莓葉委陵菜葉插繁殖技術(shù)研究

鄭亦卿，曾思琦，唐 令，董 麗

（北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院, 北京 100083）

在園林綠地中，地被植物不僅能夠增加綠色植被的覆蓋率，提升園林景觀效果，還能調(diào)節(jié)土壤溫度，減少土壤水分的蒸發(fā)，是園林植物景觀中不可或缺的一部分。但是，在城市綠地中長期以來以草坪作為地被植物，建植成本高，養(yǎng)護(hù)需水量大，無法滿足當(dāng)前生態(tài)節(jié)約型園林建設(shè)的要求。尤其在我國水資源極度短缺的華北地區(qū)，尋求節(jié)水抗旱、適應(yīng)性強(qiáng)的鄉(xiāng)土地被植物已經(jīng)成為了生態(tài)節(jié)約型園林建設(shè)的重要方向。在我國北方地區(qū)的鄉(xiāng)土地被植物資源中，委陵菜屬(Potentilla) 植物因其抗逆性強(qiáng)、管理粗放、富有野趣的特點(diǎn)被認(rèn)為是極具發(fā)展?jié)摿Φ泥l(xiāng)土地被植物[1]，其中部分種類已在園林應(yīng)用中表現(xiàn)出了良好的生態(tài)效益和造景效果[2-4]。但目前大多數(shù)種類沒有成熟的繁殖技術(shù)，因此實(shí)際應(yīng)用于園林綠化的委陵菜屬植物仍較少。

莓葉委陵菜(P.fragarioidis)屬于薔薇科委陵菜屬多年生草本植物，在我國南北地區(qū)分布廣泛。其春季返青早，生長期常呈半球狀植冠，株型優(yōu)美，花量大且花色明艷，具有抗病蟲害能力強(qiáng)且耐寒耐旱的特點(diǎn)，是委陵菜屬植物中觀賞價(jià)值高且品質(zhì)優(yōu)良的鄉(xiāng)土地被植物之一[5]。此外，莓葉委陵菜富含高蛋白、高纖維及各種必需微量元素[6]，有效成份d-兒茶素具有防治心血管疾病、預(yù)防癌癥等多種功能[7]，民間常作為野菜食用，兼具食用和藥用價(jià)值[8]。目前莓葉委陵菜可通過種子繁殖或分株的方式進(jìn)行繁殖[9]，但由于其種子成熟后易自行散落，采收不易；而分株繁殖的繁殖系數(shù)較低，且種苗主要來源于野生資源，從長期上看無法滿足園林應(yīng)用的需求，因此莓葉委陵菜的推廣和應(yīng)用受到了極大的限制。

扦插是植物無性繁殖的重要方法之一。扦插繁殖的產(chǎn)苗量大、成苗速度快，并且能夠保持植物原品種的優(yōu)良特性，有效彌補(bǔ)了部分植物種類播種繁殖困難和繁殖系數(shù)低的缺點(diǎn)[10]。目前，絹毛匍匐委陵菜(P.reptansvar.sericophylla)、蛇莓委陵菜(P.centigrana)等匍匐型委陵菜以匍匐莖作為插穗，已建立起了較為成熟的扦插繁殖技術(shù)體系[3,11-12]，利用植物的營養(yǎng)器官進(jìn)行扦插繁殖可能是打破莓葉委陵菜快速繁殖瓶頸的途徑之一。本研究前期發(fā)現(xiàn)，莓葉委陵菜雖無地上莖，但基生葉葉柄粗壯，扦插后可成功生根；此外，莓葉委陵菜基生葉的生長量大、生長速度快，只要環(huán)境條件適宜全年均可抽生新葉，因此具有繁殖材料易得的優(yōu)勢，是扦插繁殖的優(yōu)良材料。然而，在既往研究中對莓葉委陵菜葉插繁殖技術(shù)的研究未見報(bào)道。

研究表明，不定根的發(fā)生是扦插成功的關(guān)鍵，除植物自身及環(huán)境因素外，扦插基質(zhì)的配比和插穗預(yù)處理中外源激素的種類及濃度對扦插生根效果具有重要影響[13-16]。但在以往研究中發(fā)現(xiàn)，不同委陵菜屬植物適宜的扦插基質(zhì)和激素種類存在較大差異，針對莓葉委陵菜葉插適用的基質(zhì)配比和科學(xué)的激素處理開展研究十分必要。因此，本研究通過開展不同扦插基質(zhì)、激素種類及濃度的正交試驗(yàn)，比較不同處理對葉插生根效果的影響，以期確定適用于莓葉委陵菜葉插的最佳處理組合，為其種苗的繁育生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為栽植于北京市海淀區(qū)八家苗圃內(nèi)的莓葉委陵菜二年生實(shí)生苗，于陰天清晨在圃地中剪取生長健壯、無病蟲害、生長程度均一的成熟基生葉作為插穗，帶葉柄長度6～8 cm，僅保留頂端生長點(diǎn)以上的葉片并修剪去葉片的1/2，其余葉片全部摘除，插穗基部剪口呈45°切面，處理完畢后置于清水中保濕。生根粉選用山東華諾聯(lián)邦農(nóng)化有限公司生產(chǎn)的華諾聯(lián)邦生根粉。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 扦插時(shí)間及地點(diǎn)

莓葉委陵菜植株于每年6 月中旬果熟期后開始由生殖生長轉(zhuǎn)變?yōu)闋I養(yǎng)生長，葉片生長速度加快、長勢良好，此時(shí)扦插材料易得且品質(zhì)優(yōu)良。前期試驗(yàn)結(jié)果表明7 月－8 月扦插的生根率最高，插穗狀態(tài)較好。因此結(jié)合植物自身的生長節(jié)律及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本試驗(yàn)設(shè)于2022 年7 月10 日在北京市海淀區(qū)北林科技人工氣候室中進(jìn)行，溫度設(shè)定為20 ℃，光周期為16 h/8 h (光照/暗培養(yǎng))，相對濕度在80%～90%。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別以基質(zhì)種類、激素種類及濃度為試驗(yàn)因素，各因素設(shè)置4 個水平，如表1 所列；根據(jù)所設(shè)的試驗(yàn)因素和水平，采用L16(45)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(表2)，共設(shè)16 個處理，每處理設(shè)3 組重復(fù)，每組重復(fù)10 根插穗。

表1 試驗(yàn)的因素與水平Table 1 Experimental factors per experimental level

表2 L16 (45)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 2 Orthogonal design of experiment L16 (45)

1.2.3 扦插與插后管理

扦插前1 d 使用800 倍多菌靈溶液對基質(zhì)進(jìn)行消毒處理并用清水淋洗干凈，之后將基質(zhì)分別裝入32 孔穴盤中備用。于扦插當(dāng)天將制作好的插穗基部2～4 cm 浸泡于激素中處理20 min；扦插時(shí)采用直插法，將扦插深度控制在3～4 cm，插穗插入后輕輕填壓；扦插完成后對葉面進(jìn)行噴霧保濕，并蓋上保濕蓋，之后以每周一次的頻率進(jìn)行澆水，平時(shí)保持基質(zhì)濕潤即可。為防止霉?fàn)€病發(fā)生，需每隔2 周以800 倍多菌靈對插床及插穗噴淋，定期清理枯枝落葉，保持插床衛(wèi)生。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

扦插后定期觀察生根情況，45 d 后全盤起苗測定，統(tǒng)計(jì)16 個處理的生根率(%)、平均單株生根數(shù)、平均單株總根長(cm)、最長根長(cm)和根系效果指數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)及插穗狀態(tài)。利用SPSS 26.0 對不同處理結(jié)果進(jìn)行方差分析和極差分析，采用Duncan法對觀測到的各生根指標(biāo)進(jìn)行多重比較并標(biāo)記不同處理下的差異顯著性(P< 0.05)；采用主成分分析法綜合評價(jià)各個處理對莓葉委陵菜扦插效果的影響。在方差分析前對生根率進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換，對其他數(shù)據(jù)特征進(jìn)行平方根轉(zhuǎn)換，以滿足正態(tài)分布假設(shè)。

生根率 = (生根插穗數(shù)/總株數(shù)) × 100%；

平均單株生根數(shù) = 插穗不定根總數(shù)量/生根插穗數(shù)；

平均單株總根長 = 插穗不定根長度總和/生根插穗數(shù)；

根系效果指數(shù) = (生根率 × 平均單株總根長 ×平均單株生根數(shù))/生根插穗數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 莓葉委陵菜葉插生根過程及結(jié)果

通過對莓葉委陵菜葉插生根的持續(xù)觀察發(fā)現(xiàn)，扦插后2～3 周，插穗基部出現(xiàn)裂口，下切口逐漸膨大，形成白色的愈傷組織(圖1a)；4～6 周，愈傷組織逐漸膨大(圖1b，c)，而后分化出愈傷根(圖1d)，并逐漸發(fā)育為根系(圖1e，f)。莓葉委陵菜插穗的生根方式包括愈傷生根型(圖1f)、皮部生根型(圖1g)及混合生根型(圖1h) 3 種，綜合來看以愈傷生根型為主。

生根指標(biāo)的方差分析結(jié)果表明(表3)，扦插基質(zhì)顯著影響莓葉委陵菜葉插的生根率和平均單株生根數(shù)(P< 0.05)；激素種類對所有測試指標(biāo)均具有顯著影響(P< 0.05)；而激素濃度僅對平均單株總根長具有顯著影響(P< 0.05)。

表3 莓葉委陵菜葉插生根指標(biāo)的方差分析Table 3 Variance analysis of the rooting indexes of Potentilla fragarioidis leaf cuttings

在生根率上，扦插45 d 之后除了處理T10以外其他各處理均有生根，處理T7、T15和T16的生根率均高于60.00%，三者之間均不存在顯著差異（P>0.05），其中T7的生根率最高(66.67%)，而處理T5、T9、T10的生根率均低于10.00%。平均單株生根數(shù)的變化范圍在0～7.75，生根數(shù)最多的為處理T8，T7和T15次之，分別為6.91 和6.90，三者間差異不顯著。平均單株總根長和最長根長的變化范圍分別為0～35.10 和0～15.69 cm，其中處理T11的平均單株總根長和最長根長均最大，除了未生根的處理T10外，T5的平均單株總根長和最長根長均為最小，分別為0.86 和0.79 cm。根系效果指數(shù)變化范圍為0～22.71，其中處理T11的根系效果指數(shù)最大，其次是T15和T8，分別為20.50 和16.58，而除了未生根的處理T10外，T5的根系效果指數(shù)最小，為0.16 (表4)。

表4 不同處理下莓葉委陵菜葉插生根指標(biāo)的差異Table 4 Differences in rooting indexes of Potentilla fragarioidis leaf cuttings under different treatments

綜上所述，雖然處理T8的平均單株生根數(shù)最大，但其生根率(23.33%) 遠(yuǎn)小于T7(66.67%) 和T15(63.33%)；處理T11的根系效果指數(shù)、平均單株總根長和最長根長均為最大，但其生根率僅為13.33%，處理T15的平均單株總根長和根系效果指數(shù)僅次于T11，最長根長與T11之間差異不顯著（P> 0.05），而生根率(63.33%)遠(yuǎn)高于T11。綜合來看，處理T15的扦插效果最佳。

2.2 莓葉委陵菜葉插生根效果的極差分析

不同處理下莓葉委陵菜葉插生根效果的極差分析結(jié)果如表5 所列。在不同扦插基質(zhì)、激素種類和激素濃度的影響下，生根率的極差值分別為43.33%、29.17%、6.67%，表明各個因素影響莓葉委陵菜葉插生根率的主次順序?yàn)榍げ寤|(zhì) > 激素種類 > 激素濃度；平均單株生根數(shù)極差值分別為1.78、4.40、1.11，表明激素種類是影響莓葉委陵菜葉插平均單株生根數(shù)量的首要因素，其次是扦插基質(zhì)，激素濃度對其影響最??；平均單株總根長的極差值分別為9.00、20.44、10.59 cm，表明各個因素影響莓葉委陵菜葉插平均單株總根長的主次順序是激素種類 > 激素濃度 > 扦插基質(zhì)；最長根長的極差值分別為5.31、8.72、4.06 cm，表明激素種類是影響莓葉委陵菜葉插最長根長的首要因素，其次是扦插基質(zhì)，激素濃度對其影響最小。根系效果指數(shù)的極差值分別為3.60、15.36、5.64，表明各個因素影響莓葉委陵菜葉插根系效果指數(shù)的主次順序是激素種類 > 激素濃度 > 扦插基質(zhì)。

表5 不同處理對莓葉委陵菜葉插生根指標(biāo)影響的極差分析結(jié)果Table 5 Range analysis results of the effects of different treatments on leaf cutting rooting index of Potentilla fragarioidis

由極差分析結(jié)果可以推斷，提高莓葉委陵菜葉插生根率的最佳處理方案是A4B3C4，促進(jìn)根系萌發(fā)數(shù)的最佳組合是A2B3C3，提高莓葉委陵菜葉插平均單株總根長的最佳處理方案是A3B3C2，提高莓葉委陵菜葉插最長根長的最佳處理方案是A4B3C2，提高莓葉委陵菜葉插根系效果指數(shù)的最佳處理方案是A3B3C3。

2.3 莓葉委陵菜葉插生根效果的主成分分析及綜合評價(jià)

為了綜合評價(jià)莓葉委陵菜葉插生根狀況，進(jìn)一步探究不同扦插基質(zhì)、激素種類和濃度處理下的扦插生根效果，采用主成分分析法對5 個生根指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)。如表6 所示，第1 主成分和第2 主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為84.19%，根據(jù)方差累計(jì)貢獻(xiàn)率 >80%的原則提取主成分，可知信息主要集中于前兩個主成分中，所以選取前兩個主成分來反映莓葉委陵菜葉插生根效果的信息量。

表6 特征值和主成分貢獻(xiàn)率與累積貢獻(xiàn)率Table 6 Eigenvalues, principal component contribution rates,and accumulative contribution rates

基于主成分分析結(jié)果對各處理的生根效果進(jìn)行綜合評分。如表7 所列，處理T15的排名第1，扦插生根效果最好，該結(jié)果與多重比較結(jié)果一致；處理T11、T3、T7分別位列第2、3、4，綜合得分均達(dá)到1.00 以上；而生根效果最差的是處理T9、T5和T10。由主成分分析結(jié)果可知，IBA 是莓葉委陵菜葉插時(shí)處理插穗的最佳激素種類，100～1 000 mg·L-1IBA處理下的扦插生根效果均優(yōu)于其他激素，其中以300 mg·L-1為最適激素濃度。單獨(dú)使用生根粉或NAA 處理生根效果均不佳，而NAA 在與IBA 配合使用后生根效果優(yōu)于單獨(dú)使用NAA。

表7 不同處理對莓葉委陵菜葉插生根效果的綜合評判Table 7 Comprehensive evaluation on rooting effect of Potentilla fragarioidis leaf cuttings in different treatments

3 討論與結(jié)論

本研究證實(shí)了以莓葉委陵菜的基生葉作為插穗進(jìn)行扦插能夠成功生根，插穗的生根方式以愈傷生根型為主。相較于皮部生根型而言，愈傷生根型的插穗在扦插后順利生根的重要前提是形成愈傷組織，同時(shí)還要具備分化成不定根的條件[17-18]，因此在莓葉委陵菜扦插繁殖過程中如何促進(jìn)愈傷組織的形成和不定根的發(fā)生是扦插育苗的核心問題[19]。

扦插基質(zhì)決定了插穗的生根環(huán)境，良好的扦插基質(zhì)應(yīng)兼具透氣性和保水性，含有一定的營養(yǎng)物質(zhì)且無病蟲害或病菌[20-21]。本研究發(fā)現(xiàn)，扦插基質(zhì)對莓葉委陵菜插穗不定根的發(fā)生起到了主導(dǎo)作用，其中在草炭 + 蛭石 + 珍珠巖(1 ? 1 ? 1)的基質(zhì)中插穗的生根效果最好，該結(jié)果與三葉委陵菜（P.freyniana）和蛇莓委陵菜的扦插繁殖研究結(jié)果不同[12,22]，這可能是因?yàn)椴煌参飳ηげ寤|(zhì)理化性質(zhì)的要求存在差異，對愈傷生根型的植物而言，適當(dāng)增加基質(zhì)的保水性更有利于愈傷組織的形成[23]。蛭石 + 珍珠巖(1 ? 1)的基質(zhì)pH 偏高，有效養(yǎng)分含量少，同時(shí)孔隙度大，保水性相對較差，雖然莓葉委陵菜插穗在該基質(zhì)中能夠獲得更多的生根數(shù)量，但插穗的各項(xiàng)根長指標(biāo)均為最低。而草炭的加入調(diào)節(jié)了基質(zhì)的pH，為插穗提供了更豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)協(xié)調(diào)了基質(zhì)的保水保肥性和穩(wěn)定性，有利于根的發(fā)生與伸長。

在插穗的預(yù)處理方法上，激素處理被認(rèn)為是促進(jìn)扦插生根的有效方式之一。本研究發(fā)現(xiàn)，激素種類是影響莓葉委陵菜插穗平均生根數(shù)、平均根長、最長根長和根系效果指數(shù)的最主要因素。分別以生根粉、IBA、NAA 及其混合激素對莓葉委陵菜插穗進(jìn)行預(yù)處理后發(fā)現(xiàn)，IBA 處理下插穗的生根效果最佳，而NAA 和生根粉的處理效果相對較差，該結(jié)果與Kochhar 和李海微的研究結(jié)果相似[24-25]。這可能是因?yàn)镮BA 能夠促進(jìn)形成層細(xì)胞脫分化并形成愈傷組織，因此IBA 處理對于愈傷生根型插穗的生根過程更有利[26]。同時(shí)，相對于NAA 而言，IBA 不易被酶氧化，加之傳導(dǎo)性能差，因而在插穗切口附近的作用時(shí)間更長，對插穗生根的促進(jìn)效果更為明顯[27]。此外，有部分研究認(rèn)為[28-29]NAA 與IBA 混合使用時(shí)插穗生根效果更好，而在本研究中以NAA + IBA(1 ? 1)的混合激素進(jìn)行處理的插穗其各項(xiàng)生根指標(biāo)相對單獨(dú)使用IBA 時(shí)的生根指標(biāo)較低，引起上述差異的原因可能是不同植物對處理插穗的激素配比要求不同，本研究中NAA 的含量在混合激素中占比較大，其生理活性較高，毒性較大，高濃度下容易對插穗造成損傷，導(dǎo)致其生根效果較差[30]。

適宜濃度范圍內(nèi)的生長素能夠促進(jìn)插穗的生根，但過高濃度的生長素反而會抑制生根[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，激素濃度僅對平均單株總根長具有顯著影響，該結(jié)果與鐵線蓮(Clematis‘Apple Blossom’)扦插的研究結(jié)果一致[28]。激素濃度在300～500 mg·L-1之間時(shí)莓葉委陵菜的葉插生根效果相對較好，濃度大于500 mg·L-1時(shí)插穗的平均單株生根數(shù)、平均單株總根長、最長根長和根系效果指數(shù)均表現(xiàn)為明顯下降，而在1 000 mg·L-1NAA 處理下插穗不生根，這可能是由于激素濃度的升高誘導(dǎo)了內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生，進(jìn)而對植物不定根的生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響[31]。與本研究結(jié)果不同的是，林曉銳的研究發(fā)現(xiàn)[32]蛇莓委陵菜在800 mg·L-1NAA + IBA (1 ? 1)的激素處理下生根效果最好，這說明即使是同一科屬的不同植物種類對于激素濃度的敏感程度也可能存在差異，因此在使用植物激素對插穗進(jìn)行處理時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況嚴(yán)格掌握激素的種類及濃度。本研究無法確定莓葉委陵菜插穗在500～1 000 mg·L-1激素處理后的扦插生根效果，中高濃度激素處理對莓葉委陵菜扦插生根效果的影響仍需進(jìn)一步研究。

本研究綜合考慮了扦插基質(zhì)、激素種類及其濃度的交互效應(yīng)，就不同處理對莓葉委陵菜葉插生根的影響進(jìn)行了探討，并對不同處理下插穗的生根效果進(jìn)行綜合評價(jià)，認(rèn)為以草炭 + 珍珠巖 + 蛭石(1 ? 1 ? 1)為基質(zhì)，扦插前使用300 mg·L-1的IBA 對插穗進(jìn)行處理能夠獲得最佳生根效果，45 d 之后莓葉委陵菜葉插生根率達(dá)63.33%，平均單株生根數(shù)為6.90，平均單株總根長為27.98 cm，最長根長13.83 cm，根系效果指數(shù)達(dá)20.50。該研究結(jié)果對莓葉委陵菜扦插繁殖技術(shù)的完善和植物材料的推廣起到了積極促進(jìn)作用。然而，影響植物扦插生根的因素還有很多，如插穗部位、長度以及激素處理時(shí)間以及光照、溫濕度等環(huán)境因子等，都有待進(jìn)行試驗(yàn)從而進(jìn)一步優(yōu)化莓葉委陵菜的扦插技術(shù)，提高其扦插繁殖的效率。