基于L4（23）正交设计的木香薷秋季嫩枝迷雾扦插试验

薛红恩,李保印,2,韩阳,丁路路,周秀梅,2

（1.河南科技学院园艺园林学院,河南新乡453003；2.河南科技学院芳香植物研发中心,河南新乡453003）

木香薷（Elsholtzia stauntonii Benth.）为唇形科香薷属直立落叶灌木,别称华北香薷、紫荆芥.茎多分枝,小枝下部近圆柱形,上部钝四棱形,叶披针形至椭圆状披针形,被灰白色微柔毛.木香薷广泛分布于我国河南、河北、山西、陕西等省,常见于阳坡、道旁、田边及灌丛中[1].在河南省木香薷的花期为10 月至11月,花色为玫瑰紫红色,果实成熟期11 月,果实为光滑扁平的椭圆形的小坚果[2].木香薷不仅是少花的秋季开紫花的香料植物,而且具有较高的观赏价值,同时,其茎叶均可提取精油、食用及药用、用作香料、萃取抗氧化剂等.所以,它既能美化、香化环境,又能净化空气,且在园林绿化与芳香疗法方面具有极高的应用前景[3-4].目前,国内对嫩枝扦插进行了一定的研究[5-6],但木香薷的研究主要集中在其腺毛的发生、发育和精油的最佳提取工艺上[7-8],关于木香薷的扦插方面的相关文献报道较少,仅刘鑫军[9]和郭甲科等[10]对木香薷的种子繁殖与扦插繁殖进行了初步探究,而关于木香薷秋季嫩枝迷雾扦插繁殖效果如何,值得探索.为此,本研究采用正交试验设计,具有高效率、快速、经济等特点[10],从全面试验因素中挑选部分具有“均匀分散,齐整可比”的代表性因素,进行木香薷秋季嫩枝迷雾扦插,旨在利用未开花母株疏剪的嫩枝做插穗,用最少的处理组合获得尽可能多的试验结果,为木香薷的进一步科研奠定基础,为其种苗生产提供指导.

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

供试插穗为木香薷当年生健壮无病害的嫩枝（母株种植在河南科技学院新东区试验田）（图1-A）；供试生根剂为开封森诺科技有限公司生产的含吲哚丁酸和萘乙酸钠混合的80%可湿性粉剂10 g 包装（图1-D）；多菌灵为四川国光农化有限公司生产的50%可湿性剂（400 g 包装）；草木灰是用干枯一年生草花焚烧过筛后的粉末（图1-E）.

图1 试验材料Fig.1 Experimental materials

1.2 试验方法

1.2.1 试验时间 试验于2018 年9 月9 日至2018 年10 月10 日在河南科技学院绿化处室外的两个插床（图1-F）中进行.

1.2.2 试验设计采用L4（23）正交试验,各因素和水平详情见表1.

表1 木香薷秋季嫩枝迷雾扦插正交设计的因素和水平表Tab.1 Factors and levels of orthogonal design for the softwood cuttage of E.stauntonii with spraying in autumn

表2 L4（23）正交设计实施方案Tab.2 Plan of L4（23）orthogonal design

1.2.3 插床的建造及扦插基质处理 选排水良好,有一定遮阴的空闲地块,自建长约3 m,宽约1 m,深10 cm,四周用砖块围合,内填充扦插基质,并安装迷雾装置的扦插池,作为本试验用插床.

用市场购买的大颗粒纯珍珠岩或珍珠岩与蛭石按体积比1:1 的比例,填充插床,并使基质表面稍低于四周床边最高处2 cm.扦插前5 d（2018 年9 月4 日）,先用质量浓度为500 mg/L 的多菌灵水溶液对插床基质消毒.扦插当天再用迷雾装置对基质喷淋,使湿度达到75%左右.

1.2.4 插穗的制备 2018 年9 月9 日,采露地栽种木香薷母株上的半木质化的枝条,平剪成约5 cm 不带踵插穗（图1-B）,徒手扯下枝条中上部短枝,基部带少量木质部和皮部的带踵插穗（图1-C）.剪好的插穗去掉基部叶片,立即放入清水中备用.

1.2.5 扦插处理剂的配制

粉剂的配制：分别准确称取生根粉和草木灰各5 g,按质量比1:1 的比例混匀,装入干净的小塑料瓶中备用.

水剂的配制：将生根粉用去离子水配置成500 mg/L 的水溶液,作为试验用的水剂,装入事先准备好的瓶中备用.

1.2.6 扦插及插后管理 按1.2.5 的配制的粉剂和水剂分别处理插穗基部10～15 s,按表2 的方案实施扦插.扦插前用小木棍在基质上扎一小洞,深度占枝条长度的2/3,保持小洞之间等距,在插好的洞中放入处理好的插穗,压实插穗周围的基质.扦插完成后用迷雾装置一次透水.

为保持水分平衡,防止插穗脱水,在扦插初期保持插床的湿度在75%左右.当插穗生根后降低插床的湿度,以免烂根.生根后逐渐降低基质湿度.每天捡插床上的落叶及其它杂物,防止落叶腐烂,造成杂菌污染.

1.2.7 数据调查 扦插后30 d（2018 年10 月10 日上午10 时之前和下午4 时之后调查并拍照）,统计扦插苗的叶片数、最长根长、生根数等指标,并计算生根率.

1.3 数据分析

试验数据利用Excel2010 软件整理,DPS7.55 数据处理软件分析.分析前对调查数据中的百分数进行反正弦转换,并进行数据的正态分布与异常数据检验.

2 结果与分析

2.1 对木香薷秋季嫩枝插穗生根的影响

三因素对木香薷秋季嫩枝插穗生根的影响结果见图2.

图2 插穗生根情况Fig.2 Rooting of cuttings

由图2 可知,在4 个处理组合中,2 个处理组合（粉剂处理不带踵插穗基部后,扦插于珍珠岩:蛭石=1:1的基质中,与粉剂处理带踵插穗后扦插于纯珍珠岩的基质中）插穗生根效果较好（图2-B、D）；多数插穗为皮部生根（图2-E）,少量插穗基部见愈伤组织,但经愈伤组织生根数量较少（图2-F）.

2.2 对木香薷秋季嫩枝迷雾扦插影响的极差分析

三因素对木香薷秋季嫩枝迷雾扦插影响的极差（R）见表3.

表3 三因素对木香薷秋季嫩枝迷雾扦插影响的极差（R）表Tab.3 The range（R）of the effect from the three factors on the softwood cottage of E.stauntonii with spraying in autumn

由表3 可知,插穗生根率的极差由大到小的顺序为RB>RA=RC,生根数的极差由大到小依次为RB>RC>RA,最长根长的极差由大到小为RB>RC>RA；叶片数的极差由大到小为RB>RA=RC.综合四个指标的极差结果看,试验设计的三个因素对木香薷秋季嫩枝迷雾扦插成苗的影响,由大到小的顺序为B>C>A,表明插穗基部促根处理方法是影响木香薷秋季嫩枝迷雾扦插效果的主要因素,其次是基质类型,最后是插穗类型.

2.3 对木香薷秋季嫩枝迷雾扦插影响的方差分析

2.3.1 对木香薷秋季嫩枝迷雾扦插影响的4 项指标P 值 三因素对木香薷秋季嫩枝迷雾扦插影响的4项指标P 值见表4.

表4 三因素对木香薷秋季嫩枝迷雾扦插影响的四项指标P 值Tab.4 P-value of four indexes for evaluating the effects from the three factors on seedling by softwood cottage of E.stauntonii with spraying in autumn

由表4 可知,A 因素（插穗类型）对4 个指标均无显著影响；B 因素（插穗基部处理方法）对生根率、生根数有极显著影响（P<0.01）,对最长根长有显著影响（P<0.05）；对叶片数无显著影响；C 因素（基质类型）仅对生根数有显著影响（P<0.05）,对其他指标无显著影响.

2.3.2 不同处理组合对木香薷秋季嫩枝扦插的影响 调查处理组合的生根情况及插穗叶片数见表5.

表5 不同处理组合对木香薷秋季嫩枝迷雾扦插的影响Tab.5 Effects of different treatment combinations on seedling by softwood cottage of E.stauntonii with spaying in autumn

由表5 可知,从生根率和生根数两个指标来看,A1B2C2和A2B2C1这两个处理组合均极显著好于其他两个组合；从最长根长这一指标来看,A1B2C2这一处理组合显著好于A1B1C1和A2B1C2,但与A2B2C1无显著差异；从叶片数指标来看,4 个处理组合间无显著差异.综合来看,四个处理组合中最优的处理组合是A1B2C2,即用 m生根粉:m草木灰=1:1 混合粉剂处理不带踵的插穗扦插到 m珍珠岩:m蛭石=1:1 基质中,生根率达到93.35%,生根数10 条,最长根长4.41 cm,叶片数8 片.

3 结论与讨论

前人关于扦插的研究表明,影响扦插育苗成功的因素有多种,如扦插基质类型[12-13]、插穗基部促根处理的方法[14-17]和插穗的类型[18]等.

扦插基质是影响插穗生根成苗的主要因素之一,不同扦插基质对插穗生根影响不同.本试验发现选择基质m珍珠岩:m蛭石=1:1,扦插成苗效果比纯珍珠岩的基质要好.这与马济民等[12]及朱上游等[13]的结论基本一致.纯珍珠岩基质透气性好但保水性差,蛭石透气性和保水力均比较好,珍珠岩和蛭石以适当的比例混合,则能优势互补,利于插穗前期水分平衡的维系和后期的生根及根系生长.

一些扦插试验研究[10,16,18]发现,利用植物生长调节剂或生根粉水溶液（水剂）处理插穗后扦插对插穗生根成苗有显著影响.傅华龙等[19]发现,植物生长调节剂能使植物细胞壁的结构疏松,提高插穗组织的再生能力,促进插穗形成根和叶,进而影响插穗的生根及扦插苗的生长.本试验的极差分析发现,就木香薷秋季嫩枝迷雾扦插综合效果看,插穗基部促根处理方法强于基质类型和插穗类型.

对于木香薷秋季嫩枝迷雾扦插,用混合粉剂（m生根粉:m草木灰=1:1）处理插穗基部的成苗效果要比500 mg/L生根粉水溶液处理效果要好.贾明等[14]在一品红扦插育苗中发现,利用草木灰处理一品红嫩枝插条的成苗效果显著；郭华等[15]在对红叶乌桕扦插繁殖试验中发现,利用草木灰处理插条基部,比不粘草木灰的插条,成活率显著提高.草木灰中含量最多的是钾元素,其次是磷元素和一些微量营养元素,适当比例的草木灰处理插穗能提高生根率及成苗率.本试验用生根粉和草木灰质量比1:1 混合粉剂,促进了嫩枝插穗生根,提高生根率及成苗率,比仅用生根粉水剂处理插穗基部的成苗效果好.

本试验中最优处理组合的插穗生根率为93.35%,而郭甲科[10]等最优处理组合的生根率则为100%.引起该差异的原因有多种,如生根粉有效成分的含量不同、插穗的处理时间不同、插穗内部储存营养含量不同等.本试验利用粉剂（生根剂:草木灰=1:1）（生根剂有效成分为吲哚丁酸和萘乙酸钠混合80%可湿性粉剂）的处理嫩枝插穗10～15 s,扦插在基质（珍珠岩:蛭石=1:1）中,而郭甲科等利用100×10-6ABT1号生根粉（有效成分含萘乙酸量20%,含吲哚乙酸量30%）水剂浸泡硬枝插穗6 h,扦插在底层炉渣上层净河沙的基质中.本试验选用顶端嫩枝进行扦插,虽然成苗率为93.35%,未达到100%,但与硬枝扦插相比,嫩枝扦插插穗较容易获得,且更易生产推广.

本试验在9 月进行木香薷秋季嫩枝迷雾扦插,雨水较少且温度适宜,采集顶端嫩枝作插穗,数量多且不会影响植株生长,克服了夏季扦插时,插穗数量较少、采插穗影响植物生长、插穗含水量高易腐烂、配制生根粉溶液步骤繁琐等问题.在全光照迷雾条件下利用粉剂对嫩枝插穗处理,速蘸速插,操作简单且节省时间,有利于规模化生产.

本试验发现木香薷插穗多为皮部生根,少量插穗基部见有愈伤组织,但经愈伤组织生根数量较少,这与郭甲科等[10]研究得出的木香薷生根方式主要是皮部生根的结论一致.

本试验发现插穗类型对木香薷嫩枝扦插的成苗率影响不显著,但谢金兰等[17]发现钟花樱的插穗类型对生根率和成苗率有显著影响.谢金兰等是用木质化或半木质化状态的钟花樱插穗进行扦插,而本试验是用木香薷顶端嫩枝进行扦插；带踵的钟花樱插穗生根效果好且多为愈伤组织生根[17].带踵的插穗创口面积大有利于与基质接触,有利于愈伤组织产生更多的根系,但由于木香薷多为皮部生根,愈伤组织的生根量很少,所以,带踵插穗的类型对木香薷生根成苗影响不显著.

试验所设的三个因素的极差分析结果显示,影响木香薷秋季嫩枝迷雾扦插效果强弱顺序为B>C>A,即插穗处理方法>基质类型>插穗类型；方差分析结果表明：A1B2C2,即选用粉剂（m生根粉:m草木灰=1:1）处理不带踵的木香薷插穗 10～15 s,扦插于基质（m珍珠岩:m蛭石=1:1）中,其生根数 10 条,最长根长 4.41 cm,叶片数8 片,生根率和成苗率为93.35%,生根成苗效果最好,为四个处理组合中的最优处理组合,且操作简便,易于在生产中推广应用.