植物生長調(diào)節(jié)劑對芳樟大樹扦插生根的影響

劉新亮，戴小英，溫世鈁，鄭永杰，章 挺

(江西省林業(yè)科學(xué)院，國家林業(yè)草原樟樹工程技術(shù)研究中心，330032，南昌)

0 引言

樟樹Cinnamomumcamphora(L.) presl是樟科、樟屬常綠大喬木，高可達30 m，主要分布于我國長江以南各省區(qū)、日本南部、東南亞等地[1]。樟樹是我國南方地區(qū)重要的珍貴用材和園林綠化樹種，同時，因其枝葉富含精油，又是樟腦等香料的重要來源樹種，在林業(yè)、輕工業(yè)、醫(yī)藥等行業(yè)均具有廣泛應(yīng)用[2-3]。芳樟醇型樟樹(以下簡稱芳樟)是我國天然芳樟醇的主要木本來源資源之一，其葉片精油的主要成分為芳樟醇，而芳樟醇因具有旋光性特點，在世界香料市場、醫(yī)藥市場具有重要地位，在國際市場上亦很受歡迎[4]，因此，選育精油含油量高及芳香醇高度純化的優(yōu)良品種并擴繁是當前實現(xiàn)芳香樟油用林規(guī)?；嘤彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵[5-6]。扦插繁殖具有能保持母本優(yōu)良性狀、操作簡單、經(jīng)濟易行等多個優(yōu)點，研究發(fā)現(xiàn)扦插繁殖的子代芳樟無性系在葉片精油含量及主要化學(xué)成分組成等方面都較好保持母本的遺傳特性，是繁育芳樟優(yōu)良單株的重要手段[6-7]。目前，芳樟扦插繁殖技術(shù)的研究主要集中在對幼苗或幼樹不同部位采集的穗條、生根劑種類和濃度、扦插基質(zhì)、扦插季節(jié)等條件的優(yōu)化研究，對成年大樹扦插條件的優(yōu)化研究鮮有報道[8-14]。本研究以42 a芳樟為試驗材料，通過觀測不同生長調(diào)節(jié)劑種類、質(zhì)量濃度及處理時間對嫩枝插穗進行扦插生根的影響，篩選出適合芳樟大樹扦插的適宜條件，提高芳樟大樹嫩枝扦插生根率，以期為芳樟野生種質(zhì)資源的保護利用和優(yōu)良種質(zhì)的規(guī)?；a(chǎn)和推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選擇江西省林業(yè)科學(xué)院內(nèi)的42 a芳樟為采穗母樹(胸徑35 cm，樹高16 m，冠幅10 m×8 m)，于2021年7月29日選取沒有病蟲害、生長健壯、芽體飽滿的當年生木質(zhì)化陽生枝條，置于清水中等待扦插處理。全部扦插試驗在江西省林業(yè)科學(xué)院內(nèi)進行。

1.2 試驗設(shè)計

以生長調(diào)節(jié)劑種類、質(zhì)量濃度、浸泡時間三因素設(shè)計三水平正交設(shè)計，按正交表L9(34)進行試驗，完全隨機排列，共9個處理，每處理30株插穗，3次重復(fù)。清水浸泡處理作為對照。試驗設(shè)計因素與水平見表1。

表1 L9(34)正交試驗設(shè)計

1.3 扦插方法與苗期管理

扦插前，將消毒后的黃心土裝入穴盤內(nèi)，置于苗床后灑水。將枝條剪成長6～8 cm，保留2～3個芽體，帶2片葉的插穗，再將插穗的下切口修剪為斜切面。扦插深度為4～5 cm，插后壓緊插孔并澆透水，覆透明塑料膜。每10 d揭膜澆水，澆水后繼續(xù)覆膜培養(yǎng)。

1.4 指標測定

2021年10月12日，采用沖洗法將扦插苗整株取出，觀察插穗生根情況、生根數(shù)和根系長度等信息并測定1次，地下部分記錄出根數(shù)量、根長，地上部分記錄新梢個數(shù)和新梢長度。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進行數(shù)據(jù)處理、制表和作圖。采用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析和顯著性檢驗(Duncan’s 新復(fù)極差法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間對芳樟大樹扦插生根的影響

生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間對芳樟大樹扦插生根的影響見圖1。與對照(清水，CK)相比，各處理下的插穗生根率均有顯著提高，其中生根率最高的處理組合為9號(IBA+5 000 mg/L+浸泡2 min)，處理后平均生根率達到了85.00%，為對照的2.55倍，其次為組合5(IAA+2 500 mg/L+浸泡6 min)和組合7(IBA+ 1 000 mg/L+浸泡6 min)，平均生根率均為81.67%。各生長調(diào)節(jié)劑處理中，處理1(NAA+1 000 mg/L+浸泡15 s)的生根率最低，平均為43.33%，顯著低于其他生長調(diào)節(jié)劑處理組合，但顯著高于CK處理(P<0.05)。說明生長調(diào)節(jié)劑處理對芳樟大樹的扦插生根有明顯的促進作用。各組合處理對扦插苗根系的生根數(shù)量和根系長度的影響無明顯規(guī)律，除組合4、組合5、組合6和組合7外，其他組合生根數(shù)量顯著高于CK；各組合處理的根系長度均低于CK，其中組合1與CK間差異達到了顯著水平(P<0.05)。

圖1 生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間對芳樟大樹扦插生根的影響

極差(R)值的大小，反映了各因素水平對考察結(jié)果的影響程度，R值越大說明參試因素水平的影響越大，本試驗各因素水平的極差計算結(jié)果見表2。如表2所示，生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間三因素對芳樟大樹扦插生根率影響的主次順序規(guī)律表現(xiàn)為浸泡時間>生長調(diào)節(jié)劑種類>質(zhì)量濃度。多重比較結(jié)果表明，NAA、IAA、IBA 3種生長調(diào)節(jié)劑對扦插生根率影響的差異達到了顯著水平，IBA處理下的生根率顯著高于IAA和NAA(P<0.05)。隨著生長調(diào)節(jié)劑濃度的增加，生根率表現(xiàn)為先增加后穩(wěn)定的趨勢，2 500 mg/L和5 000 mg/L濃度下的插穗生根率表現(xiàn)一致，均為73.89%。隨著浸泡時間的增加，插穗生根率表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢，浸泡6 min時插穗生根率最高，達到了80.56%，顯著高于15 s和2 min(P<0.05)。因此，扦插生根率表現(xiàn)最佳的各因素水平為3、2、3，即處理組合為IBA+2 500 mg/L+浸泡6 min時最有利于插穗生根。此最優(yōu)方案在正交試驗方案中未出現(xiàn)。

生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間三因素對芳樟大樹扦插生根數(shù)量影響的主次順序表現(xiàn)為生長調(diào)節(jié)劑種類>質(zhì)量濃度>浸泡時間；對根系長度的影響不明顯，主次順序表現(xiàn)為質(zhì)量濃度>生長調(diào)節(jié)劑種類>浸泡時間。扦插生根數(shù)量隨著質(zhì)量濃度的增加、浸泡時間的降低表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，NAA生長調(diào)節(jié)劑處理下的生根數(shù)量顯著高于IAA和IBA處理；5 000 mg/L濃度下生根數(shù)量顯著高于1 000 mg/L濃度(P<0.05)。生長調(diào)節(jié)劑處理下插穗根系數(shù)量較CK(2.67±0.58)顯著增多(P<0.05)，但根系長度明顯低于CK(8.5±0.50)。扦插生根數(shù)量表現(xiàn)最佳的各因素水平為1、3、1，即處理組合為NAA+5 000 mg/L+浸泡15 s時生根數(shù)量最多，扦插生根根長表現(xiàn)最佳的各因素水平為2、2、2，即處理組合為IAA+ 2 500 mg/L+浸泡2 min時生根根系長度最長。

表2 芳樟大樹扦插生根率、生根數(shù)量及根系長度的直觀分析表

2.2 生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間對芳樟大樹扦插苗新梢生長的影響

由圖2可知，生長調(diào)節(jié)劑處理能明顯促進芳樟大樹扦插苗新梢的生長，在不同生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間處理條件下，扦插苗發(fā)新梢株數(shù)及新梢長度的變化趨勢并不一致。各生長調(diào)節(jié)劑組合除組合8(IBA+ 2 500 mg/L+浸泡15 s)外，發(fā)新梢株數(shù)均顯著高于CK；除組合3(NAA+5 000 mg/L+浸泡6 min)和組合8外，各組合的新梢長度均顯著高于CK(P<0.05)。發(fā)新梢株數(shù)最多的組合處理為組合7達到了11.50株，是CK的7.67倍，其次為組合5和組合9，發(fā)新梢株數(shù)均為10.50株。各生長調(diào)節(jié)劑組合中，組合8的發(fā)新梢株數(shù)最低，為2.50株，但明顯高于CK(1.50株)。說明生長調(diào)節(jié)劑處理對芳樟大樹扦插苗的新梢生長有明顯的促進作用。

圖2 生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間對芳樟大樹扦插苗新梢生長的影響

各因素水平的極差計算結(jié)果如表3所示，生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間三因素對芳樟大樹扦插苗發(fā)新梢株數(shù)和新梢長度影響的主次順序規(guī)律并不一致，三因素對發(fā)新梢株數(shù)影響的主次規(guī)律表現(xiàn)為浸泡時間>生長調(diào)節(jié)劑種類>質(zhì)量濃度，這與生根率的主次規(guī)律表現(xiàn)一致；對新梢長度影響的主次規(guī)律表現(xiàn)為浸泡時間>質(zhì)量濃度>生長調(diào)節(jié)劑種類。三因素中對扦插苗發(fā)新梢株數(shù)和新梢長度影響最大的均為浸泡時間，2 min浸泡下的新梢株數(shù)和新梢長度均明顯高于15 s和6 min，說明2 min的浸泡時間最有利于扦插苗后期新梢的生長。IAA生長調(diào)節(jié)劑處理下的扦插苗發(fā)新梢株數(shù)和新梢長度均明顯高于NAA和IBA，說明IAA有利于扦插苗的萌芽和新梢生長。各濃度處理下扦插苗發(fā)新梢株數(shù)差異并不顯著，5 000 mg/L

表3 芳樟大樹扦插苗新梢生長的直觀分析表

下新梢長度顯著低于1 000 mg/L和2 500 mg/L，說明生長調(diào)節(jié)劑濃對新梢的萌發(fā)影響不明顯，但高濃度的生長調(diào)節(jié)劑水平不利于新梢的生長。扦插苗發(fā)新梢株數(shù)和新梢長度生長表現(xiàn)最佳的各因素水平均為2、1、2，即處理組合為IAA+1 000 mg/L+浸泡2 min時最有利于扦插苗新梢的發(fā)生和新梢的伸長。

3 結(jié)論與討論

扦插繁殖是保存木本植物優(yōu)良種質(zhì)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的重要途徑。多種樹種扦插繁殖結(jié)果表明，隨著個體發(fā)育年齡的增加，扦插繁殖能力逐漸下降，越是成年大樹，插穗的生根能力越低[15-18]。然而在生產(chǎn)實踐中，人們發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)優(yōu)良的林木種質(zhì)多為野生大樹，如何克服林木大樹扦插繁殖過程的“成熟效應(yīng)”，提高其生根率，是林木優(yōu)良資源保存和利用必須解決的重要技術(shù)難題。有研究報道，利用根部與樹干基部萌生的枝條扦插，可明顯提高生根率[19]，但野生優(yōu)良種質(zhì)多數(shù)不具備基部萌生枝條，且出于資源保護利用原則，不能破壞其基部以促進新枝萌生。通過合理使用生長調(diào)節(jié)劑可以促進難生根樹種或個體生根。

樟樹幼樹采集的嫩枝穗條扦插容易生根，生根率多數(shù)可達80%以上[9-11]。但樟樹大樹由于個體發(fā)育老化，無性繁殖能力較差，生根率普遍在10%～20%左右的較低水平。本研究表明，合理的處理插穗材料可有效地提高芳樟大樹扦插生根率。生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及其浸泡時間對生根效果有顯著影響，經(jīng)IBA處理后的插穗生根效果最好，最佳處理組合的生根率達到了85.00%，較清水對照的33.33%提高了155.00%。在一定的濃度范圍內(nèi)，生長調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量濃度越高，浸泡處理的時間越長，扦插生根率越高，這與陳慶生[20]等對烏飯樹(Vacciniumbracteatum)和王藝[21]等對紅花玉蘭(Magnoliawufengensis)的研究結(jié)果一致。

3種生長調(diào)節(jié)劑對芳樟扦插生根的促進作用依次為IBA>IAA>NAA，這與肖祖飛[8]等和殷國蘭[12]等對樟樹幼樹扦插的研究結(jié)果一致。IBA被認為是促進插穗生根的最佳生長素，被廣泛應(yīng)用于木本植物的扦插和后期改善根系質(zhì)量[22]。外源IBA可提高林木生根區(qū)營養(yǎng)水平、內(nèi)源激素含量及過氧化物酶活性，促進不定根的形成，提高生根率及根系生長[15, 23]。IBA在植物體內(nèi)與葡糖酯結(jié)合較慢，性狀較穩(wěn)定，釋放出游離IBA較慢，作用效果持續(xù)時間相對較長[21]。IAA是植物體內(nèi)普遍存在的一類生長激素，能夠促進生長和插條不定根的形成[24]。本研究中，IAA處理的生根率和生根數(shù)量指標較IBA低，但其根系長度、發(fā)新梢株數(shù)及新梢長度明顯高于IBA。NAA處理下的主根數(shù)量雖然顯著高于IBA和IAA，但其整體生根率較低、新梢生長狀況較差，對芳樟大樹嫩枝扦插的促進作用相對較弱。

本研究中，對芳樟大樹嫩枝扦插生根的促進作用最好的為IBA，最優(yōu)處理組合為IBA+2 500 mg/L+浸泡6 min，未在設(shè)計的組合之中，這與正交試驗設(shè)計選用的是全面試驗所有組合中部分具有代表性的組合有關(guān)。因此，在今后的研究中需要進行進一步的試驗驗證，在考察生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度及浸泡時間三因素的主效應(yīng)時，同時考慮各因素之間的交互效應(yīng)。另外，由于試驗中生長調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度所設(shè)梯度較大，最長浸泡時間(6 min)下生根率未出現(xiàn)下降趨勢，該生長調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度和插穗浸泡時間是否為促進芳樟大樹嫩枝扦插生根的最優(yōu)組合還需進一步探討。