沙棘嫩芽扦插快繁技术

郝曜山，王亦学，张欢欢，王 铭，董艳辉，王晓清，吴慎杰

（山西农业大学 生命科学学院，山西 太原 030031）

沙棘Hippophae rhamnoides为胡颓子科Elaeagnaceae 沙棘属Hippophae落叶灌木或小乔木，具有抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐盐碱的特性[1]，广泛分布于亚洲和欧洲的温带地区。在中国的辽宁、河北、山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆、西藏、四川等地区均有广泛分布[2]。沙棘根系发达、枝繁叶茂、生长快速，是用于防风固沙、水土保持的重要生态经济树种[3]。同时，沙棘果实酸甜可口，含有丰富的生物活性物质、多种营养成分及微量元素，在食品、饮料和医药保健等行业中具有广泛的应用[2,4]。在现阶段，沙棘也是应用于中国荒漠防治、退耕还林、快速脱贫工程的重要树种[5-6]。随着沙棘人工造林规模和商业市场的不断扩大，沙棘幼苗的数量和质量已经成为限制其产业发展的关键因素。

沙棘是雌雄异株植物，繁育方法包括有性繁殖和无性繁殖[2]。有性繁殖在生产上即播种育苗，由于在幼苗期无法快速准确区分沙棘雌雄株，难以控制人工林的雌雄比例，子代的杂合基因也使得母本的优良性状不能稳定保持，因此，播种育苗的方法不适用于经营性造林，仅适用于建设普通防护林。无性繁殖方法包括扦插、嫁接、埋根、压条等。早在1976年，已有俄罗斯科研人员采用早春8年生树体的插条进行扦插繁殖试验的报道[7]。20世纪80年代末，在我国辽宁、甘肃等地也有了沙棘无性繁殖方法研究的报道。随着张廓玉等[8]报道的全光照自动喷雾技术的逐渐成熟和推广，实际生产过程中扦插育苗方法被广泛使用[9]。近年来，随着有关沙棘扦插成活率影响因素（采穗要求、育苗基质、生根试剂、环境条件等）的研究不断增多和深入[10]，沙棘扦插育苗技术不断完善。沙棘扦插育苗方法主要有2 种：硬枝扦插和嫩枝扦插[6,9]。但这2 种方法均存在缺陷。第一，插穗取材有限。要保证硬枝扦插的出根成活率，就必须截取2年生及以上枝龄的枝条作为插穗，插穗长15～20 cm，在1 株性状优良的母株上能入选的枝条有限。在传统的嫩枝扦插中往往选取夏末木质化或半木质化枝条[7]作为插穗，插穗长15～20 cm，入选的优良无性系苗，一般要3年以上才能进行剪枝扦插。在枝条数量有限的情况下，难以快速大量生产扦插苗。第二，获取插穗的人工费用高。沙棘的刺和小枝条较多，将其剪成合适长度的干净插穗较为费工，不利于优种的大面积快繁推广[11]。Li 等[7]经研究认为晚春季节沙棘新枝不再生长且未木质化。高晓峰等[12]的试验结果也表明，晚春季节10 cm 以下沙棘幼枝的初生生长尚未结束，未木质化。为了提高沙棘育苗效率，本研究中以2～8 cm 非木质化沙棘嫩芽为插穗，利用微枝扦插技术，在育苗大棚和光照培养箱中进行扦插试验。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 插 穗

以山西省静乐县野生沙棘非木质化嫩芽为接穗。

1.1.2 扦插基质

扦插基质选用泥炭土和珍珠岩的混合物（体积比3∶1）、蛭石、河沙。扦插基质中，河沙取自静乐县本地河滩，其他均购自生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.1.3 外源激素

所用外源激素为吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）等，均购自生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.2 插穗采集和处理方法

选取具有优良性状的植株作为采穗母株。待枝条上芽长至2～6 cm（一心二叶以上），用手直接掰取或用剪刀贴树皮剪下非木质化嫩芽。较长的嫩芽可剪为5 cm 左右的插穗，带1～2 片叶、不带顶心的插穗也可用于扦插。将处理好的插穗直接浸泡于清水或置于高湿环境中，保持新鲜状态，防止失水。扦插前将插穗使用0.1%～1.0%多菌灵溶液和0.05%高锰酸钾的混合溶液浸泡消毒1.5～2.0 h[13]。为了减少蒸腾且避免与基质接触发生霉变，去除插穗基部多余的叶片。

1.3 试验设计

1.3.1 环境因素对沙棘嫩芽扦插生根效果的影响

环境因素对沙棘嫩芽扦插的影响试验包括温度、湿度、光照3个因素，每个因素设计3个水平（表1），采用L9(34)正交设计进行试验[14]。

表1 环境因素对沙棘嫩芽扦插生根效果影响L9(34)正交试验的因素和水平Table 1 L9(34) orthogonal test factors and levels for environment effects on seabuckthorn tender bud cutting

2019年6月下旬采穗后，将插穗基部浸泡于IBA 200 mg/L 溶液中处理1 h 后用于扦插，扦插深度为1/3 插穗长度，分为9 组，每组50 株。在SANYO MLR-351H 光照培养箱内进行培养。扦插20 d 后挖出插穗，用清水洗净根部，统计生根株数，计算生根率。插穗生根率为生根插穗数占插穗总数的百分比。

1.3.2 采穗日期对沙棘嫩芽扦插生根效果的影响

2019年5月20日—8月5日，每隔15 d 进行采穗。将插穗基部浸泡于IBA 200 mg/L 溶液中处理1 h 后，在静乐县康家会村育苗温室中进行扦插，扦插深度为1/3 插穗长度。每批扦插100 株，20 d后将苗木挖出，用清水洗净根部，统计生根株数，计算生根率。同时，每处理随机抽取15 株，统计平均根数和根长，3 次重复。

1.3.3 激素种类及浓度对沙棘嫩芽扦插生根效果的影响

激素种类及浓度对沙棘嫩芽扦插生根效果有着重要的影响[15]。2019年6月下旬采穗后，将插穗基部浸泡于IBA、NAA、IBA+NAA、IBA+NAA、IBA+NAA（联合使用时激素配比为质量比）等不同种类激素的不同质量浓度（100、200、400、600、800 mg/L）溶液中处理1 h，以清水为对照（CK），3 个重复，每个重复20 株。在山西省农业科学院日光温室内进行扦插，扦插深度为1/3 插穗长度。扦插20 d 后将苗木挖出，用清水洗净根部，统计生根株数，计算生根率[16]。同时，每重复随机抽取10株，统计平均根数及根长。

1.3.4 扦插基质对沙棘嫩芽扦插生根效果的影响

2019年6月下旬采穗后，将插穗基部浸泡于IBA 200 mg/L 溶液中处理1 h 后用于扦插，扦插深度为1/3 插穗长度，3 个重复，每重复100 株。在山西省农业科学院日光温室内采用泥炭土和珍珠岩的混合物（体积比3 ∶1）、蛭石、河沙作为基质进行扦插试验。扦插20、40 d 后将苗木挖出，用清水洗净根部，分别统计生根株数，计算生根率。同时，每重复随机抽取20株，统计平均根数及根长。

1.4 数据处理和分析

使用SPSS 软件进行方差分析和多重比较，分析前对生根率和根数进行arcsin和转换[17]。

2 结果与分析

2.1 环境因素对沙棘嫩芽扦插生根效果的影响

正交试验共设9 组处理，第1、5、6 组处理嫩芽扦插约14 d 后开始出根，第3、4、7、8 组处理嫩芽扦插约17 d 后开始出根，第2、9 组处理嫩芽扦插约20 d 后开始出根。各处理沙棘嫩芽插穗的生根率统计结果见表2。由表2可知，第6 组处理，即温度30 ℃、湿度85%、光照强度5 000 lx条件下，沙棘嫩芽扦插20 d 后生根率最高（96%），第9 组处理，即温度20 ℃，湿度75%，光照强度2 500 lx 条件下，沙棘嫩芽扦插20 d 后生根率最低（72%）。

表2 L9(34)正交试验中沙棘嫩芽插穗的生根率及极差分析结果Table 2 Rooting rate and range analysis results of L9(34)orthogonal experiment of seabuckthorn shoot cuttings

根据均值可以判断不同水平对试验指标的影响。生根率的极差分析结果见表2。由表2可知，A 因素处理最优水平为A2，B 因素处理最优水平为B2，C 因素处理最优水平为C2。根据极差（R）值，将各试验因素对生根率的影响进行排序，湿度的R值最大（12.0），与温度的R值（11.4）接近，光照强度的R值最小（2.7）。因此，各因素对沙棘嫩芽插穗生根率的影响由大到小依次为B、A、C，湿度对沙棘嫩芽插穗生根率的影响最大，光照强度对其影响最小。得出的最优水平组合为A2B2C2，即沙棘嫩芽扦插生根的最佳环境条件为温度25 ℃、湿度85%、光照强度5 000 lx。

2.2 采穗日期对沙棘嫩芽扦插生根效果的影响

不同采穗日期处理中沙棘嫩芽插穗的生根情况见表3。由表3可知，随着采穗日期的延后，沙棘嫩芽扦插的生根率、生根长度及条数基本呈现先升高再递减的趋势。6月20日、7月5日和7月20日采集沙棘嫩芽并扦插，嫩芽的生根率、生根长度及条数均较高，且彼此间差异不显著。5月20日和6月5日采集的嫩芽插穗较6月20日、7月5日和7月20日所采插穗的生根率、生根长度及条数低，且差异显著。8月5日后，枝条木质化程度高，嫩芽的生根率、生根长度及条数均显著下降，且植株易出现生长不良的现象。

表3 不同采穗日期处理中沙棘嫩芽插穗的生根情况†Table 3 Rooting of seabuckthorn tender bud cuttings in different scion collected perieod treatments

2.3 激素种类及浓度对沙棘嫩芽扦插生根效果的影响

2.3.1 对嫩芽插穗生根率的影响

不同激素种类及浓度处理中沙棘嫩芽插穗的生根率见表4。由表4可知，IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 处理中，嫩芽插穗的平均生根率分别为82.7%、77.0%、87.3%、85.1%、78.7%、61.7%，其中，IBA+NAA（10∶1）处理中嫩芽插穗的生根率最高，其余激素处理中嫩芽插穗的生根率也显著高于CK 处理。方差分析结果表明：不同的激素种类对沙棘嫩芽插穗生根率影响的差异显著。多重比较结果显示：NAA 和IBA+NAA（2∶1）处理间差异不显著，与其余激素处理及对照处理的差异显著，IBA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、CK 各处理间差异显著。

表4 不同激素种类及浓度处理中沙棘嫩芽插穗的生根情况†Table 4 Rooting of seabuckthorn tender bud cuttings in the treatment of different hormone types and concentrations

不同浓度激素处理对沙棘嫩芽插穗生根率影响是不同的。IBA 和IBA+NAA（10∶1）处理中，在质量浓度为200 mg/L 时生根率最高，分别达到90.0%和96.7%；NAA、IBA+NAA（4∶1）和IBA+NAA（2∶1）处理中，在质量浓度为400 mg/L时生根率最高，分别达到了81.7%、93.3% 和85.0%。其中，NAA 和IBA+NAA（10∶1）处理中在质量浓度为200 和400 mg/L 时生根率的差异不显著，说明其质量浓度为200～400 mg/L 时生根效果相同。多重比较结果显示，其余各质量浓度激素处理间生根率的差异显著，说明激素质量浓度是影响沙棘嫩芽插穗生根率的重要因素之一。

2.3.2 对嫩芽插穗不定根数量的影响

不同激素种类及浓度处理中沙棘嫩芽插穗的不定根数量见表4。由表4可知，IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 处理中，嫩芽插穗的不定根数量均值分别为17.7、15.9、19.7、17.8、15.3、10.3，其中，IBA+NAA（10∶1）处理中嫩芽插穗的不定根数量最多（图1），其余激素处理中不定根数量均值显著高于CK 处理。方差分析结果表明：不同的激素种类对沙棘嫩芽插穗不定根数量影响的差异显著。多重比较结果显示：IBA和IBA+NAA（4∶1）处理间嫩芽插穗不定根数量均值的差异不显著，与其余激素处理及对照处理的差异显著，NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 处理间嫩芽插穗不定根数量均值的差异显著。

图1 不同激素处理中沙棘嫩芽插穗的生根情况Fig.1 Rooting profile of seabuckthorn tender scions with different types of hormones

不同浓度激素处理对沙棘嫩芽插穗不定根数量的影响是不同的。IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）处理中，在质量浓度分别为600、400、200、600、400 mg/L时，不定根的数量均值达到最高，分别为20.0、19.7、20.3、20.3、18.3，不同质量浓度激素诱导不定根的最高数量不同。多重比较结果显示：IBA+NAA（10∶1）处理中，质量浓度200 mg/L与其他质量浓度下嫩芽插穗的不定根数量差异显著。其余处理间也存在差异显著的情况。说明激素质量浓度是影响沙棘嫩芽插穗不定根数量的因素之一。

2.3.3 对嫩芽插穗根长的影响

不同激素种类及浓度处理中沙棘嫩芽插穗的根长见表4。由表4可知，IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 处理中，嫩芽插穗的平均根长分别为4.6、4.5、4.9、4.4、4.6、4.3 cm，其中，IBA+NAA（10∶1）处理中嫩芽插穗的平均根长最高（图1），显著高于CK 处理，其余激素处理中嫩芽插穗的平均根长与CK 的差异不显著。多重比较结果显示：除NAA、IBA+NAA（10∶1）处理外，其余各激素处理间嫩芽插穗平均根长的差异不显著。

不同浓度激素处理对沙棘嫩芽插穗根长的影响是不同的。在IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）处理中，在激素质量浓度分别为200、400、200、400、400 mg/L时，不定根的平均根长达到最高，分别为5.3、5.1、5.8、5.0、5.2 cm。不同质量浓度的激素对根长的诱导效果不同。多重比较结果显示：各质量浓度处理间嫩芽插穗根长存在差异显著或不显著的情况。说明激素质量浓度对沙棘嫩芽插穗的根长有影响，但其影响效果不及对生根率和不定根数量的影响。

2.4 扦插基质对沙棘嫩芽扦插生根效果的影响

不同基质处理中沙棘嫩芽插穗的生根情况见表5。由表5可知，使用3 种基质扦插育苗，扦插20 d 后，泥炭土+珍珠岩（3∶1）和蛭石处理中，嫩芽插穗的生根率显著高于河沙处理，但各处理间不定根平均数量和平均长度的差异不显著；扦插40 d 后，3 种基质处理间扦插苗的生根率和不定根平均数量的差异不显著，泥炭土+珍珠岩（3∶1）处理的平均根长显著高于蛭石和河沙处理。

表5 不同基质处理中沙棘嫩芽插穗的生根情况†Table 5 Rooting of seabuckthorn shoot cuttings in different substrate treatments

3 结论与讨论

本试验中在人工干涉的环境条件下研究了温度、湿度、光照对沙棘嫩芽扦插效果的影响，得出沙棘嫩芽扦插的最优环境条件为温度25 ℃、湿度85%、光照强度5 000 lx，各因素对沙棘嫩芽插穗生根率的影响由强到弱依次为湿度、温度、光照。这与贺春梅[18]对沙棘嫩枝扦插试验条件的研究结果有所不同。贺春梅[18]的研究结果显示，沙棘半木质化的嫩枝扦插湿度要在95%以上，而本试验结果显示85%的湿度条件较95%的湿度条件有更高的生根率，可能是因为本试验中所选取的插穗材料为非木质化的嫩芽或微枝，过高的湿度（95%以上）会使嫩芽的霉变率提高，生根率下降，较低的湿度（75%）会使根原基形成受阻，生根率也较低。贺春梅[18]的研究结果显示，28～30 ℃为嫩枝扦插的最适温度，而本试验结果显示25 ℃为嫩芽扦插最适温度，可能是因为较高的温度会使嫩芽比半木质化嫩枝更易霉变。光照是3 个因素中对生根率影响最小的因素，最佳光照强度为5 000 lx，说明较低的光照强度不利于刺激顶端激素形成，从而影响根原基的形成，而较高的光照强度可能会引起插穗脱水萎蔫，造成毒素积累[19]，不利于根原基形成。维持合适的湿度是沙棘嫩芽扦插成功的首要条件，保证了根原基形成前插穗的活力与健康度；温度则影响了不定根形成和生长的速度；在扦插育苗的不同时期，光照条件对插穗的影响不同，本试验主要在根原基形成前期开展，光照对生根率的影响较其他因素弱，此时较低的光照强度可以防插穗脱水萎蔫，生产上此时要注意遮阴，根形成后应提高光照强度，增加叶面光合能力，加速苗的生长。

由于本试验中使用的插穗较传统插穗更短、更幼嫩，插穗的养分含量少，更易受到外源激素影响[20-21]。在5 种处理中，IBA+NAA（10∶1）处理嫩芽插穗的生根效果最理想，明显优于其他4种处理，说明激素IBA 和NAA 按一定比例混合使用对沙棘嫩芽插穗生根的诱导效果好于2 种激素单独使用的效果。但当IBA 和NAA 质量比为4∶1、2∶1 时，其诱导效果变差，甚至不及单种激素的诱导效果，说明激素配比是影响沙棘嫩芽扦插诱导生根效果的重要因素之一。此外，激素的质量浓度与嫩芽插穗的生根率相关。在不同种类激素处理中，随着质量浓度升高，生根率均呈先升高后下降的趋势，与刘建明等[10]和何崇单等[22]的研究结果相似，可能是因为随着质量浓度升高激素对插穗生根的促进作用逐步演变为抑制作用。在本试验中，使用单种激素IBA 和NAA 处理插穗，当质量浓度达到800 mg/L 以上时，插穗叶片出现卷缩、畸形生长等明显毒害现象[23]。

分别使用泥炭土和珍珠岩的混合物（体积比3∶1）、蛭石、河沙作为基质进行扦插，扦插早期基质种类在一定程度上会影响嫩芽插穗的生根率，但对其不定根的平均数量和平均长度无显著影响。扦插40 d 后，基质种类对嫩芽插穗的平均根长有显著影响，对生根率和不定根平均数量无显著影响。因此，在生产实践中，插穗生根早期应使用蓬松、透气、蓄水能力强的基质，有利于提高生根率，插穗生根后含有泥炭土等有机质的基质更有利于根的生长。

本试验中沙棘嫩芽插穗的生根率最高达到了96.7%，说明利用沙棘嫩芽进行扦插的效果不弱于硬枝扦插和嫩枝扦插等传统方法。在多年生优良沙棘母株上可取芽上百穗，完全可以满足生产中沙棘育苗的需要。在生产中使用沙棘嫩芽进行扦插可以大幅提高育苗效率，降低生产成本，实现短时间内优良品种的大量扩繁。但是，沙棘嫩芽较弱小，扦插过程中要严格控制温湿度，应进一步研究在生产实践中如何实现沙棘嫩芽扦插技术的规模化、标准化。