不同基質(zhì)對(duì)棱果花扦插苗生物量分配和根系生長(zhǎng)的影響*

榮道軍 羅勇志 徐 斌 潘 文 張衛(wèi)華 朱報(bào)著 陳新宇

（1.廣東省沙頭角林場(chǎng)/廣東梧桐山國(guó)家森林公園管理處，廣東 深圳 518081；2.廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510520）

棱果花Barthea barthei是野牡丹科棱果花屬的中國(guó)特有灌木，自然分布在廣東、廣西、湖南、香港、臺(tái)灣等地[1-2]。棱果花顏色艷麗、花期較長(zhǎng)，具有較高的觀賞性及較大的開發(fā)價(jià)值[3-4]。但是棱果花種子較小、成熟時(shí)間不統(tǒng)一，自然條件下較難收集，因此研究棱果花無(wú)性繁殖技術(shù)對(duì)于其推廣示范尤為迫切。

扦插繁殖具有繁殖效率高、遺傳變異小、較大程度保留母本優(yōu)良性狀等優(yōu)點(diǎn)，是木本花卉無(wú)性繁殖最常選用方法之一[5-8]。扦插穗條能否生根是苗木扦插成活的決定因素，基質(zhì)是苗木根系生長(zhǎng)發(fā)育的場(chǎng)所，因此選擇和配置適宜基質(zhì)，對(duì)苗木扦插繁育的成敗起決定作用[9-10]。已有研究表明，野牡丹屬植物扦插常用基質(zhì)有沙子、珍珠巖、蛭石、泥炭土等，其中沙子與泥炭土混合基質(zhì)扦插效果較好[7]。目前對(duì)棱果花的研究主要集中在資源分布，無(wú)性繁殖相關(guān)研究尚未見報(bào)道。因此，本研究擬通過比較5種常用扦插基質(zhì)對(duì)棱果花扦插生根與生物量分配的影響，初步篩選出適合棱果花扦插的基質(zhì)，在滿足實(shí)際生產(chǎn)需求的同時(shí)可以為棱果花進(jìn)一步研究提供理論與材料基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)置在廣東省林業(yè)科學(xué)研究院（23°36′5″N、113°9′E），屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫21.8 ℃，年降水量約為1 720 mm。

1.2 扦插材料與基質(zhì)

試驗(yàn)于2021年2月進(jìn)行，試驗(yàn)材料采集于棱果花自然分布區(qū)深圳沙頭角林場(chǎng)，選擇半木質(zhì)化穗條作為插穗。試驗(yàn)基質(zhì)設(shè)置5種基質(zhì)，分別是珍珠巖、蛭石、泥炭土等單一或混合基質(zhì)，具體配比見表1。各基質(zhì)設(shè)置3次重復(fù)，每一基質(zhì)處理中插入30株穗條，每種基質(zhì)中共插入90株穗條。

表1 不同扦插基質(zhì)處理Table 1 The treatment of different substrates

1.3 試驗(yàn)方法

剪取穗條長(zhǎng)5～10 cm，每個(gè)穗條保留2～3片葉，每片葉保留1/3葉片。扦插前用3%高錳酸鉀溶液對(duì)苗床土壤進(jìn)行消毒，后淋透苗床基質(zhì)，5～8 h后進(jìn)行扦插。用3%多菌靈對(duì)穗條進(jìn)行消毒，洗凈后將1/3長(zhǎng)度穗條放入500 mg/LABT-1號(hào)生根粉溶液中浸泡60 min。試驗(yàn)采用直插法，完成扦插后在苗床上搭設(shè)拱棚保持濕度。插后每隔4～7 d淋透水1次，控制濕度在80%以上，每隔7 d用0.1%多菌靈殺毒，預(yù)防病菌滋生。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

本研究于2021年6月測(cè)定棱果花苗木的生長(zhǎng)指標(biāo)以及根系形態(tài)指標(biāo)。生長(zhǎng)指標(biāo)包括生根率、苗高、地徑、生物量，根系形態(tài)指標(biāo)包括根長(zhǎng)、根體積、根表面積等。

1.4.1 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 生根率：分別統(tǒng)計(jì)不同處理中生根穗條數(shù)量，計(jì)算不同處理棱果花穗條生根率，具體計(jì)算公式如下。

生根率=生根穗條數(shù)量/總穗條數(shù)量

苗高、地徑：各處理中隨機(jī)抽取10株穗條進(jìn)行苗高及地徑測(cè)量，測(cè)量使用精度為0.1 cm的鋼尺及0.02 mm的游標(biāo)卡尺。

生物量：采用烘干法測(cè)定棱果花扦插苗生物量。從各基質(zhì)處理中隨機(jī)抽取10株穗條，分為地上部分以及根系分別裝入信封中并標(biāo)注，放入烘箱，120 ℃殺青后80 ℃烘干至恒重，用萬(wàn)分之一天平測(cè)量。

苗木根冠比=根系生物量/地上部分生物量[11]

1.4.2 根系形態(tài)指標(biāo)測(cè)定 從各基質(zhì)處理中隨機(jī)抽取10株穗條，用清水將根系洗凈后使用加拿大WinRHIZO根系分析系統(tǒng)掃描，讀取測(cè)定穗條的根系長(zhǎng)、根表面積、根體積及根尖數(shù)量等指標(biāo)，并根據(jù)根系直徑，將根系劃分為不同徑階，分別統(tǒng)計(jì)不同徑階中根系長(zhǎng)、根表面積、根體積等指標(biāo)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

以基質(zhì)為固定項(xiàng)，不同處理中個(gè)體表現(xiàn)值為重復(fù)，對(duì)不同處理中棱果花生根率、苗高、地徑、地上生物量、地下生物量、總生物量、根冠比、根長(zhǎng)、根表面積等根系形態(tài)特征指標(biāo)進(jìn)行Duncan’s差異顯著性檢驗(yàn)。均值分析和多樣性檢驗(yàn)均使用SPSS 20.0軟件分析，圖表制作使用Excel 2010 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 扦插基質(zhì)對(duì)棱果花扦插苗生根率、苗高和地徑影響

不同基質(zhì)處理對(duì)棱果花扦插苗木生根率、苗高、地徑影響顯著（圖1），其中處理4苗木生根率、苗高最高，分別為60.00%、13.6 cm，處理2苗木生根率最低為34.45%，處理3苗高最低，僅為8.4 cm。處理2棱果花苗木地徑最大，達(dá)到2.93 cm，處理3地徑最小，為2.41 cm。

圖1 不同基質(zhì)中棱果花扦插苗生根率、苗高和地徑比較Fig. 1 Comparison of substrate on seedling survival rate, height and ground diameter of cutting seedling of B. barthei

2.2 扦插基質(zhì)對(duì)棱果花扦插苗生物量分配及根冠比的影響

不同基質(zhì)處理中棱果花扦插苗生物量分配情況存在較大差異（圖2）。處理5、處理4、處理2中棱果花單株地上生物量分別為0.278 g、0.269 g、0.260 g，顯著高于處理1、處理3中苗木地上部分生物量。處理4根系生物量為0.167 g，顯著高于其他處理苗木根系生物量。處理4中苗木總生物量分別為0.436 g，顯著高于其他處理總生物量。處理4中棱果花扦插苗根冠比為62.20%，顯著高于其他處理。

圖2 不同基質(zhì)中棱果花扦插苗生物量分配比較Fig. 2 Comparison of substrate on biomass allocation of cutting seedling of B. barthei

2.3 扦插基質(zhì)對(duì)棱果花根系形態(tài)影響

不同基質(zhì)處理中棱果花扦插苗木根系生長(zhǎng)情況見表2。處理4中根長(zhǎng)、根表面積最大，顯著高于其他處理，其中平均根長(zhǎng)346.87 mm，平均根表面積為44.24 cm2。處理1、處理3中苗木根系直徑分別為0.57 mm、0.58 mm，顯著高于其他處理，5個(gè)不同基質(zhì)處理間棱果花扦插苗根系體積無(wú)顯著差異。

表2 不同基質(zhì)中棱果花根長(zhǎng)、根表面積、根平均直徑、根體積比較Table 2 Comparison of substrate on root length, root surface, root diameter and root volume of cutting seedling of B. barthei

2.4 扦插基質(zhì)對(duì)棱果花扦插苗不同徑階根長(zhǎng)、根表面積、根體積和根尖數(shù)的影響

根據(jù)根系徑階劃分標(biāo)準(zhǔn)（圖3），不同基質(zhì)處理中棱果花扦插苗根系直徑主要集中在0～0.5 mm、0.5～1 mm、1～1.5 mm共3個(gè)徑階。從單株根系來(lái)看，0～0.5 mm的根系數(shù)量最多，根平均長(zhǎng)度最大，在不同基質(zhì)中分別占總長(zhǎng)的54.86%、73.13%、56.13%、76.61%、67.86%；1～1.5 mm的根系數(shù)量最少，根系平均長(zhǎng)度最小，在不同基質(zhì)中分別占根總長(zhǎng)的2.80%、3.46%、3.92%、2.63%、2.38%。0.5～1 mm棱果花根系表面積占總面積比例最大，不同基質(zhì)中分別占比65.47%、46.21%、61.72%、46.39%、54.53%；1～1.5 mm根系表面積占總表面積比例最低。0.5～1 mm根系體積占總體積比例最大，不同基質(zhì)中分別為72.10%、54.54%、67.67%、55.24%、65.02%；1～1.5 mm中占根總體積比例最低。0～0.5 mm根尖數(shù)占總根尖數(shù)比例最高，分別為97.88%、98.50%、97.53%、98.46%、97.84%；1～1.5 mm占總根尖數(shù)比例最低。

圖3 不同基質(zhì)中不同徑階根長(zhǎng)、根表面積、根體積和根尖數(shù)占比Fig. 3 Rates of substrate on root length, root surface area, root volume and root tip number of different diameters

3 討論與結(jié)論

基質(zhì)是苗木根系生長(zhǎng)發(fā)育的場(chǎng)所，而苗木地上發(fā)育形態(tài)可以直接反映出基質(zhì)對(duì)于苗木的影響[12-15]。本研究選取珍珠巖、蛭石、沙子、泥炭土、黃心土單一或混合基質(zhì)作為扦插基質(zhì)，發(fā)現(xiàn)黃心土∶泥炭土=3∶1混合基質(zhì)中棱果花扦插苗木生根率最大、苗高最高、生長(zhǎng)最快。泥炭土質(zhì)量輕且營(yíng)養(yǎng)元素豐富，黃心土營(yíng)養(yǎng)豐富且保水性好，因此二者混合后更利于棱果花扦插苗木生根及發(fā)育。

生物量是植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中物質(zhì)能量累積，植物可以通過改變生物量分配模式來(lái)更好地適應(yīng)環(huán)境[16-17]。不同基質(zhì)對(duì)棱果花苗木的生物量分配格局具有較大影響，黃心土∶泥炭土=3∶1處理中棱果花苗木地下生物量較高，且0～0.5 mm徑階中根系占比在5個(gè)處理中最高，這可能是因?yàn)槔夤ǜ翟诨|(zhì)中主動(dòng)調(diào)整根系形態(tài)，通過增加0～0.5 mm根系占比增大根表面積，增加根系與基質(zhì)接觸面積，擴(kuò)大根系吸收水分和養(yǎng)分的空間，促進(jìn)棱果花苗木根系發(fā)育。同時(shí)黃心土∶泥炭土=3∶1處理中地上部分生物量較大，間接表明該基質(zhì)促進(jìn)根系發(fā)育的同時(shí)，促進(jìn)了地上部分的生長(zhǎng)。不同處理間棱果花扦插苗地上部分生物量和根系生物量分配表現(xiàn)出差異，可能是因?yàn)椴煌|(zhì)影響了棱果花扦插苗的生物量分配策略，保證總生物量不斷增加[18]。

根系是植物進(jìn)行水分和養(yǎng)分吸收的主要器官，其數(shù)量與分布對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有較大影響[19-20]。對(duì)比各基質(zhì)處理中，黃心土∶泥炭土=3∶1中苗木根長(zhǎng)、根表面積、根體積均顯著高于其他處理中根系指標(biāo)，珍珠巖∶蛭石=3∶1、泥炭土∶沙子=1∶1中苗木根系平均直徑顯著高于其他處理，這可能是由于珍珠巖、沙子顆粒較大，混合蛭石或泥炭土后基質(zhì)蓬松空隙較大，因此苗木根系直徑發(fā)育較大。本研究篩選的5種基質(zhì)配方中，黃心土∶泥炭土=3∶1的棱果花扦插苗木生根率最高，苗木地上及根系生長(zhǎng)較好，為最優(yōu)基質(zhì)處理。但本試驗(yàn)只針對(duì)棱果花扦插苗木基質(zhì)處理進(jìn)行了初步研究，要滿足棱果花苗木繁育的實(shí)際需求，還需對(duì)棱果花生根機(jī)理和其他影響因素進(jìn)行深入研究。