张 路,樊军锋
(西北农林科技大学 林学院,陕西 杨陵 712100)
白杨派(Sect.Populus) 树种为我国西北乡土杨树种,是重要的工业用材林和生态防护林树种,其发挥着巨大的经济效益、生态效益和社会效益[1-2]。白杨派内种间杂交可配性高,配合力较好,种间杂交能力强且具有分布广、抗逆性强等特征[3]。秦白杨品种为西北农林科技大学历时12 a时间的杂交选育,并于2014年春通过陕西省林木良种审定,其是从I-101(意大利银白P.alba)×84K(南韩银腺P.alba×P.glandulosa)优势杂交组合中选育出的优良品种,具有材质优良、抗寒、抗旱性强等优点[4-5]。
在杨树生产过程中,有性繁殖在杨树生产中曾有应用。但由于子代性状分离严重,很快被淘汰,生产中全为无性繁殖,其中研究最多的就是扦插繁殖[6]。扦插繁殖是根据植物细胞的全能性原理,采用植物的营养器官进行无性繁殖的技术,具有简单易行、繁殖系数高、苗木初期生长快等特点[7-8]。为了加快秦白杨优良品种的生产与推广,实现西北地区杨树丰产林的营建,本试验从扦插时间、插穗长度、生根粉浓度、灌溉次数4个影响秦白杨扦插生长的因素设计正交试验,拟筛选出秦白杨扦插繁育的最佳条件,从而提高其扦插苗生长量及成活率,为秦白杨大面积的推广提供理论依据。
试验地位于陕西省周至县富仁乡境内,其属于西北农林科技大学林学院渭河试验站。该地区属于暖温带气候,地处34°12′N,108°17′E,海拔400 m左右,年日照时数1 999 h,极端最低气温-18.1℃,极端最高气温42.4℃,年平均气温13.3℃,年降水量715 mm,无霜期219 d,年平均相对湿度为72%,土壤系渭河冲积形成的沙质壤土,保水性能较差。
试验材料为秦白杨1号杨(I-101×84K),分别于3月16日、3月21日、3月27日,挑选取苗高为2.5~3.0 m且直径约为1.5~2.0 cm的1年生苗干作种条,剪取插穗,并将插穗浸泡于水中12 h,使插穗不会因为缺水而失去活力,充分吸水后用于扦插。试验选取扦插时间、插穗长度、生根粉浓度、灌溉次数4个因素,每个因素设置3个水平,采用L9(34)正交表设置正交试验(表1)。(材料均采自西北农林科技大学渭河试验站)
杨树大田扦插育苗时间一般为3月中旬[9-10]。插穗长度适宜范围在10~25 cm,于扦插前一天剪取插穗,并将插穗浸泡于水中。插穗扦插前用不同浓度的生根粉浸泡插条形态学下端1 h,扦插过程中将形态学下端插入土壤,并确保地面上留有嫩芽,使插穗可以正常生长。插穗扦插后马上灌溉基水并于5月上旬之前完成所有灌溉次数。试验共9个处理,每处理取30个插穗。
表1 正交试验L9(34)设计
杨树插穗一般在5月中旬完成生根,于6月份调查扦插成活率[11];由于株高和地径是反映苗木生长量的 2个重要指标[9],在10月上旬苗木封顶,停止生长,用测高尺测量株高,数显卡尺测量地径,试验数据采用正交试验设计极差分析法并应用Excel和SPSS20.0分析软件进行统计和分析。
(1)
通过设计L9(34)正交试验,对秦白杨1号杨进行不同因素水平处理,统计插穗的成活率,并计算各因素水平处理下秦白杨1号杨的平均株高和平均地径,分析不同处理秦白杨的生长差异(表2)。
表2 不同试验处理测定结果
由表2看出,不同因素及水平处理对秦白杨的扦插成活率有明显差异,对调查数据进行极差分析。由于均值ki反映该因素水平i对成活率的影响,且成活率越高越好, 可以得到,选择扦插时间为3月22日、插穗长度18 cm、生根粉浓度3.2 g/L、灌溉次数4次秦白杨扦插成活率最高,为扦插的最佳条件组合,且通过极差分析4个因素的影响效果有明显差异,极差越大,影响越大,得到灌溉次数为影响扦插成活率的主要因素(表3)。
表3 不同因素水平对扦插成活率极差分析结果
由表2可知,不同因素及水平处理对秦白杨的平均株高和平均地径有明显差异,采用极差分析法分别对株高和地径的数据进行评价(表4、表5),由于均值ki反映该因素水平i对株高或地径的影响,且株高和地径值越大越好,得到扦插时间在3月17日、插穗长度18 cm、生根粉浓度3.2 g/L、灌溉次数4次秦白杨株高和地径值最大,为最佳扦插组合水平。
极差反映各因素对株高和地径的影响大小,由表4看出对株高的影响由主到次依次为扦插时间、生根粉浓度、灌溉次数、插穗长度;表5可以得到对地径的影响由主到次依次为灌溉次数、扦插时间、生根粉浓度、插穗长度。
表4 不同因素水平对株高极差分析结果
扦插繁殖是木本植物最经济、简单的育苗方式,也是杨树产业化育苗的常用方法,受许多环境因子和内在因子的影响,包括湿度、温度、光照条件、插穗年龄、自身遗传性等[12]。本试验选取扦插时间、插穗长度、生根粉浓度、灌溉次数4因素,每因素设置3个水平,采用L9(34)正交表设计正交试验,试验测定结果表明,秦白杨扦插成活率及生长量在相同的外部环境不同因素水平下存在明显的差异,扦插时间在3月17日、插穗长度18 cm、生根粉浓度3.2 g/L、灌溉次数4次为增加生长量的最佳扦插条件;扦插时间在3月22日、插穗长度18 cm、生根粉浓度3.2 g/L且灌溉次数4次为提高成活率的最佳扦插条件。
植物自身的遗传性状是决定扦插生根难易的重要因素,品种、种源或无性系不同,其扦插成活率往往也不同[13-15],不同品种之间,最佳扦插繁殖条件也不相同。目前,国内关于杨树扦插繁育的报道虽然很多[16-19],但对于新品种秦白杨系列的扦插技术研究至今无相关报道,本试验是对秦白杨扦插的初步研究,试验结果中适合秦白杨扦插的最佳条件均在试验水平的最高点,今后的试验中将进一步对试验结果进行验证,并扩大试验研究范围,增加试验因素,提高水平梯度,以期能够筛选出更加适合秦白杨扦插的条件,为秦白杨的推广提供理论依据。