孙中元 马艳军 高 健
(国际竹藤中心,北京,100102)
慈竹(Neosinocalamus affinis(Rendle)Keng f.)属于禾本科竹亚科慈竹属。竿高5~10 m,节间圆筒形,长15~60 cm,径粗3~6 cm,表面贴生灰白色或褐色小刺毛,竿环平坦,无箨耳,箨舌呈流苏状;叶片窄披针形,长10~30 cm,宽1~3 cm;果实纺锤形,长7.5 mm,笋期6—9月或12月至翌年3月;花期多在7—9月[1]。慈竹自然分布于我国长江流域一带,是庭院经济的重要栽培树种,以山边岩脚、沟谷、宅旁疏松肥土生长最佳,是竹浆造纸的重要原料。
丛生竹的育苗方法有很多,除了利用有性繁殖[2]育苗以外,还可选用竹秆、竹节[3-4]、竹蔸、竹枝[5]等材料进行无性繁殖育苗[6],以及近些年兴起的组织培养[7-8]。慈竹育苗研究始于20世纪60年代,刘讽吾等[9]总结慈竹造林有扦插、碎竹环栽、母竹移植等方法,慈竹造林应以1~2年生母竹移植为佳。上世纪90年代初,西南林学院谭宏超等[10-11]人用慈竹次生枝、竹秆、竹节做育苗试验,在不使用生根剂情况下得出2年生次生枝成活率13.6%,不带蔸埋秆2年生成活率达91.6%,2年生竹节育苗成活率达 61.4%;后又用 ABT2#生根粉、2,4-D、KM-nO4等激素对天然次生枝进行单一浓度浸泡处理,得出ABT2#生根粉浸泡1 h,生根率最高达到53%。以上不同的育苗方法只是从成活率单方面考虑,没有对育苗过程中的发笋、生根、成竹的质量进行研究,不同因素对慈竹育苗效果的影响没有研究。2009年,夏登云等[12]以慈竹的成熟胚为外植体,诱导形成了丛芽,但是慈竹其他外植体还没有获得成功。本试验采用扦插育苗、埋节育苗2种方式,考虑生根、发笋过程中的多项指标,研究不同因子对扦插育苗、埋节育苗的影响,筛选最佳因子组合,提高育苗效率。
试验地位于四川省乐山市犍为慈竹繁殖圃,海拔340~375 m,属亚热带季风湿润气候区,温暖湿润,雨量充沛,四季分明,无霜期长,适宜农作物生长。年降水量1 187.7 mm,69%集中在6—9月;年平均气温17.7℃,极端最高温38.2℃;年总日照时间1 040.4 h;年蒸发量 1 135.4 mm,年平均空气相对湿度为81%,无霜期长达336 d。土壤质地中壤,pH 值 6.0。
2011年8月选定一块健康慈竹林分作为采穗圃,采取打顶断梢刺破秆基芽眼的方法,获得一批插穗。2012年4月从2~3年生的竹秆上选择生长健壮、隐芽饱满的1~2年生有根点的竹枝,竹枝直径在0.5 cm以上,将宿存的枝萚剥掉,露出芽眼,竹枝留1~2个节,长20~25 cm。
采用营养袋育苗法,所选营养袋直径为15 cm,高度为15 cm。扦插完成后搭建拱形棚,育苗期间棚内湿度控制在70%左右,温度20~25℃,并用遮阳网遮阴。试验参照正交试验设计L9(34),基质为砂土、红壤、红壤+菜枯(比例1∶3),基质的物理性质见表1;生根剂为ABT1#生根粉、NAA、IBA,处理质量浓度有0、50、100、200 mg·L-1,浸泡时间有 1、2、4 h,具体处理见表2。4月末至5月初统计萌芽率,并于2012年8月初统计最长根长、生根量、成活率及发笋率。
表1 不同基质的物理性质
表2 扦插育苗正交试验因素与水平表
选取生长健壮、秆芽饱满、无病虫害、胸径4 cm的当年生及2年生母竹,从中部截取含有单节及双节的茎段各35段,竹筒两端削成圆形,单节采取浸泡处理,双节采取凿洞灌水或灌入激素处理。
2012年3月上旬,在苗圃地选择平整的地带,精细翻耕,深翻30 cm左右,碎土整平,做成简易苗床,同时施入腐熟厩肥。4月上旬,开沟20 cm。4月中旬取材做对照处理,单竹节清水浸泡处理4 h,双竹节中部凿洞灌水。同时取材用ABT1#处理,单竹节用质量浓度200 mg·L-1ABT1#溶液浸泡4 h,双竹节采取竹节中间凿洞,灌入质量浓度50 mg·L-1ABT1#溶液,薄膜封口,覆土10 cm,然后覆盖地膜,每隔5 d浇灌1次。各个处理3个重复,每个重复35段。于埋入土中当月统计初期发笋率,平均发笋时间,于当年8月统计生根率、最长根长、新竹数目、新竹地径、新竹高。
用Excel 2003和SPSS 17.0软件进行数据处理及统计分析。采用方差分析中及最小显著性多重比较(LSD)分析不同处理对各项指标影响的差异性,并用SPSS 17.0软件进行主成分分析,计算综合得分,综合考虑各项因子对育苗的作用。
3.1.1 不同基质、生长调节剂、浓度、浸泡时间对扦插成活的影响
由表1可知,河沙的密度最大,但是非毛管孔隙度、总孔隙度最大,田间最大持水量最小,排水性、通气性良好,加上及时的灌水利于幼苗生根、发芽,红壤+菜枯组合虽保水能力高,但是不透气透水,不利于根点萌发,温度高,且pH值偏酸,对生根有毒害作用。如表3所示,基质对萌芽率、发笋率影响显著,扦插苗在河沙中的萌芽率、成活率、发笋率显著高于红壤+菜枯下的数值,扦插苗在3种基质中的最长根长、生根量差异不显著。
表3 不同因素对扦插生根的影响及LSD多重比较
植物生长调节剂对萌发有显著影响,从表3看出,在 NAA、IBA、ABT1#生根粉处理下,扦插苗萌芽率、成活率显著高于对照,生根量、根长、发笋率均高于对照,说明调节剂促进生根成活。NAA、IBA处理下的萌芽率、发笋率高于ABT1#处理,但生根量、根长、成活率却不及ABT1#处理,ABT1#处理下的生根率最高可以达到68%。NAA、IBA有促进萌动、发笋的作用,ABT1#生根粉则有显著的促进生根的作用,再次是NAA,然后是IBA。
生根剂的质量浓度对扦插成活的影响,表现为低质量浓度下更能促进扦插苗的生根、发笋、成活。质量浓度为50 mg·L-1时,竹枝的生根量、最长根长显著高于质量浓度200 mg·L-1处理,比质量浓度200 mg·L-1的相应指标都高出70%;同时,萌芽率、成活率、发笋率比质量浓度200 mg·L-1的相应指标高出 28.3%、44.4%、23.1%。说明,对于竹枝扦插生根,质量浓度50~100 mg·L-1更适合枝蔸根点的分化,高质量浓度浸泡可能阻碍生根。
浸泡时间对于扦插生根成活发笋的影响不显著,3个时间处理,所有指标不存在显著差异。从表3看出,浸泡1 h除萌芽率稍微低于浸泡2 h外,其他指标均略高于浸泡2 h。浸泡1 h,扦插苗的各项指标均优于浸泡4 h的指标,其中成活率、发笋率分别高出14%、23%。
3.1.2 不同处理对扦插成活的影响
由表3可见,适宜扦插苗生根成活的基质是河沙,生长调节剂是ABT1#生根粉,调节剂的质量浓度为50 ~100 mg·L-1,浸泡时间是1 ~2 h。但单一因素的排序结果无法客观评定多因素对扦插生根的综合影响,采用主成分分析法综合评定不同处理对扦插生根、发笋的影响,经过降维,把5个因变量简化为1个主成分,Y=0.906X1+0.918X2+0.951X3+0.960X4+0.894X5。式中,X1为萌芽率,X2为最长根长,X3为平均根数,X4为成活率,X5为发笋率;累计贡献率86%,因子得分结果如表4。
从表4看出,萌芽率高成活率不一定高,成活率高发笋率不一定高。无调节剂处理的组合,如CK2萌芽率、生根量、发笋率指标,高于有调节剂的处理7。单看任何指标不能综合评价每一处理,考虑初期萌芽、后期生根、发笋,最优组合是4号处理(基质河沙+ABT1#+质量浓度50 mg·L-1+浸泡 1 h),最差组合是7号处理(基质红壤+菜枯(比例3∶1)+ABT1#+质量浓度200 mg·L-1+浸泡2 h);4号处理萌芽率、最长根长、生根量、生根率、发笋率,比7号处理各项指标分别高出149.0%、179.0%、148.0% 、112.5% 、89.0% 。
表4 不同处理对扦插成活的影响及因子得分
3.2.1 不同竹龄、节数对竹节育苗出笋、生根、成竹的影响
如表5所示,不同竹龄、节数的竹节育苗处理组与对照组育苗的初期发笋率、生根率都有显著差异。从对照组看,初期出笋率由大到小的排序为Ⅲ-CK、Ⅳ-CK、Ⅰ-CK、Ⅱ-CK,生根成活率由大到小的排序为Ⅳ-CK、Ⅱ-CK、Ⅲ-CK、Ⅰ-CK;退笋率为初期发笋率与最终生根率之差,计算可得退笋率由大到小的排序为Ⅲ-CK、Ⅰ-CK、Ⅱ-CK、Ⅳ-CK。经过生根剂处理后,初期发笋率由大到小的排序为Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ、Ⅱ;生根成活率由大到小的排序为Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ;计算可得退笋率由大到小的排序为Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ;处理前后规律一致。从表5可知,对照组1年生竹节平均出笋率比2年生竹节高出9%,比处理组高出16%;对照组2年生竹节育苗生根成活率比1年生竹节高出100%,比处理组高出80%;计算得出,对照组1年生竹节平均退笋率比2年生竹节高出153%,比处理组高出187%。对照组双竹节育苗比单竹节育苗成活率高出53%,比处理组高出66%。结果表明,1年生竹节比2年生竹节有较高的初期萌发率,代谢旺盛,秆芽萌发量大;但后期退笋率大,导致1年生竹节育苗成活率比2年生竹节育苗成活率低;双竹节育苗与单竹节育苗相比,有更高的育苗成活率,这与双节所含养分量高有关。
此外,不同竹龄、节数的竹节育苗,在出笋时间、生根情况、新竹长势方面也有显著的差异。如表5所示,对照组与处理组中,不论单节还是双节,1年生竹节有更短的萌芽出笋时间,但是生根质量却明显不如2年生竹节生根毛质量。2年双竹节育苗成竹质量好,新生竹数可以达到平均4.5根,且地径、竹高在所有材料中最优。不论是1年生还是2年生,单竹节育苗比对应双竹节育苗效率差,表现在初期发笋率、生根成活率、根长、新竹生长情况都有不同程度差于双竹节育苗。用主成分分析,把所有指标简化成2个主成分,其表达式如下:
Y1=0.175X1+0.368X2+0.964X3+0.979X4+0.958X5+0.959X6+0.942X7。
Y2=0.979X1-0.926X2+0.190X3+0.038X4+0.058X5+0.135X6-0.252X7。
式中:Y1代表生根及成竹情况,Y2代表初期发笋情况,X1为出笋时间,X2为初期发笋率,X3为生根率,X4为最长根长,X5为新竹高,X6为新竹数目,X7为新竹地径。计算因子得分,处理组由高到低的排序为Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ,对照组由高到低的排序为Ⅳ-CK、Ⅱ-CK、Ⅲ-CK、Ⅰ-CK,所以4种材料以2年生双竹节育苗效率最高;虽然发笋迟,但是生根情况最好,新竹长势最好。
3.2.2 生根剂对埋节育苗出笋、成活影响的方差分析
由表6可见,ABT1#对1年生单竹节出笋、生根、成竹无显著影响;对2年生单竹节的出笋、生根无显著影响,但新竹数有显著影响。ABT1#对1年生双竹节和2年生双竹节育苗均有显著影响,从初期出笋到生根、再到新竹生长都有不同程度的影响。
表5 不同处理对埋节育苗的影响及因子得分
表6 ABT1#对埋节育苗影响的方差分析结果
结合表5分析,经过ABT1#生根粉处理后,1年生单竹节经过短时间高浓度浸泡后,出笋、生根、新竹生长情况略有起伏,并没有显著差异,各项指标差异不明显。2年生单竹节经过短时间高浓度浸泡后,新竹数有显著提高,其他指标无明显差异。1年生双竹节经过长时间、低浓度处理后,发笋时间提前到13 d;初期发笋率、生根率有显著提高,分别提高15%、31%;根长显著增加,数目显著增多。2年生双竹节育苗,经过低浓度长时间处理后,出笋时间提前到15 d,生根率提高到71%,新竹高及新竹数目显著增长,其他形态指标有不同程度增加。分析数据得出,单竹节育苗受生根粉影响较小,双竹节育苗受生根粉影响显著。使用生根剂后,双竹节育苗出笋时间明显提前,出笋率明显提高;1年生双竹节初期出笋率可以达到90%,2年生竹可以达到80%;但是,生根率仍以2年生竹竹节育苗生根率高,且使用生根粉后,新竹生长情况明显改善。
影响慈竹竹枝扦插育苗成活及萌发的因素有内因也有外因。插穗是扦插成活的基础,本试验利用采萌圃促萌技术[13-14]获得了优质的扦穗,处理成活率最高可达68%,比天然次生枝有更高的成活率。其次,基质选用以适宜扦插、就地取材与降低成本为原则,排水性和透气性是选择基质时应考虑的首要问题[15]。本研究所选河沙、红壤、菜枯均是当地常见材料,得出慈竹竹枝在河沙中扦插有很好的生长表现,这与河沙孔隙度大、透气性好的物理性质有关,养分不足的缺点可以通过外施肥料解决。
植物生长调节剂的使用是提高扦插成活率的关键技术,生长调节剂促使插穗基部变成吸收养分的中心,调配插穗内养分[16]。扦插育苗最优处理组合为:基质河沙、ABT1#质量浓度 50 mg·L-1、浸泡 1 h,其萌芽率、根长、平均根数、成活率、发笋率分别比对照高出 95.2%、2.83 cm、2.77 根、100%、28.6%。本试验使用了3种生长调节剂,3种调节剂都能提高竹枝萌芽率。ABT1#生根粉能促进生根,生根长度、数量及生根率为3种调节剂中最高的;NAA、IBA能促进枝芽的萌发及后期的发笋,且萌芽时间比ABT1#处理要早,同时萌芽率、发笋率高些,但是,促进生根效果比ABT1#较差。综合对比得出ABT1#效果最佳,NAA、IBA分别次之。生长调节剂质量浓度对生根影响显著,质量浓度50 mg·L-1时,各项指标均优于质量浓度200 mg·L-1的处理;设置浸泡时间长短(≤4 h)对扦插育苗效果无显著差异,但仍以1~2 h为宜。慈竹竹枝扦插存在2个关键时期:芽眼萌动期和生根高峰期。在扦插后的10 d左右枝蔸芽点开始萌发,形成白色小笋,此后靠自身养分存活,25~30 d才开始生根,生根后应及时补充养分,保证幼笋成活,提高成活率。促使慈竹竹枝生根的关键,在于如何使养分更多转移到根点芽眼上,以刺激根点更多萌发,从而提高生根的质量。
埋节育苗及竹枝扦插育苗原理一致,都是用秆节上或枝蔸上饱满的休眠芽作为根原基[17],未生根前竹节、竹枝自身养分作为能量来源。埋节试验对照组中,2年生竹节育苗生根率比当年生竹节高出96%,双竹节比单竹节育苗生根率平均高出50%,2年生竹节比1年生竹节、双竹节比单竹节育苗有更高的成活率及更好的出苗质量。生根过程中需要消耗大量营养物质和能量,竹节储藏的碳水化合物对生根有重要影响,比率越高,生根率越高[18-20]。2 年生竹有更高含量碳水化合物,1年生幼竹竹秆的竹节养分含量有限,竹液流动快,隐芽的初期萌芽出笋率比2年生竹节高9.3%,但对外界的抵抗能力弱,未至竹苗生根便枯死,退笋率高,成竹率低。此外,试验使用ABT1#生根粉对单节进行短时间高浓度浸泡处理,对双节进行中间凿洞浸灌生根粉溶液处理,发现:单竹节育苗受生根粉影响不显著,双竹节育苗受生根粉影响显著;1年生双竹节育苗经生根粉处理后,发芽出笋时间提前到13 d,初期发笋率提高14.8%;从促进提前出笋、提高初期出笋率,到促进生根成活、新竹生长,都有不同程度的影响。4种材料,在出笋、生根、生长方面的差异对比表明,2年生双竹节育苗有更好的推广意义,能大大提高育苗效率。
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