大叶相思瓶内扦插生根研究*

李泽瑞 王 鸿 陈玉军 李 玫 黄烈健

(1.中国林业科学研究院 热带林业研究所, 广东 广州 510520; 2.南京林业大学, 江苏 南京 210037)

大叶相思Acaciaauriculiformis为含羞草科Mimosaceae 金合欢属AcaciaMill 植物, 是造林绿化、 水土保持和改良土壤的主要树种之一,属速生乔木树种, 具有较大的生态价值和经济价值[1]。 目前大叶相思在我国南方地区荒山造林、 水土保持和木材供应方面应用广泛, 造林面积已逾7.0×104hm2[2]。 由于相思种子繁殖的后代性状分化严重[3], 且相思树的结荚率通常低下, 造成种子产量也很低[4], 难以满足生产需求。 关于大叶相思无性繁殖的研究已广泛开展。 组培和扦插均属无性繁殖, 能保持母本的优良性状, 繁殖速度快, 可解决大叶相思由种子繁殖带来的性状分化问题。 传统组培操作繁琐, 需严格控制培养环境的无菌。 大叶相思现已开展开放式组培的研究, 通过在培养基中加入抑菌剂, 有效降低了外植体的污染率, 简化了实验步骤, 采用继代生根的方式实现了大叶相思的增殖[5]。 相较于组培繁殖, 扦插繁殖具有操作简单、 成本低的优点[6]。

扦插生根受光照、 温度、 湿度、 基质、 季节等环境因素的影响[7]。 扦插后的光照供叶片合成有机物, 叶片产生的IAA 通过极性运输至根部, 促进生根[8]。 张帆等[9]研究发现基质和空气的温度和湿度, 以及插条本身的湿度显著影响桃插条生根。 扦插基质提供幼苗生长过程中所需的支持、 水分、 空气和无机营养条件[5]。王承禹等[10]认为持有有机物类的扦插基质的质量缺乏稳定性, 无机物类的扦插基质阳离子交换量较小, 缓冲能力较弱。 无论是单一基质或者混合基质进行扦插, 传统扦插基质本身的酸碱性、 复杂性都会影响苗木的扦插成效。 大叶相思不同季节的扦插结果差异明显, 7 月插穗生根率超过80%, 而12 月降至45.56%[11]。

由于传统扦插大多栽植于扦插苗床, 对扦插后的光照、 温度和湿度的控制较为困难, 不利于生根率的提高。 瓶内扦插的环境稳定, 扦插基质简单, 便于分析影响扦插效果的原因, 易于大规模推广, 从而满足生产需求。 本研究以大叶相思当年生枝条为研究对象, 拟建立一种扦插基质简单可控的大叶相思瓶内扦插技术体系, 为今后其他林木树种的扦插繁殖提供思路和借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验时间为2021 年4 月, 试验材料来源于广东省江门市新会区国家重点相思良种基地, 按照施琼等[12]方法, 剪取大叶相思一年生采穗圃中腋芽饱满的新枝条作为研究材料。

1.2 抑菌剂种类及浓度

百菌清和多菌灵的浓度为0.2, 0.4, 0.6,0.8 g·L-1, 培养基中分别加入对应浓度的抑菌剂, 每个处理含24 个茎段, 重复3 次。 按照王鸿[5]的方法对插条进行处理。

1.3 插条类型和消毒方式

上部和中部枝条分别指第1 ～2 和第3 ～5 腋芽茎段, 具体插条类型和消毒方式组合见表1, 每个处理含21 个茎段, 重复3 次。

1.4 生根促进剂浓度及处理时间

IBA、 NAA、 ABT 浓度分别设置为0.4、 0.6、0.8 g·L-1, 分别处理2 h、 3 h。 每个处理含24 个茎段, 重复3 次。

1.5 培养条件

扦插基质由水、 琼脂7 g·L-1和百菌清0.2 g·L-1构成, 配制之后分装至组培玻璃瓶内。 插条培养45 d, 每隔15 d 观察一次, 并进行统计。 培养环境为组培室内, 光照时长12 h/d, 光照强度:2 500 Lx。

1.6 数据处理

使用Excel 进行数据整理, SPSS19.0 进行数据处理和方差分析, 以最小显著差数法(LSD)分析数据差异的显著性(α=0.05)。

污染率=污染数/接种数×100%

褐化率=褐化数/接种数×100%

存活率=存活数/接种数×100%

存活生根率=生根插条数/存活数×100%

2 结果与分析

2.1 抑菌剂种类及浓度对大叶相思插条的影响

从图1 中来看, 百菌清处理的插条, 其存活率随着百菌清浓度的降低而升高, 褐化率随着百菌清浓度的升高而显著增加, 污染率较低。 多菌灵处理的插条, 其存活率随着多菌灵的浓度升高而升高, 0.2 g·L-1多菌灵处理的插条污染率显著高于其他浓度, 褐化率较低。

图1 不同抑菌剂种类和浓度处理下大叶相思插条褐化率、 污染率和存活率Fig.1 Brown rate, contamtion rate and survival rate of A. auriculiformis treated with different disinfectants type and concentration

低浓度的百菌清对插条的处理效果优于同浓度的多菌灵。 综合考虑, 当百菌清的浓度为0.2 g·L-1时, 处理效果最佳, 枝条存活率为83.33%,褐化率为11.11%, 污染率为5.56%。

2.2 插条类型和消毒方式对大叶相思插条的影响

从表2 可知, 3 种插条中, 多菌灵处理的褐化率总体比75%酒精处理的低, 多菌灵处理的上部带叶插条的污染率最高, 中部不带叶和中部带叶的污染率逐渐降低。 3 种插条中, 随着75%酒精处理的时间增加, 插条的褐化率以及污染率增加,其中上部带叶的褐化最严重, 依次为中部带叶、中部不带叶; 0.8 g·L-1多菌灵处理的插条存活率比75%酒精处理的高。

表2 不同插条类型和消毒方式组合下大叶相思插条褐化率、 污染率和存活率Table 2 Brown rate, contamtion rate and survival rate of A. auriculiformis treated with different explant types and disinfect strategies

最佳的插条类型为中部带叶, 最佳的消毒方式为使用0.8 g·L-1的多菌灵处理3 min, 插条的褐化率及污染率均为0.00%, 存活率为100%。

2.3 生根促进剂浓度及处理时间对大叶相思生根的影响

从图2 可知, 与NAA、 ABT 处理的枝条相比, IBA 处理的插条整体存在褐化率高、 污染率高、 存活率低、 存活生根率高的情况; 处理时间为3 h, IBA 处理的插条褐化率和污染率均为0.00%, 显著低于NAA、 ABT 处理, 存活率和存活生根率均高于NAA、 ABT 处理。 由此可见对于3 种生根促进剂而言, 处理时间对生根的影响程度显著高于浓度。

图2 不同生根促进剂和浓度及处理时间大叶相思插条褐化率、 污染率、 存活率和存活生根率Fig.2 Brown rate, contamtion rate, survival rate and survival rooting rate of A. auriculiformis treated with different plant regulators, concentrations and time

最佳处理为: 0.8 g·L-1IBA 处理3 h, 其褐化率和污染率为0.00%, 存活率以及存活生根率分别为100%。 经培养, 枝条根出现和根长达4 cm的时间分别为25 d、 30 d (图3)。

图3 大叶相思扦插生根情况(培养30 d)Fig.3 The rooting of A. auriculiformis

3 讨论与结论

本研究中, 通过在组培室中进行瓶内扦插,有效控制了扦插环境。 与传统扦插相比, 本研究扦插过程中光照、 温度和湿度的控制更简单方便,同时减少了病虫害管理投入; 扦插基质由琼脂和抑菌剂构成, 成分简单, 易于配制。 扦插基质配好后直接将备好的插条插入基质中, 放入组培室中培养, 分层放置, 节省了大量的用地成本, 有利于扦插技术的推广。 在传统的大叶相思扦插繁殖技术研究中, 以黄心土为扦插基质, 生根率为90.00%[11], 本试验采用琼脂作为扦插基质, 存活生根率高达100%, 表明该扦插技术更优于传统的扦插, 具有更好的应用前景。

插条是否带叶以及叶片在插条上的位置影响扦插生根效果, 不同树种的最佳插条类型不同。扦插生根过程当中叶片的光合作用影响插条根部碳水化合物的积累, 且不定根的形成依赖于插条所含有的碳水化合物[13]。 本研究选取中部带叶的插条获得了100%存活生根率。 插条的长短影响扦插生根率, 最适的插条长度随树种有所变化, 插条过长过短均会影响扦插成效。 本研究于组培瓶内进行扦插, 实现了较短插条的成活生根, 与传统扦插[11]相比, 穗条可分多段进行扦插, 穗条的利用率得到了有效增加。 生根过程中最佳激素的选择为IBA, 这和易敏等[11]研究结果一致, 但两者的最佳激素处理、 开始生根天数有所不同, 本研究最佳处理为0.8 g·L-1IBA 处理3 h, 开始生根的天数为25 d, 而易敏等[11]的研究中最佳处理为0.2 g·L-1IBA 处理2 h, 开始生根天数为10 d。 两者最佳激素处理和开始生根天数的差异可能是插条长短和内源激素的不同导致, 也可能是受扦插基质的影响, 具体需进一步研究。

综上所述, 本研究建立了大叶相思瓶内扦插的技术体系, 有效控制了扦插环境, 将扦插基质简化至仅含琼脂和0.2 g·L-1百菌清, 确定了最适扦插枝条为中部带叶茎段, 最佳生根处理为0.8 g·L-1IBA 处理3 h, 实现了大叶相思枝条的100%生根, 有利于大叶相思的推广, 为其他林木的扦插繁殖提供了参考。