枫香优树扦插育苗关键因子分析

赖晓超

(清远市龙坪林场，广东 清远 513438)

1 引言

枫香(Liquidambarformosana)又名枫香树，属金缕梅科枫香属落叶乔木，喜温暖湿润气候，耐干旱瘠薄能力强，在我国秦岭及淮河以南各省均有分布。枫香树脂入药具有解毒止痛、止血生肌功效，根、叶、果实具有祛风除湿，通络活血的作用。枫香木材坚硬，是优良的家具用材树种。此外，作为我国南方著名的秋色树种，观赏价值极高，是一种重要的多目标造林树种[1，2]。

良种良法是实现人工林高效培育的前提与保障。近期，李辉、黄敏等利用EST-SSR引物开发和ISSR分子标记对枫香遗传群体多样性进行了评价[3，4]，从分子角度为枫香优异种质筛选利用提供了科学参考。林木育种周期长，在枫香常规育种方面，经过长期研究，王豪等培育出了开发前景较好的新品种[5]。然而，以种子方式繁殖材料存在较高的遗传变异风险。因此，通过无性繁殖培育良种壮苗是保持亲本优良性状，实现林分提质增效最有效的方式。组织培养和扦插是两种最为常用的无性繁殖方式。张财生和肖雅迪等[6，7]先后通过组培、扦插方式进行了枫香无性快繁技术方面的研究，但由于枫香无潜伏根原基，生根较为困难，育苗成效不高。相较组培而言，扦插操作简单，成本投入较低，在生产上应用最为广泛。因此，本试验以优选的形质优良的枫香单株为研究对象，通过分析插穗来源、内源激素水平及基质组分与枫香扦插育苗成效的关系，以期揭示枫香扦插育苗关键因子，为枫香高效扦插育苗技术体系构建提供技术参考。

2 材料与方法

2.1 试验材料

在枫香优良种源试验林中选择干形通直、无病虫害的优树为研究对象，以当年新抽嫩枝为接穗，一年生实生苗为砧木，通过幼砧连续嫁接诱导复幼的方法培育嫁接苗。以嫁接成活的苗木为采穗母株，其中上部萌发的半木质化嫩枝为插穗，在人工模拟的环境条件下进行扦插。温度26±0.5 ℃，光照强度1500 lx，光照时间16 h/d，相对湿度90%。

2.2 试验方法

2.2.1 插穗来源试验

以0、1、2、3、4次连续嫁接成活苗木萌发枝条作为不同扦穗来源处理。其中，0次嫁接指未经过幼砧嫁接，穗条直接来源于成年优树当年新抽嫩枝。扦插采用速沾法，用300 mg/L 中科院生根粉1号ABT1与滑石粉调成匀浆状，插穗基部1～1.5 cm处沾取生根剂后插入黄泥基质中。每处理5重复，每重复70株。扦插45 d统计苗木生根率，90 d后统计成活率。其中，生根率为生根株数占扦插株数百分比，成活率为扦插成活株数占生根株数百分比。

2.2.2 内源激素相关性分析

以不同来源插穗茎干为试验材料，进行内源性生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)及细胞分裂素玉米素苷(ZR)的测定。使用仪器型号：Agilent 1290液相色谱仪、Agilent 6460C三重四极杆质谱仪，每重复取样3 g，研磨分离后，上清液过PVPP柱和DEAESephadex A-25柱净化，经0. 22 μm滤膜过滤后进行检测。

2.2.3 基质试验

以黄泥、河沙、珍珠岩及混合基质(体积比，泥炭土∶珍珠岩∶蛭石=1∶1∶1)为不同配比基质处理，分析基质对扦插效果的影响。每处理5重复，每重复70株。生根剂采用300 mg/L ABT1+200 mg/L IAA、速沾法，扦插45 d统计生根率，90 d统计成活率和成苗率。成苗率为生根率乘以成活率的百分比。

2.3 数据处理

数据采用Excel 2007进行制图与相关性分析，用SPSS19.0统计分析软件进行方差分析与LSD多重比较。

3 结果与分析

3.1 插穗来源对扦插效果的影响

从图1可以看出，来源于不同嫁接次数插穗的扦插效果差异显著。经相关性分析，嫁接次数与生根率呈明显的正相关线性关系(R2=0.97)，与成活率呈正相关的二次项关系(R2=0.98)。这说明，随着嫁接次数增加，插穗生根率呈直线上升趋势，而插穗成活率在连续幼砧嫁接3次后，成活率达最高值(93.5%)，与连续嫁接4次插穗扦插成活率(92.1%)无显著差异。表明，嫁接次数越多插穗生根率越高，但成活率在嫁接一定次数(3次)后即达最佳效果。

图中不同小写字母表示来源于不同嫁接次数的穗条间显著性差异(α=0.05)，下同。

3.2 不同来源插穗内源激素水平的变化

激素在植物扦插育苗中起到关键调控作用。通过来源于不同嫁接次数插穗内源激素水平分析发现(图2)，IAA与嫁接次数呈正相关线性关系(R2=0.99)，ABA与嫁接次数呈负相关线性关系(R2=0.93)，表明随着嫁接次数增加插穗中内源性IAA浓度增加，而ABA浓度降低。GA、ZR与嫁接次数间无明显相关性，但嫁接3次后插穗中GA浓度显著高于嫁接0次的插穗，而嫁接2次后插穗中ZR浓度高于嫁接0次的插穗。内源激素检测结果说明，相较GA和ZR，IAA、ABA与嫁接次数间相关性明显。

3.3 插穗内源激素水平与扦插效果相关性

根据上述试验结果，嫁接次数影响扦插效果，而嫁接次数与插穗中内源IAA、ABA浓度相关性明显。为进一步分析内源IAA、ABA与扦插效果的关系，通过相关性分析表明，IAA与生根率呈极显著的正相关线性关系(R2=0.99)，ABA与成活率呈极显著的负相关二次项关系(R2=0.99)(图3)。这说明，IAA浓度越高生根率越高，ABA浓度越低成活率越高。

图1 插穗来源对枫香扦插效果的影响

图2 不同来源枫香插穗内源激素水平的变化

图3 枫香插穗内源激素水平与扦插效果的相关性

3.4 基质对扦插效果的影响

在原来试验基础上，以优化的300 mg/L ABT1+200 mg/L IAA为生根剂，研究基质对扦插的影响。由图4可知，不同基质处理下扦插效果差异显著。其中，各基质处理生根率大小表现为：黄泥>混合基质>河沙珍珠岩，成活率、成苗率大小均为：混合基质>黄泥>河沙>珍珠岩。这说明，供试4种基质中，混合基质扦插效果最好，其次黄泥，而河沙和珍珠岩扦插效果最差。图4中不同小写字母表示不同基质处理间显著性差异(α=0.05)。

图4 基质对枫香扦插效果的影响

4 结论与讨论

与农作物相比，林木尤其成年树大多扦插繁殖困难[8]。经研究证明，生理年龄效应是导致林木扦插具有顽拗性的关键[9]。以成年优树为繁殖材料是进行林木优异种质繁育利用最快捷的方式。然而，受生理年龄效应的影响，在很大程度上限制了林木良种选育与利用进程，因此繁殖材料复幼成为近年来林业科研工作者日益关注的热点与难点。研究表明，通过组培和连续嫁接方式在很大程度上能诱导材料复幼[6,10]。相较组培技术，嫁接操作简单，易于在生产上推广应用。本试验以一年生枫香实生苗为砧木，通过幼砧连续嫁接方式，枫香优树嫩枝扦插效果显著改善。其中，生根率随嫁接次数增加而增加，成活率在嫁接3次时达最佳。本研究扦插成活率是以扦插生根插穗再培育45 d后统计而得成活率。林木扦插成活率主要受根系质量及地上部分生理活力的影响。在枫香扦插过程中笔者发现，与来源于未嫁接优株的插穗相比，嫁接3～4次后插穗生根时间明显提前，且地上芽苗均表现翠绿、生理活性强，这可能是导致嫁接3次后成活率效果达最佳的原因。

植物激素作为调控离体植株再生的中心调控因子，探索不同再生能力繁殖材料中内源激素水平对构建高效繁殖技术具有较好的指导作用[11～13]。连续幼砧嫁接增强了枫香插穗再生能力，通过分析来源于不同嫁接次数插穗内源激素表明，嫁接次数与IAA水平正相关、与ABA水平反相关，GA和ZR整体在嫁接2～3次后即能保持在一个稳定的较高水平。通过内源激素与扦插生根能力相关性分析发现，IAA、ABA分别与生根率、成活率间具有极显著的正相关与负相关性，R2值均大于0.99趋近于1.0。这反映了，为促进枫香插穗再生能力，IAA与ABA为两个主要的核心激素，前者宜控制在较高水平，后者则应保持在一个较低水平。此外，考虑到嫁接后上升的GA与ZR，可在生根剂中适当添加一定的GA与ZR，但应注意生长素与细胞分裂素的比值影响着植物器官分化，较高ZR不利于根系形成。从激素生理功能来看，IAA与GA均具有促进细胞伸长生长的作用，是植物细胞分化中的重要激素。根据以往研究结果，较高水平IAA利于植物繁殖再生[14～17]，这与本试验研究结果是一致的。ABA在提高植物抗逆能力方面应用广泛，其主要基于ABA具有调节叶片气孔关闭、降低蒸腾失水，减缓光合水分代谢过程等方面的生理作用。在本试验中较低水平ABA水平利于枫香插穗生根，可能是因为较低ABA水平，能使生根苗保持在较为活跃的能量代谢状态，从而以适应插穗生根后急需进行营养生长促进植株发育成苗。基于此，为加快枫香扦插成活率，在扦插45 d后，应及时进行光照补充，并加强水肥管理，以避免营养亏缺造成的生根插穗死亡。

基质是林木扦插育苗中一个至关重要的影响因素[18～21]。在试验供试4种基质中，黄泥生根率最高，但成活率低于泥炭土、珍珠岩、蛭石按等体积混合的基质。以初始扦插穗条株数为基准，综合考虑混合基质成苗率高于黄泥。整体上，单纯河沙或珍珠岩扦插育苗效果表现较差。黄泥具有较好的保水性，由于其价格便宜，易于消毒等优点，在生产上最为常见。相对地，河沙、珍珠岩具有很好通过气、透水性，但不利于穗条保水，对环境湿度要求极高。从枫香在不同基质扦插效果可知，早期以保水性最佳的黄泥为佳，而后期则需要通气透水且营养丰富的基质。因此今后开展枫香扦插应采用两步法，先以黄泥作为基质进行快插，待其生根后移至疏松透气的含营养土的混合轻型基质中以实现扦插成苗效果大幅提升。