徐少東,譚益民,王啟業(yè),米小琴,黃瑞春,姚 銳,陸 利,王義強(qiáng)
(1. 中南林業(yè)科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長(zhǎng)沙 410004;2. 湘西州森林生態(tài)研究實(shí)驗(yàn)站,湖南 吉首 416000; 3. 中南林業(yè)科技大學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長(zhǎng)沙 410004)
美國(guó)香柏扦插育苗研究
徐少東1,3,譚益民1,王啟業(yè)1,3,米小琴2,黃瑞春2,姚 銳1,3,陸 利1,3,王義強(qiáng)1,3
(1. 中南林業(yè)科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長(zhǎng)沙 410004;2. 湘西州森林生態(tài)研究實(shí)驗(yàn)站,湖南 吉首 416000; 3. 中南林業(yè)科技大學(xué)生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,湖南 長(zhǎng)沙 410004)
為提高美國(guó)香柏在長(zhǎng)沙地區(qū)的扦插繁殖效率,對(duì)美國(guó)香柏二年生硬枝采用不同基質(zhì)配比及不同激素種類(lèi)(KIBA、NAA、IBA、ABT6)、濃度(1 000、3 000、8 000、12 000 mg/L)、速蘸時(shí)間(10、20、30 s)處理的扦插效果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,基質(zhì)配比以珍珠巖 : 泥炭土 3 : 1 為佳,生根率可達(dá) 61.1%;在 8 000 mg/L KIBA 速蘸處理 20 s 的條件下,插穗生根率高達(dá) 93.33%,平均生根數(shù) 8.67 條/株,平均根長(zhǎng) 6.23 cm;適宜的基質(zhì)配比和合適的激素種類(lèi)、濃度及速蘸時(shí)間對(duì)美國(guó)香柏扦插效果均有顯著影響。
美國(guó)香柏;扦插繁殖;基質(zhì);激素
美國(guó)香柏(Thuja occidentalis L.),別名美國(guó)側(cè)柏、黃心柏木,屬于柏科(Cupressaceae)崖柏屬(Thuja)。系常綠喬木或灌木,樹(shù)形優(yōu)美,可供觀賞;木材呈白色或黃棕色,材質(zhì)軟,紋理粗,極耐用,可供作枕木、樁柱、房屋建筑等[1];枝葉芳香,富含維生素、黃酮、萜類(lèi)等多種活性成分,是抗壞血病、抗衰老、預(yù)防心腦血管疾病的良藥[2-4];從枝葉中提取的精油芳香迷人、抑菌驅(qū)蟲(chóng),是高級(jí)香水、香油、建筑清潔劑的優(yōu)質(zhì)原料[5],因此,美國(guó)香柏是園林觀賞、用材、藥用兼?zhèn)涞膬?yōu)良樹(shù)種。美國(guó)香柏原產(chǎn)于北美洲東部,對(duì)土壤要求不嚴(yán),以肥沃的中性土及石灰?guī)r發(fā)育的堿性土上生長(zhǎng)為佳,抗寒力強(qiáng),是石灰?guī)r區(qū)造林的首選樹(shù)種之一[6-9]。美國(guó)香柏種子發(fā)芽率不高,優(yōu)良度低[10-11];目前,本文所研究的美國(guó)香柏品種 Thuja talis cv.‘Green Giant’(簡(jiǎn)稱(chēng)GT)的快繁在國(guó)外主要采用扦插方式,在國(guó)內(nèi)則較少研究報(bào)道[12]。
試驗(yàn)地位于長(zhǎng)沙市中南林業(yè)科技大學(xué)西園苗圃,中心點(diǎn)地理座標(biāo)為東經(jīng) 113°53'22'',北緯27°51'36'',苗圃所在區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,年平均溫度 17.2 ℃,最高氣溫 43 ℃,極端最低溫度 -11.3 ℃。年平均雨量 1 422.4 mm,無(wú)霜期275 d,年平均風(fēng)速 3.5 m/s,年均相對(duì)濕度 76%。苗圃內(nèi)溫室大棚配有雙層遮陰網(wǎng)、風(fēng)機(jī)、水簾、自動(dòng)噴霧裝置等設(shè)施。
2014 年 5 月,從美國(guó)喬治亞州大學(xué)、北卡羅萊納州立大學(xué)等地引進(jìn)了 12 個(gè)美國(guó)香柏新品種。以引種試驗(yàn)中生長(zhǎng)情況較好的 Thuja occidentalis cv.‘Green Giant’品種為插穗來(lái)源,取其長(zhǎng)勢(shì)較好、無(wú)病蟲(chóng)害的 2 年生硬枝作為實(shí)驗(yàn)材料[13-14]。
2.2.1 不同基質(zhì)試驗(yàn) 根據(jù)常用扦插基質(zhì)中各組分的作用,按體積量設(shè)計(jì) 4 種基質(zhì)配比:分別為珍珠巖 : 泥炭土 5 : 1、3 : 1、2 : 1、1 : 1,3 次重復(fù),30 株小區(qū), 4 種基質(zhì)配比皆不進(jìn)行激素處理。
2.2.2 不同激素處理試驗(yàn) 激素處理采用高濃度激素速蘸法,設(shè)計(jì) 3 個(gè)因素:生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類(lèi)、濃度及處理時(shí)間。使用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑為 IBA吲哚丁酸、NAA 萘乙酸、KIBA 吲哚丁酸鉀、ABT 生根粉 6 號(hào),各激素粉末均采用異丙醇溶解[15-16]。濃度為 1 000 mg/L、 3 000 mg/L、8 000 mg/L、12 000 mg/L,設(shè)清水處理作為對(duì)照。處理時(shí)間為 10 s、20 s、30 s,每組 20 株,3 次重復(fù)。扦插基質(zhì)配方為珍珠巖 : 泥炭土 3 : 1。
2.3.1 基質(zhì)處理及裝袋 分裝前 3 天對(duì)基質(zhì)進(jìn)行0.5% 高錳酸鉀滅菌,并平攤在陽(yáng)光下曝曬。采用10 cm×12 cm 規(guī)格的可降解無(wú)紡布營(yíng)養(yǎng)袋分裝,分裝后營(yíng)養(yǎng)袋排列于底部有密集細(xì)孔的大框中,框放置在水盆之上以利于維持空氣濕度。
2.3.2 插穗處理 插穗剪成 8~10 cm 長(zhǎng),切口剪成斜面以增大與激素溶液的接觸面積,同時(shí)去除插穗基部 4 cm 以下側(cè)枝。剪好的插穗盡快按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對(duì)其基部約 3 cm 處進(jìn)行激素處理并扦插,避免切口長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣下[17]。
2.3.3 扦插管理 扦插于 2016 年 3 月 19 日進(jìn)行,扦插前用直徑與插穗相近的小棍在基質(zhì)中引洞,以免扦插時(shí)插穗受到過(guò)多機(jī)械性損傷,扦插深度約 4 cm。扦插后將基質(zhì)澆透水并壓實(shí),然后噴灑 50% 多菌靈 500 倍液進(jìn)行消毒。
扦插之后前 30 天由噴霧裝置每 10 min 噴水霧 1 次,每次 30 s。30 天后,根據(jù)生根情況相應(yīng)減少噴霧頻率。
扦插后 60 天對(duì)所有插穗進(jìn)行調(diào)查,統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)、根長(zhǎng)等數(shù)據(jù),并用 SPSS 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
3.1.1 不同基質(zhì)配比對(duì)扦插生根率的影響 4 種基質(zhì)配比珍珠巖 : 泥炭土 5 : 1、3 : 1、2 : 1、1 : 1 ,3次重復(fù)的扦插試驗(yàn)結(jié)果列表 1。
表1 不同基質(zhì)配比的插穗生根率Tab.1 Rooting percentage of cutting slips in different substrate composition ratios
由表 1 可知,珍珠巖 : 泥炭土 3 : 1 處理的平均生根率最大,達(dá)到 61.1%;珍珠巖 : 泥炭土 5 : 1、2 : 1、1 : 1 平均生根率逐漸下降,分別為 54.5%、50.0%、38.9%。由表 1 數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,方差分析結(jié)果列表 2。
表2 不同基質(zhì)配比生根率方差分析Tab.2 ANOVA of rooting percentage of different substrate composition ratios
由表 2 可知,不同基質(zhì)配比之間,生根率達(dá)到極顯著(F=15.801,P<0.01)差異水平,選擇適宜的珍珠巖與泥炭土配比是有效的技術(shù)措施。
3.1.2 不同基質(zhì)配比對(duì)扦插生根質(zhì)量的影響 不同基質(zhì)配比對(duì)扦插生根數(shù)量、生根長(zhǎng)度的影響列表 3。
表3 不同基質(zhì)配比的生根質(zhì)量Tab.3 The rooting quality in different substrate composition ratios
從表 3 可以看出,當(dāng)珍珠巖比例較低時(shí),生根質(zhì)量隨著珍珠巖比例的上升而明顯上升,珍珠巖 : 泥炭土 3 : 1 時(shí),基質(zhì)的插穗生根質(zhì)量最好,平均生根 5.21 根/株,根長(zhǎng)平均 4.06 cm;當(dāng)珍珠巖與泥炭土的比例達(dá)到 5 : 1 時(shí),生根質(zhì)量下降。綜合考慮,美國(guó)香柏‘Green Giant’扦插的基質(zhì)配比以珍珠巖 : 泥炭土 3 : 1 為佳,生根率、平均生根數(shù)、平均根長(zhǎng)分別達(dá)到 61.1%、5.21 根/株、4.06 cm。
3.2.1 不同激素處理對(duì)各觀測(cè)因子影響的方差分析 不同激素種類(lèi)、濃度、速蘸時(shí)間處理的插穗生根率、平均生根數(shù)、平均根長(zhǎng)方差分析結(jié)果(F值)列表 4。分析時(shí)生根率經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換,平均生根數(shù)與平均根長(zhǎng)經(jīng)平方根轉(zhuǎn)換。
由表 4 可知,激素種類(lèi)、濃度、速蘸時(shí)間對(duì)各觀測(cè)因子的影響皆為極顯著。對(duì)于各觀測(cè)因子,激素濃度影響皆為最大,速蘸時(shí)間影響皆為最?。患に胤N類(lèi)對(duì)平均生根數(shù)與平均根長(zhǎng)影響相對(duì)較大,對(duì)生根率影響相對(duì)較小。
表4 不同激素處理各觀測(cè)因子方差分析(F值)Tab.4 F-test of observational variable in different hormone treatment
3.2.2 不同激素處理對(duì)生根率的影響 以篩選出的最佳基質(zhì)配比珍珠巖 : 泥炭土 3 : 1 為扦插基質(zhì),不同激素處理下生根率統(tǒng)計(jì)結(jié)果列表 5。
表5 不同激素處理的插穗生根率(%)Tab.5 Rooting percentage of cutting slips in different hormone treatments
由表 5 可知,激素處理效果明顯,在 4 種激素中,KIBA 處理后的生根率總體較高。當(dāng)激素濃度較低時(shí),生根率隨激素濃度與速蘸時(shí)間的增加而上升;而激素濃度較高時(shí),隨著激素濃度與速蘸時(shí)間的上升,生根率有著越來(lái)越明顯的下降趨勢(shì)。最高的生根率出現(xiàn)在 8 000 mg/L 的 KIBA 處理20 s 時(shí),達(dá)到 93.33%。
通過(guò) Duncan 法進(jìn)行多重比較分析,結(jié)果見(jiàn)表 6。
從表 6 可知,生根率從激素種類(lèi)來(lái)看,KIBA極顯著優(yōu)于其它激素;IBA 與 NAA 無(wú)顯著差異;ABT6 極顯著差于其它激素,但仍極顯著優(yōu)于清水對(duì)照。從激素濃度來(lái)看,各水平之間差異皆為極顯著,不同濃度下生根率由高到低依次為 8 000 mg/L>12 000 mg/L>3 000 mg/L>1 000 mg/L。從速蘸時(shí)間來(lái)看,20 s 與 30 s 較佳,兩者無(wú)顯著差異,10 s 極顯著劣于另外兩個(gè)水平。
表6 不同激素處理生根率多重比較Tab.6 Multiple comparison of rooting rate in different hormone treatments
3.2.3 不同激素處理對(duì)平均生根數(shù)的影響 不同激素處理下平均生根數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表 7。
表7 不同激素處理的插穗平均生根數(shù)Tab.7 The average roots numbers of cutting slips in different hormone treatments
由表 7 可知,不同激素處理對(duì)生根數(shù)影響規(guī)律與對(duì)生根率影響規(guī)律類(lèi)似,即激素濃度較低時(shí),生根數(shù)隨激素濃度與速蘸時(shí)間增加而上升;激素濃度較高時(shí),隨著激素濃度與速蘸時(shí)間的上升,生根數(shù)的下降趨勢(shì)愈發(fā)明顯。平均生根數(shù)在8 000 mg/L KIBA 速蘸處理 20 s 時(shí)達(dá)到最大,為8.67 根/株。
通過(guò) Duncan 法進(jìn)行多重比較分析,結(jié)果見(jiàn)表 8。
表8 不同激素處理平均生根數(shù)多重比較Tab.8 Multiple comparison of average roots numbers in different hormone treatments
從表 8 可知,平均生根數(shù)從激素種類(lèi)來(lái)看,KIBA 極顯著優(yōu)于其它激素及對(duì)照。從激素濃度來(lái)看,8 000 mg/L 極顯著優(yōu)于其它激素及對(duì)照。從速蘸時(shí)間來(lái)看,20 s 與 30 s 兩者無(wú)顯著差異且極顯著優(yōu)于 10 s。
3.2.4 不同激素處理對(duì)平均根長(zhǎng)的影響 不同激素處理的平均根長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果列表 9。
表9 不同激素處理的插穗平均根長(zhǎng)(cm)Tab.9 The average root length of cutting slips in different hormone treatments
表9 中平均根長(zhǎng)規(guī)律同平均生根數(shù),8 000 mg/L KIBA速蘸處理 20 s 時(shí),平均根長(zhǎng)達(dá)到最佳,為6.23 cm。
通過(guò) Duncan 法進(jìn)行多重比較分析,結(jié)果列表 10。
表10 不同激素處理平均根長(zhǎng)多重比較Tab.1 0 Multiple comparison of average root length in different hormone treatments
由表 10 可知,不同處理對(duì)平均生根數(shù)的影響規(guī)律與前兩項(xiàng)觀測(cè)量基本一致。各激素種類(lèi)中,KIBA 極顯著優(yōu)于其它激素及對(duì)照。從激素濃度來(lái)看,各水平之間差異極顯著,以 8 000 mg/L 為最佳。從速蘸時(shí)間來(lái)看,20 s 與 30 s 較佳,兩者無(wú)顯著差異;10 s 極顯著劣于另外兩個(gè)水平。
(1)基質(zhì)中珍珠巖與泥炭土的不同配比對(duì)扦插成功率影響顯著,在不采用激素處理的情況下,篩選出珍珠巖 : 泥炭土 3 : 1 的基質(zhì)生根效果最好,平均生根率達(dá) 61.1%,平均根系數(shù)量達(dá) 5.21 根/株,平均根長(zhǎng)達(dá) 4.06 cm。其原因可能是這個(gè)比例的珍珠巖與泥炭土同時(shí)保證了基質(zhì)的保水、保溫與透氣能力,在這幾個(gè)因素間取得了良好的平衡。
(2)激素處理對(duì)插穗生根有顯著的促進(jìn)作用。KIBA 較 IBA、NAA、ABT6 效果更好,可能是因其為易溶于水的鹽類(lèi),較易被植株吸收;激素濃度相對(duì)較低時(shí)(1 000 mg/L、3 000 mg/L)處理時(shí)間越長(zhǎng)效果越好,激素濃度相對(duì)較高時(shí)(8 000 mg/L、12 000 mg/L)隨著處理時(shí)間的增加,各觀測(cè)量的增長(zhǎng)速度明顯放緩,甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。這說(shuō)明在一定濃度范圍內(nèi),高濃度激素雖然效果明顯好于較低濃度的,但存在隨濃度與處理時(shí)間增長(zhǎng)的毒害作用,需注意控制高濃度激素的處理時(shí)間。綜合試驗(yàn)結(jié)果,使用濃度為 8 000 mg/L 的 KIBA 速蘸 20 s 時(shí),插穗生根效果最佳,平均生根率達(dá) 93.33%,平均生根數(shù)達(dá) 8.67根/株,平均根長(zhǎng)達(dá) 6.23 cm。
(3)研究表明,影響樹(shù)木扦插生根效果的因子因樹(shù)種甚至品種不同而有所差別[18]。歐洲云杉扦插生根的最大影響因子為激素種類(lèi)[19],東方杉扦插生根的最大影響因子為激素種類(lèi)與處理時(shí)間[20],翅果油樹(shù)扦插生根的最大影響因子為激素濃度[21]。本文研究結(jié)果表明,影響北美香柏插穗生根的最大影響因子是激素濃度。
(4)本文主要研究了美國(guó)香柏‘Green Giant’扦插的基質(zhì)匹配與高濃度激素速蘸法處理的優(yōu)化條件,對(duì)于低濃度激素處理及更多土壤條件仍有待研究;本研究表明美國(guó)香柏可在長(zhǎng)沙周邊地區(qū)以較高效率進(jìn)行扦插繁殖,對(duì)其在該地區(qū)的推廣具有參考意義。
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Cutting propagation of Thuja occidentalis
XU Shaodong1,3,TAN Yimin1,WANG Qiye1,3,MI Xiaoqin2,HUANG Ruichun2,YAO Rui1,3,LU Li1,3,WANG Yiqiang1,3
(1. Key Lab of Non-wood Forest Nurturing and Protection of National Ministry of Education,Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,China;2. Xiangxi Forest Ecological Research Station,Jishou 416000,China;3. Biotechnology Laboratory,Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,China)
To improve the cutting propagation efficiency of Thuja occidentalis in Changsha region,making biennial branches as explant,the cutting effects were studied through different substrate ratios and different types(KIBA,NAA,IBA,ABT6),concentrations(1 000,3 000,8 000,12 000 mg/L),dipping time(10,20,30 s)of hormones processing.The results showed that the best dispensation was to mix perlite and peat soil with the ratio of 3 : 1,rooting rate reached 61.1%;Under the condition of 8 000 mg/L KIBA dipping treatment 20 s,cuttings rooting rate was as high as 93.33%,the average root number 8.67 per plant,average root length 6.23 cm;Suitable substrate ratio and hormone types,concentrations,treatment time had a significant impact on cutting effects of Thuja occidentalis L..
Thuja occidentalis L.;cutting propagation;substrate;hormone
S 791.37
A
1003-5710(2017)05-0050 -05
10.3969 / j.issn. 1003-5710.2017.05.011
2017-07-11
國(guó)家林業(yè)局“948”項(xiàng)目(2013-4-25)
徐少東(1991-),男,湖南省長(zhǎng)沙市人,碩士,研究方向:細(xì)胞生物學(xué)
王義強(qiáng),教授,博士生導(dǎo)師;E-mail:wangyiqiang12@163.com
(文字編校:龔玉子)