yōu)勢，變異小，生長整齊，縮短育苗時間，繁殖系數(shù)高，可為開展現(xiàn)代工廠化育苗和大面積種植奠定基礎(chǔ)。

全光照自動間歇噴霧育苗法是利用全光照噴霧自動控制儀在全光照的條件下，自動進行噴霧托插育苗。不僅能提高空氣濕度，降低溫度，減少蒸騰作用，而且可以接受自然光照射，使插條充分的進行光合作用，促進發(fā)根，與常規(guī)的扦插育苗法相比，繁殖周期短、成活率高、易于管理，是快速育苗的新方法，已成為植物無性繁殖和工廠化育苗的重要組成部分［3，4］。本研究采用全光照自動間歇噴霧育苗法，對艾草扦插繁殖進行正交試驗，探索插穗部位，植物生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間對扦插生根效果的影響，確定出艾草扦插繁殖的最佳處理，以期為艾草的工廠化育苗提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取無病蟲害、生長健壯、粗度一致、當(dāng)年生未花芽分化且高度大于80 cm 的艾草植株。試驗于2022 年5 月24 日開始。地點為南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院（南陽市科學(xué)院）扦插育苗試驗基地，試驗期間室外溫度為25～35 ℃。

1.2 試驗方法

1.2.1 正交試驗設(shè)計 以不同部位插穗、不同濃度NAA、IBA 和IAA、不同浸泡時間作為試驗因素，每個因素取4 個水平，按照L16（45）正交表（表1）安排試驗，共16 個處理，每個處理扦插40 棵，重復(fù)3 次。

表1 正交試驗因素水平

1.2.2 育苗盤準(zhǔn)備 將營養(yǎng)土∶河沙∶蛭石以1∶1∶1（質(zhì)量比）的比例配置，混勻后平鋪于5 cm×10 cm 的育苗盤內(nèi)并壓實，用800 倍的多菌靈溶液澆透。

1.2.3 插穗制備 頂稍帶第一片展開葉為第一節(jié)，第四片展開葉為第四節(jié)，第七片展開葉為第七節(jié)，第十片展開葉為第十節(jié)。截取長度為5～7 cm 不同部位的插穗，上下部切口均為平切面，上切口距保留腋芽0.5～0.8 cm。

1.2.4 扦插及插后養(yǎng)護管理 按照正交試驗設(shè)計，將不同部位插穗在配制好的植物生長調(diào)節(jié)劑混合溶液中浸泡后，豎直扦插于育苗盤中，每穴1 個，扦插深度為2～3 cm。扦插后采用全光照間歇噴霧育苗法，每天8：30 至17：30 間歇噴霧，晴天每間隔15～20 s 噴霧5～10 s，陰天每間隔30～40 s 噴霧5～10 s，雨天不噴霧。待生根后逐漸增加噴霧間隔時間。

1.3 指標(biāo)收集及數(shù)據(jù)分析

2022 年5 月24 日開始扦插后，不斷觀察插穗生根情況。21 d 后每個處理隨機抽取20 株，調(diào)查每個處理的發(fā)根棵數(shù)、每個枝條的發(fā)根數(shù)、最長根長，每個處理所發(fā)根的總干重，其中發(fā)根率=（發(fā)根棵數(shù)/20）×100%，根系平均干重=總干重/發(fā)根數(shù)。試驗數(shù)據(jù)用Excel 2010 軟件初步整理，采用SPSS 22 軟件進行方差分析、極差分析及Duncan’s多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 5 個因素的正交試驗結(jié)果

5 個因素正交試驗結(jié)果見表2。由表2 知，處理3 和處理4 的發(fā)根率最低，分別為83.3%和25.0%，顯著低于其他處理（P＜0.05），處理6 至處理10、處理12、處理13、處理15 的發(fā)根率均達到了100%；處理7發(fā)根數(shù)最多，為53.8 根，顯著高于其他處理（P＜0.05），處理11 的 發(fā) 根 數(shù) 最 少，為6.4 根，處 理7（A2B3C4D1E2）的發(fā)根率與發(fā)根數(shù)綜合效果最佳；處理6 根系平均干重最高，為0.138 9 g，處理1 最小，為0.038 9 g；處理11 的最長根長最大，為16.6 cm，綜合根系平均干重與最長根長，處理6（A2B2C1D4E3）效果較佳。

表2 5 個因素正交試驗結(jié)果

2.2 5 因素的主效應(yīng)分析和方差分析

5 個因素的主效應(yīng)分析和極差分析結(jié)果見表3。由表3 可知，插穗部位對4 個觀察指標(biāo)的影響均達顯著水平，NAA 濃度、浸泡時間對發(fā)根率、發(fā)根數(shù)、根系平均干重影響3 個指標(biāo)均達顯著水平，IBA 濃度對發(fā)根率、發(fā)根數(shù)、最長根長影響均達顯著水平；IAA濃度對發(fā)根率、發(fā)根數(shù)2 個指標(biāo)均達顯著水平，因此，插穗部位對扦插效果的影響最大，而IAA 濃度則影響最小。結(jié)合極差分析結(jié)果，NAA 濃度、IBA 濃度和浸泡時間3 個因素對發(fā)根率的影響順序為浸泡時間＞NAA 濃度＞IBA 濃度，對發(fā)根數(shù)影響順序為IBA 濃度＞浸泡時間＞NAA 濃度，對根系平均干重影響順序為浸泡時間＞NAA 濃度＞IBA 濃度，對最長根長影響順序為IBA 濃度＞NAA 濃度＞浸泡時間。綜上所述，5 個因素對艾草扦插生根效果的影響排序為插穗部位＞浸泡時間＞IBA 濃度＞NAA 濃度＞IAA 濃度。

表3 5 個因素的主效應(yīng)分析和極差分析結(jié)果

2.3 5 個因素的多重比較分析

進一步分析5 個因素不同水平對扦插效果的影響，結(jié)果見表4。

表4 各因素不同水平對扦插效果的影響

2.3.1 插穗部位 由表4 可知，第四節(jié)的發(fā)根率、發(fā)根數(shù)、根系平均干重均為最佳，第七節(jié)和第四節(jié)最長根長顯著長于第一節(jié)（P＜0.05）。綜合插穗部位對扦插效果的影響，第四節(jié)為最優(yōu)水平，其次為第七、第十節(jié)，第一節(jié)的生根效果最差。

2.3.2 NAA 濃度 由表4 可知，隨著NAA 濃度的升高，發(fā)根率呈先升后降的趨勢，當(dāng)NAA濃度為50 mg/L時發(fā)根率最高，為98.7%，發(fā)根數(shù)隨NAA 濃度的升高呈下降趨勢；NAA 濃度為50 mg/L 時，根系平均干重最高，為0.096 1 g，顯著高于100 mg/L處理（P＜0.05），略高于0、200 mg/L 處理，但差異不顯著；不同濃度NAA 處理的最長根長間無顯著差異，其中100 mg/L處理的最長根長最大，為14.5 cm。因此，NAA 的最優(yōu)選濃度為50 mg/L，其次為0、100 mg/L，200 mg/L處理的生根效果最差。

2.3.3 IBA 濃度 由表4可知，IBA 濃度為0、50 mg/L時，發(fā)根率、最長根長顯著高于200 mg/L 水平（P＜0.05），略高于100 mg/L，但差異不顯著；發(fā)根數(shù)隨IBA 濃度水平升高而升高；4 個濃度水平根系平均干重?zé)o顯著差異。綜合所有指標(biāo)分析結(jié)果，IBA 的最優(yōu)選濃度為50 mg/L，其次為0、100 mg/L，濃度為200 mg/L 生根效果最差。

2.3.4 IAA 濃度 由表4可知，IAA 濃度為0、50 mg/L時發(fā)根率顯著高于200 mg/L 處理（P＜0.05）；不同濃度水平發(fā)根數(shù)、根系平均干重、最長根長均無顯著差異。IAA 濃度為0 mg/L 時，發(fā)根數(shù)、根系平均干重指標(biāo)略優(yōu)于50 mg/L 水平，因此，IAA 最優(yōu)選濃度為0 mg/L，其次為50 mg/L。

2.3.5 浸泡時間 由表4 可知，浸泡時間為12 h 的發(fā)根率要顯著低于其他處理（P＜0.05）；浸泡時間為1 min 發(fā)根數(shù)要顯著低于其他水平處理（P＜0.05）；浸泡時間為6 h 的根系平均干重顯著高于1 min 水平（P＜0.05），略高于3、12 h 處理，但差異不顯著；4 個水平的浸泡時間的最長根長效果無顯著差異；綜合分析可知，浸泡時間的最優(yōu)選為6 h，其次為3 h。

3 討論

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施及優(yōu)化試驗因素對扦插的影響

使用常規(guī)法扦插，易插品種的成活率80%～90%，一般為60%～70%，用全光照自動間歇噴霧裝置設(shè)備，可提高成活率，苗木健壯［4］。本研究除處理3、處理4 外，其他處理組的發(fā)根率均在95.0%以上，相較于一般易插品種，成活率有一定提高，其他處理的發(fā)根率、發(fā)根數(shù)、根系平均干重、最長根長相較處理1（未用植物生長調(diào)節(jié)劑處理）都有一定改善。

3.2 插穗部位對扦插的影響

采用當(dāng)年生的艾草嫩枝進行扦插，嫩枝中植物生長調(diào)節(jié)劑含量高，組織幼嫩，分生組織活躍，頂芽和葉子有合成生長素與生根素的作用，可促進愈傷組織產(chǎn)生和生根，容易成活［5］。插穗部位對發(fā)根率、發(fā)根數(shù)、根系平均干重的影響都達到了極顯著水平，顯著影響最長根長。同一插穗梢部因頂端優(yōu)勢，植物生長調(diào)節(jié)劑含量不同，且地徑分化程度較低，較易生根［6］。但不同物種、不同處理方式的扦插效果存在差異。本研究中處理3 和處理4 采用第一節(jié)插穗，用高濃度植物生長調(diào)節(jié)劑處理卻降低了生根率，而第四、七、十節(jié)用高濃度植物生長調(diào)節(jié)劑處理發(fā)根率卻未受抑制，是因為頂部分泌的植物生長調(diào)節(jié)劑比其他部位高，施用高濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑，超出了最佳植物生長調(diào)節(jié)劑濃度范圍，產(chǎn)生了抑制效應(yīng)。因此，對于艾草扦插，梢部不適宜用高濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑。此外，插穗的直徑、長度、葉數(shù)、枝位、營養(yǎng)物質(zhì)含量等對生根也有影響［7］。第四節(jié)扦插生根效果最好，其次為第七、十節(jié)，而頂部效果最差，說明中下部插穗生根效果好。研究者分別對不同植物分別進行扦插試驗發(fā)現(xiàn)，選用中部作插穗生根效果最好［8-10］，與本研究結(jié)果一致。中下部枝條發(fā)育充實、貯藏養(yǎng)分多，在合適濃度的外源植物生長調(diào)節(jié)劑刺激下，為生根提供了有利因素；而梢部枝條細(xì)弱，不能為發(fā)根提供充足的養(yǎng)分。

3.3 植物生長調(diào)節(jié)劑種類與濃度對扦插的影響

扦插育苗中外源植物生長調(diào)節(jié)劑可通過調(diào)節(jié)插穗內(nèi)部與不定根生成相關(guān)的內(nèi)源植物生長調(diào)節(jié)劑和多種酶類，促進插條中營養(yǎng)物質(zhì)向基部轉(zhuǎn)移，加快插穗的營養(yǎng)代謝進而促進生根［11，12］。NAA 常用來誘導(dǎo)外植體產(chǎn)生愈傷組織，IAA 和IBA 能促進不定根的發(fā)生。2 種及以上植物生長調(diào)節(jié)劑混合處理比單一植物生長調(diào)節(jié)劑處理更優(yōu)，其生根效果比單一植物生長調(diào)節(jié)劑好。IBA 是最佳的扦插生根劑，在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)化成IAA，被廣泛應(yīng)用于植物扦插中［13］。本研究中根據(jù)主次效應(yīng)分析結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，IBA 的生根效果最優(yōu)，其次為NAA，IAA 最弱。

植物生長調(diào)節(jié)劑濃度高低對發(fā)根進程至關(guān)重要。Laubscher 等［14］研究發(fā)現(xiàn)，低濃度處理有益于愈傷組織誘導(dǎo)，中高濃度促進插穗生根及根系生長，但過高的濃度對插穗組織造成傷害，影響生根和扦插苗生長。艾草扦插使用中低濃度NAA、IBA、IAA時發(fā)根率更高，說明中低濃度植物生長調(diào)節(jié)劑處理更有利于插穗發(fā)根；中濃度更有利于根系生長，而濃度過高則會抑制發(fā)根；IAA 濃度為0 時，更易發(fā)根且根系生長更佳，NAA 和IBA 濃度均為50mg/L，IAA 濃度為0 更適艾草扦插生根與根系生長。

3.4 浸泡時間對扦插的影響

浸泡時間與扦插生根效果有重要的關(guān)系。浸泡時間過短，只有少量植物生長調(diào)節(jié)劑被吸收，插穗中植物生長調(diào)節(jié)劑含量達不到促進發(fā)根的最佳水平，而浸泡時間過長，不僅爛根的風(fēng)險增加，而且插穗中的植物生長調(diào)節(jié)劑水平也越高，對插穗生根具有抑制作用［15］。本研究中隨著浸泡時間的增長，發(fā)根率下降。浸泡時間過短，則發(fā)根數(shù)少，同時根系干重也較低。綜合分析發(fā)現(xiàn)，植物生長調(diào)節(jié)劑浸泡時間以6 h 為宜。

4 結(jié)論

不同因素對艾草扦插生根的效果不同，其中插穗部位和浸泡時間的影響最大，IBA、NAA 對生根的影響大于IAA，綜合分析發(fā)現(xiàn)，最佳組合為A2B2C2D1E3，即第四節(jié)插穗在50 mg/L NAA和50 mg/L IBA 混合液中浸泡6 h。使用全光照間歇噴霧法，按照最佳組合扦插，不僅生根效果好，而且利于推廣，對于艾草的工廠化育苗以及大面積推廣種植具有重要的意義。