应用正交设计优化冰菜扦插方法

黑银秀 余山红 刘 君朱昌春

（台州市农业科学研究院，浙江台州 317000）

冰菜（Mesembryanthemum crystallinum L.）又名冰叶日中花，番杏科日中花属一年生草本植物，因其叶面和茎上着生有大量冰晶状颗粒，在太阳照射下反射光线，因此得名冰菜（刘君 等，2016）。冰菜的抗旱性和耐盐性极强，是植物耐盐性研究的模式植物之一（Hailer et al.，2012；Himabindu et al.，2016）。冰菜中含有丰富的微量元素和营养元素（徐微风 等，2017），作为一种具有较高生态功能和保健功能的蔬菜，值得深入研究和广泛推广种植。

扦插繁殖是指用苗木营养器官（根、茎、叶等）的一部分作为繁殖材料，插入基质中进行营养繁殖的一种育苗方法，该繁殖方法简单、快速、节省成本。经过近两年的冰菜种源调查发现，冰菜种子较贵，每克种子100元以上，且种子育苗存在性状分离、群体性状间具有较大差异的现象。冰菜分枝能力极强，单株分枝可高达200个。扦插繁殖可以保留母本的优良性状而且繁殖速度快，是现代育苗的理想方法（刘宏涛，2005）。因此采用冰菜枝条进行扦插繁殖不仅材料来源广、繁殖速度快，而且繁殖系数较高、节省成本。

双吉尔（GGR）是一种非激素、无污染、水溶性的生长调节剂，使用方便、效果好，是生产绿色蔬菜、瓜果的优选剂型（廖恒登 等，2008）。刘建辉等（2013）研究表明，GGR生根粉可以显著提高金叶假连翘的成活率。近年来，关于萘乙酸（NAA）（钟泰林 等，2003；申展 等，2013）、吲哚-3-乙酸（IAA）（仲兆清和潘春香，2014；朱永超 等，2016）、吲哚丁酸（IBA）、生根粉（ABT）（申展 等，2013；仲兆清和潘春香，2014）等生长素对不定根形成效应的研究受到广泛关注，并在部分植物中得到广泛应用。但是目前关于冰菜扦插繁殖的研究还未见报道。

本试验以冰菜茎段为材料，采用正交设计法研究不同茎段、不同生长调节剂对冰菜插穗扦插成活率的影响，以期为其大量扦插繁殖研究提供理论和实践基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2018年4～6月在台州市农业科学研究院玻璃温室进行。试验材料为本院的冰菜品种TB。萘乙酸（NAA）、吲哚-3-乙酸（IAA）、双吉尔（GGR）购自上海鼎国生物技术有限公司。扦插基质为珍珠岩，扦插前一天把基质浇透。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验包括3个因素，每个因素含3个水平（表1），采用L9（34）的正交设计（表2）开展试验，共9个处理，各处理组合采用完全随机排列于试验小区内。

清晨采集生长良好、整齐一致的植株枝条为试验材料，剪成2芽和2叶、长度约5 cm的插穗，并对插穗进行分级备用：二级侧枝粗度5～6 mm；三级侧枝粗度4～5 mm；四级侧枝粗度3～4 mm。把已剪截好、分级处理的插条每60枝用橡皮套捆在一起，按照正交设计方案将插穗基部浸入对应浓度生长调节剂中浸泡1 h。

表1 L9（34）正交试验因素水平表

1.2.2 扦插和管理 扦插采用直插法，用塑料圆棍在扦插基质上打2～3 cm深的小孔，将浸泡好的插穗插入孔内，稍微按实基部，然后喷少量的水。扦插后前5 d进行遮阴处理，早晚喷1次水，保证扦插苗床湿润状态。

1.2.3 指标测定 扦插后每隔7 d观察插穗长势情况，扦插试验30 d后统计扦插成活率。

1.3 数据处理

2 结果与分析

利用Excel 2007软件对统计数据进行极差分析、均值分析，利用DPS 7.05数据分析软件进行方差分析。

2.1 冰菜枝条扦插成活情况

成活率是衡量扦插育苗成功与否的重要指标。扦插7 d后，部分插穗叶芽开始萌动，部分枝条逐步死亡。14 d后，部分插穗开始长根，枝条开始长出新叶，调查发现死亡的插穗未生根，根部发黄、腐烂。扦插30 d后，再未观测到插穗死亡。

由表2可知，不同因素水平处理的扦插成活率存在很大差异，处理7、8、9成活率较高，而处理1、2、3成活率很低。本试验中成活率最高的是处理8，即四级侧枝在50 mg·L-1IAA中浸泡1 h，冰菜扦插成活率为80%。

表2 试验设计及极差分析结果

2.2 均值和极差分析

根据均值的大小可以判断不同水平对试验指标的影响大小。均值分析发现（表2），kA3＞kA2＞kA1，即四级侧枝＞三级侧枝＞二级侧枝，由此判断A3（四级侧枝）为A因素的最优水平。而kB3＞kB2＞kB1，kC1＞kC2＞kC3，同理确定B3（GGR）、C1（50 mg·L-1）分别为B、C因素的最优水平。因此A3B3C1为本试验的最优水平组合，即冰菜扦插最佳处理方式为枝条选用四级嫩枝条，生长调节剂GGR，浓度为50 mg·L-1。

根据极差R的大小，判断因素的主次影响顺序。由表2可知，插穗规格的极差值最大，为50.00，而生长调节剂浓度的极差值最小，为15.56，3个因素影响成活率的顺序为A＞B＞C，即插穗规格对扦插成活率的影响最大，为主要因素，其次是生长调节剂，而生长调节剂浓度的影响最小。

2.3 不同因素对冰菜扦插成活率的影响

从图1可以看出，各个因素的不同水平对扦插成活率的影响差异较大。插穗规格的改变对扦插成活率有显著影响，随着冰菜枝条由二级侧枝（老枝条）向四级侧枝（嫩枝条）改变，扦插成活率呈逐步增加趋势。随着生长调节剂浓度增加，扦插成活率呈下降趋势。

2.4 冰菜扦插成活率的方差分析

为了更好地反映各因素对扦插成活率作用的差异，对试验结果进行进一步方差分析（表3），结果表明，各因素对扦插成活率都有影响，但影响程度有差异，由F值可知插穗规格＞生长调节剂种类＞生长调节剂浓度，与极差分析结果一致。A因素插穗规格的改变对扦插成活率有极显著影响，F值＞F0.01（2，2）。而B因素生长调节剂种类和C因素浓度这两个因素均显著影响冰菜扦插成活率，F值＞F0.05（2，2）。

图1 不同因素水平对冰菜扦插成活率的影响

表3 扦插成活率方差分析结果

2.5 验证试验

按照最优组合对试验结果进行验证。设3次重复，每重复60个四级侧枝，在50 mg·L-1GGR溶液中浸泡1 h后扦插到珍珠岩苗床上。30 d后调查冰菜扦插的平均成活率为90.56%。

3 结论与讨论

R值越大，表示该因素的水平变化对试验指标的影响越大，因素越重要。本试验中，插穗规格为影响扦插成活率的主要因素。插穗是扦插繁殖的物质基础，本试验中四级侧枝是较为适宜的插穗材料，但需要进一步优化扩繁技术，缩短生根时间，提高成活率等指标。

本试验中，生长调节剂种类显著影响冰菜的扦插成活率，表现为GGR＞IAA＞NAA。即GGR可以显著提高冰菜插穗的成活率，50 mg·L-1的浸泡效果最好。刘建辉等（2013）研究也表明GGR生根粉可以显著提高金叶假连翘的成活率，以浓度50 mg·L-1浸泡1 h为宜。双吉尔-GGR对玫瑰扦插生根（李培闪和刘小菊，2014）、速生桉扦插育苗（曹艳云 等，2005）都有较好的促进作用。不过由于研究试材不同，且木本扦插和草本扦插本身差异就较大，最终选用的GGR浓度也不同。

正交设计方法是一种寻求最优水平组合的高效经济的试验设计方法。该方法在组培体系和PCR反应体系的建立与优化中已广泛应用，而在栽培方面应用较少。本试验采用L9（34）正交设计方法，通过对扦插30 d后扦插成活率的均值、极差、方差分析及因素趋势图分析得出，各个因素对扦插成活率影响大小为：插穗规格＞生长调节剂种类＞生长调节剂浓度，最优组合A3B3C1，即冰菜扦插最佳处理方式为挑选四级侧枝（粗度3～4 mm），选用50 mg·L-1的GGR试剂浸泡1 h，验证试验的扦插成活率达到90.56%。利用该技术方法可进行冰菜快速无性繁殖，为生产上种苗扩繁提供技术基础。