不同激素和浓度对欧洲云杉嫩枝扦插生根的影响

李佳陶，赵丽，梁海荣，余伟莅，鲁敏，乌日恒，刘平生

（1.内蒙古自治区林业科学研究院，内蒙古 呼和浩特 010010；2.沙地生物资源保护与培育国家林业局重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010010）

欧洲云杉（Picea abies)也叫挪威云杉，原产地在欧洲北部和中部，世界各地广为引种。该树干形直，树形美观，枝条浓密，针叶鲜绿色，而且较耐寒，生长较快，对土壤要求不严，病虫害较少，具有较强的抗逆性和适应性，是观赏价值较高的园林绿化树种，也是挪威、奥地利、德国等14个国家的主要造林树种[1]，在日本北海道和美国东北部的某些地区生长速度比当地云杉快一倍，因此，开展欧洲云杉的引种繁育具有广阔的应用前景。内蒙古林业科学研究院树木园1978 年从熊岳树木园采集一批欧洲云杉的种子，进行播种育苗，15 a 开花结实，目前生长良好，具有较高的利用和推广价值[2]。

云杉属实生苗前期生长缓慢，结实亦晚，实生种子园从建园到采种需时长（欧洲云杉需20～25 a），难以满足造林和绿化的需要，良种进程缓慢；欧洲云杉播种繁殖成活率低，出苗后容易感染立枯病，自然死亡率高，育苗周期长，一般6～7 a 才能出圃，播种育苗远远无法满足生产需要[3]。采用扦插繁殖能有效节约成本，缩短了欧洲云杉的育苗周期。

影响扦插繁殖的因素主要有内在因素和外在因素。内在因素主要包括树木的遗传性、树木年龄、枝条发育状况、采穗时间、扦插时间、插穗部位、插穗粗度、插穗长度等。外在因素主要包括物理化学处理方法、扦插基质、湿度、温度、通气状况和光照条件等[4]。目前，对外在影响因子的研究主要考虑物理化学处理方法和扦插基质，包括外缘激素和扦插基质的选择。段昌盛研究表明欧洲云杉在ABT1单一激素处理下，欧洲云杉的生根能力高于青海云杉和粗枝云杉，王军辉等对川西云杉扦插激素处理效果为ABT＞IBA＞NAA，崔文山对黑云杉扦插激素处理效果为ABT＞CK＞IBA＞NAA，马建云研究表明，1 份泥炭+2 份稻壳是进行欧洲云杉扦插的理想基质，比对照河沙生根率高出53.4%[5-8]。为了进一步了解欧洲云杉嫩枝扦插生根的主要影响因素及之间的交互作用，本研究采用3 种激素、3 种浓度和3 种浸泡时间组合的三因素析因设计，对欧洲云杉嫩枝扦插育苗开展系统分析，探讨不同因素及交互作用对根系生长指标的影响，并利用隶属函数法对各根系指标进行评价，筛选出最佳处理组合，为今后欧洲云杉规模化繁育提供依据。

1 试验材料与研究方法

1.1 试验地概况

研究区位于内蒙古呼和浩特市中心内蒙古自治区林科院内树木园，占地面积21.67 hm2,地理坐标为北纬40°49′，东经111°41′，海拔1 056 m，该地区属于温带大陆性气候，冬季寒冷干燥，降雪量少，春季风大且沙多，夏季气候温凉，年平均气温5.8 ℃，年平均最高温度37.3 ℃，年平均最低温度-32.8 ℃，降水集中在7～9 月，多年平均降水量417.5 mm，年蒸发量1 784 mm，相对湿度42 %～69 %，无霜期130 d 左右，初霜始于9 月中旬，园区内土壤为沙壤土，pH 值为8.0［9-10］。

1.2 试验材料

试验材料取自内蒙古自治区林业科学研究院树木园内生长健壮，无病虫害的3～5 a 生欧洲云杉半木质化嫩枝作为试材，剪取长度10 cm左右，要求切口平滑无毛茬。

1.3 试验方法

1.3.1 搭设苗床

扦插试验在扦插苗床内进行，其规格为宽1.2 m×长30 m，苗床采用悬臂转动式全光自动喷雾装置。扦插基质的配比参照同一地区生根率较高的云杉属北美蓝云杉扦插基质［10］，基质配比为珍珠岩∶蛭石∶腐殖土∶草木灰，按照1∶1∶3∶1，装入轻质无纺布容器袋（规格：宽8 cm×长12 cm）作为扦插基质，放入扦插池内。为避免插穗在后期受到真菌、细菌等危害，影响生根及成活，插前必须对基质灭菌。用0.5%高锰酸钾溶液喷淋，用量为2 500～3 000 mL/m2，1 h后用清水冲洗待扦插。

1.3.2 试验设计

试验采用不同激素种类(A)、不同激素浓度(B)及不同浸泡时间3 个因素处理。A 因素激素种类设置3 个水平（A1 生根粉为IBA、A2 生根粉为ABT1和A3 生根粉ABT6），B 因素浓度设置3 个水平（B1为100 mg·L－1、B2为200 mg·L－1、B3为500 mg·L－1），C 因素处理时间设3 个水平(C1 为0.5 h、C2 为1 h和C3为2h)，以清水作为对照（CK）

按照3×3×3 三因素析因设计，共30 个处理，每个处理3 次重复，每个重复15 条插穗。

1.3.3 扦插及抚育管理

插穗采用激素浸泡处理后立即扦插，扦插深度≥6 cm，扦插后立即将插穗四周基质用手按实并浇透水，使插穗与基质充分接触。完成扦插后喷透水1 次。每天8:00～17:00 每3 min 喷雾30 s。阴天适当延长间歇时间，雨天停喷，30～60 d 适当延长喷雾间歇时间，10 月中旬后停止喷雾。及时清除杂草，为防治病害，每隔15 d 用800 mg·kg-1多菌灵消毒1次。

1.3.4 调查内容及统计方法

10月下旬调查欧洲云杉插穗生根率、生根数量和最长不定根长度。其中，生根率=生根株数/扦插株数×100%；生根数，每个个体生长的根系数量，取平均数；最长根长，每个个体的最长根长，取平均数。

统计分析采用Excel 和SPSS 19.0 统计分析软件进行整理和方差分析，差异性检验主要采用Duncan检验和LSD多重检验。隶属函数计算公式为:U(Xj)=(Xj－Xmin)/(Xmax－Xmin)，式中:Xj为指标测定值，Xmin，Xmax 为所有处理某一指标的最小值和最大值。各处理不同指标的隶属值进行累加求其平均值，平均值越大育苗效果越好［11］。

2 结果与分析

2.1 各因素及其交互作用对欧洲云杉嫩枝插穗生根的影响

分析三种因素对欧洲云杉嫩枝扦插生根的影响（见表1）：三个因素中激素种类（A）影响最大，生根率、生根数和最长根长都达到极显著水平（P＜0.01）；激素浓度（B）和浸泡时间（C）对扦插生根的影响较小，仅浸泡时间（C）对生根数有一定的影响（P＜0.05）；在双因素交互作用中，激素种类×激素浓度的交互作用对插穗生根影响较大，生根率、生根数和最长根长均达到极显著水平（P＜0.01）；激素种类×浸泡时间交互作用对生根率影响也较大，生根率和最长根长可达到极显著水平（P＜0.01）；激素浓度×浸泡时间的交互作用较小，仅最长根长达到显著水平（P＜0.05）；三个因素交互作用对生根率影响较大，生根率和最长根长均达到极显著水平（P＜0.01）。对F 值进行分析表明，双因素的交互作用主要来源于激素的种类，说明激素种类是影响欧洲云杉嫩枝插穗生根的主要因素。

表1 不同因素及其交互作用对欧洲云杉嫩枝扦插生根性状影响的方差分析

2.2 不同激素、浓度和处理时间对欧洲云杉嫩枝插穗生根的影响由

表2可知，3种激素对欧洲云杉插穗生根效果明显高于清水对照，其中ABT1 促进欧洲云杉插穗生根及根系生长效果最好，具体表现为ABT1＞ABT6＞IBA＞CK。ABT1 对插穗生根率、生根数和最长根长的影响差异达到极显著水平（P＜0.01），ABT6 仅对插穗的生根率影响极显著（P＜0.01），对根系生长效果（生根数、根长）的影响不显著。IBA激素对插穗的影响较小，在根系指数生根率、生根数和最长根长方面都表现出明显差异。

表2 激素种类、激素浓度及其浸泡时间对欧洲云杉插穗生根指标影响的LSD多重比较

浓度与浸泡时间对欧洲云杉生根率、生根和根系的生长影响较小，仅浓度对生根数有一定的影响（P＜0.05）。由此可见，激素种类是影响欧洲云杉扦插生根的主要影响因子，ABT1处理有利于欧洲云杉插穗的生根和根系的生长。

2.3 激素、浓度和处理时间组合对欧洲云杉嫩枝插穗生根效果评价

本试验共设计30个处理，各处理组合插穗生根指标隶属函数值及扦插育苗效果评价见表3。

表3 不同因素组合下欧洲云杉插穗生根指标的隶属函数值及扦插育苗效果评价

平均隶属函数值U（Xj）排名前5位的组合中，激素ABT1 占3 个，说明激素ABT1 的扦插育苗效果明显优于其他两种激素，这也进一步表明ABT1 是欧洲云杉理想的扦插育苗激素。在各种因素的组合中，以100 mg·L-1的ABT1与浸泡0.5 h组合的U（Xj）最大，为0.593 7，生根率为组合中最高，为80%，对生根数和最长根长的生长促进效果明显,排序前五项生根情况见表4。

表4 激素对欧洲云杉插穗生根的影响（U（Xj）排序前五项）

3 讨论

3.1 各因素及交互作用对插穗生根的影响

有研究表明插穗扦插后能否生根，与内在因素如采穗株的年龄、插穗的规格、枝条的发育状况，以及外因扦插条件、扦插基质和物理化学处理方法等因素密切相关［4］。通过大量的科学研究和实践证明，采用一定浓度的细胞分裂素、生长素等外源激素刺激插条的切口可以明显提高插穗的生根率，尤其是对部分难生根的树种［12］。本研究中，激素种类、浓度和浸泡时间三因素中，激素种类对欧洲云杉嫩枝扦插生根的影响最显著，表现在根系指标生根率、生根数和最长根长都达到极显著水平（P＜0.01），激素浓度和浸泡时间对根系指标的影响较小，未达到显著水平（P＞0.05），因此激素种类在三因素中占主导地位，可以认为激素种类是欧洲云杉嫩枝扦插根系发育的关键因子。这与北美蓝云杉扦插育苗中激素种类对其扦插生根期主导作用的结论相一致［10］。窦全琴等研究红叶石楠的扦插生根，也发现各因素对插穗生根率的作用顺序从强到弱依次为激素种类、基质种类、插穗类型和激素质量浓度，激素的种类在影响插穗生根作用中占主导地位［13］。众多研究表明不仅激素种类、浓度和处理时间单独影响插穗产生愈伤组织和生根，且相互间有显著的交互作用。本研究表明激素种类×激素浓度、激素种类×浸泡时间和激素种类×激素浓度×浸泡时间的互作对欧洲云杉插穗的生根率和最长根长起到显著影响（P＜0.05），说明这些交互作用对插穗生根都有明显的促进作用。这与唐古特白刺（Nitraria tangutorum）嫩枝扦插过程中激素种类×激素浓度交互作用显著影响根系指标结论相一致［14］。

3.2 激素、浓度和处理时间对插穗生根的影响

目前，一般的扦插育苗外源激素种类包括IBA、NAA、IAA 和NAA。欧洲云杉扦插生根主要是愈伤组织生根型，在扦插30 d后产生愈伤组织，并在40 d达到高峰，适宜浓度的IBA和ABT处理，可以明显促进愈伤组织生根，但高浓度NAA抑制其愈伤组织生根，因此,生产中不建议选用高浓度NAA 作为欧洲云杉扦插生根促进物质［3］。本研究中，植物激素种类对插穗生根有显著影响（P＜0.05），包括对其生根率、生根数和最长根长都有明显促进作用。对插穗的生根率影响表现为ABT1＞ABT6＞IBA＞CK，在对生根数和最长根长的影响方面ABT1也明显优于其他激素。这与ABT1主要运用范围为难生根植物扦插育苗，包括日本落叶松、沙棘等使用范围一致，也与试验结论ABT1激素在扦插生根方面优于其他激素，结论一致［15］。本研究发现其他激素对欧洲扦插生根有一定的促进作用，但效果不明显。

激素浓度和浸泡时间对欧洲云杉插穗生根有一定促进作用，500 mg·L-1浓度处理插穗的生根率略高于200 mg·L-1和100 mg·L-1，200 mg·L-1浓度处理插穗的生根数略高于其他浓度处理，100 mg·L-1浓度处理插穗的最长根长略高于其它浓度处理，但总体表现没有明显差异。从经济实用角度出发，100 mg·L-1或200 mg·L-1激素处理扦插育苗已经可以满足生产需要。浸泡时间同样对欧洲云杉插穗生根有一定的促进作用，表现为1 h 浸泡处理较0.5 h 和2 h 处理插穗的生根率、生根数和最长根长略高，但总体没有表现出明显差异。因此，0.5 h 浸泡也可以满足欧洲云杉扦插育苗生产需要。

3.3 探讨激素、浓度和处理时间最佳组合

激素种类、浓度和处理时间差异对插穗生根的进程影响不同。适宜的外源生长调节剂可以促进插穗内部NAA向生根部的运输，改变IAA／ABA 比值，并能在愈伤形成期降低GA含量，使内源激素之间达到一定平衡，进而提高插穗的细胞渗透压、吸水性和酶活性，使插穗基部的薄壁细胞脱分化，产生愈伤组织，促进不定根的生成，还可促使养分向插穗基部运输，形成养分吸收中心，从而缩短插穗生根时间、提高生根率、根系质量及移栽成活率［16－17］。不同云杉属植物在扦插繁育过程中表现出适宜的激素浓度和处理时间各不相同，青海云杉硬枝扦插试验中100 mg·L-1的IBA、ABT1 处理插穗生根效果最好；川西云杉硬枝扦插研究中，以100 mg·L-1和500 mg·L-1ABT1 分别处理插穗基部3 h 和1 h 硬枝插穗生根的效果最佳；北美蓝云杉嫩枝扦插以100 mg·L－1的IBA 与浸泡0.5 h 的组合，插穗生根效果最优［18－19，10］。本研究激素种类、浓度和处理时间的组合进行隶属函数评价，从生根率、生根数和最长根长指标综合考虑，激素ABT1 的扦插育苗效果明显优于其它两种激素，这也进一步表明ABT1是欧洲云杉理想的扦插育苗激素。在各种因素的组合中，综合考虑生根率、生根数和最长根长指标以100 mg·L-1的ABT1 浸泡0.5 h 组合的效果最优。

4 结论

一是激素种类对欧洲云杉扦插生根存在显著的影响，具体表现为ABT1＞ABT6＞IBA＞CK，其中ABT1 生根率可达到60.44 %是清水对照（CK）的1.65倍。浓度和不同浸泡时间对欧洲云杉插穗生根影响较小。

二是激素种类×激素浓度、激素种类×浸泡时间和三因素交互作用显著影响欧洲云杉插穗的生根率和最长根长；激素浓度×浸泡时间仅对最长根长有一定影响，互作效益较小。

三是100 mg·L-1的ABT1 与浸泡0.5 h 组合的生根率为80%，分根数和最长根长等指标表现极佳，为欧洲云杉扦插育苗最佳激素处理组合。