史鋒厚 ,鄭 晨 ,羅 帥 ,沈永寶
(1.南京林業(yè)大學(xué) a.林學(xué)院;b.南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京 210037;2.浙江省浦江縣鄭家塢鎮(zhèn)政府,浙江 浦江 322206)
南京椴嫩枝扦插技術(shù)研究
史鋒厚1a,1b,鄭 晨2,羅 帥1a,1b,沈永寶1a,1b
(1.南京林業(yè)大學(xué) a.林學(xué)院;b.南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京 210037;2.浙江省浦江縣鄭家塢鎮(zhèn)政府,浙江 浦江 322206)
以南京椴嫩枝為研究材料,通過設(shè)置不同IBA粉劑處理濃度、穗條制備保留葉片數(shù)量、制備穗條的枝條粗度等,研究穗條制備及處理對南京椴嫩枝扦插生根的影響。研究結(jié)果表明:使用IBA粉劑處理有助于插穗生根,處理濃度以1 000~1 500 mg·L-1為宜,可兼顧扦插生根率與生根質(zhì)量;嫩枝插穗適度保留葉片有助于生根,保留一片完整葉片效果最佳,生根率可達80%,且所生根系質(zhì)量較優(yōu),除腐爛插穗外其余插穗全部生根;插穗粗度對插穗生根效果存在影響,幼嫩細枝扦插生根率較低且所生根系質(zhì)量不高,插穗粗度應(yīng)不低于0.55 cm;南京椴扦插生根不屬于愈傷組織生根型,其多由插穗下切口處及切口上部皮部生根;水分控制對于南京椴嫩枝扦插至關(guān)重要,選用透水效果較好的珍珠巖、及時揀除掉落葉片、增加自動噴霧頻次、降低噴霧時間等措施將有利于插穗生根。南京椴嫩枝扦插以選用粗度0.55 cm以上半木質(zhì)化枝條制備插穗為宜,插穗長10~15 cm,上切口平截,下切口單面斜切,保留一片葉片,扦插前插穗基部蘸取1 000~1 500 mg·L-1IBA粉劑進行促根。
南京椴;嫩枝扦插;IBA:生根率;根系質(zhì)量
南京椴Tilia miquelianaMaxim.為我國特有椴樹屬樹種,曾在華東地區(qū)廣泛分布,為江蘇地區(qū)優(yōu)良的鄉(xiāng)土樹種。南京椴綜合利用價值較高,可作為用材樹種、藥用植物、蜜源植物、城鄉(xiāng)綠化樹種,其與佛教文化淵源較長,現(xiàn)在一些地方仍俗稱其為“菩提樹”[1]。由于人為砍伐和生境破壞嚴重,南京椴群體和個體數(shù)量銳減,現(xiàn)有天然南京椴資源極為有限,造成其數(shù)量下降的另一客觀因素則源于該樹種繁殖較為困難,種子飽滿度低且存在深休眠特性,野生個體的更新以根部萌蘗為主,增殖系數(shù)不高。探索快速繁殖方法,對于南京椴的保護和開發(fā)利用具有重要意義。
開展半木質(zhì)化嫩枝扦插是開展繁殖困難樹種擴繁的重要途徑[2-3]。目前,嫩枝扦插研究主要涉及扦插時間、制備穂條的枝條部位及粗度、生長調(diào)節(jié)劑種類及處理濃度、扦插基質(zhì)種類等內(nèi)容[3-6]。為探索南京椴嫩枝扦插技術(shù),本研究將對嫩枝插穗制備過程中的插穗保留葉片數(shù)量和穗條的枝條粗度以及IBA粉劑處理插穗的濃度設(shè)置不同梯度處理,研究其對南京椴嫩枝扦插生根的影響。
5月23日清晨,在南京林業(yè)大學(xué)天王種苗基地內(nèi)3 a生母樹上采集半木質(zhì)化枝條制作插穗。枝條采集及運輸過程中采取保濕措施。枝條采后及時制穗,穗條長度10~15 cm,上切口平截,下切口單面斜切。穗條制備后,使用0.5%高錳酸鉀溶液洗脫插穗基部5 min,減少穗條分泌的粘液,以減少粘液對插穗生根的影響。
(1)IBA處理濃度對比。分別采用1 000、1 500和2 000 mg·L-1吲哚丁酸IBA粉劑,速蘸插穗基部后進行扦插。以未速蘸生根粉的處理為對照,每個處理3×30根插穗。
(2)穗條留葉數(shù)量對比。插穗分別保留全葉、兩片1/2葉和全葉+1/2葉,插穗基部速蘸1 000 mg·L-1IBA粉劑后進行扦插。每個處理3×30根插穗。
(3)穗條制備粗度對比。分別選擇0.35~0.40、0.55~ 0.60、0.60~ 0.75 cm 粗 度 的 枝條制備插穗,剪除頂端柔軟梢部,插穗基部速蘸1 000 mg·L-1IBA粉劑后進行扦插。每個處理3×30根插穗。
扦插在南京林業(yè)大學(xué)種子中心玻璃溫室扦插池中進行,溫室內(nèi)配有自動噴霧、自動遮陽和溫控系統(tǒng);扦插基質(zhì)選用粒徑3 mm珍珠巖,厚度15~20 cm。扦插前5 d使用0.5%高錳酸鉀溶液進行噴灑消毒并翻曬。插穗處理后進行扦插,株行距5 cm×10 cm,扦插時使用粗樹枝打孔,將插穗插入基質(zhì),深度約為穗條長度的2/3。
插后壓實插穗周邊基質(zhì),澆一次透水。根據(jù)氣溫、光照調(diào)節(jié)噴霧情況,溫室每天定時通風(fēng)。扦插后每隔6 d,使用50%多菌靈可溶性粉劑800倍液噴灑扦插池。插穗生根后,逐漸減少噴水量,適度減少遮陰增加光照。
定期觀察插穗生根情況,直至下切口愈合、新根萌出。插后50 d調(diào)查插穗生根率、腐爛率、生根數(shù)及平均根長、平均根粗等指標。數(shù)據(jù)統(tǒng)計后采用Microsoft Excel和SPSS軟件進行分析。
扦插50 d后,將插穗取出統(tǒng)計生根插穗數(shù)量、不定根數(shù)量和穗條腐爛率,測量不定根長度和粗度,各指標的統(tǒng)計分析結(jié)果見表1和表2。
表1 南京椴嫩枝扦插生根統(tǒng)計結(jié)果?Table 1 The rooting result of T. miqueliana softwood cutting
IBA為嫩枝扦插促根常用植物生長調(diào)節(jié)劑[7],本實驗通過設(shè)置不同濃度梯度,探尋IBA粉劑處理對于南京椴嫩枝扦插生根的影響。由表1可知,相比對照,IBA處理可以顯著促進插穗生根,IBA處理對于插穗生根率、不定根數(shù)量和不定根長度的影響均達到極顯著水平(表2)。多重對比結(jié)果(表1)顯示,經(jīng)不同濃度IBA粉劑處理后,各處理插穗之間的生根數(shù)量、生根長度和生根粗度之間均達到顯著差異。經(jīng)1 000 mg·L-1IBA粉劑處理的插穗生根率最高,可達2/3,與其他濃度處理相比均達顯著水平。經(jīng)1 500 mg·L-1IBA粉劑處理的插穗生根質(zhì)量相對較好,不定根數(shù)量、不定根長度和粗度指標均為最高值,但與其他IBA處理之間的差異并不顯著。IBA處理使得插穗的扦插生根率提高,腐爛率降低,且生根率越高腐爛率越低,實驗中觀察未生根插穗基本都存在腐爛現(xiàn)象。上述分析說明:IBA粉劑處理可以顯著促進南京椴嫩枝插穗生根,不同處理濃度之間的促進效果存在一定差異;綜合實驗結(jié)果,生產(chǎn)中可以選擇1 000~1 500 mg·L-1IBA粉劑對南京椴嫩枝插穗進行處理,既可提高扦插生根率又可提高插穗生根質(zhì)量。
表2 南京椴嫩枝扦插統(tǒng)計結(jié)果方差分析?Table 2 Variance analysis of T. miqueliana softwood cutting
嫩枝插穗保留葉片對于促進插穗生根具有一定的作用[3],本實驗通過設(shè)置3個保留葉片梯度,探尋最佳的穗條留葉數(shù)量。由表2可知,留葉數(shù)量對于插穗生根率的影響達到極顯著水平,對于不定根數(shù)量、長度和粗度之間的影響均達顯著水平。插穗留取一片全葉的插穗生根效果最優(yōu),生根率可達80%,生根質(zhì)量與其他處理相比均達顯著水平,且穗條腐爛率較低。上述分析說明:插穗保留葉片數(shù)量對于嫩枝扦插生根具有重要影響,表現(xiàn)在提高扦插生根率和提高不定根的質(zhì)量方面,綜合分析保留一片葉片的插穗生根效果最佳。
不同粗度的半木質(zhì)化枝條內(nèi)部的營養(yǎng)存在差異,且木質(zhì)化程度存在差異[3],選擇不同粗度的嫩枝插穗進行扦插,探尋插穗粗度對于扦插生根的影響。由表1和表2可知:不同粗度插穗扦插、插穗生根率、不定根數(shù)量、不定根長度和粗度之間的差異均達顯著水平;中、粗兩個規(guī)格的插穗扦插后,插穗的生根率和不定根根系指標優(yōu)于細枝條。上述分析說明:制穗枝條的粗度影響扦插效果,對于插穗生根率和生根質(zhì)量均有影響;當(dāng)枝條達到一定粗度后,插穗的生根率和生根質(zhì)量差異減小,表現(xiàn)為多重對比不存在差異;綜合分析,選擇0.55 cm以上粗度的南京椴穗條進行扦插為宜,較細穗條扦插后不易生根且生根質(zhì)量不高。
南京椴嫩枝扦插經(jīng)歷愈傷組織形成、不定根形成等過程。扦插5 d后,插穗下切口附近開始膨大,個別插穗開始出現(xiàn)少量的透明狀腫大,形成愈傷組織。扦插10 d后,部分插穗下切口形成晶瑩透明的環(huán)帶狀愈傷組織(圖1),未被愈傷組織包裹的插穗基部變?yōu)楹谏?;插穗基部皮孔顏色開始變深并出現(xiàn)白色小突起。扦插20 d后,大多數(shù)插穗基部出現(xiàn)愈傷組織,顏色逐漸加深,多數(shù)插穗基部被愈傷組織完全包裹,部分插穗由愈傷組織長出白色嫩根。扦插30 d后,多數(shù)未腐爛插穗萌生出幼嫩的白色不定根(圖2),大部分不定根由插穗切口處萌出,少量由愈傷組織團伸出;由切口處長出的不定根相對粗壯,而由愈傷組織伸出的嫩根較柔弱;部分基部腐爛的插穗會產(chǎn)生高位不定根,但數(shù)量有限。扦插40 d后,已生根插穗的不定根數(shù)量繼續(xù)增多,不定根由白色開始變黃并陸續(xù)出現(xiàn)側(cè)根;一些完全被愈傷組織包裹的插穗雖未腐爛,甚至展出新葉,但仍無生根跡象。扦插50 d后,扦插苗已經(jīng)形成豐富且完整的根系,根系質(zhì)量總體較好,多數(shù)插穗的白色嫩根向褐色成熟根轉(zhuǎn)變,少量插穗已經(jīng)展出新葉(圖3和圖4)。
圖1 環(huán)帶狀愈傷組織Fig.1 Annular callus
圖2 白色不定根Fig.2 White adventitious root
圖3 IBA 1 000 mg·L-1處理插穗Fig.3 The cutting treated by IBA 1 000 mg·L-1
圖4 IBA 1 500 mg·L-1處理插穗Fig.4 The cutting treated by IBA 1 500 mg·L-1
植物生長調(diào)節(jié)劑可以促進插穗生根,尤其對于扦插較難生根的樹種促進效果明顯[8];IBA作為扦插生根促進劑的研究報道較多,在一定濃度范圍內(nèi),插穗生根率與植物生長調(diào)節(jié)劑濃度呈正相關(guān),但濃度過高則會產(chǎn)生抑制作用[2-9]。IBA進入植物體內(nèi)可與氨基酸迅速結(jié)合形成失去活性的結(jié)合態(tài)生長素,但其可以轉(zhuǎn)化為IAA,具有促進細胞分化和促進營養(yǎng)物質(zhì)在插穗基部積累的作用[10]。本實驗中,IBA粉劑處理具有提高南京椴嫩枝扦插生根的作用,但不同濃度處理效果存在差異,南京椴嫩枝扦插以選用1 000~1 500 mg·L-1IBA粉劑進行促根為宜,在此范圍內(nèi),南京椴嫩枝扦插生根率較高且生根質(zhì)量較優(yōu)。
嫩枝扦插保留部分葉片可以促進插穗生根,原因在于葉部提供生根所需的IAA,并通過光合作用產(chǎn)生碳素營養(yǎng)轉(zhuǎn)運至插穗基部促進生根[11-12]。本實驗中,保留不同數(shù)量葉片對于插穗生根的促進效果存在差異。插穗制備過程中,保留葉片可以促進插穗生根,但保留較多葉片間接增大蒸騰量,使得插穗水分平衡被打破,插穗失水喪失生根能力;同時,葉片失水后脫落覆蓋于基質(zhì)之上,腐爛影響扦插環(huán)境。南京椴葉片較大,保留葉片較多常導(dǎo)致葉片相互遮擋使得光合效率下降,葉片合成營養(yǎng)物質(zhì)和生長素的能力受到影響不利于生根。南京椴嫩枝扦插以保留一片完整葉片為宜,且扦插過程中,若葉片脫落,則必須及時撿拾,避免床面葉片腐爛影響扦插效果。
選用半木質(zhì)化嫩枝插穗進行扦插,主要利用嫩枝的分生能力,理論分析組織越幼嫩,分生能力越強[8];但插穗扦插生根是綜合過程,不僅需要插穗具有強大的分生能力,同時,還需要插穗內(nèi)部具有一定的營養(yǎng)基礎(chǔ)[3]。插穗幼嫩,內(nèi)部營養(yǎng)貯備不足,即使分生能力較強,也難以完成不定根的誘導(dǎo)和生長。本實驗中,選用3種不同粗度的枝條制備插穗,0.55~0.60 cm和0.60~0.75 cm粗度的枝條制備插穗扦插后,插穗的生根率和生根質(zhì)量都優(yōu)于0.35~0.40 cm的枝條,也證實了制備插穗時需要兼顧插穗的分生能力和營養(yǎng)狀況。
扦插過程中,插穗下切口處常形成愈傷組織,愈傷組織的作用主要表現(xiàn)在3個方面:一是隔離切口與外界病菌感染起到保護作用,二是阻止插穗中的有效物質(zhì)流失,三是誘導(dǎo)產(chǎn)生不定根[13-14]。在本實驗中,南京椴嫩枝扦插后,插穗下切口處會形成愈傷組織,多數(shù)基部腐爛的插穗未形成愈傷組織;插穗生根率與愈傷組織多少無關(guān),且由切口處及切口上部皮部萌生的不定根數(shù)量遠大于由愈傷組織生成的不定根數(shù)量,且前者所生不定根具有大量的側(cè)根,后者不定根的側(cè)根量相對較少且較為脆弱。適當(dāng)?shù)挠鷤M織發(fā)育有利于促進插穗生根,但愈傷組織過分發(fā)達并不利于插穗生根[13]。分析原因在于愈傷組織過于發(fā)達,常阻礙根原基的發(fā)育,使其難以突破愈傷組織;過度發(fā)達的愈傷組織還會消耗營養(yǎng)物質(zhì)使插穗呈老化狀態(tài),喪失生根能力。南京椴嫩枝扦插生根初始部位多為插穗下切口處,繼而由下切口上部皮部發(fā)出不定根,由愈傷組織發(fā)出的新根較少,由此可判定南京椴扦插生根并非屬于愈傷組織生根型,劉志強[15]曾指出糠椴和蒙椴扦插均屬于愈傷生根型,本實驗所得結(jié)論與其研究相悖。一般難生根樹種插穗不定根常發(fā)生在插穗下切口或靠近切口的有芽或葉的部位[8],根據(jù)本實驗中插穗生根部位和扦插生根率的結(jié)果可以判定南京椴屬扦插難生根樹種。因本實驗未對不定根發(fā)生發(fā)育進行解剖學(xué)觀察,南京椴扦插的具體生根類型有待于進一步研究。
插穗腐爛是南京椴嫩枝扦插過程中的普遍現(xiàn)象,且與插穗扦插生根率基本呈負相關(guān),說明腐爛是南京椴扦插過程中應(yīng)該控制的因素,而插穗腐爛的多少與水分控制密切相關(guān),南京椴扦插表現(xiàn)的尤為明顯。筆者曾多次嘗試扦插繁殖,發(fā)現(xiàn)南京椴插穗腐爛現(xiàn)象嚴重,為降低插穗腐爛對于扦插生根的影響,實驗最終選用珍珠巖作為扦插基質(zhì),且減少自動噴霧時間增大噴霧頻次;插穗掉落葉片及時揀出,防止落葉遇水腐爛引起插穗腐爛。
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Study on softwood cutting propagation techniques forTilia miqueliana
SHI Fenghou1a,1b, ZHENG Chen2, LUO Shuai1a,1b, SHEN Yongbao1a,1b
(1a. College of Forestry; 1b. Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern China, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China; 2. The government of Zhengjiawu Town, PuJiang Country, Pujiang 322206, Zhejiang, China)
The in fluences of the different concentrations of IBA, the different numbers leaves of cutting remained and the different diameter of cuttings on the rootings ofTilia miquelianasoftwood cutting propagation were studied. The results showed that powder treatment of IBA was conducive to rooting ofTilia miquelianasoftwood cuttings, the best concentration of IBA powder was 1 000-1 500 mg/L, which helps both rooting rate and rooting quality. Moderate retained leaf on the softwood cutting was conducive to rooting, the cutting with one leaf had the best effective, which rooting rate was up to 80% and rooting quality was good. Except decaying cuttings,others all took root. The diameter of cuttings had effects on the rootage of cuttings. The rooting rate of young cuttings was lower and the root quality was worse. The great diameter of cuttings was not less than 0.55cm. The cutting ofTilia miqueianawas not belongs to the type of callus rooting, most of the dventitious roots of cutting were formed from the verge of lower cut section and the bark upper the cut. The humidity control toTilia miqueianasoftwood cutting was crucial. Using the pearlite with good water permeability, removing fallen leaves duly, increasing the frequency of automatic spray and reducing the time of spray were helpful to the rootage of cutting. The diameter of softwood cutting ofTilia miqueianamore than 0.55 cm was good, with half ligni fication. The length of cutting was 10-15 cm, the upper incision was flat, the lower incision was inclined and retained one leaf. Before planting, the base of cuttings were dipped into IBA powder at 1 000-1 500 mg/L to promoted rooting.
Tilia miquelianaMaxim.; softwood cutting; indole-3-Butytric acid; rooting rate; root system quality
S781.2
A
1673-923X(2017)08-0006-05
10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.08.002
2016-02-23
國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201204315); 江蘇省林業(yè)三新工程項目(LYSX[2016]03); 江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目(PAPD)
史鋒厚,高級實驗師,博士
沈永寶,教授,博士生導(dǎo)師;E-mail:ybshen@njfu.com.cn
史鋒厚,鄭 晨,羅 帥,等. 南京椴嫩枝扦插技術(shù)研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2017, 37(8): 6-10.
[本文編校:文鳳鳴]