徐 晨,成彦丽,黄守程,简 兴,张远兵
(1.安徽科技学院建筑学院,安徽蚌埠 233000;2.安徽科技学院生命与健康科学学院,安徽凤阳 233100)
含笑(Michelia figo)又名含笑梅、山节子、香蕉花,为木兰科含笑属(Michelia)常绿灌木或小乔木。 树体通常高2-3 米,单叶互生,叶革质油亮,树皮灰褐色,倒卵状椭圆形或狭椭圆形。因其花朵香味与香蕉味相近, 所以经常被称为香蕉花。 含笑花初开时具有乳白色的特点,后逐渐转为淡黄色,花开放含蕾而不尽开,故称“含笑花”[1]。花期3-5 月,花瓣可制成花茶,亦可提取芳香油和供药用。 果期7-8 月,果实为卵圆形或球形的蓇葖果。 含笑原产于中国南方一带的山坡山林中,属于亚热带植物,不耐寒,不喜干旱贫瘠,忌积水,适合在肥沃、湿润的微酸性土壤中栽植,现在广泛分布于的长江流域至华南各地[2]。
作为我国著名的传统园林观赏花木之一,含笑在中国有着悠久的栽培历史,其本身包含着丰富的文化价值, 自古以来普遍受到人们的喜爱。含笑树形饱满,绿叶葱笼,花形典雅,香气袭人,可用于营造园林景观、改善生态环境。首先,作为园林中的观赏树种,含笑可以在公园绿地或街道上成片栽植,也可以与乔木、地被搭配种植,还可以作为盆栽用于室内绿化,能够创造出丰富的植物景观,给人们带来视觉和味觉上的享受。其次,作为园林中的绿化树种, 含笑能够起到净化空气、阻滞尘埃、降温保湿的作用,有效地改善园林生态环境。 其叶、花、果实、种子所提炼精油可用于多种行业,具有较高的应用价值和观赏价值[3]。含笑适宜生长在温暖潮湿的环境中,喜排水良好土壤肥沃的基质。 含笑的栽培虽然历史比较久远,但由于含笑种子数量少且发芽率低,在自然条件下种子少且发芽率低等,含笑的种子繁殖比较困难,限制了含笑植物在园林景观以及生态环境中的应用推广。 当今我国苗木市场需求量大,为满足消费者以及园林绿化的需求以及满足花卉的需求。 因此,研究出适合含笑扦插繁殖的基质,对提高其扦插成活率,满足园林绿化市场需求具有重要意义[4]。
试验地点位于安徽省滁州市凤阳县安徽科技学院校园内,地处淮河中游南岸,属亚热带湿润季风气候,四季分明,光照充足,水热同季,干冷同期,无霜期较长。春季雨水适中,夏季降雨集中,秋冬少雨。 年平均气温15.4℃,年平均降雨日数144 天,年平均降水量1000-1100 mm[5]。
以1-2 年生生长健壮的含笑作为采条母株,插穗选取生长状况良好、未受到物理损伤的半木质化嫩枝。 插穗早上采取,长度约10 cm,上端平切,下端斜切,带1-2 片叶,用清水浸泡保湿。 插穗使用前需在0.1%高锰酸甲溶液中浸泡15 min消毒,随后在生根粉溶液中浸泡30 min,有利于提高插穗的生根率与存活率。
扦插试验共设5 个处理(见表1):T1:珍珠岩;T2:河沙;T3:泥炭土;T4:蛭石;T5:椰糠,每种基质扦插50 株。 基质进行淘洗后在太阳下曝晒消毒后使用,将上述不同基质分别装入容器盆中(容器底部钻孔增强基质的透气性与透水性),将容器在距离容器底部约1-2 cm 处分别进行钻孔,每个方位钻两个孔即可,防止容器积水,有利于基质通风透气。
表1 不同扦插基质
表2 含笑外部形态变化
含笑插后管理的关键在于控温、 保湿和杀菌。 扦插完成后,需覆盖薄膜以保持扦插环境的温度和湿度,为了减少阳光直射,需要在薄膜外覆盖一层遮阳网。 当薄膜内温度高于30℃时,要及时打开薄膜两端进行通风。 每日早晚浇水,并保持土壤湿润[6]。
自扦插之日起,每隔1 周对含笑插穗的成活率进行观测记录,包括叶色变化、插穗表皮状况和根系生长状况。
叶绿素含量[7]:采用分光光度法测定含笑插穗叶片;
可溶性糖含量[8]:采用蒽酮比色法测定含笑插穗叶片;
丙二醛含量[9]:采用硫代巴比妥酸法测定含笑插穗叶片;
质膜通透性[10]:采用电导率法测定含笑插穗叶片。
在7 周后进行相关生理指标测定, 每个指标测量3 次生物学重复, 结果取平均值。 使用Office 办公软件处理数据并制作图表, 以平均值±标准差表示, 使用DPS 数据分析软件进行显著性分析[11]。
采用隶属函数对试验数据汇总以及综合分析,采用的计算公式如下:
当某指标和生长状况呈正相关时,
当某指标和生长状况呈负相关时,
其中X(μ)表示含笑植株某项指标的隶属函数值,X 表示某一种栽培条件下含笑某项指标的测定值,Xmax 表示该测量指标的最大值,Xmin表示该测量指标的最小值。各处理的含笑植株各项指标的隶属函数值计算平均值,结果是不同基质的综合评价值[12]。
含笑扦插后,定期按时观察记录插穗外部形态变化。 从记录来看,基质内的插穗两周内形态上基本无太大变化,3 周后部分基质内插穗叶片开始脱落。 过多的叶子会增大蒸发量,消耗过多的水分,为了保护自身,植物体可能会自行脱落一部分叶片,来确保能够存活。 如果叶柄未曾脱落随之植株体变黑干枯,则说明扦插失败。 从第6 周开始,基质内插穗开始长出不定根,并出现根部腐烂的现象。 到第7 周后,泥炭土、珍珠岩、河沙作为基质产生的不定根较多,椰糠和蛭石作为基质产生的不定根相对较少。
从后期存活株数来看,泥炭土、珍珠岩、河沙生长状况较好;椰糠、蛭石土生长发育次之。其中泥炭土基质效果最好,插穗根系发达,成活率最高,达86%;椰糠基质效果最差,只有部分插穗能够长出不定根, 且存在不定根发黑腐烂现象,插穗成活率最低,只有42%。由此可以得出:在试验的五组基质中,最适合含笑嫩枝扦插的基质为泥炭土其次为珍珠岩、河沙。 最不适合含笑嫩枝扦插的基质为椰糠,其次为蛭石。
图1 含笑嫩枝扦插成活率变化
2.2.1 不同基质对含笑叶绿素含量的影响叶绿素在植物体内通过光合作用合成有机化合物,可为植物生长提供所需的能量[13]。 通常叶绿素含量越高,说明植物体生长状况越好。 由图2可以得出, 不同基质扦插下的叶绿素含量,T3>T1>T5>T2>T4。 各组的叶绿素含量具有较大的差异, 其中T3 组叶绿素含量值最高, 表明处理组T3 基质内插穗光合作用较强,生长状况良好,其次为T1 组和T5 组。而处理组T4 和T2 的叶绿素含量较低,最低的为T4 组,这表明处理组T4 基质内插穗光合作用较弱, 植株生长状况较不佳。通过对各组含笑叶绿素含量的观测,泥炭土基质扦插下含笑叶绿素含量显著高于其他基质,插条生长状况最好的基质是泥炭土。
图2 不同基质下含笑嫩枝扦插的叶绿素含量
2.2.2 不同基质对含笑可溶性糖含量的影响可溶性糖是生物体内重要成分之一,与植物在逆境胁迫下渗透调节有关,有利于增强抗逆性[14]。由图3 可以得出: 不同基质扦插下可溶性糖含量,T3>T1>T2>T5>T4。 其中可溶性糖含量最高的为T3 组,其次为T1 组、T2 和T5 组。 叶片的可溶性糖含量较高, 能够开展最大限度的渗透调节,表明插穗新陈代谢快, 在逆境下植物抗性提高,有利于含笑插穗的成活。 而最低的为T4 组, 表明T4 组基质内插穗抗性降低,不利于插穗的成活。结果表明泥炭土扦插含笑的可溶性糖含量最高,显著高于其他基质,最适合插条的生长。
图3 不同基质下含笑嫩枝扦插的可溶性糖含量
2.2.3 不同基质对含笑丙二醛含量的影响丙二醛水平反映了植物细胞膜质过氧化水平,丙二醛水平较高表明植物细胞膜质过氧化水平较高,细胞膜损伤严重[15]。 从图4 中可以得出,含笑在不同基质扦插后,各个处理中丙二醛含量高低顺序排序为:T4>T5>T3>T1>T2。 各组的丙二醛含量具有较大差异, 其中T4 组的丙二醛含量值最高,其次为T5 组、T3 和T1 组。 处理组T4 基质内插穗细胞膜质过氧化水平较高, 细胞膜损伤严重。 T2 组的丙二醛含量值最低, 细胞膜损伤最小。结果表明河沙扦插含笑的细胞膜受伤害的程度最低,椰糠扦插的含笑的细胞膜受伤害的程度最高。
图4 不同基质对含笑叶片MDA 含量影响
2.2.4 不同基质对含笑电导率的影响 电导率是反映植物膜系统状况的一个重要的生理生化指标,植物在受到逆境或者其他损伤的情况下细胞膜容易破裂,导致电解质外渗使电导率增大[16]。膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关,也与植物抗逆性的强弱有关。 由图5 可以得出:不同基质扦插下的电导率,T5>T4>T1>T2>T3。 其中电导率最高的为T5 组,说明T5 组插穗在生长过程中细胞膜遭到破坏较强,不利于插穗的生长。 而T3组电导率最低,有利于插穗的生长。 结果表明泥炭土扦插含笑细胞膜受伤害的程度最低,椰糠扦插的含笑的细胞膜受伤害的程度最高。
图5 不同基质下含笑嫩枝扦插的电导率
使用隶属函数对本次试验进行数据汇总和综合分析,取不同处理下含笑各项指标的隶属函数平均值作为综合评价指数。各项指标的综合评价指数排名见表3,均为T3>T1>T2>T4>T5,说明在这5 种基质中,泥炭土最适合作为含笑扦插基质,椰糠最不适合作为含笑扦插基质。
表3 含笑生长状况综合评价
试验采用含笑嫩枝插穗为试验材料,研究不同基质对扦插生根的影响。 试验结果表明,在5种基质中,泥炭土基质扦插下含笑的形态指标和生理指标均显著优于其他基质。植物扦插生根过程较为复杂,不同内外因素都会影响到扦插生根的最终结果,包括母株年龄、插穗位置和营养状况等内部因素,也包括插穗处理、扦插时间、生长调节剂、灭菌剂和基质类型等外部因素[17]。 在农林业生产中, 苗木扦插繁殖方法通常有硬枝扦插和嫩枝扦插两种, 硬枝扦插是使用完全木质化的枝条做插穗进行扦插育苗, 而嫩枝扦插是从健康母株上剪取当年生半木质化枝条进行扦插育苗[18]。
用于木兰科植物扦插的基质主要有珍珠岩、河沙、泥炭土、蛭石和椰糠等,扦插要求扦插基质不仅应具备丰富的营养物质、酸碱适中、良好的保水性和透气性,而且要无病虫害[19]。 泥炭土基质营养物质丰富,保水透气性好,泥炭土与其他基质相比表现最优。 在兜兰属(Paphiopedilum)植物的移栽基质中,泥炭土与植金石搭配作为基质最适合兜兰属植物生长, 能保持较好的肥力,综合评价指数最高[20]。 在同属植物醉香含笑(Michelia macclurei)扦插基质的筛选中,珍珠岩基质和河沙基质虽然与泥炭土基质一样具有良好的透气性,但营养成分较少,生根结果稍差[21]。对于滨梅(Prunus maritima) 的嫩枝扦插基质筛选,结果表明蛭石与其他基质混合使用时具有吸水力强的优点,但当蛭石密度过高时其通气透水性会变差,容易使滋生病菌,不利于插穗生根[22]。对于蝴蝶兰(phalaenopsis amabilis) 栽培基质筛选,椰糠具有很好的保水、排水能力,但其本身的含盐量很高,超过植物根系的耐受范围,影响插穗根系的生长[23]。
通过对含笑在不同基质中的嫩枝扦插生根的研究, 发现泥炭土作为扦插基质最为适合,有利于含笑的快速繁育。目前国内还存在不少珍稀濒危植物,可以通过实验筛选基质的方法,改进植物资源保护的栽培方法[24]。 此外实验中研究使用的扦插基质是单一基质, 存在一定的局限性,如混合基质更有利于含笑扦插生根,今后可以在此实验结果的基础上,进一步探究不同基质配比对含笑扦插的影响。