基质和生长调节剂对紫椴嫩枝扦插的影响

孔雨光，燕丽萍，吴德军，李庆华，刘翠兰，任 飞，刘国利，鲁仪增，王因花

（1.山东省林业监测规划院，山东 济南 250014；2.山东省林业科学研究院 山东省林木遗传改良重点实验室，山东 济南 250014；3.无棣县小泊头镇农业综合服务站，山东 无棣 251900；4.山东省林木种质资源中心，山东 济南 250014）

紫椴Tilia amurensis为椴树科Tiliaceae 椴树属Tilia落叶乔木，是我国Ⅱ级珍贵保护植物[1]。其树姿优美，材质轻软，花芳香馥郁，是优良的园林绿化树种、用材树种和蜜源植物[2]，其花、根等还有很大的药用价值[3]；另有研究表明，城市生境中紫椴吸收SO2及降低环境污染能力相对较强，因此，可将其作为城市森林树种推广[4]。多年来，由于人们的过度采伐，而造林抚育工作又未得到足够的重视，导致紫椴这一珍贵树种的数量锐减，已被列入珍稀濒危树种[5]。因此，开展紫椴高效繁育方法研究将有助于推进其人工林培育，缓解野生资源的保护压力。

目前，紫椴的繁殖仍以播种繁殖为主，由于紫椴种子具有休眠特性，必须经过一定的特殊处理并结合较长时间的层积过程才能解除休眠[6-8]，过程繁琐，发芽速度慢，且易造成出苗不齐，在一定程度上限制了紫椴实生苗的培育[9]。因此，学者们在紫椴的无性繁殖方面展开了广泛的研究[10-13]，其中扦插繁殖由于操作简单、繁殖速度快而广受青睐。目前，人们的研究重点主要集中在插穗部位、插穗年龄、生长调节剂的种类对紫椴扦插的影响。其中，IBA 能够有效提高紫椴嫩枝扦插的生根率，嫩枝扦插的效果优于硬枝扦插[5,10,14]。另外，也有学者对椴树属的其它树种如南京椴[15-16]、泰山 椴[17]等展开了研究，但其相关研究技术无法借鉴到其近缘种紫椴上。为了保护紫椴这一珍贵树种，加快紫椴繁育进程，探索能够在生产实践中推广的快繁方法，本研究在生长调节剂种类及其质量浓度、处理时间与扦插基质等方面展开了探索，以期摸索出一套成熟的扦插繁殖技术体系，为紫椴的规模化发展提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验于2018年6月9日在山东省泰安市夏张基地的温室进行，温室构建：钢框架结构，塑料膜搭棚，顶部覆有遮阴网，自动喷雾，供水系统良好，排水通畅，空气相对湿度控制在95%以上，气温控制在30～45 ℃之间。

1.2 试验材料

1.2.1 插穗的选择

以2～3年生紫椴实生苗基部当年生萌蘖枝条为扦插材料。

1.2.2 植物生长调节剂

采用IBA、NAA、ABT1 号生根粉3 种，其中IBA、NAA 为北京博奥拓科技有限公司生产，ABT1号生根粉为北京艾比蒂生物科技有限公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

采用L9(34)正交试验设计（表1），涉及生长调节剂A、质量浓度B、扦插基质C 和处理时间D 4 个因素，每个因素设3 个水平，共9 个处理，每个处理50 个插穗，每处理重复3 次，以清水处理为对照。

表1 紫椴嫩枝扦插正交试验设计Table 1 Orthogonal factors and levels of Tilia amurensis softwood cutting propagation

1.3.2 扦插基质设计及制备的方法

扦插基质的组分中，基质1 为椰糠∶珍珠岩∶蛭石=16∶3∶1；基质2 为珍珠岩；基质3 为沙子∶椰糠∶珍珠岩∶蛭石=20∶16∶3∶1。扦插基质混合完成后采用多菌灵1 000 倍液消毒，将消毒好的扦插基质分装到50 孔的穴盘中，扦插基质厚度不低于8 cm，浇透水，备用；扦插前24 h 再重复灭菌一遍。

1.3.3 插穗的制备

插穗长度修剪为8～12 cm，上端切口平剪，下端切口斜剪，每个插穗带2 个小叶，每处理采集150 个接穗；将修剪好的插穗用不同质量浓度生长调节剂处理后直接进行扦插。

1.3.4 扦插和插后管理

将预处理后的插穗插入备用的基质中，扦插深度为4±1 cm，然后浇透水，并将插穗与插孔周围的基质压实；采用自动喷雾法保湿，使空气相对湿度控制在95%以上，气温控制在30～45 ℃并持续 20 d，每隔2 d 喷洒一次1.0%的磷酸二氢钾溶液；待扦插生根后，掲除遮阴网，进行全光照炼苗。

1.4 指标调查和数据分析

2018年8月28日，先将生根插穗连同基质一起拔出，然后将插穗放入清水中将粘附于根系的基质冲洗干净后，参考标准指标进行统计[18]，计算插穗生根率、总根数、最长不定根长。不定根数（最长不定根长，根幅）=每个重复的不定根数（最长不定根长，根幅）之和/每个重复的生根插穗 数[19]（测量根幅时，将扦插苗垂直放于桌面，“十字型”测量东西、南北两个方向的根系长度，取其平均值）。使用SPSS 20.0进行方差分析和多重比较，Excel 2010 制图。对根系发育指标进行隶属函数值计算：R(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin)，式中：Xj为某一处理的某一指标值，Xmin，Xmax分别为所有处理在该指标中的最小值和最大值，取各处理下不同测定指标隶属函数值的平均值作为评价标准，隶属函数值越大，代表扦插效果越好。

2 结果与分析

2.1 不同处理对紫椴嫩枝扦插生根率的影响

2.1.1 各处理组合下插穗生根率的差异分析

各处理扦插生根情况见表2。从表2中可以看出，9 个处理中的插穗均有不定根生成，其中生根率最高的为5 号处理，高达90.33%，其次为1号处理和7 号处理（两者生根率分别为80.33%和79.67%，无显著差异），生根率最低的为4 号处理，为54.33%。各处理间生根率差异情况见表2。

表2 各处理对紫椴嫩枝扦插生根率的影响†Table 2 Effects of different treatments on rooting rate of Tilia amurensis softwood cutting

极差分析中，由极差R值可以看出某一因素影响作用的大小，R值越大，代表该因素对研究指标的影响越大[20]。由表2可以看出，在3 个试验因素中，扦插基质的R值最大，由此说明扦插基质对扦插生根率的影响最为显著；其次为植物生长调节剂的质量浓度（R值为12），再次为生长调节剂处理时间（R值为10），而生长调节剂的种类对紫椴扦插生根率的影响最小（R值为8）。

2.1.2 各试验因素对扦插生根率的影响分析

虽然极差分析可以简单直观地反映试验结果，但不能反映其误差大小和精度，因此，还需进行方差分析。结果（表3）表明，在4 个试验因素中，扦插基质对扦插生根率有极显著影响（P＜0.01），而生长调节剂的种类、质量浓度及处理时间对扦插生根率均无显著影响。

表3 紫椴嫩枝扦插生根率的方差分析†Table 3 Variance analysis of rooting rate of Tilia amurensis softwood cutting propagation

进一步对扦插基质的各水平进行多重比较，结果（表4）显示，扦插基质C2和C3差异显著，但是C1与C2和C3差异均不显著。促进紫椴嫩枝扦插生根率的最佳扦插基质为C3（基质2），平均生根率达81.33%。

表4 扦插基质对紫椴嫩枝扦插生根率的影响Table 4 Effect of cutting media on rooting rate of Tilia amurensis softwood cutting

由表2可以看出，生长调节剂、质量浓度、扦插基质、处理时间各水平的作用大小分别为：A1＞A2＞A3、B2＞B1＞B3、C3＞C1＞C2、D1＞D2＞D3，4 种试验因素的最佳水平组合为A1B2C3D1，即生长调节剂为IBA，质量浓度为 200 mg·L-1，扦插基质为基质3，处理时间为0.5 h，此处理组合并未在研究设计的正交表内，但它与5 号处理（生长调节剂为NAA，质量浓度为 200 mg·L-1，扦插基质为基质3，处理时间0.5 h）仅仅存在生长调节剂种类上的差异，生长调节剂的质量浓度、处理时间及采用的扦插基质是完全相同的。由表3中的方差分析可以看出，生长调节剂的种类对紫椴嫩枝扦插的生根率的影响并没有显著差异，故可推测，NAA 和IBA 在提高生根率上的作用效果是相同的，所以5 号处理虽然不是最佳组合，但其生根率也已经达到了工厂化生产的要求，效果等同于最佳水平组合，可以在生产中推广应用。

2.2 不同处理对紫椴嫩枝扦插苗根系生长指标的影响

2.2.1 各试验因素对不定根数量的影响

对紫椴嫩枝扦插苗的不定根数量进行极差分析（图2），结果表明，紫椴扦插苗的不定根数量以扦插基质的R值最大（9.67），说明扦插基质是影响根系不定根数量的主要因素。其次为生长调节剂的质量浓度，对不定根数量影响最小的为处理时间。进一步对各因素进行方差分析及多重比较（表5～6），结果显示，扦插基质和生长调节剂的浓度对不定根数量的影响达到了极显著水平（P＜0.01），而生长调节剂种类和处理时间对不定根数量的影响则达到了显著水平（P＜0.05）。

2.2.2 各试验因素对最长不定根长的影响

对紫椴嫩枝扦插苗的最长不定根长进行极差分析（图1），结果表明，紫椴扦插苗的最长不定根长以扦插基质的R值最大（4.95），说明扦插基质是影响根系最长不定根长的主要因素。其次为生长调节剂种类，对最长不定根长影响最小的为处理时间。进一步对各因素进行方差分析及多重比较（表5～6），结果显示，扦插基质对最长不定根长的影响达到了极显著水平（P＜0.01），而生长调节剂的种类、质量浓度及处理时间对最长不定根长均无显著影响。

2.2.3 各试验因素对根幅的影响

对紫椴嫩枝扦插苗的根幅进行极差分析（图3），结果表明，紫椴扦插苗的根幅仍然是以扦插基质的R值最大（1.58），说明扦插基质是影响根幅的主要因素。其次为生长调节剂质量浓度，对根幅影响最小的为处理时间。进一步对各因素进行方差分析及多重比较（表5～6），结果显示，扦插基质对根幅的影响达到了极显著水平（P＜0.01），而生长调节剂质量浓度对根幅的影响达到了显著水平（P＜0.05），生长调节剂种类和处理时间对根幅的影响不显著。

图1 各因素对不定根数量的影响极差分析Fig.1 Range analysis of influence of various factors on adventitious root number

图2 各因素对最长不定根长的影响极差分析Fig.2 The range analysis of influence of various factors on the longest indeterminate root length

图3 各因素对根幅的影响极差分析Fig.3 The range analysis of influence of various factors on root width

表5 不同试验因素对紫椴嫩枝扦插根系发育指标影响的方差分析†Table 5 Variance analysis of effects of different factors on rooting indicators of Tilia amurensis softwood cutting propagation

表6 不同试验因素及水平对紫椴嫩枝扦插根系发育指标 影响的多重比较Table 6 Multiple comparative analysis of the effects of different factors and levels on rooting indicators of Tilia amurensis softwood cutting propagation

由上述试验结果可知，对紫椴嫩枝扦插苗的根系指标影响最大的试验因素为扦插基质，它对各根系指标的影响均达到了极显著或显著水平，生长调节剂的质量浓度对不定根数量及根幅影响显著，而植物生长调节剂的种类及处理时间仅对不定根数量有显著影响，对最长不定根长及根幅影响不大。

2.3 各处理紫椴嫩枝扦插苗质量的综合评价

在实际生产中，判断某一处理是否适合在实践中推广，不仅仅要看生根率，也要看扦插苗的根系质量，因此，在上述研究结果的基础上，进一步采用隶属函数法对各处理的生根率、不定根数量、最长不定根长度及根幅进行了综合评价（见表7），取4 个指标隶属函数值的平均值作为参考标准，隶属函数值越大，说明该处理的效果越好。由表7可以看出，5 号处理的隶属函数值最高，说明5 号处理对紫椴嫩枝扦插来说效果最好，适用于紫椴的嫩枝扦插。

表7 不同处理各指标的隶属函数值及综合评价Table 7 Membership function values and comprehensive evaluation of various indexes in different treatments

2.4 紫椴嫩枝扦插生根过程

紫椴嫩枝扦插生根类型以愈伤生根为主，仅见少量皮部生根。扦插7 d 左右，插穗下切口即可形成大量白色愈伤组织，少数插穗在扦插后10 d 左右即已生出不定根，20 d 已有部分插穗形成簇状幼根，30 d 插穗的不定根数量继续增多，且已有大量须根生成，至扦插后90 d 调查时，紫椴扦插苗已经形成完整的根系，根系由白色嫩根变为褐色的成熟根。各处理根系发育情况见图4。由图4可以直观地看出各处理扦插苗根系质量上的差异。

图4 各处理根系发育情况Fig.4 Root development of each treatment

3 讨论与结论

在影响扦插生根率的外部因素中，植物生长调节剂和扦插基质起着比较重要的作用[21]。植物生长调节剂的种类、质量浓度配比和处理时间上的差异，均会对扦插成活率造成影响，使植物扦插成活的差异较大[22-24]。IBA、NAA、ABT1 号生根粉是人们最常用到的3 种生长调节剂。有研究指出，外源IBA 可以提高生根区的内源生长素含量以及相关的酶活性，刺激根原基启动，从而促进不定根的形成[25-26]。扈红军等[26]研究了不同处理对欧榛硬枝扦插的影响，相比于NAA 和ABT1号生根粉，IBA 显著提高了欧榛硬枝的生根率；张玉臣等[23]对白木香扦插的研究中发现，IAA 对提高白木香插穗生根率的效果要优于IBA 和NAA，但IBA 处理的插穗生根数量最多；杨芷秋等[27]研究了不同激素和基质对大马士革玫瑰扦插的影响，发现以IBA 处理过的插穗生根率普遍高于ABT 和NAA 处理过的插穗。本研究中，所采用的3 种植物生长调节剂均能提高紫椴嫩枝扦插的生根率，其作用大小依次为IBA＞NAA＞ABT1，IBA 对提高紫椴嫩枝扦插成活率的效果最好，这与史锋厚等[16]在南京椴嫩枝扦插研究中得到的结论相一致。另有张芹等[28]对糠椴嫩枝扦插的研究表明，IBA 和发根农杆菌显著提高了糠椴插穗体内的可溶性糖、IAA、全氮含量及IAA/ABA 的比值，促进了糠椴嫩枝的扦插生根。但在本研究中，植物生长调节剂的种类、质量浓度及处理时间对紫椴嫩枝扦插生根率的影响，在统计学意义上均无显著差异。这与王海南[8]得出的结论有所不同。王海南[8]在研究中指出，生长调节剂的种类和质量浓度对紫椴嫩枝扦插生根率的影响达到了显著水平（P＜0.05）。究其原因，可能与试验条件的不同有很大关系，本研究采用的插穗为2～3年生紫椴实生苗基部的半木质化萌蘖条，具有较强的分生能力，加之扦插基质及扦插环境不同造成的影响，从而导致了试验结果的差异，但还需进行更深入的研究。

不定根数量、最长不定根根长和根幅大小是反映扦插苗木根系发育状况的重要指标。由前述研究结果可知，本研究中，对紫椴嫩枝扦插起决定性作用的为扦插基质。其对紫椴嫩枝扦插的生根率、不定根数量、最长不定根长及根幅的影响均达到了极显著或显著水平。

根据学者们的研究报道，扦插基质对插穗的生根环境影响很大，基质种类不同，其通透性（通气性、透水性）也有很大差异[29-30]。在生产实践中，人们常用的基质有沙子、蛭石、珍珠岩、泥炭土等，可根据树种特性的不同来选择不同的某一种或几种基质按一定比例混合在一起使用。混合基质既能为扦插苗提供足够的水分和营养，有效促进根系的生长和幼苗的发育，又能维持良好的透性，可以为插穗的生根及根系发育创造良好的条件。本研究的试验结果也证实了这一观点，基质1（椰糠∶珍珠岩∶蛭石=16∶3∶1）和基质3（沙子∶椰糠∶珍珠岩∶蛭石=20∶16∶3∶1）均为混合基质，这两者的生根率和根系发育指标均明显优于单一基质珍珠岩（基质2）。

扦插苗的质量关系到移栽成活率及其后续培育，因此评定紫椴扦插苗时，需要综合扦插生根率及其不定根数量、根长和根幅等相关指标。利用隶属函数法对各处理的生根率、不定根数量、最长不定根长及根幅进行综合评价，得出5号处理（即生长调节剂为NAA，质量浓度为200 mg·L-1，扦插基质为基质3，处理时间0.5 h）的隶属函数值最高，说明该处理最适宜紫椴的嫩枝扦插，而且其生根率已经达到了较为理想的效果（90.33%），可以在生产中推广应用。另外，本研究仅对生长调节剂的种类、质量浓度、处理时间和扦插基质对紫椴嫩枝扦插的影响进行了探讨，对于母树年龄、插穗部位、扦插时期等因素均未进行研究，需要在以后进行更为系统、全面的实践，以期能为紫椴种苗的生产提供完善的技术支撑。