郑先波,李 明,王 昊,谭 彬,李继东,叶 霞,冯建灿
(1.河南农业大学园艺学院,河南 郑州 450002;2.河南省果树瓜类生物学重点实验室,河南 郑州 450009;3.宁夏农垦农林牧技术推广服务中心,宁夏 银川;4.河南农业大学林学院,河南 郑州450002)
埋干幼化对新疆毛桃扦插生根的影响
郑先波1,2,李 明1,2,王 昊3,谭 彬1,2,李继东4,叶 霞1,2,冯建灿1,2
(1.河南农业大学园艺学院,河南 郑州 450002;2.河南省果树瓜类生物学重点实验室,河南 郑州 450009;3.宁夏农垦农林牧技术推广服务中心,宁夏 银川;4.河南农业大学林学院,河南 郑州450002)
为了解决桃砧木‘新疆毛桃’扦插育苗生根率低的问题,提高桃育苗效率和苗木质量。以1 a生‘新疆毛桃’自根苗为试材,研究了埋干幼化、吲哚丁酸(IBA)质量浓度、时间和扦插基质对生根的影响。结果表明,在牛粪和壤土以2:3为比例混合的基质中,用质量浓度为500 mg·L-1的IBA处理,经过幼化处理的‘新疆毛桃’生根率为97.8%,平均生根数为61.7条、平均根长77.8 mm,生根指数为469.9。 埋干幼化处理可大幅度地提高‘新疆毛桃’扦插生根率,实现毛桃良种的快速高效繁育。
新疆毛桃;扦插;幼化;生根;植物生长调节剂
桃(Prunuspersica(L.) Batsch)是中国主栽果树树种之一,中国也是世界上桃生产第一大国。随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高,人们对桃果的需求量亦愈来愈大,桃树种植面积也逐年增加,良种桃苗的需求日益增长。目前桃的育苗方法主要是嫁接繁殖,砧木是桃生产的基础,是桃产业可持续发展的前提和保障。在砧木的繁殖上多采用种子繁殖,繁殖系数低,且实生砧木苗遗传变异较大,后代易发生变异及性状分离,从而使砧木不能保持原有的优良性状,产生品种退化和植株生长不整齐等问题[1]。随着建立标准果园和提质增效等发展需求的提高,砧木面临的问题也越来越显现。另外,有些抗性砧木如‘GF677’抗重茬砧木,只能通过营养方式繁殖才能保持砧木的优良特性,组培快繁的高成本限制了‘GF677’的应用[2]。国内外的研究表明,桃扦插繁殖能够保持母本优良特性、缩短育种周期、操作简单、效率高、成本低等优点,且能够解决一些特异砧木的繁殖问题,扦插繁殖将是高效简便的繁殖新法,具有良好的应用前景[3]。目前,已有研究者对桃扦插的扦插时间、扦插条件、插穗的选择、基质的选择和植物生长调节剂种类及浓度进行过研究[4-7]。张静翅等[8]认为,河沙+苔藓是桃扦插繁殖的理想基质,魏书等[9]认为,珍珠岩和混合基质中的扦插生根成活较好,结论不一,难以给出简单易行的方案;在植物生长调节剂上,促进插条生根的生长调节剂主要是生长素类物质,据报道[10],生长素类除2,4- D 外,均能促进桃插穗生根。其中以吲哚丁酸( IBA) 25~1 000 mg·L-1和萘乙酸( NAA)500~1 500 mg·L-1最常用,而IBA最有效[11]。这些研究中存在植物生长调节剂种类、浓度差异较大,生产实践中难以参考,更难以实现规模化育苗等问题。为了解决桃砧木‘新疆毛桃’自根苗快繁问题,本研究通过埋干幼化处理先获得插条,并对激素浓度和基质配方进行了优化,确定了最佳扦插时期,提高了扦插生根率,为桃砧木的无性快速繁殖和规模化生产奠定基础。
1.1 试验材料
2012-03中旬,对初花期的‘新疆毛桃’套袋,产生自花结实的种子,种子层积处理后播种育苗。2014-02下旬取‘新疆毛桃’1 a生苗90株,将苗平铺于长2 m、宽1.5 m、高20 cm的催芽池中,覆盖6 cm厚细河沙,进行幼化催芽,待苗干萌发出新芽,其基部自然幼化,以达到幼化的效果,同时在苗圃地定植60株作为对照。2014-04上旬开始,分不同时间,分别取经幼化枝条和大田苗木上当年生新枝(对照),剪成长度为25 cm左右,保留靠近顶芽的3片叶,其余抹除后做为插穗。直径8 cm、高6 cm的营养钵作为扦插载体。
1.2 试验设计与方法
幼化与IBA质量浓度对‘新疆毛桃’生根的影响:选取经过幼化的半木质化新梢,经4种IBA浓度处理后,观察生根状况,IBA质量浓度分别为:0 mg·L-1(清水)、250 mg·L-1、500 mg·L-1、750 mg·L-1。
基质配方优化试验:共设置3个处理,分别为处理1(G1),V壤土∶V牛粪=3∶2;处理2(G2),纯河沙;处理3(G3),V珍珠岩∶V草炭土∶V稻壳=1∶2∶1。以从田间采集的半木质化枝条为插穗,经IBA 500 mg·L-1溶液处理10 s,分别插入3种基质中。
不同时间对‘新疆毛桃’生根的影响:在04-11、04-24、05-19和06-30分别选取经过幼化毛桃半木质化新梢作为试材,用IBA质量浓度为500 mg·L-1进行扦插,观察生根状况;在04-24、05-19、06-19、06-30、07-17、07-30、08-16、08-30和09-13分别选取田间采集的半木质化枝条作为试材,用IBA质量浓度为500 mg·L-1进行扦插,观察统计生根状况。
试验采用完全随机设计,每小区15株,重复3次。
1.3 催芽与扦插条件
催芽和扦插均在塑料大棚中进行,催芽期间每间隔1 h 喷雾10 s;扦插后棚内温度保持在26 ℃左右,间隔20 min喷雾6 s,湿度保持在85%~95%;试验土壤与基质均使用 0.5% 的高锰酸钾溶液进行消毒处理,每隔10 d喷施杀菌剂1次。
1.4 测定指标及方法
扦插后35 d,统计生根条数,测量根长,并计算单株平均根长,生根率和生根系数。生根指数的计算方法参照牟洪香[12]的方法,即:
生根指数=生根率×平均根数×平均根长
试验数据采用Excel2013软件和SPASS14.0软件ANOVA模块进行方差分析。
2.1 不同基质种类对‘新疆毛桃’扦插生根的影响
由表1可以看出,基质对‘新疆毛桃’的扦插生根率有显著影响,3种处理间的生根率,G1最高,为64.7%;G3最低,仅有15.6%,生根数和平均根长也有相同的规律,G1>G2>G3,差异达到了显著水平。通过对基质各项物理指标进行检测,可以发现,3组合总孔隙度较大,为79.3%,保水能力较差;G2的比重最大,为2.66,水分散失快,夜间不利于保温,不利于插条生根。G1组合以牛粪与壤土为2∶3的比例混合后,容重和孔隙度介于G2和G3之间,分别为1.12 g·cm-3和45.6%,而比重最小,为2.06,说明G1的有机质含量增高,不仅利于后期营养钵苗生根,而且具有很强的保水能力,水分蒸发慢,能够保湿保温,插床温度高,有利于插条生根。
表1 基质种类对‘新疆毛桃’扦插生根的影响Table 1 Effects of different of matrix on rooting ability of peach
注:以上统计数据均为3次重复的平均值。在P<0.05水平下,不同字母表示差异显著。下同
Note:The data in table is the average of three replications.Different letters represent significance atP<0.05 respectively,the same below.The same as below.
2.2 幼化和IBA处理对‘新疆毛桃’扦插生根的影响
幼化处理可以大幅度提高‘新疆毛桃’扦插生根,由图1-C中可以看出,经过幼化处理而不经IBA处理的‘新疆毛桃’,生根率可以高达93.3%,而未经幼化和IBA处理的‘新疆毛桃’,其生根率仅为16.3%。由图1-A、1-B、1-D中可以看出,幼化和未幼化的平均生根数分别为15.3条和5.6条,平均根长分别为81.6和34.1 mm,生根指数分别为116.2和3.1,表现出了相似的规律。
IBA处理能提高‘新疆毛桃’嫩枝扦插生根率。未幼化‘新疆毛桃’,当IBA质量浓度为0时,生根率为16.3%;IBA质量浓度为500 mg·L-1时,生根率为63.5%。IBA对未经幼化‘新疆毛桃’扦插生根率影响很大,当IBA质量浓度从0增加到500 mg·L-1时,生根指数由116.2提高到469.9。说明‘新疆毛桃’扦插的最适IBA质量浓度为500 mg·L-1。
图1 幼化和IBA处理对‘新疆毛桃’扦插生根的影响Fig.1 Effects of juvenile and IBA treatment on rooting of peach cuttings
2.3 不同扦插时间对未幼化和幼化‘新疆毛桃’扦插生根的影响
由图2-C可以看出,‘新疆毛桃’未经过埋干幼化后进行扦插,从04-24到06-30,扦插平均生根率分别为80%(最优)到15.2%(最差),呈逐渐下降趋势,到09-13,平均生根率为41%,呈逐渐上升的趋势,总体呈现出先下降后上升的趋势。由图2-A可以看出,平均生根数从04-24到07-30 再到09-13,分别为19.0条、3.9条和12.6条;由图2-B可以看出,平均根长04-24为41.7 mm、05-19为25.3 mm、08-30为22.6 mm、09-13为45.4 mm;由图2-D可以看出,生根指数从04-24的63.4到07-30的1.9再到09-13的23.5,总体都呈现出相似的规律。说明05-19以前为未幼化‘新疆毛桃’嫩枝扦插的最适宜时间。
图2 未幼化‘新疆毛桃’在不同时期扦插生根情况对比Fig.2 Comparison of rooting of non-rejuvenated Prunus persica (L.) Batsch cuttings in different periods
对于经过埋干幼化后‘新疆毛桃’扦插,由图3-C 可以看出,扦插平均生根率都能达到90%以上,其中04-11的扦插平均生根率为97.8%(最优),05-19扦插平均生根率为93.3%(最低),06-30为96.3%,呈现出先降低后升高的趋势,但是它们之间并没有显著差异。由图3-A和3-D可以看出,扦插平均生根数04-11为61.7条,05-19为11.7条,06-30为22.5条;扦插生根指数04-11为469.9,05-19为99.1,06-30为203.2,表现出了相似的趋势,而且有显著差异。由图3-B可以看出,扦插平均根长最好的时间在06-30,为93.8 mm,最低在04-24日,为55.4 mm。由此说明,埋干幼化对‘新疆毛桃’扦插生根起到了关键的诱导作用。
图3 经过幼化‘新疆毛桃’在不同时期扦插生根情况对比Fig.3 Comparison of rooting of rejuvenated Prunus persica (L.) Batsch cuttings in different periods
扦插基质的配比对‘新疆毛桃’扦插生根有较为明显的影响。本试验研究表明,G1以牛粪与壤土为2∶3的比例混合的基质效果最好,生根率达到了64.7%。有学者使用河沙和锯屑两处理扦插新疆甜仁桃,发现河沙中生根率为54%,锯屑中插条生根率较低,仅为33%[13]。靳晨等[14]在研究‘筑波5号’扦插时,发现未使用激素的情况下,使用珍珠岩做基质生根率最高,为55.00%。本试验优化的基质配方具有明显的优势,提高生根率效果显著,选材来源广泛,成本低廉,配方科学合理,可重复性好。长远来看,在生产实际中具有较大的发展空间。
在关于桃扦插的文章中,相关的研究学者们使用了生根粉、2,4-D、IBA和NAA等植物生长调节剂,研究结论也不尽相同。本试验比较了IBA在不同质量浓度下对‘新疆毛桃’扦插生根的影响,发现,‘新疆毛桃’经过埋干幼化后,在不同质量浓度的IBA处理下,生根率都很高且没有显著差异,这说明植物生长调节剂浓度的高低并不是‘新疆毛桃’扦插生根的绝对影响因子。外源激素质量浓度的变化诱导平衡了内源生根物质的变化,尤其是刺激了IBA/ABA的变化[15],这种变化会因为品种、环境以及其他相关因素发生相应的变化。国外的研究者就认为树体的生长习性也是影响扦插生根的重要因素[16]。说明外源植物生长调节剂并不是影响‘新疆毛桃’扦插生根的关键因素,埋干幼化可能促进‘新疆毛桃’内源激素的提高,从而能促进扦插生根。关于幼化促进生根的机理有待进一步研究。
目前,现有的关于桃扦插时期的研究报道中,研究结果不尽相同。绿枝扦插时期与生根率有很大关系。靳晨等[14]认为,在北京的气候条件下,从6月至8月底甚至9月初,生根率都比较高,且差异不显著。胡孝葆等[17]在杭州的研究认为,6月扦插成活率最高,7月和9月较差。综合本试验结果分析桃扦插生根的最佳时期要结合当地的气候条件,不同地区的气候不同,最佳扦插时间也不尽相同。但是经过埋干幼化后,‘新疆毛桃’的扦插生根率在不同时期都很好,说明埋干幼化对扦插生根起到了关键的诱导作用。
幼化是指成熟或部分成熟态的器官、组织和细胞成熟特征的消失和某些幼态特征的重现[18]。对插穗进行幼化处理,可以促进生根,很多原来扦插繁殖困难的树种经过处理后能够生根。裴东等[19]在核桃无性系繁殖中采用埋干黄化催芽嫩枝扦插生根的方法,扦插成活率大大提高,且操作方法比常规的方法简易;孟丙南等[20]对四倍体刺槐通过埋枝黄化催芽法使硬枝扦插成活率达90.6%,而且比常规嫩枝扦插缩短了生根时间;王新建等[21]将豫楸1号1 a生苗平埋复幼催生嫩枝作为插条扦插成活率达到了90%;曾端香等[22]对5个矮生牡丹品种进行嫩枝扦插技术研究,取植株地下部分发生的黄化复幼的嫩枝为繁殖材料,生根率大幅提高;宫永红等[23]预先在生长季早期将母株插条基部贴上黑胶带进行插条的局部黄化处理,然后用金属丝将其基部环缢。通过这种幼化方法可明显提高榛子带叶绿枝扦插生根率,使两周以后生根率从41.0%提高到82.0%。通过本研究发现,经过埋干幼化后,无论植物生长调节剂使用与否,生根率都大幅提高,与前人研究结果一致。幼化处理可以有效的提高‘新疆毛桃’扦插生根率。插穗幼化处理,是促进生根的措施之一,其原因是幼化部位增加了内源IAA,减少了被认为有抑制生根作用的物质产生。研究表明,枝条经幼化处理后使叶绿素消失、组织黄化、皮层增厚、薄壁细胞增多,从而使抑制生根的物质单宁显著减少,在初期提高生长素水平,同时幼化能促进生长素向基部富集,协调激素水平,减慢插穗木质化速度,保持组织的幼嫩性,因而有利于根原体的分化和生根[24-25],可以从本质上提高插穗扦插的生根成活率。
桃作为难生根果树,常规扦插生根率低。‘新疆毛桃’经埋干幼化后,再使用IBA 500 mg·L-1处理,以(V牛粪∶V壤土=2∶3)为基质,在全光照弥雾条件下,嫩枝扦插生根率达到97.8%,极大地提高了‘新疆毛桃’扦插的成活率,为桃砧木的规模化生产提供了新途径。
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(责任编辑:李 莹)
Effect of rejuvenating trunk burying on rooting ofPrunuspersica(L.) Batsch cuttings
ZHENG Xianbo1,2, LI Ming1,2, WANG Hao3,TAN Bin1,2, LI Jidong4, YE Xia, FENG Jiancan1,2
(1.College of Horticulture, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002,China; 2.Key Laboratory of Fruit and Cucurbit Biology, Henan Province, Zhengzhou 450009, China; 3. Agricultural Technology Extension and Service Center of Ningxia Agricultural Reclamation Management Bureau,Yinchuan 750011, China;4.College of Forestry, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)
In order to solve the problems of low rooting rate and improve nursery efficiency, cutting rooting of peach was studied using different treatments. One-year-old root seedlings ofPrunuspersica(L.) Batsch were used as experimental materials, and the influences of rejuvenating submerged stem with different concentration of IBA, and various rooting substrates on cutting rooting were analyzed. The results showed that in the cow dung and loam (2∶3,V∶V) mixed matrix, the average rooting rate ofPrunuspersica(L.) Batsch under 500 mg·L-1IBA treatment was 97.8%,the root numbers were 61.7, the root length was 77.8 mm, and root index was 469.9, respectively. The rooting rate of the peach cuttings was greatly improved by rejuvenating stem after submerging, and the rapid propagation of peach could be realized with this above method.
Prunuspersica(L.) Batsch;cutting;rejuvenating;rooting;PGR
2016-09-09
河南省科技攻关计划项目(152102110066);河南省重大科技专项项目(151100110900);河南省高校科技创新团队支持计划(14IRTSTHN011)
郑先波(1977-),男,河南信阳人,副教授,博士,主要从事果树栽培生理与育种研究。
冯建灿(1963-),男,河南新密人,教授,博士。
1000-2340(2017)01-0019-06
S662.1
A