王曉香,邱佳奇,張雪梅
(河北農(nóng)業(yè)大學,河北保定 071000)
樹莓(L.)是薔薇科懸鉤子屬多年生漿果類小灌木果樹,又名托盤、覆盆子、馬林等。樹莓適應性強,抗寒性強,是富含多種人體所必需營養(yǎng)成分的果、藥、生態(tài)利用等多項兼用型樹種。樹莓含有豐富的維生素、有機酸、過氧化物歧化酶(SOD)等物質(zhì),具有光保護、抗氧化、延緩衰老、免疫藥理等作用,能夠減弱一些人體慢性疾病發(fā)生的風險,特別是抗癌物質(zhì)“鞣花酸”含量位居水果之首,是我國新興開發(fā)的第三代“黃金水果”。
樹莓一般采用分株、壓條、培養(yǎng)根蘗苗等繁殖方法,但這些方法具有繁殖系數(shù)低、材料消耗多、占地面積大等缺點,組織培養(yǎng)方法繁育苗木成本較高。扦插繁殖是某些果樹的主要繁殖方法之一,具有縮短育苗周期、降低育苗成本、能夠保留品種的優(yōu)良性狀、不受樹種限制、操作簡單等優(yōu)點。植物生長調(diào)節(jié)劑又稱植物外源激素,是一種由人工合成的具有植物激素活性的調(diào)節(jié)植物生長和發(fā)育的有機物。ABT生根粉能夠調(diào)節(jié)和強化植物內(nèi)源激素的含量,從而促進生物分子的合成,以此誘導植物形成不定根和不定芽的初步形態(tài),是一種植物生根促進劑,能夠有效地提高植物的生根率,已經(jīng)廣泛應用在植物生產(chǎn)中。為了找出紅樹莓嫩枝扦插的最佳方案,筆者開展“海爾特茲”紅樹莓品種嫩枝扦插試驗,以探究紅樹莓嫩枝扦插成苗的關(guān)鍵技術(shù)。
以“海爾特茲”紅樹莓為試驗材料,取初生莖莖段進行扦插試驗。
扦插基質(zhì)為珍珠巖∶草炭土=7∶3,用0.5%的高錳酸鉀消毒24 h。將基質(zhì)填入穴盤,填至緊實,然后噴水濕潤。選取紅樹莓當年生莖段作為插穗,插穗長度10 cm,剪留2~4片小葉,扦插深度約3 cm。及時噴水,保持濕度在90%,溫度在25 ℃左右。
第一次扦插。①扦插時間。2018年5月上旬。②插穗準備。選取當年生半木質(zhì)化莖作為插穗,插穗剪口的上端平滑下端傾斜。③處理方法。選用ABT生根粉濃度分別為200、500、700、1 000 mg/L速蘸2~3 s,每個濃度處理50根插穗,3次重復,插穗數(shù)量600根。扦插后定期觀察并記錄插穗生長情況,統(tǒng)計生根率。
第二次扦插。①扦插時間。2018年6月上旬。②插穗準備。選取紅樹莓當年生莖中段半木質(zhì)化作插穗,插穗切口上端平滑,下端傾斜。③處理方法。選用濃度分別為200、500、700 mg/L的ABT生根粉速蘸30 s,100 mg/L ABT生根粉浸泡1 h,以清水速蘸30 s為對照。每個濃度處理50株插穗,3次重復,插穗數(shù)量750根。扦插后定期觀察并記錄插穗生長情況。
第三次扦插。①扦插時期。2019年4月上旬。②萌梢處理。2019年3月14日,對農(nóng)大三分廠的紅樹莓進行平茬,在其苗床上鋪墊6~8 cm厚的基質(zhì)(珍珠巖∶草炭土=2∶1),混合均勻。澆一次透水,在苗床上架設(shè)小拱棚,保持溫度在15~20 ℃,濕度在50%~70%,2~3 d澆1次水。③嫩梢扦插。2019年4月7日收獲新梢,從基質(zhì)表面以下4~5 cm剪取新梢作為扦插材料。設(shè)置生根粉濃度梯度為200、500、700 mg/L,以清水為CK。
按照上剪口平滑、下剪口傾斜的方式進行,每個處理浸泡ABT生根粉2 h,每個處理20根插穗,3次重復。每個處理20根插穗,3次重復,共240根插穗。
扦插后每天觀察并記錄紅樹莓插穗生長情況,30 d后記錄全部扦插苗的成活數(shù)量及生根數(shù)量,統(tǒng)計生根率,隨機選取樣品測定葉片葉綠素含量以及抗氧化酶活性。
過氧化氫酶(CAT)活性的測定采用過氧化氫法;過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創(chuàng)木酚法;超氧化物歧化酶(SOD)活性測定采用氮藍四唑(NBT)光還原法。葉綠素含量的測定采用分光光度計法。
5月不同ABT濃度對紅樹莓嫩枝扦插生根的影響。2018年5月上旬紅樹莓嫩枝扦插后30 d的生長情況見表1。由表1可知,不同濃度ABT生根粉處理的生根情況有顯著差異,愈傷形成時間和生根時間隨著生根粉濃度的升高而延長,ABT濃度為200 mg/L的處理愈傷形成時間最短僅為7 d,ABT濃度為1 000 mg/L的處理愈傷形成時間最長,達18 d。ABT濃度為200 mg/L的處理生根時間最短,僅15 d,生根率最高9.77%。ABT濃度為500 mg/L的處理生根時間為20 d,較200 mg/L的處理延長了5 d,生根率為6.17%,較200 mg/L的處理降低了3.60百分點,ABT濃度為700 mg/L的處理生根時間為26 d,較200 mg/L的處理延長了11 d,生根率為3.65%,較200 mg/L的處理降低了6.12百分點,ABT濃度為1 000 mg/L的處理未生根。
6月不同ABT濃度對紅樹莓嫩枝扦插生根的影響。2018年6月上旬紅樹莓嫩枝扦插后30 d的生長狀態(tài)見表2。由表2可知,當ABT濃度高于200 mg/L時,愈傷形成時間、生根時間均隨著ABT濃度的升高而延長,生根率隨著ABT濃度的升高而降低。100 mg/L的處理愈傷形成時間為13 d,較200 mg/L的處理延長2 d,較對照組縮短15 d,生根時間較200 mg/L的處理延長5 d。100 mg/L處理生根率顯著低于200 mg/L的處理。當ABT生根粉濃度為200 mg/L時其愈傷組織形成時間和生根時間最短,分別為11和18 d,愈傷組織形成時間較對照組縮短了17 d,生根率為18.11%,顯著高于其他濃度ABT的處理。ABT濃度為100和700 mg/L的處理生根率差異不顯著,其中100 mg/L處理的生根率略高于700 mg/L的處理。對照組愈傷組織形成時間最長為28 d,未生根。
表1 2018年5月紅樹莓嫩枝扦插生根狀態(tài)
表2 2018年6月紅樹莓嫩枝扦插生根情況
4月不同濃度ABT對紅樹莓嫩枝扦插生根的影響。 2019年4月上旬紅樹莓嫩枝扦插后30 d的生長情況見表3。由表3可知,不同ABT濃度之間的生根率存在顯著差異,隨著ABT濃度的升高,紅樹莓愈傷形成時間和生根時間延長,生根數(shù)和生根率呈下降趨勢,對照組的愈傷形成時間和生根時間分別是15、25 d,生根率為18.98%。當ABT濃度為200 mg/L時愈傷組織形成時間及生根時間最短,分別為5、10 d,較對照組分別縮短了10、15 d,生根率為42.04%,較對照組提高了23.06百分點。ABT濃度為700 mg/L的處理生根率最低,僅1.68%,較對照組降低了17.3百分點。
不同生根粉濃度對紅樹莓嫩枝扦插生根的影響。各個時期紅樹莓嫩枝扦插生根率隨生根粉濃度的變化趨勢見圖1。由圖1可知,各扦插時期的生根率在不同ABT濃度下均有顯著差異。當ABT生根粉濃度為200 mg/L時不同時期嫩枝扦插生根率均顯著高于其他濃度處理。其中4月上旬200 mg/L ABT處理的生根率最高,為42.04%,ABT濃度為500 mg/L的處理生根率是14.32%,ABT濃度為700 mg/L的處理生根率是1.68%,其中,200 mg/L處理的生根率比500 mg/L、700 mg/L的處理分別高27.72、40.36百分點。5月上旬ABT濃度為200 mg/L的處理生根率為9.77%,ABT濃度為500 mg/L的處理生根率為6.17%,ABT濃度為700 mg/L的處理生根率為3.65%,其中,200 mg/L處理的生根率比500、700 mg/L的處理分別高3.60、6.12百分點。6月上旬ABT濃度為200 mg/L的處理生根率為18.11%,ABT濃度為500 mg/L的處理生根率是7.91%,ABT濃度為700 mg/L的處理生根率是3.60%,其中,200 mg/L處理的生根率比500、700 mg/L的處理分別高10.20、14.51百分點。
表3 2019年4月紅樹莓嫩枝扦插生根狀態(tài)
注:不同小寫字母表示同一時期不同濃度間差異顯著(P<0.05)Note:Different lowercases indicated significant difference between different concentrations at the same stage at 0.05 level圖1 不同濃度生根粉對紅樹莓嫩枝扦插生根的影響Fig.1 Effects of different concentrations of root powder on roots of red raspberry cuttings
不同扦插時期對紅樹莓嫩枝扦插生根的影響。在不同濃度ABT處理下,紅樹莓嫩枝扦插生根率和扦插時期的關(guān)系見圖2。由圖2可知,當ABT濃度為200 mg/L時,各個扦插時期的生根率存在顯著差異,4月上旬生根率為42.04%,顯著高于5月上旬和6月上旬,分別高32.27、23.93百分點。5月上旬生根率為9.77%,顯著低于6月上旬生根率(18.11%)。當ABT濃度為500 mg/L時,4月上旬的生根率與5月上旬、6月上旬的生根率存在顯著差異,5月上旬和6月上旬的生根率差異不顯著。4月上旬的生根率為14.32%,分別顯著高于5月上旬、6月上旬8.15、6.41百分點,5月上旬生根率為6.17%,6月上旬生根率為7.91%。當ABT濃度為700 mg/L時,各個時期扦插的生根率無顯著差異,4月上旬、5月上旬、6月上旬的生根率分別為1.68%、3.65%、3.60%。
注:不同小寫字母表示同一濃度不同時期間差異顯著(P<0.05)Note:Different lowercases indicated significant difference between different stages in the same concentration at 0.05 level圖2 不同扦插時期對紅樹莓嫩枝扦插生根的影響Fig.2 Effects of different cutting periods on roots of red raspberry cuttings
不同濃度ABT處理的紅樹莓嫩枝扦插幼苗葉綠素含量。對2019年4月上旬紅樹莓嫩枝扦插成活的幼苗進行葉綠素的測定,結(jié)果見圖3。由圖3可知,不同濃度ABT處理的幼苗葉綠素a和總?cè)~綠素的含量存在差異,且均隨ABT濃度的升高呈下降趨勢,且高于對照。ABT濃度為500 mg/L的處理與對照組的葉綠素b含量無顯著差異,ABT濃度為200、500 mg/L的處理中類胡蘿卜素含量無顯著差異。
當ABT濃度為200 mg/L時葉綠素和類胡蘿卜素的含量均最高,葉綠素a的含量為1.667 5 mg/L,較對照組高0.806 8 mg/L,葉綠素b的含量為0.564 5 mg/L,較對照組高0.157 9 mg/L,總?cè)~綠素的含量為2.260 8 mg/L,較對照組高1.030 0 mg/L,類胡蘿卜素的含量為0.514 0 mg/L,較對照組高0.177 1 mg/L。
注:不同小寫字母表示不同濃度間差異顯著(P<0.05)Note:Different lowercases indicated significant difference between different concentrations at 0.05 level圖3 紅樹莓嫩枝扦插幼苗葉綠素和類胡蘿卜素含量Fig.3 Chlorophyll and carotenoids content of cutting seedlings of red raspberry
不同濃度ABT處理的紅樹莓嫩枝扦插幼苗的過氧化氫酶(CAT)活性。不同濃度ABT處理的紅樹莓嫩枝扦插幼苗的過氧化氫酶(CAT)活性的變化趨勢見圖4。由圖4可知,不同濃度ABT處理之間CAT的活性存在顯著差異,且其活性隨ABT濃度的升高呈下降趨勢,ABT濃度為500 mg/L的處理與對照組無顯著差異。當ABT濃度為200 mg/L時CAT活性最強,CAT活性為18 U/(g·min),顯著高于其他處理,較對照組高50.00%。對照組的CAT活性為12 U/(g·min),ABT濃度為700 mg/L的處理CAT活性為8 U/(g·min),對照組的CAT活性比700 mg/L的處理高50.00%。
注:不同小寫字母表示不同濃度間差異顯著(P<0.05)Note:Different lowercases indicated significant difference between different concentrations at 0.05 level圖4 紅樹莓嫩枝扦插幼苗的過氧化氫酶(CAT)活性Fig.4 Catalase(CAT)activity in shoot cutting seedlings of red raspberry
不同濃度ABT處理的紅樹莓嫩枝扦插幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)活性。不同濃度ABT處理的紅樹莓嫩枝扦插幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)活性的變化趨勢見圖5。由圖5可知,ABT濃度為200與500 mg/L的處理之間以及ABT濃度為700 mg/L的處理與對照組之間SOD活性無顯著差異,但兩者之間SOD活性存在顯著差異,其中SOD活性最高的處理是ABT濃度 200 mg/L,其活性為10.828 6 U/(g·min),較700 mg/L的處理高63.07%,較對照組高38.55%。ABT濃度為500 mg/L處理的SOD活性為9.957 6 U/(g·min),較700 mg/L的處理高50%,較對照組高27.41%。SOD活性最低的處理是ABT 濃度700 mg/L,其活性為6.638 5 U/(g·min),較對照組低15.06%。對照組的活性為7.815 4 U/(g·min)。
注:不同小寫字母表示不同濃度間差異顯著(P<0.05)Note:Different lowercases indicated significant difference between different concentrations at 0.05 level圖5 紅樹莓嫩枝扦插幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)活性Fig.5 Superoxide dismutase(SOD)activity in shoot cutting seedlings of red raspberry
不同濃度ABT處理的紅樹莓嫩枝扦插幼苗的過氧化物酶(POD)活性。不同濃度ABT處理的紅樹莓嫩枝扦插幼苗的過氧化物酶(POD)活性變化趨勢見圖6。由圖6可知,ABT濃度為200與500 mg/L的處理之間以及ABT濃度為700 mg/L的處理與對照組之間POD活性無顯著差異,但兩者之間POD活性存在顯著差異。隨著ABT濃度的升高POD活性逐漸升高。ABT濃度200 mg/L處理的POD活性為41.443 3 U/(g·min),顯著低于ABT為700 mg/L的處理和對照組,分別較700 mg/L處理與對照組的活性低55.06%、62.06%。ABT濃度為700 mg/L處理的POD活性為92.223 3 U/(g·min),對照組POD活性為109.223 3 U/(g·min)。ABT濃度500 mg/L處理的POD活性為47.556 7 U/(g·min),顯著低于ABT為700 mg/L的處理和對照組,分別較700 mg/L處理與對照組的活性低48.43%、56.46%。
注:不同小寫字母表示不同濃度間差異顯著(P<0.05)Note:Different lowercases indicated significant difference between different concentrations at 0.05 level圖6 紅樹莓嫩枝扦插幼苗的過氧化物酶(POD)活性Fig.6 Peroxidase(POD)activity of shoot cutting seedlings of red raspberry
該試驗結(jié)果表明,不同時間紅樹莓嫩枝扦插均以200 mg/L的ABT生根粉處理生根率最高,這與王竹的研究結(jié)果一致。當ABT濃度超過200 mg/L時,生根率隨ABT濃度的升高而降低。2019年4月上旬扦插的紅樹莓幼苗,ABT濃度為700 mg/L的處理生根率低于對照,說明越高濃度的ABT會對插穗生根產(chǎn)生抑制作用。
該試驗選擇4月上旬、5月上旬、6月上旬3個時期分別對“海爾特茲”紅樹莓的嫩枝扦插進行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),扦插時期以4月上旬覆蓋基質(zhì)幼化后的插穗扦插生根率和成活率最高,主要是因為4月上旬溫度適宜,氣候溫和,插穗提前進行覆蓋基質(zhì)進行幼化后的插穗基部幼嫩,5月以后,氣溫逐漸升高,插穗組織逐漸老化是扦插生根困難的主要因素。
對生根率最高的4月上旬扦插成活的幼苗進行生理指標測定,葉綠素的測定結(jié)果發(fā)現(xiàn),葉綠素和類胡蘿卜素的含量以ABT濃度為200 mg/L的處理最高,扦插效果最好。當ABT濃度為200 mg/L時CAT和SOD活性最強,POD活性最低,CAT活性為18 U/(g·min),較對照組高33.33%,SOD活性為10.828 6 U/(g·min),較對照組高38.55%,POD活性為41.443 3 U/(g·min),較對照組低62.06%。該研究發(fā)現(xiàn),生根效果最好的處理CAT、SOD活性均最大,POD活性最小。CAT可以催化過氧化氫分解為水和分子氧,從而減輕HO對植物組織的氧化傷害。SOD能夠清除超氧陰離子自由基,從而減少自由基對植物的毒害。POD與植物體內(nèi)IAA的氧化代謝相關(guān)。POD活性降低有利于插穗基部IAA的積累,加快細胞分裂及分化,從而促進不定根的形成。
綜上所述,紅樹莓嫩枝扦插的最佳方案是在4月上旬,ABT濃度為200 mg/L。