應用正交設計優(yōu)化冰菜扦插方法

黑銀秀 余山紅 劉 君朱昌春

（臺州市農業(yè)科學研究院，浙江臺州 317000）

冰菜（Mesembryanthemum crystallinum L.）又名冰葉日中花，番杏科日中花屬一年生草本植物，因其葉面和莖上著生有大量冰晶狀顆粒，在太陽照射下反射光線，因此得名冰菜（劉君 等，2016）。冰菜的抗旱性和耐鹽性極強，是植物耐鹽性研究的模式植物之一（Hailer et al.，2012；Himabindu et al.，2016）。冰菜中含有豐富的微量元素和營養(yǎng)元素（徐微風 等，2017），作為一種具有較高生態(tài)功能和保健功能的蔬菜，值得深入研究和廣泛推廣種植。

扦插繁殖是指用苗木營養(yǎng)器官（根、莖、葉等）的一部分作為繁殖材料，插入基質中進行營養(yǎng)繁殖的一種育苗方法，該繁殖方法簡單、快速、節(jié)省成本。經過近兩年的冰菜種源調查發(fā)現(xiàn)，冰菜種子較貴，每克種子100元以上，且種子育苗存在性狀分離、群體性狀間具有較大差異的現(xiàn)象。冰菜分枝能力極強，單株分枝可高達200個。扦插繁殖可以保留母本的優(yōu)良性狀而且繁殖速度快，是現(xiàn)代育苗的理想方法（劉宏濤，2005）。因此采用冰菜枝條進行扦插繁殖不僅材料來源廣、繁殖速度快，而且繁殖系數較高、節(jié)省成本。

雙吉爾（GGR）是一種非激素、無污染、水溶性的生長調節(jié)劑，使用方便、效果好，是生產綠色蔬菜、瓜果的優(yōu)選劑型（廖恒登 等，2008）。劉建輝等（2013）研究表明，GGR生根粉可以顯著提高金葉假連翹的成活率。近年來，關于萘乙酸（NAA）（鐘泰林 等，2003；申展 等，2013）、吲哚-3-乙酸（IAA）（仲兆清和潘春香，2014；朱永超 等，2016）、吲哚丁酸（IBA）、生根粉（ABT）（申展 等，2013；仲兆清和潘春香，2014）等生長素對不定根形成效應的研究受到廣泛關注，并在部分植物中得到廣泛應用。但是目前關于冰菜扦插繁殖的研究還未見報道。

本試驗以冰菜莖段為材料，采用正交設計法研究不同莖段、不同生長調節(jié)劑對冰菜插穗扦插成活率的影響，以期為其大量扦插繁殖研究提供理論和實踐基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018年4～6月在臺州市農業(yè)科學研究院玻璃溫室進行。試驗材料為本院的冰菜品種TB。萘乙酸（NAA）、吲哚-3-乙酸（IAA）、雙吉爾（GGR）購自上海鼎國生物技術有限公司。扦插基質為珍珠巖，扦插前一天把基質澆透。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗包括3個因素，每個因素含3個水平（表1），采用L9（34）的正交設計（表2）開展試驗，共9個處理，各處理組合采用完全隨機排列于試驗小區(qū)內。

清晨采集生長良好、整齊一致的植株枝條為試驗材料，剪成2芽和2葉、長度約5 cm的插穗，并對插穗進行分級備用：二級側枝粗度5～6 mm；三級側枝粗度4～5 mm；四級側枝粗度3～4 mm。把已剪截好、分級處理的插條每60枝用橡皮套捆在一起，按照正交設計方案將插穗基部浸入對應濃度生長調節(jié)劑中浸泡1 h。

表1 L9（34）正交試驗因素水平表

1.2.2 扦插和管理 扦插采用直插法，用塑料圓棍在扦插基質上打2～3 cm深的小孔，將浸泡好的插穗插入孔內，稍微按實基部，然后噴少量的水。扦插后前5 d進行遮陰處理，早晚噴1次水，保證扦插苗床濕潤狀態(tài)。

1.2.3 指標測定 扦插后每隔7 d觀察插穗長勢情況，扦插試驗30 d后統(tǒng)計扦插成活率。

1.3 數據處理

2 結果與分析

利用Excel 2007軟件對統(tǒng)計數據進行極差分析、均值分析，利用DPS 7.05數據分析軟件進行方差分析。

2.1 冰菜枝條扦插成活情況

成活率是衡量扦插育苗成功與否的重要指標。扦插7 d后，部分插穗葉芽開始萌動，部分枝條逐步死亡。14 d后，部分插穗開始長根，枝條開始長出新葉，調查發(fā)現(xiàn)死亡的插穗未生根，根部發(fā)黃、腐爛。扦插30 d后，再未觀測到插穗死亡。

由表2可知，不同因素水平處理的扦插成活率存在很大差異，處理7、8、9成活率較高，而處理1、2、3成活率很低。本試驗中成活率最高的是處理8，即四級側枝在50 mg·L-1IAA中浸泡1 h，冰菜扦插成活率為80%。

表2 試驗設計及極差分析結果

2.2 均值和極差分析

根據均值的大小可以判斷不同水平對試驗指標的影響大小。均值分析發(fā)現(xiàn)（表2），kA3＞kA2＞kA1，即四級側枝＞三級側枝＞二級側枝，由此判斷A3（四級側枝）為A因素的最優(yōu)水平。而kB3＞kB2＞kB1，kC1＞kC2＞kC3，同理確定B3（GGR）、C1（50 mg·L-1）分別為B、C因素的最優(yōu)水平。因此A3B3C1為本試驗的最優(yōu)水平組合，即冰菜扦插最佳處理方式為枝條選用四級嫩枝條，生長調節(jié)劑GGR，濃度為50 mg·L-1。

根據極差R的大小，判斷因素的主次影響順序。由表2可知，插穗規(guī)格的極差值最大，為50.00，而生長調節(jié)劑濃度的極差值最小，為15.56，3個因素影響成活率的順序為A＞B＞C，即插穗規(guī)格對扦插成活率的影響最大，為主要因素，其次是生長調節(jié)劑，而生長調節(jié)劑濃度的影響最小。

2.3 不同因素對冰菜扦插成活率的影響

從圖1可以看出，各個因素的不同水平對扦插成活率的影響差異較大。插穗規(guī)格的改變對扦插成活率有顯著影響，隨著冰菜枝條由二級側枝（老枝條）向四級側枝（嫩枝條）改變，扦插成活率呈逐步增加趨勢。隨著生長調節(jié)劑濃度增加，扦插成活率呈下降趨勢。

2.4 冰菜扦插成活率的方差分析

為了更好地反映各因素對扦插成活率作用的差異，對試驗結果進行進一步方差分析（表3），結果表明，各因素對扦插成活率都有影響，但影響程度有差異，由F值可知插穗規(guī)格＞生長調節(jié)劑種類＞生長調節(jié)劑濃度，與極差分析結果一致。A因素插穗規(guī)格的改變對扦插成活率有極顯著影響，F(xiàn)值＞F0.01（2，2）。而B因素生長調節(jié)劑種類和C因素濃度這兩個因素均顯著影響冰菜扦插成活率，F(xiàn)值＞F0.05（2，2）。

圖1 不同因素水平對冰菜扦插成活率的影響

表3 扦插成活率方差分析結果

2.5 驗證試驗

按照最優(yōu)組合對試驗結果進行驗證。設3次重復，每重復60個四級側枝，在50 mg·L-1GGR溶液中浸泡1 h后扦插到珍珠巖苗床上。30 d后調查冰菜扦插的平均成活率為90.56%。

3 結論與討論

R值越大，表示該因素的水平變化對試驗指標的影響越大，因素越重要。本試驗中，插穗規(guī)格為影響扦插成活率的主要因素。插穗是扦插繁殖的物質基礎，本試驗中四級側枝是較為適宜的插穗材料，但需要進一步優(yōu)化擴繁技術，縮短生根時間，提高成活率等指標。

本試驗中，生長調節(jié)劑種類顯著影響冰菜的扦插成活率，表現(xiàn)為GGR＞IAA＞NAA。即GGR可以顯著提高冰菜插穗的成活率，50 mg·L-1的浸泡效果最好。劉建輝等（2013）研究也表明GGR生根粉可以顯著提高金葉假連翹的成活率，以濃度50 mg·L-1浸泡1 h為宜。雙吉爾-GGR對玫瑰扦插生根（李培閃和劉小菊，2014）、速生桉扦插育苗（曹艷云 等，2005）都有較好的促進作用。不過由于研究試材不同，且木本扦插和草本扦插本身差異就較大，最終選用的GGR濃度也不同。

正交設計方法是一種尋求最優(yōu)水平組合的高效經濟的試驗設計方法。該方法在組培體系和PCR反應體系的建立與優(yōu)化中已廣泛應用，而在栽培方面應用較少。本試驗采用L9（34）正交設計方法，通過對扦插30 d后扦插成活率的均值、極差、方差分析及因素趨勢圖分析得出，各個因素對扦插成活率影響大小為：插穗規(guī)格＞生長調節(jié)劑種類＞生長調節(jié)劑濃度，最優(yōu)組合A3B3C1，即冰菜扦插最佳處理方式為挑選四級側枝（粗度3～4 mm），選用50 mg·L-1的GGR試劑浸泡1 h，驗證試驗的扦插成活率達到90.56%。利用該技術方法可進行冰菜快速無性繁殖，為生產上種苗擴繁提供技術基礎。