任 飞,吴德军,李庆华,孔雨光,李 萍,刘翠兰,刘国利,王因花,燕丽萍
(1山东省林业科学研究院/山东省林木遗传改良重点实验室,济南 250014;2山东省林业监测规划院,济南 250014;3无棣县小泊头镇农业综合服务站,山东 无棣 251900)
黑松为松科松属常绿乔木,树形美观,耐干旱瘠薄。因其耐海雾、抗海风,也可在海滩盐土地方生长。抗病虫能力强,生长慢,寿命长。黑松一年四季长青,抗病虫能力强,是荒山绿化、道路绿化首选树种。
目前,黑松繁殖主要以播种繁殖为主,学者们在黑松容器育苗技术方面展开了广泛的研究[1-3],但实生育苗苗木个体间差异较大、高度不一。对于人工选育的优良株系,要想保持其优良特性还需无性繁殖。人们对松属植物无性繁育手段的研究,主要集中在嫁接、组织培养方面[4-6],对于扦插繁殖研究很少。本研究以黑松当年生嫩枝为材料,对扦插基质、植物生长调节剂种类、浓度及处理时间进行探索,以期能在黑松扦插技术方面取得一定的突破,为黑松无性繁殖提供技术支撑。
实验于2019年6月在山东省泰安市夏张基地的温室进行。温室为钢框架结构、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90%以上,气温控制在30~40℃。
1.2.1 插穗选择 插穗取自山东省林业科学研究院日照创新园,树龄为2~3年,生长健康无病害虫当年生半木质化嫩枝。
1.2.2 植物生长调节剂 包括特效生根粉、NAA、ABT 1号生根粉3种,其中特效生根粉、NAA为北京博奥拓科技有限公司生产,ABT 1号生根粉为北京艾比蒂生物科技有限公司生产。
1.3.1 实验设计 采用L9(34)正交实验设计(表1),涉及生长调节剂(A)、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。
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1000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1次。
表1 黑松嫩枝扦插正交实验设计
1.3.3 插穗制备 插穗长度修剪为8~10 cm,上端切口平剪,下端切口斜剪,每处理采集150个接穗;将修剪好的插穗用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90%以上,每隔2天喷洒一次质量百分比浓度为1.0%的磷酸二氢钾溶液;待扦插生根后,揭除遮阴网,进行全光照炼苗。
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,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)=每个重复的不定根数(最长不定根长)之和/每个重复的生根插穗数。使用SPSS 20.0软件进行方差分析和多重比较,Excel 2010制图。
2.1.1 各处理组合下插穗生根率的差异分析 由表2可以看出,各处理生根率之间的差异达到了显著水平(P<0.05),其中6号处理生根率最高,为76.0%,其次为3号处理,生根率为64.7%。对各影响因子进行极差分析,结果显示,植物生长调节剂浓度的极差最大(R=49.2),说明其对黑松嫩枝扦插生根率的影响最大,其次为处理时间,扦插基质对生根率的影响最小(R=9.7)。
表2 各处理对黑松嫩枝扦插生根率的影响
2.1.2 各实验因素对扦插生根率的影响分析 对各影响因素下的生根率进行方差分析,结果(表3)表明,在实验所设计的4个影响因子中,只有生长调节剂浓度对黑松嫩枝扦插生根率的影响达到了极显著水平(P<0.01),生长调节剂种类、处理时间及扦插基质对扦插生根率的影响均不显著。
进一步对植物生长调节剂浓度的各水平进行多重比较,结果(表4)显示,随着浓度的升高,黑松的扦插生根率提高,当浓度达到1000 mg/L时生根率最高,平均值达65.0%,与前两者的平均生根率差异显著,100 mg/L和500 mg/L浓度下的生根率无明显差异。
由表2可以看出,生长调节剂、浓度、扦插基质、处理时间各水平的作用对黑松嫩枝扦插生根率的影响由大到小的顺序为 A2>A1>A3、B3>B2>B1、C3>C1>C2、D2>D1>D3,4 种实验因素的最佳水平组合为A2B3C3D2,即1000 mg/L ABT 1号生根粉处理40 min,扦插基质为沙子:椰糠:珍珠岩:蛭石=20:16:3:1,此处理组合并未在研究设计的正交表内,但它与6号处理仅存在扦插基质上的差异,生长调节剂的种类、浓度、处理时间是完全相同的。由表3中的方差分析可以看出,扦插基质对黑松嫩枝扦插生根率的影响并没有显著差异,故可推测,6号处理虽然不是最佳组合,但其效果等同于最佳水平组合。
表3 黑松嫩枝扦插生根率的方差分析
表4 植物生长调节剂浓度对黑松嫩枝扦插生根率的影响
各处理对黑松扦插苗生根数量的影响见表5。各处理下黑松生根数量的差异达到显著水平(P<0.05),其中6号处理的生根数量最多,平均生根数量为4.2条,其次为1号处理和4号处理,这三者间的生根数量无显著差异。进一步对各实验因素进行极差分析,结果(图1)表明,植物生长调节剂种类对黑松嫩枝扦插苗的根系数量影响最大,其次为扦插基质,处理时间对根系数量的影响最小。方差分析(表6)表明,各实验因素对黑松扦插苗生根数量均无显著影响(P>0.05)。
各处理对黑松扦插苗最长不定根长的影响见表5。各处理下黑松扦插苗的最长不定根长差异显著,其中6号处理的不定根长最长,平均达18.7 cm,其次为4号处理,但6号处理与4号、1号、2号、9号处理的最长不定根长之间差异不显著。进一步对各实验因素进行极差分析,结果(图2)表明,植物生长调节剂种类对黑松嫩枝扦插苗最长不定根长的影响最大,其次为扦插基质,植物生长调节剂的浓度对根长的影响最小。方差分析(表6)表明,各实验因素对黑松扦插最长不定根长均无显著影响(P>0.05)。
表5 各处理对黑松嫩枝扦插苗根系指标的影响
表6 不同实验因素对黑松嫩枝扦插苗根系发育指标影响的方差分析
图1 各因素对黑松嫩枝扦插苗不定根数量的影响极差分析
图2 各因素对黑松嫩枝扦插苗最长不定根长的影响极差分析
植物的扦插生根率受多种因素共同影响,植物生长调节剂的种类、浓度、处理时间以及扦插基质、扦插环境等都会对其造成影响。其中选择合适的植物生长调节剂对提高扦插生根率具有重要的作用[7-9]。树种不同,所适用的生长调节剂也不同。毕会涛等[10]在对美国木豆树嫩枝扦插的研究过程中发现,IBA可显著提高美国木豆树的生根率和不定根数量;朱晗等[11]研究了不同浓度的ABT 1号生根粉对杉木扦插的影响,结果表明适宜浓度的ABT 1号可使杉木的扦插生根率提高至86%;吴红等[12]则指出ABT 2号生根粉对提高青钱柳的扦插生根率效果较好;于晓锐等[13]研究了NAA、ABT 1号、ABT 3号生根粉对樟叶越桔嫩枝扦插的影响,指出50 mg/L NAA处理对提高樟叶越桔的生根率效果最好。郑健等[14]对花楸树嫩枝扦插技术的研究认为,IBA与NAA混合使用可获得90%以上的生根率。本研究选用生产中常用的3种生根剂,结果显示,植物生长调节剂的浓度对黑松嫩枝扦插生根率的影响最大,差异达到了极显著水平(P<0.01),且生根率随着浓度的升高而提高,但生长调节剂种类及处理时间对黑松扦插苗的生根率影响不大。
扦插基质对插穗的生根影响也很大[15-16],可根据树种特性的不同来选择单一基质或几种基质按比例混合后使用。江国治等[17]研究了3种基质对榉树扦插的影响,认为河沙土最利于榉树扦插生根;吴玉霞等[18]指出基质的物理性状对葡萄扦插生根和苗木生长都有显著的影响;李响[19]研究了文冠果的硬枝扦插技术,指出草炭和珍珠岩按一定比例混合最有利于提高文冠果的扦插生根率;张涛等[20]则认为细河沙最适用于酒泉地区胡杨的嫩枝扦插。张博等[21]采用不同的激素种类和基质配方对楸树的嫩枝扦插技术进行研究,结果证明不同基质配方对生根率的影响差异很大。本研究中所设计的3种扦插基质对黑松嫩枝扦插生根率的影响并没有显著差异,说明在本研究中扦插基质不是决定黑松扦插生根率的关键因素,以后还可以扩大基质的选用范围,以便找到最佳的基质配方。不同树种适用不同的扦插基质,这可能是由种间的生态习性引起的[22-23]。
目前,对松属植物扦插繁殖方面研究的还较少[24-25],为了尽可能全面地研究影响黑松嫩枝扦插生根率的因素,本研究采用正交实验方法,对扦插基质,植物生长调节剂的种类、浓度及处理时间均进行了研究。结果表明,6号处理(即1000 mg/LABT 1号生根粉处理40 min,扦插基质为基质3)的生根率最高,达76.0%,其不定根数量及最长不定根长也优于其他处理,是本次研究中的最佳处理。但本研究尚处于初级阶段,对采穗母树年龄、插穗部位、扦插环境等很多因素还没有进行系统探索,还需进行更深入的研究,以便为黑松优良品系的繁育提供技术支撑。