植物生长调节剂对新疆杨树枝扦插生根的影响

赵国林

关键词：杨树枝;扦插;生长调节剂

新疆杨是我国北方人工造林、城市绿化的主栽杨树品种之一，具有生长快、环境适应性强、树形美观等特点，在我国林业建设中广泛种植。目前在新疆杨培育中主要采用扦插繁殖，实践证明，扦插在新疆杨育苗中有着良好的应用效果，与播种等有性繁殖相比，具有繁殖系数高、投入成本低、操作简便易行等特点，且能够缩短开花时间、保持品种优良等特性，采用优良的配套措施可迅速扩大苗木数量[1]。但是杨树繁育过程中扦插会存在生根时间较长，根量少、移栽后植株生长缓慢等缺点[2]，限制了新疆杨的繁殖速度，降低了扦插苗的成活率。研究者们为解决这一问题，提出了多种解决方法，其中应用生长调节剂促进扦插苗生根具有显著的效果。生长调节剂是植物生长调节剂生长素类化合物[3]，萘乙酸、赤霉素、吲哚乙酸是常用的生长调节剂成分，可通过调控重要酶活性促使不定根原基的萌发，增强根的分裂能力，从而达到提高育苗愈合率、成活率及增强抗性的目的[4]。为此，可采用生长调节剂促进扦插生根、提高育苗质量。目前，生长调节剂已经在扦插苗木上广泛应用，李素华等[5]研究认为，黄金香柳枝随着NAA浓度的增加，根数和根径不断增加，生根率、根长、株高及新枝数呈现先上升后下降的趋势。王红兰等[6]研究表明，吲丁诱抗素浸泡60min对金果榄插穗的生根效果最佳，生根率、生根数量和新芽高度显著增加。但目前新疆杨应用植物生长调节剂较少，因此本研究通过对不同生长调节剂和不同浓度处理对新疆杨生根情况及生理特性进行研究，为生长调节剂在新疆杨上的应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点和材料

试验于2019年4—6月进行，选择一年生的芽苞饱满、木质化充分、生长粗壮、无病虫害的新疆杨壮苗，剪取长度16-18cm且地径不小于0.8cm的种条，将插穗上端剪成平口，切口要光滑无劈裂，中上部保留2-3个饱满芽，然后沙藏15天左右备用。

1.2 试验方法

本试验采用随机区组设计，以清水处理为对照，选用NAA、ABT1和IBA三种生长调节剂，三种生长调节剂分别设置三个浓度梯度，分别为600mg/L、1 200mg/L、1 800mg/L，每处理重复3次，每次重复数为30根插穗，各处理生长调节剂及浓度如表1所示。扦插前1天，取出沙藏的插穗，用质量浓度为20g/L的多菌灵浸泡15min，然后将插穗基部在配好的生长调节剂溶液中浸泡30s，插苗亩密度控制在4 500株以内，株距为30cm，地面部分应露出插穗最上端顶芽，保留3cm左右。扦插苗及时做好灌水、施肥及病虫害防治。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 生根指标的测定

在扦插20d后，调查每个处理生根情况，包括生根率、生根数量和单根长度。

1.3.2 根系形态的测定

将杨树苗根系全部挖出，用清水冲洗干净，将清洗干净的根系用根系扫描仪（EPSON E X P ERSSION 1680）进行扫描，并用WinRHIZO图像分析软件分析根表面积、体积、根长和根尖数。

1.3.3 根系保护酶活性的测定

各处理在扦插20d后随机抽取3株插穗，取下幼嫩的根尖部分，称取0.1g，立即用液氮速冻放置于-80℃超低温冰箱中，参考李合生[7]的方法测定根系中超氧化物气化酶（POD）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）的活性。

1.4 数据处理和分析

用Excel進行数据整理和作图，数据采用IBMSPSS statistics22.0进行显著性分析。

2 结果分析

2.1 不同生长调节剂对新疆杨树扦插生根性状的影响

生根性状是反映扦插条生长状况的主要指标。由表2可知，生长调节剂能够显著提高新疆杨扦插生根率，NAA处理的生根率均显著高于CK，随浓度的增加呈先升高后下降的变化趋势，A1、A2和A3处理显著高于CK，分别高出40.21%、60.97%、28.47%;ABT变化趋势和NAA相似，均显著高于CK，B1、平均值±标准差。

B2、B3分别比CK高出34.01%、66.02%、45.08%;IBA生根率则随浓度的增加呈逐渐下降的趋势，C3处理和CK没有显著差异，C1和C2显著高于CK，分别高出38.33%和22.27%。三种生长调节剂的生根条数和生根率有显著相关性，变化趋势相似，且各处理均显著高于CK，高出8.97%-75.64%。

2.2 不同生长调节剂对新疆杨树枝根系形态的影响

根系形态及空间分布对土壤养分、水分的吸收起着关键作用。由表3可知，生长调节剂显著影响新疆杨根系形态，其中NAA处理的根系表面积均显著高于CK，随NAA浓度的增加呈先升高后下降的变化趋势，ABT处理的变化趋势和NAA相似，B2处理显著高于CK，其他处理和CK没有显著差异，IBA处理的根系表面积随浓度的增加呈逐渐下降的趋势，C1和C2显著高于CK，C3处理和CK没有显著差异。根体积各处理变化趋势和根表面积变化趋势相似，各处理均显著高于CK，平均根长均显著高于CK;根尖数NAA处理下随NAA浓度的增加呈先升高后下降的变化趋势，A2和A3处理显著高于CK，ABT处理的根尖数均和CK没有显著差异，IBA处理的根尖数C1显著高于CK，C2和C3与CK没有显著差异。

2.3 不同生长调节剂对新疆杨树枝根系保护酶活性的影响

保护酶活性与不定根的发生和生长有密切的关系。由表4可知，生长调节剂能显著影响杨树枝扦插根系保护酶活性，其中SOD活性在各处理下除了A3处理外均显著高于CK，且随NAA浓度的增加呈逐渐下降的趋势;ABT处理的SOD活性均显著高于CK，随ABT浓度的增加呈先上升后下降的趋势;IBA处理SOD活性均显著高于CK，随IBA浓度的增加呈逐渐上升的趋势;POD活性在三种生长调节剂作用下，均随调节剂浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势;除了A3和C1处理外，其他处理均显著高于CK。各处理PPO活性均显著高于CK，NAA和IBA随浓度的增加呈先上升后下降的趋势，ABT处理随浓度的增加呈逐渐上升的趋势。

3 讨论

扦插作为植物无性繁殖的重要手段，扦插的关键在于不定根的形成，根系的形成对于扦插至关重要。而在实际操作中，不定根的形成受多种因素的影响，温度、水分、光照等条件都会影响扦插生根，生长调节剂能够促进根系愈伤组织的形成，诱导产生根原基和不定根的发育。IBA、NAA、ABT1是目前使用最广泛的生长调节剂，对多种植物生根具有良好的促进作用[8]。邓桂香等[9]研究结果表明，ABT1对思茅松扦插生根具有明显的作用，扦插苗成活率显著提高，奎万花[10]通过不同调节剂对枸杞扦插枝条的成活率的影响研究指出，IBA和NAA均能够增加插条生根数量、平均根条数最终提高枝条的成活率。郑均宝等[11]研究认为，生长调节剂提高插条成活率主要是由于调节剂刺激形成层细胞的活动，促进细胞加速分化，进而产生新根。本研究结果表明，三种生长调节剂均能够显著促进新疆杨的生根，主要是由于生长调节剂加快了愈伤组织的形成，提高了插穗内源激素的合成，进而加快根系分化，促进不定根的形成，和前人研究结果一致。

根系是植物生长发育的基础，具有吸收、合成、分泌等功能，是植物生长保障，健壮的根系不仅能够为植株生长提供充足养分，还能够固定植株为地上部生长营造良好的条件[12]，有研究表明，植物生长调节剂能够促进根系生长，构建良好的根系形态，宫彦章等[13]研究表明，生根剂对香樟的生根有明显影响。随着生根剂施入量的增加，总根系长度表现为先增加后减小的趋势。本研究表明，生长调节剂显著影响新疆杨根系形态，且各生长调节剂间存在差异，一方面，由于生长调节剂对扦插生根有显著效果，能够诱导产生根原基，进而促进不定根的形成;另一方面，不同类型生长调节剂对杨树根系生长影响不同，从而导致处理间变化趋势不同。SOD，POD，PPO也與不定根的发生和生长有密切的关系。SOD是植物抗氧化关键酶，能够反映植物抗氧化能力，控制细胞过氧化水平，维持细胞膜的稳定性，抵抗逆境伤害。POD是植物保护酶之一，能够氧化多于的IAA，有利于愈伤组织的形成[14]。PPO可以催化IAA与酚类物质缩合成的复合物，具有增强呼吸，促进不定根形成的作用。本研究结果表明，生长调节剂能显著影响杨树枝扦插根系保护酶活性，NAA处理在600mg/L时最高，ABT处理在1 200mg/L时最高，IBA处理在1 800mg/L时最高，三种生长调节剂活性均在POD1 2 0 0 m g / L 时最高， P P O 活性在N A A 和I B A 处理1 200mg/L时最高，ABT处理1 800mg/L时最高，主要是由于切口处于逆境条件，自由基含量上升，为降低自由基对插穗的伤害，保护酶活性上升。三种生根剂处理的插穗酶活性随浓度表现不同的变化趋势，可能是由于生根剂的类型和浓度对酶的激活效果不同引起的浓度过高导致逆境环境加重。

总体来看，三种植物生长调节剂均能够显著提高插条的生根率、生根数量和保护酶活性，ABT处理在1 200mg/L时根系的表面积、体积、根长及根尖数达到最大值，因此，生长调节剂ABT浓度为1 200mg/L时对新疆杨插条的生根具有较好的效果。