成 镜 顾晓川 徐正伟 华玉伟
(中国热带农业科学院橡胶研究所/农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/省部共建国家重点实验室培育基地—海南省热带作物栽培生理学重点实验室/热带林木种子种苗工程中心海南海口571101)
巴西橡胶树(Hevea brailiensis)是大戟科(Euphorbiaceae)橡胶树属(Hevea)多年生异花授粉乔木,广泛种植于热带地区。其所产生的胶乳是重要的工业原料和战略物资,在国民经济中占有举足轻重的地位[1]。橡胶树自根幼态无性系具有高产、速生等特点,是橡胶树新一代种植材料[2-5]。华玉伟等[6]建立了高效橡胶树次生体胚发生体系,它通过花药和内珠被等外植体进行胚性愈伤组织诱导和体细胞胚发生获得初生体胚,再以初生体胚为外植体,通过胚到胚的循环次生体胚发生繁殖体细胞胚,最后诱导次生胚植株再生来获得,并被应用于橡胶树自根幼态无性系繁育。橡胶树自根幼态无性系又被称为橡胶树组培苗。我国于1979年获得第一棵花药植株(即橡胶树组培苗)。但由于技术和设施的限制,那时的移栽成活率只有 30%[7]。王泽云等[8]在组培苗种于沙床前,通过打开试管塞炼苗、喷洒700倍复方多菌灵溶液、淋营养液,盖塑料薄膜保湿等措施,将橡胶树组培苗的移栽成活率从初期的30%提高到80%左右。之后,孙小龙等[1]在前人的移栽技术上,将品种为‘云研77-2’的组培苗通过用0.01%的高锰酸钾浸泡、0.01%的高锰酸钾淋根、每日喷雾浇水、定期喷施MS营养液、剪去组培苗1/2的叶子等措施后,移栽成活率也仅为43.6%。近年来,华玉伟等[9]采用透气试管进行组培苗植株再生后移栽,将‘热研7-33-97’移栽成活率提高到了84.4%,‘PR107’则达到82.9%。虽然前人已经取得了很好的结果,然而,他们并没有专门针对组培苗小苗的移栽成活率进行过研究。
橡胶树组培苗工厂化生产过程中,移栽成活率是影响组培苗繁殖成本的重要因素之一。在生产过程中,由于组培苗发育不完全一致,会出现10%左右的小苗,而这些小苗的移栽成活率只有50%左右。这严重影响了移栽的整体成活率,如果将小苗的移栽成活率进一步提高,势必会提高组培苗整体的移栽成活率。故本研究试图通过研究不同生根剂对橡胶树组培苗小苗移栽及根系生长等方面的影响,以期提高橡胶树组培苗小苗的移栽成活率,进而为降低橡胶树组培苗工厂化生产成本和育苗管理提供理论指导。
本研究所用材料为巴西橡胶树无性系‘热研7-33-97’橡胶树组培苗小苗(高度为4~7 cm),见图1。
图1 大、中、小苗示意图
生根剂种类及基质配比包括国光生根剂和生根壮苗提苗灵2种。国光生根剂是由四川国光农化股份有限公司生产的粉剂,主要有效成分为萘乙酸,其有效成分含量为20%。生根壮苗提苗灵是一种含氨基酸的可溶性肥料,该产品采用植物基因活化素、强抗病毒、强力生根壮苗剂、促根剂、光呼吸抑制剂、氨基酸、稀土、并含有锌、锰、钼等多种元素螯合成的一种新型制剂。育苗基质为椰糠与土的混合物,比例为1∶1(体积比)。
1.2.1 处理方式
包括浸根和淋根2种处理方式。浸根是将组培苗基部的残余培养基清洗干净,将组培苗根茎以下部位浸没在盛有一定稀释倍数的生根剂的盆中,静置30 min后种植于育苗盘中。淋根是组培苗种植于育苗盘后,用花洒桶将一定稀释倍数的生根剂均匀的淋在组培苗的根部,生根剂淋根1次。
1.2.2 处理浓度
生根剂使用浓度见表1。
1.2.3 管理方式
定植于沙床后用塑料薄膜覆盖进行保湿,同时晴天用遮阴网进行遮阴,避免阳光照射而失水,根据育苗盘中基质的湿度,进行适当淋水。每天早上揭开塑料薄膜的两端进行透气,15 d后,揭开顶上的薄膜,让植株逐渐适应外部环境。
表1 生根剂使用浓度
以上生根剂类型、处理方式、稀释倍数等3个因素,采用随机区组试验设计,每个处理重复3次,每个处理30株,清水处理为对照,共14个处理,具体见表2。
表2 试验设计
1.2.4 观察与记录
1个月后统计移栽成活率、抽芽率、生根情况(破坏性取样)。
抽芽率指定植一个月后新抽芽数占种植数的百分比。
根系生长指标情况统计是种植1个月后,从每个处理中取3株大小均一的苗,用水浸泡育苗基质,待基质松软后,用清水轻轻洗掉基质,将根系完整、完全的展开平铺在特制的塑料水槽中,使用EPSON Scan软件对根系进行扫描,待所有根系扫描完成后,用WinRHIZO软件分析根系生长指标(根系总长度、根系表面积、根系平均直径、根尖数)数据。
1.2.5 数据统计与结果分析
数据统计使用Excel 2003软件,数据统计分析使用SPSS 16.0统计分析软件。
从表3可以看出,对比2种生根剂对组培苗小苗的移栽成活率和抽芽率的影响可以发现,国光生根剂比生根壮苗提苗灵的效果好。使用国光生根剂,在浸根条件下,稀释倍数为14 000倍时,移栽成活率和抽芽率最高分别为82.2%和72.2%,比使用生根壮苗提苗灵稀释倍数为1 000倍时最高的43.3%和36.7%,分别高出38.9%和35.5%。
使用国光生根剂,在淋根条件下,移栽成活率和抽芽率最高分别为75.6%和68.9%,比使用生根壮苗提苗灵,稀释倍数为1 000倍时最高的43.3%和38.9%分别高出32.3%和30%。
成活率方面,国光生根剂浸根和淋根处理与使用清水相比,无显著性差异。稀释倍数为14 000倍时,成活率比清水浸根和淋根处理分别高14.4%和1.1%。组培苗的抽芽率达到72.2.%,比清水浸根和清水淋根处理分别高7.7%和3.3%,在生产上运用此浓度,可以有效提高组培苗移栽成活率,缩短育苗时间7 d左右,能有效降低生产成本和育苗成本,生根壮苗提苗灵与清水对照之间有显著性差异。
浸根条件下,国光生根剂稀释倍数为14 000倍,根系总长度最大,达201.1 cm,生根壮苗提苗灵稀释倍数为1 000倍时,根系总长度最长,达179.3 cm,国光生根剂比生根壮苗提苗灵长21.8cm;淋根条件下,国光生根剂稀释倍数为14 000倍时,根系总长度最长,达198.2 cm,生根壮苗提苗灵为1 000倍时,根系总长度最长,达255 cm,生根壮苗提苗灵处理的根系长度比国光生根剂长56.8 cm(表4)。综上所述,浸根条件下,国光生根剂对根系长度的影响效果较好,而淋根条件下,生根壮苗提苗灵对根系长度的影响效果较好。
表3 不同浓度国光生根剂和生根壮苗提苗灵对橡胶树试管苗成活率和抽芽率的影响
浸根条件下,国光生根剂稀释倍数为14 000倍时,根系总长度、根系表面积、根系直径都表现比生根壮苗提苗灵和清水处理好,只有根尖数比清水浸根处理略低一些。淋根条件下,生根壮苗提苗灵稀释倍数为1 000倍时,根系总长度、根系表面积、根尖数比国光生根剂和清水处理要好,根系直径略比使用国光生根剂时低一些。
表4 不同浓度国光生根剂和生根壮苗提苗灵对橡胶树试管苗根系形态的影响
使用国光生根剂和生根壮苗提苗灵在浸根和淋根条件下,与清水浸根和淋根处理在根系生长指标方面虽然有差异,但无显著性差异(图2)。
图2 不同生根剂浓度处理的橡胶树组培苗根系生长情况
移栽成活率是橡胶树组培苗工厂化生产中的关键因素,成活率的高低在很大程度上决定了每株组培苗的生产成本。本研究结果表明,浸根条件下,国光生根剂稀释倍数为14 000倍时,组培苗的移栽成活率最高,达82.2%。比清水浸根处理高14.4%。组培苗的抽芽率可以达到72.2%,因为抽芽早,可以缩短育苗时间7 d左右,从而降低生产管理成本。
根系作为植物吸收养分水分、合成植物激素的重要器官,其生长发育对植物地上部分有重要影响[10]。国光生根剂稀释倍数为14 000倍时,根系总长度、根系表面积、根系直径均比生根壮苗提苗灵和清水处理好,这也是国光生根剂处理后的植株移栽成活率和抽芽率优于生根壮苗提苗灵处理植株的佐证。国光生根剂效果优于生根壮苗提苗灵的原因有可能是,国光生根剂的主要成分是萘乙酸,它能促进组培苗根系细胞分裂与扩大,诱导形成不定根。而生根壮苗提苗灵主要是一种氨基酸肥料,对于株高4~7 cm的小苗来说,根系不发达,不定根数量也很少,只有在诱导不定根形成后,植株才能通过根系吸收营养,而在没有不定根时,施肥不但不能促进植株生长,反而会造成烧苗的危害。本研究中生根剂浓度梯度范围设置小,没能完全体现生根剂浓度对橡胶树组培苗移栽成活率和根系生长的影响。国光生根剂和生根壮苗提苗灵在橡胶树组培苗移栽中的效果随着生根剂稀释倍数的升高,呈现先降低后升高的趋势,这与陈永华等[11]在月季、小叶女贞、八角金盘、鹅掌柴、大叶黄杨上的研究结果一致。本研究仅局限于在育苗盘中的试验效果,如果要在组培苗装袋育苗过程中应用还需要研究。生根数和根系长度与生根剂浓度有密切关系,生根剂施入量、处理时间、处理次数的相互作用对橡胶树组培苗移栽成活率和根系生长的影响还需要进一步研究。