不同激素处理对石榴硬枝扦插生根的影响

吴东轩 李培楚 卢代一 白 茹 刁 明 唐季龙 杨雨婷

（石河子大学农学院/特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室 新疆石河子 832003）

石榴（Punica granatum L.），属石榴科落叶乔木或灌木，营养丰富，观赏价值高，有“天下之奇树，九州之名果”的美称[1-2]。 石榴叶片葱翠，繁花似锦，花果同枝， 既是人们喜爱的一种鲜食水果， 又是美化庭园的观赏树种[3]。 我国新疆地区具有悠久的石榴种植历史。 近些年，突尼斯软籽石榴风靡全国各地，其石榴籽较软，口味清甜受到广大食客们的青睐。 然而，新疆本地多硬籽石榴， 缺少突尼斯软籽石榴的种植苗木，种植效率低，成活率不高。 为从根源上解决苗木短缺问题，提升苗木质量，急需开展突尼斯软籽石榴的硬枝扦插繁殖方向的研究。

石榴育苗主要有硬枝扦插繁殖和压条分株繁殖2 种，后者更容易造成苗木的根系发育不成熟，导致移栽后苗木适应性不强，死苗率高。 硬枝扦插繁殖具有繁殖速度快、 苗木发育较简单等特点， 被广泛使用，是国内石榴繁殖中应用较多的一种方式[4-5]。 扦插法在保证母体各项优良特征的基础上， 又具备繁殖快、成本低、效率高、操作简洁等优点[6]。 在植物生长过程中，使用植物生长调节剂控制苗木生长，可以降低种植成本，加快苗木收益周期[7]。 本试验针对不同激素种类，浓度及浸泡时间设计正交试验，研究不同组合对突尼斯软籽石榴硬质扦插生根的效果， 探明最适宜突尼斯软籽石榴扦插生根的激素种类、浓度、浸泡时间的搭配组合， 为在新疆开展突尼斯软籽石榴苗木繁育提供一定的理论基础和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021 年3 月27 日在石河子大学北苑新区二号温室（北纬 44°18′、东经 86°03′）进行，海拔437 m，年均日照 2 680 h，无霜期 160～170 d，≥10℃的积温3 693℃，年平均气温为6.1℃。 该温室有地温计、温度计等测量设施，也具有暖气管道、湿幕、遮阳网和天窗等设施， 能够调节温室内的温湿度和光照等条件，日均温度保持在24～32℃。

1.2 试验材料

石榴插穗于2021 年3 月2 日采自河南荥阳河南农业大学石榴资源圃，所使用的插条品种纯正、成长健壮、具有良好的生长态势、无病虫害。 选取长度50 cm 左右、粗度 0.7～1.0 cm 的 1～2 年生枝条带回石河子，将插条置于4℃的条件下进行保存，作为试验材料。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 以激素种类、 激素浓度和激素浸泡时间为试验因素， 每个因素下设3 个水平， 采用3 因素3 水平正交试验设计， 试验共进行9 个处理（表 1）。 每个处理 20 个插穗，3 次重复。

表1 正交试验的试验分组

1.3.2 插穗处理与基质准备 石榴插条短截成10 cm 左右插穗，含2～3 个茎节，插穗上切口为平切口，剪口距上芽眼4～5 cm，切口用伤口愈合剂处理；其下方切口处为斜切口，呈现光滑斜面，斜切口角度为 45°， 剪口距下芽眼 0.5～1.0 cm。 扦插基质为珍珠岩，将基质装入无纺布育苗袋（12 cm×14 cm）后摆放于地面备用，基质于前一天用0.5%高锰酸钾消毒1～2 h，消毒后用清水淋洗干净。

1.3.3 扦插与管理 扦插方式为直插法。 将准备好的插穗在对应的激素及浓度下浸泡相应的时间后，将插穗直接插入预制好的基质珍珠岩当中， 插入深度以5 cm 为宜， 扦插之后浇水， 将珍珠岩浇透，并压实。 本试验一共设置9 组， 全部扦插完毕后将其放置于阴凉通风处，保持基质湿润不干燥，每天浇水1 次。

1.3.4 测定方法 扦插后， 每隔5 d 随机抽取3 株，观察愈伤组织形成及生根情况。 扦插后90 d，统计各处理插穗成活率，每处理随机选5 株使用WinRHIZO根系分析仪进行观测， 并统计每个处理根系的根表面积、根系总长度、插穗生根总数量，计算数据得到平均根长、平均生根数、生根效果指数。

各根系指标的计算公式：平均根长=插穗生根长度总和/生根株数； 平均生根数=插穗生根总数量/生根株数；生根效果指数=生根率×平均生根数×平均根长/生根插穗数[8]。

1.4 数据处理

使用Office 表格工具对数据进行统计处理； 采用SPSS 21.0 软件进行方差分析、极差分析及主成分分析。

2 结果与分析

2.1 突尼斯软籽石榴扦插生根情况

2.1.1 扦插生根过程 对突尼斯软籽石榴的愈伤组织和生根情况观察， 其生根进程可以分为以下4 个部分：①0～20 d，下切口膨大，诱导愈伤组织的生成，愈伤组织体积变大、数量增多，出现根点；②30～40 d，扦插苗基部出现黄白色愈伤组织；③40～60 d，扦插苗基部出现不定根，从愈伤组织中产生；④60 d 后，不定根开始大量增多。 其中在50～60 d，部分插穗出现分蘖。

2.1.2 不同处理对石榴扦插生根效果的影响 石榴扦插生根情况见表2。 对每个处理根系的根表面积、平均根长、 平均生根数、 生根率和生根效果指数进行差异显著性分析。 分析得出 T7 处理 （组合A3B1C3，用 25 g/mL 的 MT 溶液浸泡 120 min）为最佳处理组合。

表2 不同处理对石榴扦插生根的影响

2.2 不同处理对石榴插穗生根效果的极差分析

2.2.1 不同处理根表面积的极差分析 对石榴不同处理的根表面积极差分析见表3。 通过数据得出，激素种类（24.18）＞激素浸泡时间（21.04）＞激素浓度（12.28），激素种类是影响插穗表面积的第一因素，激素浓度对其根表面积指标的影响较小。 各因素K1、K2、K3 数据表明， 石榴扦插根表面积效果最好的组合是A3B1C3。

表3 石榴插穗根表面积极差分析

2.2.2 不同处理平均根长的极差分析 对石榴不同处理的平均根长极差分析见表4。从极差值的大小来看，影响平均根长的主次关系为激素种类（15.54）＞激素浸泡时间（11.46）＞激素浓度（5.08），说明激素种类对石榴扦插生根平均根长起到了主导作用。 从各因素的K1、K2、K3 结果中可以看出， 石榴扦插平均根长较高的最佳处理组合为A3B1C3。

表4 石榴插穗平均根长极差分析

2.2.3 不同处理平均生根数的极差分析 通过极差分析对插穗的生根数平均值进行观察， 结果见表5。从表5 中各项数值来看， 其中最好水平的组合是A3B1C3，使用此项组合，能够达到最好的生根数量。说明在100 mg/L 的MT 溶液中， 将苗木放入其中浸泡120 min，苗木能够达到最大的生根量，该苗木能够生出 38.82 条根。 激素种类（29.55）＞激素浸泡时间（13.34）＞激素浓度（4.24），说明激素种类是影响石榴扦插生根数量的最主要因素。

表5 石榴插穗平均生根数极差分析

2.2.4 不同处理生根率的极差分析 不同处理的石榴生根率极差分析见表6。 不同激素种类、激素浓度和激素浸泡时间的生根率极差分别是0.12、0.05、0.08，其中激素种类的极差大于激素种类和激素浸泡时间，仅从极差值来看，激素种类和激素浸泡时间对石榴插穗的影响较大， 激素浓度对扦插苗生根率影响较小。 各因素的 K1、K2、K3 表明，促进石榴插穗生根的最佳组合为A3B1C3。

表6 石榴插穗生根率极差分析

2.2.5 不同处理生根效果指数的极差分析 石榴不同扦插处理的生根效果指数极差分析见表7。从激素种类、激素浓度和激素浸泡时间的极差值来看，激素种类 （38.73）＞激素浸泡时间 （25.08）＞激素浓度（18.67）， 表明激素种类是影响石榴扦插生根效果的首要因素。 从三因素的K1、K2、K3 数值来看，石榴扦插生根效果指数的最佳组合为A3B1C3。

表7 石榴插穗生根效果指数极差分析

2.3 主成分分析

为了综合评价石榴扦插生根状况， 进一步探究不同激素种类、 激素浓度及浸泡时间等因素的生根效果，通过对根表面积、平均根长、平均生根数、生根率和生根效果指数5 个生根指标的主成分分析法来进行综合评价。 由表8 可知，第1 主成分的累计贡献率为84.896%，根据累计贡献率＞75%取主成分，可知信息主要集中在第1 主成分中， 所以选取第1 主成分来反映石榴扦插生根效果的信息量。

表8 特征值和主成分贡献率与累积贡献率

通过SPSS 软件得到成分矩阵，计算得第1 主成分的表达式为Y1=0.458X1+0.479X2+0.475X3+0.343X4+0.466X5

以Y这个主成分与其贡献率来构建石榴扦插生根效果指数综合评价模型Z，Z可以用来表达对插穗5 个生根指标的综合评价，即为Z=2.060Y（2.060 为第1 主成分的贡献率）。

由表 9 可知，处理 T7（100 mg/L MT 浸泡 60 min）排名第一，扦插生根效果最好，这与平均生根数、平均根长， 根表面积和生根效果指数的极差分析中的最佳组合研究结果一致。 运用主成分分析法的统计学方法可以得出最适合石榴生根的激素种类为MT，效果最差的是IBA。

表9 不同激素处理石榴扦插生根效果的综合评判

3 讨论与结论

3.1 讨论

影响苗木生根的因素众多， 具有重要制约性的因素是植物激素。 使用外源激素能够对插穗的根源体产生良性诱导，增强植物生长所需的营养调配。 同时，外源激素能够帮助插穗的伤口处产生愈合组织，促进植物不定根的生长。 外源激素的种类不同，对植物不定根的产生作用也不尽相同[9-12]。 本试验通过极差分析发现， 不同因素对其生根效果的影响具有差异性，激素种类＞激素浸泡时间＞激素浓度。 突尼斯软籽石榴是一种硬枝扦插生根较容易的树种， 插穗能够产生黄白色愈伤组织， 从愈伤组织中生出不定根。 在生根插穗中， 不定根大多从插穗下切口处的愈伤组织中生出。 初步判断突尼斯软籽石榴为愈伤组织生根类型， 后续还可以继续通过开展石榴硬枝扦插生根过程的机理研究， 以便更好地促进石榴扦插生根。

使用外源激素对插穗内源激素进行激活， 诱发其增加组织的再生能力， 以提升酶活性来促进根源基的快速发育，进而使苗木根部快速发育。 但不同种类、 浓度的外源激素对插穗生根效果的影响不同[13]。NAA 是一种较好的植物扦插促根剂， 可使淀粉水解为还原糖，在多种植物扦插研究中促进了插穗生根[14]。李春平等[7]通过比较不同浓度萘乙酸处理对石榴插穗各生物学指标发现，萘乙酸80～160 mg/L 处理石榴插穗可显著提高发芽率，有效增加新梢长度、鲜重、干重，以及根的数量和长度。 本试验通过主成分分析，使用不同激素对其生根效果的各项数据进行综合性观察发现，T3 处理 （100 mg/L NAA 浸泡 120 min）的综合生根效果较好，综合排名第三，与李春平的研究结果相符合。 MT 是生物进化中一种保守的胺类激素，广泛存在于植物体内，在植物中有调控植物生长和提高植物响应环境胁迫等方面的重要作用[15]。本研究发现， MT 的处理综合效果较优于其他处理。

不同浓度的植物激素对扦插不定根生成的促进作用不同， 低浓度的激素能够促进插穗的生根， 高浓度的激素会抑制生根。 李柠等[16]的研究结果显示，150 mg/L 的IBA 促进枫杨硬枝扦插生根， 浓度为450 mg/L 时抑制生根；王书胜等[17]利用不同浓度的IBA 处理云锦杜鹃扦插发现 100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L 浓度间无显著差异，但均显著优于800 mg/L处理。 本试验研究发现，MT 溶液随着激素浓度增加，石榴插穗生根效果表现为先减小或增加的趋势。 通过对不同激素处理石榴扦插生根效果的综合评判发现，NAA 处理浓度越高，对石榴插穗生根的促进效果越明显。 T3 处理（100 mg/L NAA 浸泡 120 min）的生根效果要优于处理T1（25 mg/L NAA 浸泡30 min）和处理 T2（50 mg/L NAA 浸泡 60 min）。

扦插生根的效果与苗木在激素中的浸泡时间有很大关系，苗木在激素中充分浸泡，可以充分吸收激素，进而影响其根部发育。 本试验中，根苗在激素中浸泡时间的不断增加， 植物的平均根数与平均根长都呈现出不断增加的效果。 本次试验所涉及到的激素浓度与浸泡时间，有较大的梯度性，在日后植物种苗繁殖过程中， 还需要进一步的进行各项指标的优化，让突尼斯软籽石榴获得更佳的生长条件，以充分的开发利用其种质资源。

3.2 结论

突尼斯软籽石榴扦插生根类型以愈伤组织生根为主，对各处理插穗根系指标进行主成分分析，结果表明， 激素种类是影响突尼斯软籽石榴硬枝插穗根系生长的最主要因素，T7 处理（25 mg/L MT 溶液浸泡120 min）的生根效果优于其他处理组合。