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不同生根剂及处理枝条方式对钩栗扦插生根的影响

2016-12-19曾晶珏李志辉杨模华牛芳华

中南林业科技大学学报 2016年6期
关键词:根数根长木质

曾晶珏 ,张 成 ,李志辉 ,杨模华,牛芳华,张 斌

(1.中南林业科技大学 林学院,湖南 长沙 410004;2.南京农业大学,江苏 南京 210095)

不同生根剂及处理枝条方式对钩栗扦插生根的影响

曾晶珏1,张 成2,李志辉1,杨模华1,牛芳华1,张 斌1

(1.中南林业科技大学 林学院,湖南 长沙 410004;2.南京农业大学,江苏 南京 210095)

研究了不同质量浓度的GGR、IBA、KNAA,以及插穗木质化程度、留叶数量、长度、切口方式对钩栗扦插生根的影响。结果表明:低质量浓度生根剂浸泡处理中500 mg/L IBA效果最好;高质量浓度生根剂速蘸处理中1 000 mg/L KNAA效果最好,低质量浓度生根剂处理效果优于高质量浓度生根剂处理。选择半木质插穗、长15 cm、留两片1/2叶、下端平切处理最有利于钩栗扦插生根。

钩栗;扦插;生根剂;插穗处理

钩栗Castanopsis tibetana Hance,又名大叶锥栗、猴板栗,是壳斗科栲属的植物,产于安徽和浙江二省南部、云南东南部、江西、福建、湖南、广西、广东、湖北西南部、贵州等地区,通常生长在海拔1 500 m以下的山地杂木林中相对较湿润地方或寺庙周围或平地道路旁,有时也成小片纯林。钩栗为常绿阔叶高大乔木,不仅坚果富含营养物质、味香甜,而且木质坚重、耐腐,呈红褐色,高达30 m;材质坚硬,耐水腐,为优良的建筑、车船、家具和室内装饰用材[1-2]。现阶段关于钩栗的研究还比较有限,林敏等[3]通过研究钩栗种群生态及生命表分析得出钩栗种群有1个死亡高峰,其存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型。王佩兰等[4]通过对不同种源间钩栗种子的长度、宽度、高度和种子单粒重等进行分析比较,得出不同种源间钩栗的种子在形态特征上均存在显著差异。黄荣林等[5]通过研究不同基质和生根剂处理对钩栗容器育苗的影响,得出30%黄心土+67%表土+2%钩栗菌根土+磷肥1%与250 mg/L的生根剂GDP和红泥浆处理最有利于方钩栗生根。陈养[6]通过研究钩栗人工育苗技术得出钩栗大田育苗,I级苗率22.8%,II级苗率54.6%,III级苗率22.6%。田艳伶等[7]采用单因素和L16(45)正交实验,建立了钩栗ISSR-PCR反应体系,为钩栗种质ISSR 分子标记遗传结构分析提供技术基础。虽然钩栗在多地区都有分布,但一般以散生的形式存在于天然阔叶林中,当前存在的钩栗大多是呈小块状分布的老林,优势种林分很少,而且由于在天然老林下更新,导致长期停留于幼苗阶段,再加上人为破坏,造成的林分退化,这些都造成了优势种的林分难以形成[8]。因此研究钩栗的人工繁育技术,特别是以扦插技术为代表的苗木快速繁育技术对钩栗种群的保护以及开发利用都有极其重要的意义。本文通过研究不同种类及浓度生根剂,以及不同插穗处理方式对钩栗扦插生根的影响,得出促进钩栗扦插生根的最优生根剂种类和浓度以及最佳的插穗处理方式,以期为钩栗人工繁育提供一定参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

植物材料:插穗采自湖南岳阳汨罗玉池林场苗圃的2年生钩栗实生树。

药品:GGR(双吉尔)、IBA(吲哚丁酸)、K-NAA(α-萘乙酸钾盐)。

仪器设备:电子天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、移液管、水桶、水壶、直尺、锄头。

1.2 试验地概况

试验地位于处汨罗市南端,28°49′N、113°10′E,海拔45 m,属于亚热带季风气候区,温暖湿润,水热资源丰富,四季分明, 1月平均气温3.3℃,7月平均气温28.1℃,极端最低气温-13.3℃,极端最高气温41.2℃,年平均气温15.9℃,平均相对湿度78%,年降水量1 339.7 mm,无霜期235 d,年日照时数1 765 h。

1.3 试验方法

1.3.1 不同种类及浓度生根剂处理

本试验选用GGR、IBA、KNAA 3种生根剂,设计低质量浓度(100 、300、500 mg/L)和高质量浓度(1 000、3 000、8 000 mg/L)两组浓度梯度,低质量浓度生根剂处理方式为浸泡枝条下端2 h;高质量浓度生根剂处理方式为速蘸15 s。两组均设清水(CK)为对照。插穗选用长10 cm的半木质化健壮枝条。

1.3.2 不同木质化程度处理

选用嫩枝,半木质化枝和木质化枝条3种插穗。插穗长度10 cm,以500 mg/L IBA为生根剂进行扦插实验。

1.3.3 不同留叶处理

插穗上端分别以不留叶、留1/2叶、两1/2叶、1/2叶+1全叶、两全叶处理,以 /L IBA为生根剂进行扦插实验。

1.3.4 不同长度处理

将半木质化的健壮枝条分别剪成5、10、15和20 cm长的插穗以,500 mg/L IBA为生根剂进行扦插实验

1.3.5 不同切口处理

将插穗下端分别以平切,单面斜切和双面斜切处理,以500 mg/L IBA为生根剂进行扦插实验。

1.4 扦插后管理

本试验为单因素试验,采用完全随机区组设计,扦插基质采用珍珠岩∶泥炭土∶黄心土为1∶2∶3,每个处理30个插穗,共设3次重复。扦插前两天将基质淋灌1%多菌灵消毒并放在太阳下晒。扦插时,以减少插穗的机械损伤,采用竹签打孔,且扦插深度为插穗长度的1/3左右即可,过深有可能导致烂根。将穗条插入后压实,插好后立即浇透水,并将80%~90%遮阳网覆盖在苗床上,覆盖后起到遮光、挡雨、保湿、降温的作用。苗床内插有高80 cm 的竹制弓,并用塑料薄膜将苗床密封,周围用泥土压实,使整个扦插床处于全封闭状态。根据具体情况进行通风、洒水保证膜内一定的温湿度。在扦插育苗的过程中,为促进插穗健壮生长,应及时清理苗床内的杂草,且每过半个月用多菌灵消毒一次,以防治病虫害。

1.5 测定指标及分析方法

扦插2个月后,调查不同处理插穗生根情况,统计各处理生根率(%)、平均根长(cm)、平均生根数(条)以及愈伤根比例。数据采用SPSS进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同种类及质量浓度生根剂处理对钩栗扦插生根的影响

本实验设计100、300、500 mg/L和1 000、3 000、8 000 mg/L两组质量浓度梯度,分别以浸泡2 h和速蘸15 s处理插穗下端。结果显示采用低质量浓度生根剂浸泡插穗比高质量浓度速蘸更能促进钩栗生根。低质量浓度生根剂浸泡处理中500 mg/L IBA处理效果最显著,生根率达到99.7%,比对照提升了72.8%;平均根数达到7.52(条),比对照提升了159.3%;其根长与对照相比变化不显著。500 mg/L GGR和100 mg/L IBA效果次之,生根率分别达到97.3%和94.3%,比对照分别提升68.3%和61.2%;根数分别为5.31条和5.30条,分别对照分别提高83.1%和72.4%;两组处理根长与对照比变化不显著。100 mg/L KNAA效果最差,生根率、平均根数、平均根长均显著低于对照(见表1)。高浓度生根剂速蘸处理效果不如低浓度浸泡处理。其中1 000 mg/L KNAA处理效果最好,生根率为85.9%,平均根数为4.67条,平均根长为5.86 cm,3项指标分别比对照提高49.4%,59.9%,21.1%。1 000 mg/L GGR和8 000 mg/L IBA处理效果较次之,生根率分别达到82.7%,82.3%,比对照分别提升43.8%,43.1%;平均根数分别为4.03条,4.60条,比对照分别提高38.0%,57.5%;根长分别为5.82 cm,5.62 cm,比对照分别提高20.2%,16.1%。KNAA 8 000 mg/L、IBA 1 000 mg/L和 IBA 8 000 mg/L 3组处理效果较差,生根率均比对照显著降低(见表2)。此外,实验结果还显示KNAA可以提高插穗愈伤根的比例,而GGR则可以降低愈伤根的比例,例如本实验中100、300和3 000 mg/L的KNAA处理后,插穗愈伤根比例比对照分别提高了94.9%,93.4%和173.7%,而300、500、3 000和8 000 mg/L的GGR处理后愈伤根比例均降低为0。

表1 低质量浓度生根剂对钩栗扦插生根的影响Table 1 The influence of different low concentration rooting agent treatments on the rooting of Castanopsis tibetana cuttings

表2 高质量浓度生根剂对钩栗扦插生根的影响Table 2 The influence of different high concentration rooting agent treatments on the rooting of Castanopsis tibetana cuttings

2.2 插穗不同木质化程度对钩栗扦插生根的影响

本实验采用嫩枝,半木质化枝和木质化枝进行扦插实验以研究插穗木质化程度对钩栗扦插生根的影响。结果显示半木质化枝扦插效果最好,生根率为62.3%,平均根数为3.66条,平均根长为5.16 cm,3项指标均显著高于其他两组处理。嫩枝扦插效果最差,生根率为21%,平均根数为2.2条,平均根长为4.01 cm(见表3)。

表3 插穗木质化程度对钩栗扦插生根的影响Table 3 The influence of different lignified degree on the rooting of Castanopsis tibetana cuttings

2.3 插穗叶片数量对钩栗扦插生根的影响

插穗叶片数量是影响扦插成活的关键因素之一。本实验研究了不留叶、1/2叶、两1/2叶、1全叶+1/2叶,两全叶处理对钩栗扦插生根的影响。结果显示插穗留两1/2叶生根效果最好,生根率为64.3%,平均根数为3.31条,平均根长为5.65 cm,显著高于其他处理。其次为留1全叶+1/2叶,生根率、平均根数和平均根长分别为59%、3.05条、4.82 cm。留2全叶效果最差,生根率仅为23.3%,平均根数和平均根长分别为2.89条和3.25 cm,显著低于其他处理(表4)。

表4 插穗叶片数量对钩栗扦插生根的影响Table 4 The influence of different number of leaves and incisions on the rooting of Castanopsis tibetana Hance cuttings

2.4 插穗长度对钩栗扦插生根的影响

插穗长度是植物扦插繁殖过程中所面临的重大问题,插穗过短容易造成插穗干枯脱水,影响扦插成活率,插穗过长则容易造成繁殖材料的浪费。本实验研究了5、10、15、20 cm长插穗的生根状况,结果表明在15 cm以内,插穗越长生根率和生根质量越高。插穗长15 cm时,生根效果最好,生根率为68.7%,平均根数为5.25,平均根长为5.41 cm,插穗长度超过15 cm时,其生根能力不再随长度增长而提高,例如20 cm长的插穗与15 cm长的插穗相比,生根率、平均根数和平均根长的变化均没达到显著水平(见表5)。

表5 插穗长度对钩栗扦插生根的影响Table 5 The influence of different length on the rooting of Castanopsis tibetana cuttings

2.5 不同切口对扦插生根的影响

本实验分别以平切、单面斜切,双面斜切处理插穗下端,以研究不同切口对扦插生根的影响。结果显示平切口最有利于插穗生根,生根率为67.3%,平均根数为3.83条,平均根长为4.85 cm,三项指标均显著高于其他处理。单面斜切生根率高于双面斜切,但两者平均根数和平均根长差别不显著,三项指标均显著低于平切处理。此外,实验结果还显示不同切口处理对插穗愈伤根比例具有显著的影响,并且切面越多愈伤根比例越高,例如双面斜切处理时,愈伤根比例高达60.2%,单面斜切处理时,愈伤根比例为40.2%,而平切处理时,愈伤跟比例只有21.53%(见表6)。

表6 不同切口对钩栗扦插生根的影响Table 6 The influence of different length on the rooting of Castanopsis tibetana cuttings

3 讨 论

生根剂可以加快插条细胞伸长和分裂的速度,同时加强脂肪和淀粉等内含物的水解,促进营养物质流向基部,活化形成层,有利于根原基的形成[10-11],故生根剂已在植物扦插繁殖技术中广泛使用。本实验研究了GGR、IBA、KNAA三种生根剂对钩栗扦插生根的影响,结果显示低浓度生根剂浸泡处理中500 mg/L IBA处理效果最显著,生根率比对照提升了72.8%,平均根数比对照提升了159.3%,根长比对照提高0.41%;高浓度生根剂处理中1 000 mg/L KNAA效果最为显著,生根率比对照提高了49.4%,平均根数比对照提高了59.9%,平均根长比对照提高了21.1%。综合生根率和生根质量来看低浓度生根剂浸泡处理比高浓度生根剂速蘸处理效果更好。实验中我们观察到钩栗的生根方式为皮部生根和愈伤组织生根混合的生根方式,不同生根剂处理和不同切口处理均对钩栗插穗生根类型具有巨大的影响,例如本实验中KNAA处理显著提高了钩栗插穗愈伤根的比例,而GGR处理则抑制了愈伤根的分化。孙爱花等[11],梁春辉等[12]的研究表明NAA可以诱导植物愈伤组织的分化,这可能是KNAA处理后钩栗插穗愈伤根比例提高的原因。此外愈伤根的比例随插穗切口面积的增加而提高,这主要是因为愈伤组织主要在切口区域形成[13-14],所以切口面积越大愈伤根比例越高。但是愈伤组织分化过程也消耗了枝条中大量的营养物质,反而不利于插穗生根,所以本实验中单面斜切口和双面斜切口处理的插穗生根率均显著低于平切口处理。

通常情况下,枝条木质化程度和细胞脱分化能力成反比,则木质化程度低就有利于分生组织形成,从而使不定根易发生且数量较多;木质化程度较高的茎段由于积累有更多的营养物质,再加上组织结构更加坚韧,对环境的适应性较强[15-16]。半木质化枝条综合了两者的优点从而更适合扦插繁殖,本实验结果验证了上述结论,半木质化钩栗枝条扦插生根率、生根数量和生根长度均显著高于嫩枝扦插和木质化枝条扦插。在实验过程中我们观察到嫩枝扦插时,插穗下端容易腐烂,严重影响了插穗的生根;硬枝扦插时,插穗生根比较迟缓,且伸长缓慢,其平均根长只有2.08 cm,显著低于半木质化枝条和嫩枝。杨家鸿等[17],姜志强等[18],邹义萍等[19]在其他物种上的研究也证明了相似的观点。

叶片和枝条作为植物的营养器官,不仅负责营养物质的合成和储存,而且其合成的各种植物激素对调控植物生长发育具有非常重要的意义[20-22]。但对于扦插繁殖来说,插穗的生根不仅受插穗自身理化状况的影响,也受到各种环境因素的影响,例如光照、温度、湿度、病虫害等[23-25]。在一般情况下,如果不能保证足够的空气湿度,插穗叶片越多,枝条越容易因蒸腾作用而脱水,从而不利于扦插生根。本实验为保证适宜的空气湿度,使用塑料薄膜覆盖,结果显示留两1/2叶的插穗扦插生根效果最好,其生根率、平均根数和平均根长均显著高于其他处理。然而在实际生产中插穗留叶数量应当参考当地的气温和湿度等,空气湿度高的地区可以多留叶片,较为干燥的地区则应少留叶片,甚至不留叶。理论上插穗越长,其所含营养物质越多,因此也越有利于扦插生根,但本实验结果表明,插穗生根能力只在一定范围内随长度增加而提高,当钩栗插穗长度小于15 cm时,其生根能力随长度增加而提高,当长度超过15 cm时,插穗生根能力不再提高。

本实验主要研究了不同生根剂和不同插穗处理方式对钩栗扦插生根的影响,实验结果将对钩栗人工扦插繁殖提供一定的参考。然而扦插生根是一个极其复杂的过程,可能涉及许多酶、内源激素和一些相关基因,研究这些酶、激素和相关基因的代谢和调控模式将有利于更深入地阐释钩栗的生根机理,从而为钩栗快速繁殖体系的建立和推广提供更加坚实了理论基础。

4 结 论

张鹏等[26]发现黄榆硬枝扦插的插穗生根能力较好,各种处理对黄榆硬枝扦插成活率及苗木质量影响不大,而钩栗插穗生根易受各种因素的影响,其中不同生根剂以及不同木质化程度、留叶数量、长度、切口方式均可以影响钩栗的扦插生根。综合来看,几种生根剂中500 mg/L的 IBA和1 000 mg/L的 KNAA对钩栗扦插生根促进效果最大。此外,半木质化插穗,长15 cm,留两片1/2叶,下端平切处理最有利于钩栗扦插生根,在生产实践中可以以此作为参考。

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In fl uence of different rooting agents and cutting treatments on the rooting of Castanopsis tibetana cuttings

ZENG Jing-jue1, ZHANG Cheng2, LI Zhi-hui1, YANG Mo-hua1, NIU Fang-hua1, ZHANG Bin1
(1. School of Forestry, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China;2. Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, Jiangsu, China)

In this study, the influence of different concentration of GGR, IBA and KNAA and different cutting treatments including lignified degree, length, the number of leaves and incisions on the rooting of Castanopsis tibetana Hance cuttings. The results showed that 500 mg/L IBA works best in the low concentration rooting soak treatments and 1 000 mg/L KNAA works best in the high concentration rooting quick dipping treatments, however in general, low concentration rooting agent treatments work better than the higher ones. Half-lignified Castanopsis tibetana cuttings are 15 cm long with two half leaves on the top and horizontal incision on the bottom have the highest rooting ability.

Castanopsis tibetana Hance; cutting; rooting agent; cutting treatment

S727.3;S664.2

A

1673-923X(2016)06-0056-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.06.011

2015-12-04

国家林业公益性行业科研资助项目(201204405)

曾晶珏,硕士研究生

李志辉,博士,教授,博士研究生导师;E-mail:lzh1957@126.com

曾晶珏,张 成,李志辉,等. 不同生根剂及处理枝条方式对钩栗扦插生根的影响[J].中南林业科技大学学报,2016,36(6): 56-60.

[本文编校:吴 彬]

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