刘嘉伟,何丽君,陈海军,高粉红,郑 燕,陈嘉玮,郭 娟
(1.内蒙古农业大学 草原与资源环境学院,内蒙古 呼和浩特 010011;2.内蒙古农业大学 农学院,内蒙古 呼和浩特 010019;3.内蒙古自治区生物技术研究院,内蒙古 呼和浩特 010010;4.内蒙古农业大学 林学院,内蒙古 呼和浩特 010019;5.鄂尔多斯市环境保护中心监测站,内蒙古 东胜 017010)
黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murray)属于茄科(Solanaceae)枸杞属(Lycium)多年生落叶灌木。野生黑果枸杞一般分布在盐碱化程度高、干旱与半荒漠化地区,我国野生黑果枸杞群落主要散布在西北干旱半荒漠地区,如新疆、西藏、甘肃、内蒙古等地[1-2];国外野生黑果枸杞在欧洲东南部地区、东亚部分地区均有大量分布。黑果枸杞为高20~150 cm 的多棘刺落叶灌木,分枝繁多,枝条枝刺多、硬度高,一般情况下枝条形状表现“之”字形,幼苗期叶色有紫光色,生长到一定高度多为白色;叶片形状多表现为条形或条状披针形,常于短枝上簇生2~6 片,叶片厚实有蜡质;花生长于棘刺基部两端的短枝上,具有花托,雄蕊和雌蕊不等长,一般情况下筒部裂片长是檐部裂片长的2~3 倍,果实颜色黑紫色;种子形状常表现为肾形,颜色呈褐色[3]。黑果枸杞利用价值主要是含有大量的天然原花青素(OPC),其含有的原花青素是天然抗氧化剂,也被称为植物花青素之王[4]。黑果枸杞含有的多糖也是其主要化学成分之一[5-7],大量研究表明,黑果枸杞中含有17 种不同的氨基酸,并含有大量营养元素,除了常量元素Na、K、Mg、Ca、Fe之外,还含有微量元素Mn、Sr、Se、Zn、Cr、Cu 等[8]。
由于野生黑果枸杞长期生长在盐碱地、荒漠边缘,产量较少,收集难度大。因此,青海、内蒙古、宁夏、甘肃等地引入野生黑果枸杞种质资源,均通过人工种植的方式增加黑果枸杞的产量[9-10]。通过对不同地区野生黑果枸杞的种质资源进行收集,并进行实验室种子萌发,实生苗抗寒、抗旱,果实花青素含量、种质资源遗传多样性分析等试验[11-12]发现,内蒙古阿拉善盟和青海省格尔木市2 个地区的野生黑果枸杞花青素含量较高,同时抗寒和抗旱能力较好。由于黑果枸杞种子采摘难度大,不利于大量繁殖,所以采用植物组织培养技术培养试管苗,有利于扩大繁殖培养[13]。
虽然通过遗传选育可使野生黑果枸杞资源得到开发和利用[14],但是目前关于组织培养下黑果枸杞移栽技术的研究尚无报道。因此,本试验是在组织培养下获得取自内蒙古阿拉善盟和青海省格尔木市的2 种优质黑果枸杞试管苗幼苗的前提下,将幼苗通过移栽试验移栽到准备好的不同移栽基质中,并通过观察幼苗的长势状况,探索野生黑果枸杞试管苗移栽的最适土壤基质配方,旨在为今后野生黑果枸杞新品种选育试管苗移栽技术提供一定的依据。
试验所用黑果枸杞种子采自内蒙古自治区阿拉善盟(38°50′3.50″N,105°42′26.58″E)和青海省格尔木市(36°24′51″N,94°53′42 E)。试管苗繁殖于内蒙古农业大学农学院组织培养室,移栽于内蒙古农业大学农学院小型温室。
1.2.1 试管苗的组织培养 将采自2 个地区的野生黑果枸杞种子进行常规无菌处理,接种在不含激素的MS 培养基中进行无菌苗繁殖,待无菌苗生长到一定高度进行组织培养,得到大量试管苗。实验室培养条件:光照12~16 h/d,温度(28±3)℃。
1.2.2 不同基质移栽试验 将培养瓶中生长至一定高度的试管苗挑出,将培养瓶瓶口打开,放在实验室炼苗架上锻炼1~2 d,以使其适应有菌实验室环境,然后用镊子将试管苗轻轻取出,放在自来水中洗去琼脂,在冲洗过程中注意不能碰断根部,将洗好的试管苗移入温室,在此过程中注意植株底部间的根部不能缠绕在一起[15]。
将处理好的试管苗进行不同基质移栽,共设置3 种移栽基质处理,分别为:A 基质,主要成分为壤土+蛭石(3∶1);B 基质,主要成分为壤土+营养土(3∶1);C 基质,主要成分为壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)。壤土为田间挖取,蛭石及营养土均购买于市场。每种基质设置移栽小区,每个小区为长方形塑料托盘,每个托盘中放置30 个纸杯,每个纸杯中装满移栽基质,每个小区重复10 次。
移栽15 d 后,从每种移栽基质中随机抽取20 株成活样品,分别对其株高、叶长和叶片数进行测量。样品选择标准为植株直立、茁壮,叶片完整。统计存活率时以整个移栽小区为单位统计。
存活率/%=(小区移栽苗存活数/小区移栽苗总数)×100
试验数据采用Excel 2010 和SPSS 22.0 软件进行分析处理。
由表1 可知,阿拉善盟野生黑果枸杞试管苗在同一移栽条件下,壤土+蛭石(3∶1)基质中生长的移栽苗株高、叶长和叶片数均较壤土+营养土(3∶1)基质生长的移栽苗低,分别减少了3.77 cm、1.35 cm 和13.19 片,达到了显著差异水平(P<0.05);壤土+蛭石(3∶1)基质移栽苗株高、叶长、叶片数均较壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质移栽苗低,分别减少了5.68 cm、2.11 cm、18.91 片,达到了显著差异水平(P<0.05);壤土+营养土(3∶1)基质移栽苗株高、叶片数均较壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质移栽苗低,分别减少了1.91 cm、5.72 片,未达到显著差异水平(P>0.05);壤土+营养土(3∶1)基质移栽苗叶长较壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质移栽苗减少了0.76 cm,达到了显著差异水平(P<0.05)。由此可以得知,阿拉善盟野生黑果枸杞试管苗的最佳生长基质为壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)的混合基质。
由表1 可知,格尔木市野生黑果枸杞试管苗在同一移栽条件下,壤土+蛭石(3∶1)基质移栽苗株高、叶长、叶片数均较壤土+营养土(3∶1)基质移栽苗低,分别减少了4.74 cm、1.50 cm、17.83 片,均达到了显著差异水平(P<0.05);壤土+蛭石(3∶1)基质移栽苗株高、叶长、叶片数均较壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质移栽苗低,分别减少了7.34 cm、2.45 cm、27.16 片,达到了显著差异水平(P<0.05);壤土+营养土(3∶1)基质移栽苗株高、叶长、叶片数均较壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质移栽苗低,分别减少了2.60 cm、0.95 cm、9.33 片,达到了显著差异水平(P<0.05)。由此可以得知,格尔木市野生黑果枸杞试管苗最佳生长基质为壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)的混合基质。
表1 不同基质野生黑果枸杞试管苗温室移栽生长情况
由表2 可知,阿拉善盟野生黑果枸杞在壤土+蛭石(3∶1)基质中移栽,平均存活率为64.29%,在壤土+营养土(3∶1)基质中移栽,平均存活率为72.92%,在壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质中移栽,平均存活率为72.00%。阿拉善盟野生黑果枸杞试管苗在同一移栽条件下,壤土+蛭石(3∶1)基质移栽苗存活率比壤土+营养土(3∶1)基质移栽苗存活率低8.63 个百分点,达到了显著差异水平(P<0.05);壤土+蛭石(3∶1)基质移栽苗存活率比壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质移栽苗存活率低7.71 个百分点,达到了显著差异水平(P<0.05);壤土+营养土(3∶1)基质移栽苗存活率比壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质移栽苗存活率高0.92 个百分点,未达到显著差异水平(P>0.05)。由此可以得知,阿拉善盟野生黑果枸杞试管苗移栽到壤土+营养土(3∶1)基质中时,存活率最高,为72.92%;其次为壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)的混合基质,存活率达72.00%,这两个基质差异不显著。
由表2 可知,格尔木市黑果枸杞在壤土+蛭石(3∶1)基质中移栽,平均存活率为63.33%,在壤土+营养土(3∶1) 基质中移栽,平均存活率为68.75%,在壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质中移栽,平均存活率为72.00%。格尔木市野生黑果枸杞试管苗在同一移栽条件下,壤土+蛭石(3∶1)基质移栽苗存活率比壤土+营养土(3∶1)基质移栽苗存活率低5.42 个百分点,达到了显著差异水平(P<0.05);壤土+蛭石(3∶1)基质移栽苗存活率比壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质移栽苗存活率低8.67 个百分点,达到了显著差异水平(P<0.05);壤土+营养土(3∶1)基质移栽苗存活率比壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质移栽苗存活率低3.25 个百分点,未达到显著差异水平(P>0.05)。由此可以得知,格尔木市野生黑果枸杞试管苗移栽到壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)的混合基质中时,存活率最高,达72.00%。
表2 不同基质野生黑果枸杞试管苗移栽存活率
本试验中,在壤土+蛭石(3∶1)基质、壤土+营养土(3∶1)基质下阿拉善盟野生黑果枸杞移栽苗存活率略高于格尔木市野生黑果枸杞移栽苗,在壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质下阿拉善盟野生黑果枸杞移栽苗存活率与格尔木市野生黑果枸杞移栽苗相同,但在3 种基质下,格尔木市野生黑果枸杞移栽苗长势总体好于阿拉善盟野生黑果枸杞移栽苗,出现这种现象的原因是2 个地区野生黑果枸杞的生长环境不同,导致野生黑果枸杞长势不同,因此在相同基质不同环境下,2 种野生黑果枸杞的生长情况出现差异。
阿拉善盟的气候冬寒夏热,7月平均气温22.0~26.4 ℃,极端最高气温达41.7 ℃,格尔木市夏季平均气温在17.5 ℃左右,阿拉善盟野生黑果枸杞更耐高温。随着春季逐渐结束,进入夏季,试验地的温度也越来越高,温室内的温度也随之升高,这使得温室内的环境温度越来越贴近阿拉善盟夏季的环境温度,因此,耐高温的阿拉善盟野生黑果枸杞移栽苗存活率增高,相比之下原生长温度较低的格尔木市野生黑果枸杞移栽苗存活率略微下降。
本试验表明,在不同基质移栽处理下,内蒙古阿拉善盟和青海格尔木市野生黑果枸杞在壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质下株高、叶长、叶片数均较高,植株生长较好;在移栽存活率方面,阿拉善盟野生黑果枸杞移栽苗表现为壤土+营养土(3∶1)最高,壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质下存活率次之,2 个基质差异不显著;格尔木市野生黑果枸杞表现为壤土+蛭石+营养土(3∶1∶1)基质下存活率最高。
在野生黑果枸杞移栽时需要注意以下几个方面,以确保移栽成活:野生黑果枸杞的试管苗温室移栽需要按照操作规范进行,试管苗生长量要优,试管苗生长高度不易过高,一般苗高齐培养瓶口即可,若高出培养瓶口,苗弯曲过长移栽不易成活;由于试管苗的培养繁殖体系建立非常困难,培养时间较长,所以移栽时最好是少量多次试验,以免导致野生黑果枸杞试管苗在移栽过程中大量死亡,从而造成试管苗浪费;野生黑果枸杞试管苗温室移栽后的管理,需注意水肥管控。野生黑果枸杞具有重要的保健价值,探索其试管苗的移栽技术,可以在地区发展沙产业、开发生态植物产品、发展经济、改善生态环境等方面发挥良好的作用。