姜顺邦,陈通旋,彭坤华,袁丛军,张 璇
(1.贵州省林业学校,贵州贵阳 550201;2.贵州省林业科学研究院,贵州贵阳 550005)
岩生红豆(Ormosia saxatilis)属豆科(Legumino⁃sae)红豆属常绿植物,为高大乔木,是1981年发表的新种[1],为国家二级保护树种。其树干通直、树形美观,是优良的园林绿化和珍贵用材树种,具有很高的观赏和经济价值。该树种自然更新能力弱,现存植株多为伐桩萌蘖幼苗幼树[2]。现有岩生红豆树资源数量不足500 株,成熟个体已不足100 株,且其生境破坏日趋严重,资源数量不断下降,已达到极危等级,急需加强人工繁育,采取有效措施拯救和保护岩生红豆种质资源[2-4]。
有关岩生红豆树的研究主要集中于引种试验[5]、资源现状及濒危原因分析[6]、群落物种多样性对不同干扰的响应研究[7]和群落主要树种生态位研究[4]等。这些研究在一定程度上揭示了该种群资源特征与现状,但没有从根本上解决岩生红豆濒危问题。岩生红豆大树结实植株较少,结实率低,且种子具有假种皮,不透气、不透水,萌发能力弱,种子繁殖不理想[6,8]。采用无性繁殖方法扩大岩生红豆种质资源数量是必然的选择。植物扦插繁殖是植物无性繁殖最常用的繁殖方法,也是目前植物无性繁殖技术中最成熟的技术,许多植物通过扦插繁殖培育出很多优良的无性系品种[9-10],为植物资源的保存及扩大开发利用作出了巨大贡献;开展岩生红豆树扦插繁殖试验研究具有重要意义。本研究以岩生红豆枝条作为试验材料,开展不同生长调节剂、扦插季节、扦插基质及插穗类型的扦插繁殖试验,为解决岩生红豆资源濒危问题及该树种的进一步开发利用提供理论和技术保障。
试验地位于贵州省贵阳市贵州省林业学校苗圃(106°21' ~ 106°53'E,26°45' ~ 27°12'N),属亚热带季风湿润气候,海拔1 270 m,年均气温13 ~16 ℃,年均降水量1 000~1 250 mm,年均日照时长1 148.3 h。
2020年1—10月,在清镇市猫跳河分次采集生长健壮、无病虫害的岩生红豆枝条作为穗条,进行扦插繁殖试验。枝条采集后剪成10 ~ 15 cm 的小段,上端平切、下端斜切,穗条上保留3~4 个芽,将剪好的穗条置于清水中充分吸水备用。
1.3.1 不同生长调节剂的岩生红豆扦插对比试验
2020年3月,以木质化的萌条作为穗条,以蛭石为基质,在塑料大棚内进行扦插试验。扦插前用0.5%的高锰酸钾溶液对扦插基质进行土壤消毒。试验采用吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA)3 种生长调节剂对穗条进行处理,每种生长调节剂分别 设 置100、200、300、500、1 000 和1 500 mg∕L 6个浓度梯度,采用蒸馏水处理作为对照(CK)。扦插前分别用生长调节剂浸泡穗条下端12 h。采用随机区组试验,每个处理50 株穗条,重复3 次。采用斜插方式进行扦插,深度约为穗条长度2∕3;插后浇透水,之后每3 天浇水1 次,确保插床土壤湿润,为减少穗条水分蒸发,在插床上方搭盖遮荫网进行遮荫处理。扦插后每5 天进行1 次观察,记录穗条腋芽萌动时间、展叶时间及开始生根时间,了解岩生红豆穗条的生根特性;10 个月后,调查穗条的生根率、根数和根长等指标。
1.3.2 不同扦插基质的的岩生红豆扦插对比试验
2020年3月,以木质化的萌条作为穗条,以蛭石、石灰土、黄壤和蛭石-泥炭(1:1)4 种土壤作为扦插基质,在塑料大棚内进行扦插试验。扦插前用300 mg∕L IAA处理穗条12 h,每种基质扦插50株,重复3 次。扦插后每5 天观察1 次,记录穗条腋芽萌动、展叶及开始生根时间,了解岩生红豆穗条的生根特性;10 个月后,调查穗条的生根率、根数和根长等指标。
1.3.3 不同扦插季节的岩生红豆扦插对比试验
以木质化的萌条作为穗条,采用石灰土作为扦插基质,在塑料大棚内分别在春(3月)、夏(6月)和秋(10月)3 个季节进行扦插试验。扦插前,用300 mg∕L IAA 处理穗条12 h,每个季节扦插150 株。10个月后,调查穗条的生根率、根数和根长等指标。
1.3.4 不同穗条木质化程度的岩生红豆扦插对比试验
2020年3月,采用石灰土作为扦插基质,在塑料大棚内以半木质化、1年生木质化和多年生木质化枝条作为穗条进行扦插试验。扦插前,用300 mg∕L IAA 处理穗条12 h,每种穗条扦插50 株,重复3 次。10 个月后,分别调查穗条的生根率、根数和根长等指标。
采用Excel 2010 软件进行数据整理,采用SPSS 17.0 软件进行数据统计分析,采用新复极差法进行多重比较。
岩生红豆生长极为缓慢,扦插35天后才发现腋芽萌动,50 天左右开始展叶,90 天左右才开始长出新根,120 天后根系才大量生长,说明岩生红豆是一种扦插繁殖能力比较困难的树种。岩生红豆生根类型主要为皮部生根,整个生长过程没有发现愈伤组织的形成。综合考虑其生根特性,岩生红豆扦插150天后可进行移栽炼苗。
3 种生长调节剂均能促进岩生红豆扦插生根,生根率、平均根数和平均根长均差异显著(P<0.05)(表1)。在IAA、IBA 和NAA 三种生长调节剂处理下,岩生红豆穗条生根率、平均根数和平均根长均随其质量浓度增加呈先升高后降低的趋势,不同水平IAA处理下穗条生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为1.2% ~ 21.5%、0.4 ~ 2.7 条、0.7 ~3.1 cm 和2.5 ~ 2.9 cm;不同水平IBA 处理下穗条生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为0.8%~25.1%、0.3~2.6条、0.9~3.2 cm和2.5~2.8 cm;不同水平NAA 处理下,穗条生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为2.7% ~ 37.6%、1.2 ~3.9 条、0.8 ~ 3.8 cm 和2.5 ~ 3.1 cm。300 mg∕L NAA处理的穗条生根率最高(37.6%),其次为500 mg∕L NAA 处理(25.1%);300 mg∕L NAA 处理的穗条平均根数最多(3.9条),且根长指标较好。所有处理间平均茎增长差异不显著,说明穗条地上部分的生长与生长调节剂没有必然的关系。从总体效果来看,岩生红豆穗条生长调节剂处理效果最佳为NAA。
表1 植物生长调节剂对岩生红豆扦插生根的影响Tab.1 Effects of plant growth regulators on rooting of O.saxatilis cuttings
不同扦插季节岩生红豆穗条生根率、平均根数和平均茎增长均差异显著(P<0.05),平均根长差异不显著(表2)。夏季穗条的生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为38.5%、3.4 条、3.8 cm 和3.4 cm,扦插效果最好;其次为春季,生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为29.6%、2.4 条、3.3 cm和2.9 cm;秋季相对较差,生根率、平均根数和平均茎增长分别为20.2%、2.1条、3.7 cm和2.1 cm。
表2 不同扦插季节对岩生红豆扦插生根的影响Tab.2 Effects of different seasons on rooting of O.saxatilis cuttings
不同扦插基质中,穗条的生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长均差异显著(P<0.05)(表3)。石灰土基质中的穗条生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为38.4%、4.0 条、3.7 cm 和3.8 cm,最有利于穗条生根成活;黄壤基质中的穗条生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为15.7%、1.9 条、3.4 cm 和2.8 cm,效果最差,这可能与黄壤透水、透气性较差有关。
表3 不同基质对岩生红豆扦插生根的影响Tab.3 Effects of different mediums on rooting of O.saxatilis cuttings
不同类型穗条的生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长均差异显著(P<0.05)(表4)。1年生木质化枝条扦插效果最好,生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为38.7%、3.5 条、3.6 cm 和3.2 cm;其次为多年生木质化枝条,生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为18.2%和2.4 条、3.4 cm 和2.9 cm;半木质化枝条扦插效果最差,生根率、平均根数、平均根长和平均茎增长分别为1.1%、0.7条、1.2 cm和0.9 cm。
表4 不同穗条木质化程度对岩生红豆扦插生根的影响Tab.4 Effects of different lignification degrees on rooting of O.saxatilis cuttings
植物扦插繁殖是植物无性繁殖最主要的手段,也是许多结实率低、种子繁殖困难的树种进行人工繁殖时的首选方法。植物扦插繁殖的关键在于生根。植物扦插生根是一个复杂的过程,除了与本身的遗传特性有关之外,还与扦插基质、生长调节剂和母树年龄等有密切联系[11-16]。
本研究结果表明,岩生红豆是一种扦插生根比较困难的树种,其扦插生根类型主要为皮部生根,穗条愈伤组织的形成比较困难,在不采用生长调节剂处理穗条的情况下,岩生红豆扦插成活率几乎为零。这与长柄双花木(Disanthus cercidifoliussubsp.longipes)扦插繁殖结果一致[16]。
采用IAA、IBA 和NAA 生长调节剂能明显地提高扦插生根率,这3 种生长调节剂均能促进岩生红豆扦插生根,但生根率不高,这可能与岩生红豆本身的遗传特性有关。300 mg∕L NAA 处理下,岩生红豆扦插生根效果较好,生根率可达37.6%。这一结果与红豆树(O.hosiei)扦插繁殖情况不同,有研究表明,红豆树扦插效果最佳的生长调节剂为IBA[17],原因可能与树种的差异性有关,虽然岩生红豆和红豆树属于同一个属的两个树种,但生长特性、适应性及繁殖特性存在较大差异。
扦插季节是影响植物扦插生根的一个重要因素,不同季节的自然因素(光、温和水等)不同,植物生长特性不同,扦插生根的效果也不同。本研究表明,岩生红豆夏季扦插效果最好。这可能是因为夏季为植物生长最旺盛的季节,扦插容易生根萌发[18]。
土壤因子也是影响植物扦插生根的另一个重要因素。本研究发现,石灰土为扦插基质最有利于岩生红豆穗条生根,这与岩生红豆自然分布区土壤类型相同,进一步证明了岩生红豆是一种喜欢生长在石灰岩山区的树种。
穗条类型是影响植物扦插成活的内部关键因素,穗条类型不同,其本身的养分、水分和萌发生根潜力等不同,开展穗条类型对植物扦插影响的研究可以为植物扦插繁殖材料的筛选奠定基础。本研究表明,岩生红豆以1年生木质化枝条扦插繁殖效果最好,生根率可达38.7%。而半木质化枝条扦插后很快就会因失去水分和养分而萎蔫死亡,基本无法萌芽生根。这与康永武[19]对红豆树扦插育苗技术的研究略有不同,该研究得出红豆树嫩枝扦插效果优于硬枝,说明岩生红豆与红豆树虽为同属植物,但繁殖特性存在较大差异。
岩生红豆是一种珍稀濒危植物,在该树种种子结实率低、种子繁殖困难的情况下,加强岩生红豆无性繁殖技术研究,尤其是扦插繁殖,可以有效扩大岩生红豆种质资源数量。本研究考虑到破坏树根的原因没有采用根插,有学者开展红豆树根插育苗技术,认为红豆树根插效果较好[20],今后可在不破坏树体的情况下开展岩生红豆根插试验。此外,岩生红豆枝条在扦插后会产生腐烂现象,今后可以开展穗条灭菌效果方面的研究。