林士杰，王梓默，朱紅波，羅 也，韓 姣，于建國(guó)，何懷江，勾天兵，陳思羽，張忠輝

（1.吉林省林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130033；2.吉林省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，吉林 長(zhǎng)春 130022）

紫椴屬椴樹(shù)屬，為我國(guó)II 級(jí)保護(hù)植物，其綜合利用價(jià)值極高，可為用材樹(shù)種、城市和庭院綠化樹(shù)種、蜜源植物以及藥用植物。由于過(guò)度采伐，加之人工林建設(shè)相對(duì)滯后，紫椴優(yōu)良群體以及個(gè)體數(shù)量正在銳減，已經(jīng)達(dá)到了瀕危的邊緣[1]。造成其群體數(shù)量日趨下降的另一個(gè)客觀原因則是該樹(shù)種種子具有深休眠特性，種子飽滿(mǎn)度低，繁殖速度慢且系數(shù)低，同時(shí)采用種子繁殖的苗木會(huì)產(chǎn)生個(gè)體性狀分化，難以穩(wěn)定遺傳良種種性等缺陷。紫椴作為北方珍貴闊葉樹(shù)種應(yīng)逐漸選出優(yōu)樹(shù)，通過(guò)扦插、組培等無(wú)性繁殖技術(shù)手段形成無(wú)性系，進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)良品種的選育研究。

扦插繁殖技術(shù)能夠真正實(shí)現(xiàn)包括椴樹(shù)等在內(nèi)具有深休眠特性且發(fā)芽難樹(shù)種的規(guī)?；a(chǎn)以及推廣應(yīng)用。扦插繁殖具有取材便利、操作簡(jiǎn)單、繁殖速度快、繁殖系數(shù)較高、成本低，并且能夠保留母本的優(yōu)良性狀等諸多優(yōu)點(diǎn)[2-4]。全光間歇噴霧扦插在嫩枝扦插育苗過(guò)程中，能有效地保持葉片的膨壓值，利于葉片碳水化合物的累積，進(jìn)而為生根提供充足的養(yǎng)分，比常規(guī)的大棚、拱棚覆蓋扦插操作簡(jiǎn)便、病蟲(chóng)害少，廣泛應(yīng)用于桃樹(shù)、側(cè)柏、杉木、銀杏、桑樹(shù)、岑軟等樹(shù)種，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益[5-7]。以往紫椴嫩枝扦插研究?jī)H限于溫室大棚內(nèi)對(duì)紫椴扦插基質(zhì)、激素處理的研究[1,8]，至今未見(jiàn)全光間歇噴霧環(huán)境下基質(zhì)、激素以及插穗生根部位等多因子交互作用的系統(tǒng)研究。

本研究以2年生紫椴半木質(zhì)化枝條為材料，采用不同基質(zhì)，研究不同促進(jìn)劑、不同處理濃度及不同處理時(shí)間對(duì)紫椴嫩枝插穗生根效果及生根部位的影響，探索紫椴全光間歇噴霧扦插方法，為建立紫椴無(wú)性繁殖高效技術(shù)提供技術(shù)依據(jù)，以期為掌握紫椴扦插生根機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 插穗制備

試驗(yàn)材料源自吉林市新山苗木合作社培育的2年生紫椴植株上采集的當(dāng)年生半木質(zhì)化枝條修剪制作的插穗。選取健壯、長(zhǎng)勢(shì)整齊一致、無(wú)病蟲(chóng)害、半木質(zhì)化枝條的中、下部位剪制插穗，穗長(zhǎng)6～10 cm，保留1～2 個(gè)側(cè)芽，葉片保留1/2 葉片或1/3 葉片，上切口平截，距最近的芽1 cm 左右，下切口單面平滑斜切且距離最近的芽0.5～1.0 cm左右。把剪制的插穗放置于陰涼處淋水保濕，隨制作隨處理。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 不同基質(zhì)選擇

2019年7月1日選用河沙、珍珠巖、河沙＋珍珠巖（體積比為1∶1）3 種材料作為基質(zhì)，插穗采用IAA 100 mg·L-1溶液浸泡基部2 h 后進(jìn)行扦插試驗(yàn)。每種處理30 個(gè)插穗，重復(fù)3 次。

1.2.2 不同促進(jìn)劑種類(lèi)、濃度及時(shí)間處理

2020年7月15日，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以珍珠巖為基質(zhì)，選用IBA、IAA、NAA 3 種促進(jìn)劑，設(shè)計(jì)質(zhì)量濃度100、200、300、500 mg·L-1處理方式為浸泡插穗下端1、2、4、8 h 和500、1 000 mg·L-1處理方式為速蘸10 s，每個(gè)處理30 株，重復(fù)3次。

扦插在吉林市新山苗木合作社全光照扦插池中進(jìn)行，扦插池配有自動(dòng)噴霧系統(tǒng)；扦插池基質(zhì)采用底層厚度20～25 cm 沙子，上層選用粒徑2～4 mm 珍珠巖，厚度20～25 cm。扦插前使用0.5%高錳酸鉀溶液進(jìn)行噴灑消毒并翻曬。將預(yù)處理后的插穗進(jìn)行扦插，株距為3～4 cm，行距為6～8 cm，深度約為3～4 cm。扦插后將插穗周?chē)幕|(zhì)壓實(shí)，澆一次透水。扦插后每隔7 d 噴施一次50%多菌靈可溶性粉劑800 倍液于扦插池，殺菌。插穗生根后，適度減少?lài)娝俊?/p>

1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查與分析

插后每隔5 d 抽樣觀察插穗切口愈傷組織形成及不定根的發(fā)生情況，觀察記錄愈傷組織出現(xiàn)的時(shí)間，不定根萌出時(shí)間及不定根大量增多的時(shí)間，插后60 d 將插穗取出清水沖洗后，觀察插穗生根部位，測(cè)量生根數(shù)、出愈數(shù)、平均根長(zhǎng)等指標(biāo)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后采用Excel 2016 和SPSS 22.0 軟件進(jìn)行分析，根系效果指數(shù)參照參考文獻(xiàn)[9]，隸屬函數(shù)計(jì)算公式參照文獻(xiàn)[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對(duì)紫椴嫩枝插穗生根的影響

紫椴嫩枝全光照間歇噴霧扦插60 d 后，河沙、珍珠巖、河沙與珍珠巖（體積比為1∶1）3 種基質(zhì)對(duì)紫椴嫩枝插穗的平均生根率、平均根長(zhǎng)、生根數(shù)量、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量及根系效果指數(shù)均產(chǎn)生顯著性影響（表1）。3 種基質(zhì)中，紫椴嫩枝插穗生根率最高的為珍珠巖，生根率為54.44%，極顯著高于其他2 種基質(zhì)的18.89%、35.56%(P＜0.01)，其生根數(shù)（3.67 條/穗）、根鮮質(zhì)量（190.11 mg）、根干質(zhì)量（18.11 mg）、根系效果指數(shù)（0.637）均極顯著高于其他2 種基質(zhì)(P＜0.01)，平均根長(zhǎng)（5.21 cm）顯著高于其他2種基質(zhì)(P＜0.05)，隸屬函數(shù)值最高達(dá)1。河沙與珍珠巖（體積比為1∶1）次之，河沙最差，生根率僅為18.89%，生根數(shù)、平均根長(zhǎng)根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量及根系效果指數(shù)均最低，隸屬函數(shù)值為0。結(jié)果表明紫椴嫩枝扦插適宜基質(zhì)為珍珠巖。

表1 不同基質(zhì)對(duì)插穗生根效果的影響?Table 1 Effects of different substrates on the rooting of cuttings

對(duì)3 種基質(zhì)進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表2?；|(zhì)對(duì)2年生紫椴嫩枝全光照間歇噴霧扦插生根率、平均根長(zhǎng)、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量及根系效果指數(shù)存在極顯著影響(P＜0.01)，對(duì)生根數(shù)量達(dá)到顯著影響(P＜0.05)。

表2 不同基質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果的方差分析(P 值)?Table 2 Variance analysis of rooting effects of different medium

2.2 不同促進(jìn)劑種類(lèi)、濃度及不同時(shí)間對(duì)插穗生根指標(biāo)的影響

紫椴嫩枝全光照間歇噴霧扦插60 d 后生根統(tǒng)計(jì)情況（表3）表明，IAA 各處理生根率為4.44%～71.11%，平均根長(zhǎng)3.53～6.76 cm，生根數(shù)量為1.33～4.22 條，根鮮質(zhì)量72～293.50 mg，根干質(zhì)量6.43～26.33 mg，根系效果指數(shù)0.151～0.817；IBA 各處理生根率為0～78.89%，平均根長(zhǎng)0～8.38 cm，生根數(shù)量為0～6.56 條，根鮮質(zhì)量0～435.50 mg，根干質(zhì)量0～38.06 mg，根系效果指數(shù)0～1.631；NAA 各處理生根率為0%～53.74%，平均根長(zhǎng)0～6.80 cm，生根數(shù)量為0～4.83 條，根鮮質(zhì)量0～356.00 mg，根干質(zhì)量0～33.62 mg，根系效果指數(shù)0～0.771。結(jié)果表明，選用較低質(zhì)量濃度的促進(jìn)劑浸泡插穗比高質(zhì)量濃度的促進(jìn)劑速蘸更有助于紫椴生根。其中，各質(zhì)量濃度促進(jìn)劑浸泡處理中，100 mg·L-1IBA處理8 h 生根率最高，達(dá)78.89%，比對(duì)照提高了61.29%，其平均根長(zhǎng)和生根數(shù)量分別為8.38 cm、5.83 條/穗，比對(duì)照提升了138.34%和118.75%，根鮮質(zhì)量和根干質(zhì)量分別為435.50 mg 和38.06 mg，比對(duì)照提高提升了313.01%和285.94%；根系效果指數(shù)1.631，是對(duì)照的4.28 倍；200 mg·L-1IAA處理1 h 和100 mg·L-1IBA 處理4 h 效果次之，生根率達(dá)71.11%和65.56%，比對(duì)照提高了53.51%和47.96%；生根數(shù)量分別為3.36 和4.5 條/穗，比對(duì)照提升了26.04%和68.75%；平均根長(zhǎng)分別為6.76 和7.39 cm，比對(duì)照提升了92.23%和110.27%；根鮮質(zhì)量分別為225.73 和336.56 mg，比對(duì)照提升了114.08%和219.18%；根干質(zhì)量分別為25.08 和32.88 mg，比對(duì)照提升了154.37%和233.46%；根系效果指數(shù)分別為0.755 和1.110，是對(duì)照的1.44 和2.59 倍。

表3 不同促進(jìn)劑對(duì)插穗生根指標(biāo)效果的影響Table 3 The effects of plant growth regulator on cutting rooting

續(xù)表3Continuation of table 3

較高質(zhì)量濃度（500 mg·L-1）浸泡各個(gè)處理中，IBA、NAA 處理8 h 生根效果最差，其生根率、根長(zhǎng)、生根數(shù)量、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量及根系效果指數(shù)均為0；NAA 處理4 h 生根效果也很差，各項(xiàng)指標(biāo)明顯低于對(duì)照；IAA 處理8 h，生根各項(xiàng)指標(biāo)（除根長(zhǎng)與對(duì)照無(wú)差異）均明顯低于對(duì)照；IBA處理4 h，生根率低于對(duì)照；NAA 處理2 h，生根率和生根數(shù)量低于對(duì)照。說(shuō)明促進(jìn)劑濃度較高、處理時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)抑制插穗生根。

較高質(zhì)量濃度促進(jìn)劑速蘸處理后的生根效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如較低質(zhì)量濃度的促進(jìn)劑浸泡效果好。其中，1000 mg·L-1IBA 速蘸10 s 效果最好，生根率為45.05%，比對(duì)照提高了27.46%，平均根長(zhǎng)、生根數(shù)量、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量，分別為7.55 cm、3.67條/穗、298.33 mg、28.36 mg，比對(duì)照分別提升了114.60%、37.5%、182.93%、187.55%，根系效果指數(shù)0.912，是對(duì)照1.96 倍；1 000 mg·L-1IAA 速蘸10 s 效果次之，生根率為38.46%，比對(duì)照提高了20.86%，平均根長(zhǎng)、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量分別為5.13 cm、158.92 mg、14.21 mg，比對(duì)照提升了45.95%、50.71%、44.08%，生根數(shù)量與對(duì)照相同，根系效果指數(shù)0.452，是對(duì)照的0.47 倍。

隸屬函數(shù)值最高處理為100 mg·L-1IBA 處理8 h，100 mg·L-1IBA 處理2 h 與4 h 次之，1 000 mg·L-1IBA 速蘸10 s 位居其后。綜上，紫椴嫩枝全光照間歇噴霧條件下，3 種促進(jìn)劑不同濃度、不同時(shí)間處理中100 mg·L-1IBA 處理8 h 為紫椴嫩枝扦插最優(yōu)組合。

由表4可知，紫椴嫩枝扦插試驗(yàn)方差分析結(jié)果表明，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，促進(jìn)劑種類(lèi)、質(zhì)量濃度及處理時(shí)間對(duì)所有生根指標(biāo)均產(chǎn)生極顯著影響(P＜0.01)。

表4 不同促進(jìn)劑種類(lèi)、濃度與處理時(shí)間3 因素方差分析結(jié)果（P 值）?Table 4 Variance analysis of regulator type and concentration and treatment time

2.3 紫椴嫩枝插穗生根過(guò)程與生根類(lèi)型

以珍珠巖為基質(zhì)，綜合不同促進(jìn)劑種類(lèi)、濃度及處理時(shí)間試驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，紫椴插穗在整個(gè)生根期腋芽基本不萌發(fā)。扦插20 d 后，根部開(kāi)始有少量愈傷組織生成(圖1a)，25 d 后陸續(xù)從皮部或愈傷處萌出不定根(圖1b-c)，40 d 后不定根大量增多(圖1d )。生根類(lèi)型進(jìn)行分析，結(jié)果表明（表5），IAA、IBA、NAA 3 種促進(jìn)劑作用下，皮部生根率平均分別為64.08%、81.85%、65.87%，愈傷生根率平均分別為24.71%、5.58%、20.13%，混合生根率平均分別為11.25%、6.32%、7.71%，對(duì)照也是同樣的結(jié)果，皮部生根率最高，為62.22%，愈傷生根率18.89%，混合生根率24.44%。說(shuō)明紫椴嫩枝插穗生根類(lèi)型包括3 種：皮部生根、愈傷生根和混合生根，其中以皮部生根（圖1e）為主，并兼有愈傷生根（圖1f）和混合生根（愈傷組織部位和皮部均有不定根的生成）（圖1g）。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，IAA、IBA、NAA 3 種促進(jìn)劑對(duì)插穗的愈傷誘導(dǎo)率并不高，平均分別為24.91%、13.54%、15.27%，愈傷根比例各促進(jìn)劑平均為39.17%、16.06%、35.51%，對(duì)照愈傷誘導(dǎo)率也很低，愈傷誘導(dǎo)率為12.08%，愈傷根比例為27.78%。

表5 嫩枝插穗生根類(lèi)型Table 5 Rooting types of green-wood cuttings

圖1 紫椴嫩枝扦插生根過(guò)程的外部形態(tài)特征Fig.1 The morphologic character on the the rooting of Tilia amurensis

3 結(jié)論與討論

基質(zhì)是插穗生根的場(chǎng)所，不僅具有固定和支撐的作用，更重要的是能提供給插穗一個(gè)有著充分的水分吸收、空氣交換和養(yǎng)分的適宜的生根環(huán)境[10-11]。目前，生產(chǎn)中和科研上主要以蛭石、珍珠巖、河沙、泥炭作為比較常用的扦插基質(zhì)，并取得了較好的效果[12-15]。本試驗(yàn)采用全光照間歇噴霧方式研究河沙、珍珠巖、河沙與珍珠巖（體積比為1∶1）3 種基質(zhì)對(duì)紫椴嫩枝生根各項(xiàng)指標(biāo)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，扦插于珍珠巖中的插穗生根效果最好，生根率、平均根長(zhǎng)、生根數(shù)量、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量均為最高，比河沙分別提升了188.24%、

280.29%、54.55%、410.82%、444.69%，根系效果指數(shù)是河沙的7.27 倍。表明選擇珍珠巖作為扦插基質(zhì)，可以顯著提高紫椴插穗生根率，促進(jìn)插穗根系生長(zhǎng)。這與Kreen 等[16]，Erwin 等[17]研究鐵線(xiàn)蓮得出的結(jié)果一致，選用珍珠巖扦插生根效果最好。

大量研究證實(shí)促進(jìn)劑能夠促進(jìn)插穗生根，尤其對(duì)于難生根樹(shù)種是當(dāng)前調(diào)控插穗生根的最常用技術(shù)手段[18-21]。而且，生根難的林木扦插一般來(lái)說(shuō)，需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能生根，在較長(zhǎng)的生根周期內(nèi)，精心的管理顯得尤為重要，溫室大棚雖然能夠保證插穗所需要的溫度濕度，但由于通風(fēng)不當(dāng)也易導(dǎo)致插穗濕熱腐爛、易染霉菌、病蟲(chóng)害[11]，全光間歇噴霧嫩枝扦插比常規(guī)的大棚、拱棚覆蓋扦插操作簡(jiǎn)便、病蟲(chóng)害少，采用間歇噴霧控制葉片的表面及周?chē)h(huán)境的溫度和濕度，有效地保持葉片的膨壓值，同時(shí)有利于葉片碳水化合物的累積。本研究綜合分析，珍珠巖作為基質(zhì)條件下，不同促進(jìn)劑種類(lèi)、質(zhì)量濃度及處理時(shí)間3 方面對(duì)紫椴嫩枝全光照間歇噴霧扦插的生根效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低質(zhì)量濃度的促進(jìn)劑浸泡中100 mg·L-1IBA 處理8 h 生根率最高，達(dá)78.89%，比對(duì)照提高了61.29%，平均根長(zhǎng)、生根數(shù)量、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量，比對(duì)照分別提升了138.34%、118.75%、313.01% 和285.94%；根系效果指數(shù)是對(duì)照的4.28 倍，隸屬函數(shù)最大達(dá)0.963。較高質(zhì)量濃度促進(jìn)劑速蘸處理后的生根效果以1 000 mg·L-1IBA速蘸10 s 效果最好，生根率為45.05%，比對(duì)照提高了27.46%，平均根長(zhǎng)、生根數(shù)量、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量，比對(duì)照分別提升了114.60%、37.5%、182.93%、187.55%，根系效果指數(shù)0.912，是對(duì)照1.96 倍，隸屬函數(shù)值為0.692。說(shuō)明，高質(zhì)量濃度的促進(jìn)劑速蘸插穗不如較低質(zhì)量濃度的促進(jìn)劑浸泡更有利于紫椴生根。各促進(jìn)劑較高質(zhì)量濃度（500 mg·L-1）處理時(shí)間較長(zhǎng)(IBA、NAA 處理8 h,NAA 處理4 h)時(shí)，插穗各項(xiàng)指標(biāo)均低于對(duì)照或者為0，插穗基部組織變黑，這可能是高濃度促進(jìn)劑處理時(shí)間較長(zhǎng)導(dǎo)致插穗基部組織壞死，從而失去生根的能力。綜上，紫椴嫩枝全光照間歇噴霧條件下，各促進(jìn)劑處理中100 mg·L-1IBA 處理8 h 為最優(yōu)組合。這可能是因?yàn)?，IBA、IAA、NAA 處理都可以增強(qiáng)插穗基部薄壁細(xì)胞的分裂功能，IBA不易被酶系統(tǒng)氧化，容易滯留在根部，參與糖代謝，活化形成層，促進(jìn)細(xì)胞分裂或分生，為后續(xù)生根提供充足的能量[22]。

依據(jù)不定根的發(fā)生部位，劃分不定根的生根類(lèi)型。本試驗(yàn)對(duì)2年生紫椴插穗對(duì)照及3 種促進(jìn)劑處理后外部形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn)，紫椴嫩枝插穗對(duì)照及3 種促進(jìn)劑（IAA、IBA、NAA）皮部生根率平均值分別是愈傷生根率平均值的3.29、2.59、14.67、3.26 倍，分別是混合生根率平均值的2.55、5.69、12.95、8.54 倍。說(shuō)明紫椴嫩枝插穗以皮生根為主，兼有愈傷生根和混合生根，扦插25～40 d是生根的高峰期，根系發(fā)達(dá)。生根類(lèi)型主要由樹(shù)種遺傳特性決定，但也會(huì)受到其他因子的影響[23]。扦插生根是一個(gè)特別復(fù)雜的過(guò)程，可能涉及大量酶、內(nèi)源物質(zhì)及相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控，然而，到目前為止關(guān)于其生根類(lèi)型的作用機(jī)理，相關(guān)的基因表達(dá)及相關(guān)酶活性的代謝研究尚未見(jiàn)報(bào)道，研究這些因子的代謝與調(diào)控更有助于透徹的闡釋紫椴生根的機(jī)理，為紫椴快繁技術(shù)體系的建立奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，想要形成一套切實(shí)可行的紫椴規(guī)?；敝臣夹g(shù)體系，不僅僅要探索單一基質(zhì)、生根促進(jìn)劑不同濃度與不同處理時(shí)間對(duì)紫椴嫩枝的影響，還需進(jìn)一步深入研究如混合基質(zhì)、混合配比生根促進(jìn)劑、采穗母樹(shù)年齡、采穗時(shí)期、插穗長(zhǎng)度、保留葉片大小及數(shù)量等諸多因子對(duì)紫椴插穗生根的影響，這一系列的問(wèn)題有待于以后進(jìn)行更為全面系統(tǒng)的研究，以期能夠解決紫椴種苗規(guī)?；嘤碾y題。