李 檸，曹福亮，李 強，薛 源，錢龍梁，汪貴斌，郁萬文

（南京林業(yè)大學 南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037）

楓楊Pterocaryastenoptera C. DC，胡桃科楓楊屬落葉喬木，主要分布于黃河流域以南，是長江中下游地區(qū)的重要鄉(xiāng)土樹種，耐水濕性強，主根明顯，側(cè)根發(fā)達，也是常見的防護樹種。樹皮可入藥，楓楊葉含沒食子酸、槲皮素等成分，具有殺死釘螺的作用[1-2]。近年來 , 由于速生楊樹的大量發(fā)展，適宜在河灘地生長的楓楊等鄉(xiāng)土樹種已被擠出其傳統(tǒng)的生存空間，種質(zhì)資源逐漸喪失，因此，保護楓楊優(yōu)良遺傳資源顯得十分必要[3]。無性繁殖中的扦插繁殖不但可以保持母本的優(yōu)良性狀，而且可以進行大規(guī)模生產(chǎn)[4]。為此，本實驗從基質(zhì)、不同插穗以及ABT、IBA、NAA三種不同濃度梯度處理等方面探究更適合楓楊硬枝扦插成活的方法，并探究了不同促根劑的處理對楓楊硬枝插穗體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的影響，以期為楓楊硬枝扦插提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在南京林業(yè)大學白馬教學科研基地的全光照扦插池內(nèi)進行。白馬基地地處南京市溧水區(qū)白馬鎮(zhèn)，東經(jīng) 119°02′，北緯 31°65′，四季分明、氣候溫和濕潤、雨量充沛、光照充足、無霜期長、水熱同季。年平均氣溫15.4 ℃，平均日照量2 240 h，無霜期237 d，多年平均降水量1 087.4 mm，屬典型的蘇南低丘陵山區(qū)。

1.2 試驗材料

在江蘇省宿遷市沭陽縣新河鎮(zhèn)新槐村選1年生無病蟲害、生長健壯的楓楊實生苗作為采穗材料。除插穗粗度與插穗長度的選擇試驗，其余處理均采用長度10～15 cm、粗度0.6 cm左右的插穗。

1.3 試驗方案

1.3.1 試驗設計

扦插時間為2017年3月27日上午。采用單因素試驗，每個處理3個重復，每個重復50株。另外，每個處理旁邊再扦插10枝，作為隔離行，便于每隔一段時間進行觀察。除基質(zhì)篩選試驗外，其他試驗的基質(zhì)為V珍珠巖∶V泥炭=1∶1混合基質(zhì)。扦插前3天，采用0.1%的高錳酸鉀進對基質(zhì)進行消毒。

基質(zhì)篩選。選用一年生的楓楊實生苗的中部（長度約10 cm，粗度約6 mm）進行基質(zhì)篩選試驗，4種扦插基質(zhì)為:珍珠巖、泥炭、黃沙和V珍珠巖∶V泥炭=1∶1混合基質(zhì)。

插條部位選擇。選取1年生實生苗的頂芽、中部和基部3個部位作為插穗，插穗長度控制在10 cm左右。

插條長度試驗。選1年生實生苗的中部（粗度約6 mm），分3個水平:0～5 cm，5～10 cm，10～15 cm。

插條粗度試驗。以1年生的實生苗為原材料，分三個水平:0～3 mm，3～6 mm， 6～9 mm，插穗長度控制在10 cm左右。

以上4種處理扦插前均使用促根劑ABT 150 mg/L浸泡插穗基部2 h。

促根劑試驗。選1年生實生苗的中部（粗度約6 mm，長度約10 cm）的插穗。分別用ABT、IBA、NAA質(zhì)量濃度150、300與450 mg/L浸泡處理2 h，以清水處理為對照。

1.3.2 試驗地準備與插穗制備

在扦插池中裝填入厚度約15 cm的4種基質(zhì)，分別是V珍珠巖∶V泥炭=1∶1混合基質(zhì)，黃沙，珍珠巖，泥炭，除基質(zhì)篩選試驗，其余試驗都采用V珍珠巖∶V泥炭=1∶1混合基質(zhì)，扦插前3天采用0.1%的高錳酸鉀進對基質(zhì)進行消毒。

制穗:用枝剪剪取長約10 cm的穗條；每株苗木所剪切的不同粗度的插穗要分類，宜選粗度為0.6 cm的插穗， 剪取已木質(zhì)化的枝條作為插穗，將穗條上切口平剪（距腋芽約1 cm），下切口斜剪，確保每個插穗上至少有3個腋芽。插穗剪好后用濕布或濕紙巾包住，防止水分散失。

1.3.3 扦插方法和插后管理

試驗在南京林業(yè)大學白馬科研基地的全光照噴霧插床中進行。扦插之前，先將穗條基部浸入1%多菌靈溶液中消毒2 h，再使用不同濃度的促根劑浸泡2 h（除促根劑試驗，其余處理均使用ABT150 mg/L浸泡2 h），扦插時，穗條插入2/3，間距8 cm，插完后立即澆透水。

插后管理:每天9點按時澆水（澆10 min），每隔12天噴灑0.1%多菌靈溶液對基質(zhì)消毒并除草。

1.4 采樣及測定方法

楓楊硬枝扦插每隔13 d采一次樣，每次采樣每個處理的3個重復各隨機取1株，并于6月中旬進行生根狀況調(diào)查，包括生根類型、生根率（ %）、生根數(shù)量（條）、生根長度（cm）、生根粗度（mm）、苗高（cm）、地徑（mm）和根系效果指數(shù)等。其中:根系效果指數(shù)=（生根率×根系指數(shù)）/100[5]；根系指數(shù)=（平均根長+平均根數(shù)×3）/4。

在促根劑種類及濃度試驗中，選擇插穗下部3 cm韌皮部進行營養(yǎng)物質(zhì)含量的測定，可溶性蛋白質(zhì)含量（取樣品0.5 g）的測定采用考馬斯亮藍G-250法[6]，可溶性糖含量（取樣品0.2 g）的測定采用蒽酮法[6]，GA3、ABA、ZR、IAA 4種內(nèi)源激素采用酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)的處理與分析采用Excel和SPSS18.0統(tǒng)計分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對楓楊硬枝扦插的影響

不同基質(zhì)中楓楊硬枝扦插插穗生長情況（表1）表明，插穗在不同基質(zhì)中的生根效果并不顯著，但苗高和地徑差異顯著。泥炭中地徑和苗高均最高，分別為3.11 mm和17.42 cm，其次為混合基質(zhì)（V珍珠巖∶V泥炭= 1 ∶1），其地徑和苗高分別為2.71mm和9.91cm。珍珠巖基質(zhì)中的插穗苗高最短。珍珠巖上的生根率也最低，為85.5%；由于珍珠巖中沒有營養(yǎng)物質(zhì)，保水性能較差，所以插穗的生長狀況不理想。綜合各個指標，由于泥炭中含有豐富的有機質(zhì)、腐殖酸及其它營養(yǎng)成分，可以為楓楊硬枝插穗提供優(yōu)良的生長環(huán)境，所以楓楊硬枝扦插最適宜的基質(zhì)為泥炭。

表1 4種基質(zhì)中楓楊硬枝扦插的生長狀況?Table 1 Growth of hardwood cuttings in four kinds of substrates

2.2 不同插穗對生長的影響

2.2.1 不同部位的插穗

表2所示，以1年生楓楊實生苗的不同部位作為插穗，3個處理在生根數(shù)、苗高、地徑、根系效果指數(shù)4個指標上均存在顯著差異。（F=28.411，P=0.001；F=9.284，P=0.015；F=32.987，P=0.001；F=17.416，P=0.003）。 雖然3個部位的插穗的生根率均達到了95%左右，但以其基部為插穗的生根數(shù)最多，地徑最粗、苗高最高，根系效果指數(shù)最大，達到11.79，以實生苗中部為插穗的生長狀況次之，而以頂芽為插穗的生長狀況最差。所以根據(jù)各項指標的多重比較分析，選用1年生實生苗的基部作為插穗生長效果最佳。

表2 不同部位的插穗對楓楊硬枝扦插的影響Table 2 Effect of different parts of cuttings on hardwood cutting

2.2.2 不同長度的插穗

表3多重比較結(jié)果表明，楓楊硬枝插穗4～6 cm與9～11 cm、14～16 cm這兩個處理在生根數(shù)、根粗、苗高、地徑及根系效果指數(shù)5個指標均存在顯著差異（F=12.889，P=0.007；F=5.076，P=0.051；F=18.097，P=0.003；F=25.088，P=0.001；F=10.099，P=0.012）。而9～11 cm和14～16 cm這兩個處理間的差異不顯著，所以，楓楊硬枝扦插時，長度控制在10～15 cm時，更加適合其生長。

表3 不同長度的插穗對楓楊硬枝扦插的影響Table 3 Effect of different length of cuttings on hardwood cutting

2.2.3 不同粗度的插穗

不同粗度插穗對楓楊硬枝扦插生長狀況影響較大。在粗度4～9 mm時生根率最高，達92%，與粗度為0～2 mm差異顯著。處理6～9 mm根長最長，達19.33 cm；地徑最粗，達4.65 mm；苗高最高，達31.8 cm；此粗度為最佳粗度。當粗度為4～6 mm時，生根率為92%，這與處理4～9 mm差異不顯著，但根長為13.02 cm，地徑為3.2 mm，苗高為16.52 cm，這與粗度6～9 mm差異顯著。而粗度0～2 mm生根率最低，為86%，顯著低于粗度6～9 mm。雖然3種處理在生根數(shù)、根粗及根系效果指數(shù)上差異不顯著，但在其余4項指標存在顯著差異。

表4 不同粗度的插穗對楓楊硬枝扦插的影響Table 4 Effect of different roughness of cuttings on hardwood cutting

2.3 不同種類的促根劑對楓楊硬枝扦插的影響

不同促根劑及濃度對楓楊硬枝扦插的不同指標有顯著影響。

以ABT為促根劑（表5），當質(zhì)量濃度為150 mg/L時，楓楊硬枝扦插的生根率和根粗顯著大于對照，分別達93.93%、1.10 mm。隨著ABT濃度的升高，其生根率及根粗和對照的差異不顯著。

以IBA為促根劑（表6），當質(zhì)量濃度為150 mg/L時，楓楊硬枝扦插的生根率、苗高和地徑與對照差異顯著，其余指標差異不顯著。當IBA質(zhì)量濃度為450 mg/L時，生根率達最低60.10%，遠低于對照。

表5 不同濃度ABT對楓楊硬枝扦插的影響Table 5 Effects of different concentrations of ABT on hardwood cutting

表6 不同濃度IBA對楓楊硬枝扦插的影響Table 6 Effects of different concentrations of IBA on hardwood cutting

以NAA為促根劑（表7），當質(zhì)量濃度為450 mg/L時，楓楊硬枝的生根數(shù)最多、根系效果指數(shù)最大，與對照差異顯著；但其生根率顯著低于對照及其余處理，隨著濃度降低，生根率逐漸升高。

綜上所述，通過對生根率多重比較發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，楓楊硬枝扦插的生根率隨促根劑濃度的降低而升高，促根劑ABT有助于提高楓楊硬枝扦插的生根率和根粗，促根劑IBA有助于楓楊硬枝扦插的地上部分生長，也可提高生根率，但ABT與IBA的生根率差異并不顯著，高濃度的促根劑NAA有助于插穗根系生長，但其生根率明顯低于對照。所以質(zhì)量濃度為150 mg/L的IBA最適宜楓楊硬枝扦插。

2.4 生根過程中營養(yǎng)物質(zhì)的變化

2.4.1 可溶性蛋白的變化

經(jīng)過促根劑ABT、IBA處理后的楓楊硬枝插穗生根過程中可溶性蛋白的變化趨勢有所不同（圖1），扦插后0～13 d，所有處理的可溶性蛋白均呈下降趨勢，消耗插穗體內(nèi)的可溶性蛋白，為根原基細胞的生長提供物質(zhì)基礎，促使生根。扦插后13～26 d，IBA300 mg/L處理和對照的可溶性蛋白質(zhì)含量繼續(xù)下降至最低值，但IBA150 mg/L處理明顯升高，其他處理基本無變化，扦插后26～39 d，IBA150 mg/L處理和ABT150 mg/L處理的可溶性蛋白含量明顯下降，其他處理緩慢升高后趨于穩(wěn)定，扦插后39～52 d，IBA150 mg/L處理和ABT150 mg/L處理的蛋白質(zhì)含量顯著升高后趨于穩(wěn)定?？傊?，促根劑處理過的楓楊硬枝插穗相比對照而言，消耗蛋白質(zhì)較少，促進生根的效果較好，其中，IBA150 mg/L處理在13～26 d蛋白質(zhì)升高最快，生長效果較好。

表7 NAA不同濃度對楓楊硬枝扦插的影響Table 7 Effects of different concentrations of NAA on hardwood cutting

圖1 可溶性蛋白質(zhì)含量的變化Fig. 1 Changes in soluble protein content

2.4.2 可溶性糖含量的變化

圖2 可溶性糖含量的變化Fig. 2 Changes in soluble sugar content

促根劑處理后的楓楊硬枝插穗可溶性糖含量總體呈先下降后上升再緩慢下降的趨勢，對照則呈現(xiàn)先下降然后基本保持不變之后再下降的趨勢（圖2）。不同外源促根劑處理，可溶性糖含量存在差異，但整體的變化趨勢基本相同。扦插初期0～13 d，IBA300 mg/L、IBA450 mg/L兩個處理的可溶性糖含量有微弱地上升，ABT150 mg/L處理保持不變，其他處理緩慢下降，當扦插13～26 d所有處理均快速下降，26～39 d，對照基本無變化，但促根劑IBA處理的插穗的可溶性糖含量繼續(xù)下降至最低值，這可能由于外源促根劑促進可溶性糖的消耗，開始形成愈傷組織和生成大量的不定根。第39天之后呈上升趨勢，此時為插穗新生苗的新生葉片充分展開進行光合作用產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)，而對照插穗可溶性糖含量升高緩慢，可能由于展葉較晚，根系發(fā)育遲緩。

2.5 不同促根劑處理的插穗內(nèi)源激素的含量及比值的變化

2.5.1 赤霉素GA3含量的變化

赤霉素有利于植物莖的伸長，對植物扦插生根也有一定的影響，由圖3可知，在扦插前26 d，楓楊硬枝插穗內(nèi)赤霉素GA3含量基本穩(wěn)定，26～39 d，處理IBA150 mg/L處理的GA3含量顯著上升，且最早達到峰值。對照的GA3則上升緩慢，在扦插后第52天出現(xiàn)明顯的上升。ABT150 mg/L處理的GA3含量在扦插后0～65 d變化均不明顯，但在第65天之后大幅度上升，達到最大值9.26 ng·g-1?？梢?，促根劑IBA150 mg/L處理更有利于促進插穗內(nèi)GA3含量的增加，從而促進根內(nèi)皮層細胞分裂和伸長的速度，促使插穗盡快生根。

圖3 GA3含量的變化Fig. 3 Changes of GA3 content

2.5.2 IAA/ABA比值的變化

IAA是促進插穗不定根產(chǎn)生的主要激素， ABA對扦插生根有抑制作用，但高濃度的ABA有利于增強抗逆性。由圖4可知，扦插初期0～13 d，各處理IAA/ABA比值均下降，說明扦插初期，插穗為了適應新的生長環(huán)境，體內(nèi)ABA的含量開始升高。第13天以后，IBA150 mg/L處理率先上升，直到第65天達到其最大值，隨后開始呈下降趨勢。13～26 d，ABT150 mg/L處理和對照繼續(xù)下降，第23 d，ABT150 mg/L處理和對照開始上升，但對照上升較慢，39～65 d，ABT150 mg/L處理呈連續(xù)下降趨勢，在第65天后有回升趨勢。對照則在扦插后第52天有明顯上升趨勢，晚于促根劑處理過的插穗。說明促根劑可以有效促進楓楊硬枝插穗內(nèi)IAA含量的提高，進而促進根原基的形成與分化，使其快速生根。其中，促根劑IBA 150 mg/L的IAA/ABA值最先開始上升，促進生根的效果最好。

圖4 IAA/ABA值變化Fig. 4 Changes of IAA/ABA ratio

2.5.3 IAA/ZR值的變化

玉米素核苷ZR屬于細胞分裂素類，可促進插穗細胞的生長和分化，進而有利于不定根生成。較高的IAA/ZR比值有利于誘導根原基的形成與分化出不定根。由圖5可知，扦插初期0～13 d，各處理IAA/ZR比值均下降，13～26 d，經(jīng)促根劑處理的插穗IAA/ZR比值開始上升，而對照繼續(xù)下降。扦插后的1個月，是插穗內(nèi)根原基的形成與分化階段，經(jīng)促根劑處理的插穗IAA/ZR比值先開始上升，說明了促根劑有利于促進插穗的生根。第26天之后，ABT150 mg/L處理和對照快速上升，第39天，對照的IAA/ZR比值達到峰值，隨后開始緩慢下降，ABT150 mg/L處理的IAA/ZR比值繼續(xù)上升，到第52天達到峰值，隨后快速下降至最低值，然后又大幅上升。但從扦插26 d后，IBA150 mg/L處理的插穗中IAA/ZR比值均低于ABT150 mg/L處理和對照，且變化幅度不大。

圖5 IAA/ZR值變化Fig. 5 Changes of IAA/ZR ratio

3 結(jié)論與討論

通過對楓楊硬枝扦插的研究，發(fā)現(xiàn)楓楊硬枝插穗生根先出現(xiàn)皮部生根，再出現(xiàn)愈傷組織生根，并且是以皮部生根為主。在基質(zhì)實驗中，雖然4種基質(zhì)的生根率差異不顯著，但是泥炭中的插穗的苗高地徑優(yōu)于其他3種基質(zhì)，扦插效果較好。這是由于泥炭可以為插穗生長提供更多的腐殖質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。王有兵等[7]對杜鵑紅山茶扦插生根的研究指出復合基質(zhì)的扦插效果優(yōu)于單一基質(zhì)。有關(guān)更多種類的混合基質(zhì)對楓楊硬枝扦插的影響需進一步研究。

在插穗部位試驗中，選1年生實生苗的基部作插穗扦插效果最好，1年生楓楊實生苗的基部蛋白質(zhì)、糖類的營養(yǎng)物質(zhì)積累較多，更易生根。李先民等[8]對杜鵑紅山茶扦插研究表明枝條基部所剪制插穗扦插的生根率明顯高于枝條中上部。與本試驗結(jié)果一致。

在插穗長度選擇實驗中采用10～15 cm長的插穗，更利于生根。在插穗粗度選擇實驗中，選擇粗度為6～9 mm插穗根長最長，苗高最高，地徑最粗。粗度較細、長度較短的插穗，內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)含量少，不能為插穗的生根提供足夠的物質(zhì)基礎，影響后期的生長。

使用促根劑會顯著提高楓楊硬枝扦插的成活率、苗高地徑以及生根效果。但不同的促根劑對應影響不同的指標。綜合各項指標，IBA150 mg/L處理的楓楊硬枝扦插效果比較好。吳雅瓊[9]等研究指出質(zhì)量濃度為250 mg/L的ABT對喜樹扦插的效果最好，與本實驗的結(jié)果不一致，可能是由于不同樹種的原因，還有待于進一步研究。另外，有研究表明，插穗木質(zhì)化的程度對中山柏扦插成活率有顯著影響[10]。

楓楊硬枝扦插過程中的兩種營養(yǎng)物質(zhì)含量變化的總體趨勢是相同的。劉玉民等[11]在馬尾松扦插試驗中發(fā)現(xiàn)插穗中可溶性糖含量先逐漸升高，然后又逐漸下降。這與本試驗結(jié)果不同，但質(zhì)量濃度為300 mg/L和450 mg/L的IBA處理的楓楊插穗在扦插初期的可溶性糖也有緩慢升高然后下降的趨勢，這與馬尾松扦插試驗的結(jié)果一致。不同生根類型中，各生理指標呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律?？扇苄蕴呛涂扇苄缘鞍缀吭谟鷤M織生根中一直呈下降趨勢，在皮部生根中則表現(xiàn)為先下降再升高[12]。楓楊硬枝扦插的生根類型為皮部生根，在生根過程中可溶性蛋白的變化趨勢是:下降—升高—下降—升高。韓偉等[13]對貼梗海棠的扦插研究表明可溶性蛋白含量先上升后下降，這與本試驗結(jié)果不一致。所以，不同的樹種在不同的生根時期體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)變化也是不同的。

植物內(nèi)源激素對扦插生根有重要影響。赤霉素有利于植物莖的伸長，對植物扦插生根也有一定的影響[14]，紅榿木扦插過程中插穗基部的GA3含量，先升高，后降低，然后又升高[15-16]，與本實驗結(jié)果一致。IAA是促進插穗不定根產(chǎn)生的主要激素，研究表明，IAA含量的提高有利于根原基的形成與分化，ABA是植物體內(nèi)天然的抑制性激素，對扦插生根有抑制作用[17]，難生根樹種插穗內(nèi)源ABA含量要比易生根的高很多[18]。但也有研究認為[19]，較高濃度的ABA可促進植物扦插生根，有利于插穗根原基的啟動及不定根的形成和發(fā)育。IAA/ABA含量與生根率呈正相關(guān)關(guān)系，插穗生根率隨IAA/ABA值升高而升高[20]。本實驗中，扦插初期，各處理IAA/ABA比值均下降，第13天以后，IBA150 mg/L處理率先上升至其最大值，隨后開始呈下降趨勢，第23天，ABT 150 mg/L處理和對照開始上升，但對照上升較慢，至第52天才有明顯上升趨勢，晚于促根劑處理過的插穗，說明促根劑可以有效促進楓楊硬枝插穗生根，其中IBA150 mg/L處理的插穗比對照提前13 d開始生根，雖然ABT150 mg/L處理與對照一起開始生根，但是對照生根速度較慢，所以質(zhì)量濃度為150 mg/L的IBA更有助于楓楊硬枝插穗生根。

玉米素核苷ZR屬于細胞分裂素（CTK），細胞分裂素能夠促進插條細胞的生長和分化，進而有利于不定根生成。然而，有研究認為，高濃度的CTK會抑制插穗不定根的形成，而低濃度有利于生根。扦插13～26 d，經(jīng)促根劑處理的插穗IAA/ZR比值開始上升，而對照繼續(xù)下降。說明促根劑ABT、IBA可以促進楓楊硬枝插穗不定根的生成，而對照的IAA/ZR值在扦插第26天開始升高，生根較晚。扦插26 d后，IBA150 mg/L處理的插穗中IAA/ZR比值一直低于ABT150 mg/L處理和對照。敖紅等[21]研究指出，IAA/ZR值越大越有利于根原基誘導和分化，促進插穗生根，與本實驗結(jié)果一致。

本試驗的局限性在于僅僅從營養(yǎng)物質(zhì)以及內(nèi)源激素方面探究了不同類別及濃度的促根劑對楓楊硬枝扦插生根的影響，未能提供全面的影響因素。此外，影響扦插生根的因素還有很多，油料植物南美油藤因為木質(zhì)化程度的不同、品種的差別對扦插效果也有所影響[22]，添加了抗氧化劑PVP和細胞活性組分DMSO顯著促進了梅葉冬青生根[23]，雜交榛綠枝的不同枝段過氧化物酶（POD）活性在峰值處的大小與其扦插生根率呈極顯著正相關(guān)[24]，歐陽群芳等[25]對歐洲云杉扦插生根研究表明多酚類物質(zhì)是不定根形成的抑制劑，不同扦插時期的歐洲鵝耳櫪插穗的生根效果也有所不同[26]，關(guān)于以上這些因素對楓楊硬枝扦插生根的影響還需要進一步的研究。