不同生長調(diào)節(jié)劑對小紫金牛扦插繁殖的影響

俞 群,陳嘉偉,黃華明,施家意,高 偉*

(1.福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 林學(xué)系,福建 南平 353000;2.福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 森林生態(tài)與碳匯計(jì)量研究所,福建 南平 353000;3.福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 園林系,福建 南平 353000;4.南平茫蕩山國家級自然保護(hù)區(qū)管理處,福建 南平 353000)

小紫金牛(Ardisiachinensis)為紫金?？?Myrsinaceae)紫金牛屬(Ardisia)小灌木,又名黃膽草,其藥用價值較高,是我國民間常用的中草藥。研究表明,小紫金牛提取物對乙型肝炎病毒抑制率達(dá)到90.49%[1],對病毒CVB3、HSV-1也有較好的抵抗作用[2]。此外,小紫金牛具有很高的觀賞價值,作為常見花卉,近年來被廣泛應(yīng)用于城市綠化之中[3-4]。目前針對該物種的研究多集中于提取物的作用和化學(xué)成分分析等方面[5-8],而針對其種群擴(kuò)繁的研究則較少。隨著人們對小紫金牛需求量的增加,其價格持續(xù)攀升,導(dǎo)致野生資源量不斷銳減。因此,開展小紫金牛的無性擴(kuò)繁研究,對于該物種野生資源的保護(hù)和醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展均具有重要意義。

已有研究中,扦插[9]和組培[10]是常用的無性繁殖手段,其中扦插具有繁殖速度快,簡單易行、繁殖系數(shù)高的重要優(yōu)勢[11]。研究表明,生長調(diào)節(jié)劑種類、處理時間和處理濃度對扦插生根率影響較大[12],其中生長調(diào)節(jié)劑可提高插穗內(nèi)酶活性,使插穗基部成為養(yǎng)分吸收中心,促進(jìn)物質(zhì)交換,調(diào)配插穗內(nèi)養(yǎng)分[13]。已有紫金牛屬植物的扦插研究多關(guān)注季節(jié)、留葉量、溫度、水分和光照對生根率的影響[14],而關(guān)于生長調(diào)節(jié)劑對小紫金牛扦插繁殖的影響則少見報(bào)道。因此,開展小紫金牛的擴(kuò)繁研究,確定最佳的扦插繁殖方案,對了解其生物學(xué)特性,促進(jìn)該物種的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)具有重要意義。

鑒于此,本研究以正交試驗(yàn)L9(34)為基礎(chǔ)[15],采用3種濃度的吲哚乙酸(IAA)、3-吲哚丁酸(IBA)和生根粉(ABT)對2年生小紫金牛穗條進(jìn)行不同時間處理,研究不同處理小紫金牛的生根率、根系發(fā)育和新芽發(fā)育情況。本研究旨在探明不同處理對小紫金牛生根率的影響,并篩選能提高小紫金牛根系和新芽發(fā)育的最佳組合。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

在溫室苗圃中進(jìn)行扦插試驗(yàn),選擇2年生小紫金牛半木質(zhì)化枝條為穗條,長度5～8 cm,保留1～2片葉,并將葉片剪半以減少水分蒸騰,上切口平剪,下切口斜剪,穗條采集后用0.1%的多菌靈水溶液浸泡消毒。以50孔黑色穴盤(規(guī)格:540 mm×280 mm×50 mm)為扦插容器,基質(zhì)采用泥炭土與珍珠巖(3∶1)混合。試劑分別為吲哚乙酸(IAA)、3-吲哚丁酸(IBA)和生根粉(ABT),均購自北京康倍斯科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2022年3月22日進(jìn)行,采用3因素4水平的L9(34)正交設(shè)計(jì)表設(shè)計(jì)3因素3水平的試驗(yàn),具體因素和水平見表1。不考慮各因素的交互作用,采用250 mg/L、300 mg/L、350 mg/L的吲哚乙酸、3-吲哚丁酸和生根粉分別處理30、60、90 min,對照組采用清水浸泡30 min(各處理號詳見表2),每種處理50根穗條,重復(fù)3次,扦插后,覆蓋塑料薄膜,每天用水噴灑3～5次,基質(zhì)采用泥炭土與珍珠巖(3∶1)混合,保持基質(zhì)濕潤,空氣相對濕度保持在75%～80%之間,管理方式一致。

表1 L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素和水平

表2 不同處理下小紫金牛生根率和極差分析結(jié)果

1.3 數(shù)據(jù)收集與處理

扦插60 d后統(tǒng)計(jì)不同處理小紫金牛的生根條數(shù)、總根數(shù)、芽點(diǎn)數(shù);采用千分尺測量根長、最大根長、芽長等指標(biāo),計(jì)算生根率、發(fā)芽率和根系效果指數(shù),統(tǒng)計(jì)平均根長、總根長、平均芽長和總芽長。

生根率(%)=生根穗條數(shù)/穗條總數(shù)×100

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽穗條數(shù)/穗條總數(shù)×100

根系效果指數(shù)=(平均根長×平均根數(shù)×生根率)/生根穗條數(shù)

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,采用SPSS 22.0進(jìn)行方差分析、極差分析和Duncan多重比較。用極差值法衡量不同因素對小紫金牛扦插繁殖的影響,極差值(R)越大,該因素作用越明顯,采用隸屬函數(shù)法對扦插處理的隸屬函數(shù)值(U)進(jìn)行綜合評價[16-17],計(jì)算公式為:

U(Xj)=(Xjmean-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

式中:U(Xj)為隸屬函數(shù)值,Xjmean為測定指標(biāo)的平均值,Xjmin和Xjmax分別為測定指標(biāo)的最小值和最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因素對小紫金牛生根率的影響

由表2可見,各處理均有穗條生根,除處理2(300 mg/L IBA+60 min)(38.00%)低于對照組(38.67%)外,其余處理均高于對照組,其中處理1(250 mg/L IBA+30 min)的生根率最高(74.67%),其次是處理8(300 mg/L IAA+90 min)和處理7(250 mg/L IAA+60 min),分別為68.67%、64.00%;處理2(300 mg/L IBA+60 min)的生根率最低(38.00%)。極差分析結(jié)果表明:生長調(diào)節(jié)劑濃度(極差值R=10.45)對小紫金牛扦插生根率的影響最大,其次為處理時間(極差值R=8.67),而調(diào)節(jié)劑種類影響最低(極差值R=4.01)。生長調(diào)節(jié)劑濃度中,B1處理(250 mg/L)效果最好,B3處理(350 mg/L)效果最差;從處理時間來看,C3處理(90 min)效果最好,C2處理(60 min)效果最差;生長調(diào)節(jié)劑中,吲哚乙酸(IAA)優(yōu)于3-吲哚丁酸(IBA),優(yōu)于生根粉(ABT)?？梢?250 mg/L IAA+90 min處理是提高小紫金牛扦插生根率的最佳配比。

2.2 不同因素對小紫金牛根系發(fā)育的影響

由表3可知,不同處理對小紫金牛穗條的根系指標(biāo)影響較大,處理1(250 mg/L IBA+30 min)的各項(xiàng)根系指標(biāo)均顯著優(yōu)于其他處理。除處理9(350 mg/L IAA+30 min)外,其他處理各項(xiàng)根系指標(biāo)均顯著優(yōu)于對照。

表3 不同處理下小紫金牛根系發(fā)育指標(biāo)及多重比較結(jié)果

由表4可見,生長調(diào)節(jié)劑種類是影響小紫金牛根系指標(biāo)的主要因子,其次是處理時間。IBA(3-吲哚丁酸)對小紫金牛扦插生根的平均根長、總根數(shù)、最大根長和根系效果指數(shù)具有明顯的促進(jìn)作用,而IAA(吲哚乙酸)主要促進(jìn)生根條數(shù),處理時間也多以30 min為佳。極差結(jié)果表明(表4),生根條數(shù)最佳處理是250 mg/L IAA+90 min,平均根長和總根數(shù)最好為250 mg/L IBA+90 min,總根長、最大根長和根系效果最優(yōu)是250 mg/L IBA+30 min。

表4 不同處理下小紫金牛根系發(fā)育的極差分析

2.3 不同因素對小紫金牛新芽發(fā)育指標(biāo)的影響

由表5可知,各處理間穗條的新芽發(fā)育指標(biāo)差異較大,處理5(300 mg/L ABT+30 min)和處理6(350 mg/L ABT+60 min)各項(xiàng)新芽發(fā)育指標(biāo)均顯著優(yōu)于其他處理;處理9各項(xiàng)新芽發(fā)育指標(biāo)均顯著低于其他處理;處理4(250 mg/L ABT+90 min)的平均芽長、總芽長和最大芽長也顯著低于其他處理。

表5 不同處理下小紫金牛新芽發(fā)育指標(biāo)及多重比較結(jié)果

極差結(jié)果表明(表6),在生長調(diào)節(jié)劑種類上,發(fā)芽率和芽點(diǎn)數(shù)的R值最大;在處理時間上,平均芽長、總芽長和最大芽長的R值最大,說明影響發(fā)芽數(shù)量的主要是生長調(diào)節(jié)劑種類,而影響芽的生長情況主要是處理時間的長短。發(fā)芽率的最佳組合為250 mg/L IBA+60 min,芽點(diǎn)數(shù)的最好組合為300 mg/L IBA+60 min,平均芽長、總芽長和最大芽長的最佳組合為300 mg/L ABT+60 min。

2.4 小紫金牛扦插效果綜合評價

使用隸屬函數(shù)法對各處理插穗生根能力進(jìn)行綜合評價發(fā)現(xiàn)(表7),處理8(300 mg/L IAA+90 min)隸屬函數(shù)值排名最高,其指標(biāo)中總根數(shù)、根系效果指數(shù)、芽點(diǎn)數(shù)均排名第一;處理9(350 mg/L IAA+30 min)綜合排名最低。從生根效果來看,吲哚乙酸優(yōu)于3-吲哚丁酸,優(yōu)于生根粉,吲哚乙酸和生根粉具有濃度閾值效應(yīng),隨著濃度升高,插穗扦插效果呈先上升后下降趨勢,但生長調(diào)節(jié)劑的濃度和處理時間對小紫金牛的扦插效果影響是交互的,不同濃度不同處理時間其扦插效果不盡相同。

表7 小紫金牛扦插繁殖綜合評價

3 結(jié)論與討論

3.1 生長調(diào)節(jié)劑對生根率的影響

扦插繁殖是目前木本植物量化生產(chǎn)的重要途徑,是一種涉及多種因素綜合作用的繁育體系,利用生長調(diào)節(jié)劑可有效提高植物的生根率,優(yōu)化根系發(fā)育狀況[18-19]。研究發(fā)現(xiàn),3種植物生長調(diào)節(jié)劑均可顯著提高小紫金牛的生根率,對小紫金牛扦插生根率影響最大的為生長調(diào)節(jié)劑濃度(極差值為10.45),其次為處理時間(極差值為8.67),生長調(diào)節(jié)劑種類影響最小(極差值為4.01)。就生長調(diào)節(jié)劑濃度,以250 mg/L處理效果最好,350 mg/L處理效果最差;從處理時間來看,90 min處理效果最好,60 min處理效果最差;3種植物生長調(diào)節(jié)劑相比較,吲哚乙酸優(yōu)于3-吲哚丁酸,優(yōu)于生根粉。

3.2 根系發(fā)育、新芽發(fā)育的最佳組合

已有研究表明,不同生長調(diào)節(jié)劑對根系指標(biāo)和新芽發(fā)育的影響不同[20-22]。徐珊珊等[23]研究發(fā)現(xiàn),吲哚乙酸偏向于提高降香黃檀(Dalbergiaodorifera)的扦插生根率,而萘乙酸偏向于提高根系發(fā)育質(zhì)量。宋碧瑤等[24]研究認(rèn)為,生根粉為適合長序榆(Ulmuselongata)扦插繁殖的最佳生長調(diào)節(jié)劑。研究發(fā)現(xiàn),生長調(diào)節(jié)劑種類和處理時間是影響小紫金牛根系指標(biāo)和新芽發(fā)育的主要因子,其中生長調(diào)節(jié)劑種類主要影響根系發(fā)育指標(biāo)和新芽發(fā)芽數(shù)量。而處理時間主要影響新芽的生長情況和生根條數(shù)。3-吲哚丁酸偏向于影響小紫金牛根系指標(biāo),吲哚乙酸偏向于影響小紫金牛生根條數(shù),而影響發(fā)芽數(shù)量的主要是生長調(diào)節(jié)劑種類,影響芽生長情況的是處理時間。

吲哚乙酸作為普遍存在于植物體內(nèi)的生長素類物質(zhì),可促進(jìn)植物不定根的形成。已有研究表明,3-吲哚丁酸促進(jìn)生根效果優(yōu)于吲哚乙酸,3-吲哚丁酸在植物體內(nèi)與葡糖酯結(jié)合相對較慢,且較為穩(wěn)定,釋放出游離3-吲哚丁酸較慢,作用持續(xù)時間長,而吲哚乙酸與天冬氨酸結(jié)合較快,釋放游離吲哚乙酸快,易受氧化酶氧化,性質(zhì)不穩(wěn)定[25]。吲哚乙酸促進(jìn)生根效果低于3-吲哚丁酸。這與閻小芳等[26]對曼地亞紅豆杉、徐永艷等[27]對茶梅扦插生根中的研究結(jié)果基本一致。綜合扦插生根率、根系發(fā)育、新芽發(fā)育等指標(biāo),對小紫金牛穗條采用300 mg/L的吲哚乙酸浸泡90 min進(jìn)行處理,可以獲得最佳扦插繁殖效果。本研究中生根率最高且生根效果最佳處理為250 mg/L IBA+30 min,其中生長調(diào)節(jié)劑3-吲哚丁酸處理為最低濃度,時間最少,這為小紫金牛的規(guī)?；缣峁┝撕啽?、高效的扦插方法。