张 杰,朱 杰,宿秀丽,龚洪波,吴 山
(1.襄阳市农业科学院,湖北 襄阳 441057;2.襄阳市农业技术推广中心,湖北 襄阳 441057)
甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]是旋花科(Convolvulaceae)甘薯属(Ipomoea)一年或多年生双子叶草本植物,性喜温,不耐寒,是喜光的短日照作物,在北纬40°以南温带至热带的120 余个国家和地区均有种植[1]。中国是世界上最大的甘薯生产国,联合国粮食及农业组织(FAO)统计数据显示,2018 年中国甘薯种植总面积为237.93 万hm2,占全球种植面积的29.0%,总产占全球总产的57.0%[2]。湖北省位于国内南北两大甘薯种植优势区的交叉地带,甘薯种植面积位居国内前10 名,拥有60 多家甘薯加工企业。湖北省甘薯种植区主要集中在鄂东丘陵、鄂南山地、鄂西山地、鄂北岗地。襄阳市适合甘薯种植的土地资源丰富,但素有“十年九旱”之称[3],土地较贫瘠,滴灌、喷淋设施少,春季少雨导致甘薯扦插困难,芽苗徒长,影响芽苗生产效率。
近年来,利用生根剂提高作物扦插繁殖成功率已经成为研究热点,研究多以促进作物早生根、多生根,提升作物的繁殖效率、种植存活率和产量为目标。耿慧等[4]的研究表明,自然条件下苜蓿扦插要防止连续降雨对成活率的影响,施用吲哚丁酸-萘乙酸能明显缩短扦插材料的发芽时间、促进其生根、提高其分枝数。贾娟等[5]研究槭树科植物扦插繁殖中生根剂的选用和配比,结果表明生根剂处理插穗根部具有补充外源生长调节剂与促进植物体内源生长调节剂合成的双重功效,可促进不定根形成,缩短生根时间,提高生根率,且选择两种或两种以上混合生根剂更有利于生根剂作用的发挥。刘丽娜[6]应用两种生根剂对白醋栗基质扦插效果进行了系统研究,选用带顶芽插穗,应用根宝3 号处理插穗5 min和甘霖1 号处理插穗10 s 可达到理想的扦插效果。采用不同生根剂处理望天树苗[7]、腺枝葡萄[8]、木薯种茎[9]、山核桃[10]、蒙古栎[11]、荩草[12]等植物扦插苗,结果显示生根剂对扦插苗生根率、根数、最长根长和根粗及扦插存活率均有明显促进作用。本研究以甘薯芽苗为试验材料,通过不同配比及不同浓度的生根剂处理芽苗,分析生根剂对芽苗生根时间、数量、根长度及扦插成活率的影响。
试验采用普薯32 号芽苗,选长度30~40 cm 的无病虫害、无机械损伤、直径及节间长度基本一致的健壮芽苗。生根剂配比试验药剂有IBA(吲哚丁酸)、NAA(萘乙酸)、ABT(生根粉,ABT 2 号)。
试验设在湖北省襄阳市农业科学院试验基地,位于北纬31°14′—32°37′、东经110°45′—113°43′,海拔高度74 m。生根试验在实验室内进行,基质配方为珍珠岩∶椰糠=1∶4(体积比)。室内温湿度可调控;扦插试验在试验基地进行,露地栽培。
试验共设7 个处理,3 次重复,采用随机区组设计,各处理设单独育苗盘(0.6 m×0.4 m×0.1 m),基质0.024 m3,基质与配方试剂比例为1.0∶0.7(体积比),处理Ⅰ(CK2)是常用生根剂配方,为生根剂对照;处理Ⅶ(CK1)为清水对照,每个处理30 株,每天调查5 株。
表1 生根剂试验处理
试验于2021 年4 月15 日扦插,统一使用芽苗,芽苗节位相同,长度、叶片数量及横截面直径基本一致。试验温度与常温相同(表2),根据水分消耗每日补水,保持相对湿度在70%~80%。
表2 芽苗生根期基础数据统计
试验数据采用Excel 2013 软件整理和统计,并使用DPS 7.05 软件进行双因素方差分析和多重比较(LSD法)。
以栽培24 h 为首次数据采集时间,后每24 h 采集1 次,共计5 次,每次采集5 株,清水冲洗,统计单株生根数及根长度。结果显示,甘薯芽苗生根条数和总根长均受药剂和时间及其交互作用的显著影响(P<0.000 1)(表3)。进一步对各指标各处理进行多重比较,结果见表4。
表3 生根条数和根长的差异显著性分析结果
表4 不同处理平均生根条数和根长及其多重比较结果
由 表4 可 知,与CK1 相 比,15 mg/L 的ABT 在1~5 d 时均显著增加甘薯芽苗的生根条数(P<0.05),20 mg/L 的ABT 在1~3 d 时显著增加甘薯芽苗的生根条数(P<0.05),25 mg/L 的ABT 仅在1、3 d 时显著增加甘薯芽苗的生根条数(P<0.05)。与CK2 相比,15~30 mg/L 的ABT 在1 d 时显著增加甘薯芽苗的生根条数(P<0.05),在2 d 时仅ABT 浓度为15、20 mg/L时增加甘薯芽苗的生根条数,3~5 d 时仅15 mg/L 的ABT 显著增加甘薯芽苗生根条数(P<0.05),在4~5 d时,20~35 mg/L 的ABT 和清水处理均表现出抑制作用,降低了甘薯芽苗的生根条数。与CK2 相比,在试验2~3 d 时,15~25 mg/L 的ABT 处理增加了甘薯芽苗总根长,在4~5 d,除15、20 mg/L 的ABT 处理外,其他浓度的ABT 处理均表现出显著抑制作用(P<0.05)。在试验5 d 时,15~30 mg/L 的ABT 处理的总根长分别达26.44、28.71、23.49、14.98 cm,以20 mg/L的ABT 处理总根长最长。随着培养时间的延长,15 mg/L的IBA+15 mg/L的NAA处理和15 mg/L的ABT处理生根条数高于其他处理,且总根长度也快速增加,但总根长度一直未超过20 mg/L 生根剂处理。
将各处理甘薯芽苗分别培养3、4、5 d 后进行扦插,每个处理扦插100 根芽苗,重复3 次,扦插当天单株苗浇定根水500 mL,扦插后3 d 覆水1 次,各处理单株均覆水300 mL,以保证幼苗根部土壤湿润(相对湿度为50%~80%),其他田间管理同等条件,处理5 d 时对甘薯芽苗扦插存活率进行调查(表5)。由表5 可知,各处理培养3 d 扦插存活率最低,培养4 d 和5 d 的扦插存活率均在91.00%以上(除CK1外);相同培养时间的不同处理之间差异较大,培养3、4、5 d 后扦插存活率均以15、20、25 mg/L 的ABT 处理较高,清水对照随着培养时间的增加扦插存活率明显提高,但低于其他生根剂处理。15 mg/L 的IBA+15 mg/L 的NAA 处 理 在 培 养3、4、5 d 后 扦 插存活率均显著低于20 mg/L 的ABT 处理(P<0.05),15 mg/L 的ABT 处理在培养3、4、5 d 后扦插存活率均低于20 mg/L 的ABT 处理,但差异不显著。
表5 不同处理条件下扦插存活率
IBA+NAA、ABT 和清水均能使甘薯芽苗快速生根,15 mg/L 的ABT 在试验中对甘薯生根条数、生根长度和扦插存活率的综合效果最好,而ABT 使用剂量超过25 mg/L 对甘薯芽苗生根会有一定的抑制作用,从而降低生根数量。当甘薯芽苗生根数量随着ABT 剂量增加而减少时,单根长度不会出现明显变长的现象,根总长度与生根数量整体呈正相关。当甘薯芽苗培养到3 d 时,扦插后浇少量水即可达到80%左右的存活率,而各处理的存活率均高于清水对照,说明甘薯芽苗使用ABT 生根后扦插比清水生根后扦插可显著提升甘薯芽苗的存活率;甘薯芽苗的存活率与芽苗生根数量和根总长度有一定的关联。
胡瑶等[13]的研究发现,生根剂通过强化和调控内源生长调节剂含量以及重要酶活性来促进合成生物大分子,调节植物代谢强度。李艳英等[9]分析3种生根剂对木薯种茎生根及产量的影响表明,不同浓度的生根剂处理均可以促进木薯种茎提早生根,且木薯种茎的生根数量与单株结薯条数和产量呈显著正相关关系。朱小娇等[14]采用薯蔓栽插与生长控制对粉用甘薯渝薯6 号产量与品质的影响进行研究,结果表明,使用生根剂浓度为30 mg/kg 时能获得最大产量。袁继超等[15]的研究表明,甘薯生产一般采用茎薯扦插繁殖,促进扦插苗早生根、多生根,不仅可以加快还苗成活,增强吸收功能和提高抗旱能力,促进植株生长发育,且早发根易分化发育为块根,有利于提高薯块产量。而应用ABT 新剂型处理薯秧,比对照田可增产10%~40%,平均单株产量提高0.8 kg,地上部分与地下部分养分分配比降低,表明光合效率高,地下养分(薯块)积累大[16]。本研究对不同处理时间的扦插存活率进行了试验,结果表明,与清水对照相比,ABT 可以提高甘薯芽苗生根条数、总根长和扦插存活率。刘利华等[17]的研究表明,甘薯施用ABT 浸苗处理能够促进苗期根系生长发育和养分吸收,与本研究结果一致。谢梦薇等[18]的研究表明,绿叶和紫叶甘薯的枝蔓随着保存天数的增加,扦插成活率呈下降趋势,而花叶甘薯随放置天数的增加,成活率先升高再降低。本研究未对不同叶色的甘薯品种进行试验,未掌握不同叶色甘薯芽苗生根后扦插存活率,这需要在下一步试验中进行论证。