羅 準，王 婷，易浪波，2，彭小列，丁光翔，劉世彪，2

(1.吉首大學 生物資源與環(huán)境科學學院，吉首 416000； 2.錳鋅礦業(yè)重金屬污染綜合防治技術湖南省工程實驗室，吉首 416000； 3.中農博濤(北京)農業(yè)科技發(fā)展有限公司，北京 100091 )

蘆竹(Arundodonax)又名蘆荻，系禾本科蘆竹屬多年生高大叢生草本植物。蘆竹分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)，在中國主要分布于江蘇、安徽、福建、四川、云南、廣東、廣西、湖南等省、自治區(qū)，東北、華北地區(qū)和陜西也有引種栽培。蘆竹具有發(fā)達的根狀莖，適應能力強，耐澇耐旱耐鹽堿，在貧瘠土壤也能生根萌芽并茂盛生長，被稱為低洼鹽堿地的“先鋒植物”[1-3]。

蘆竹常被作為牧草和造紙制漿原料[4-5]，又因對污染土壤和水體中的重金屬和有害化合物的良好富集、凈化作用而具有植物修復功能[6-8]，但蘆竹最主要的用途是基于其極高的生物產量(30～100 t/hm2干重)而被作為生物質能源植物重點開發(fā)[9-11]，用于通過生物發(fā)酵生產沼氣和乙醇，通過熱化學裂解轉化為生物油或直接粉碎壓制成能源塊代替煤炭用于發(fā)電。由于蘆竹生殖母細胞減數(shù)分裂形成的大、小孢子不能正常發(fā)育而喪失受孕能力[12]，所以沒有種子，只能進行無性營養(yǎng)繁殖。目前蘆竹在我國作為生物質能源植物已開始大量種植，傳統(tǒng)的育苗方式為根狀莖分株繁殖，該方法平均繁殖系數(shù)低，且植株大小和生長不一致，遠不能滿足生產中對種苗的需求。近年來，關于蘆竹快繁技術的研究很多[13-16]，雖然快繁體系解決了種苗不足的問題，但組織培養(yǎng)的生產設備和技術要求高，成本大，周期長，有時也不能滿足市場的需求。扦插是作物育苗的常用方式，也是解決蘆竹種苗問題的最佳選擇，但前人報道的扦插[17-19]均以主稈為插穗且在春季進行，而關于蘆竹夏季扦插的研究尚未見報道。成年蘆竹具有大量的側枝，通常在扦插時棄之不用，為了充分利用插穗資源，本文進行了蘆竹側枝的夏季扦插實驗，以為蘆竹常年無性繁育提供依據(jù)和參考。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

實驗于2016年7月至9月在湖南省吉首大學植物玻璃溫室內進行。以田間栽植蘆竹的當年生側枝為插穗。

1.2 實驗方法

1.2.1 插穗準備

用剪刀剪取蘆竹側枝，去掉幼嫩的枝梢及枝上葉片，保留葉片基部1 cm，葉腋內具有健康的腋芽。將側枝剪段，每個插穗保留1個節(jié)，要求下端切口斜切，上端切口平整，保證插穗不破裂，不損傷節(jié)上的芽苞。

1.2.2 植物生長調節(jié)劑處理

1)不同生長調節(jié)劑處理。分別稱取植物生長調節(jié)劑吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)各0.8 mg、0.2 mg、0.05 mg，少量酒精溶解后按表1濃度加水配制成浸泡液，分裝至培養(yǎng)瓶。將剪好的20株一捆各10捆的插穗下端平整放入培養(yǎng)瓶中，使浸泡液沒過節(jié)，浸泡2 h。

2)生根粉(劑)處理。將市銷的生根粉(四川國光農化股份有限公司，2.5 g/包，有效成分萘乙酸20%)及生根劑(重慶斯必康科技有限公司，5 g/包，有效成分Mn+B+M0≥10%)，按表2濃度加水配制成浸泡液，分裝至培養(yǎng)瓶。按1)的方法浸泡插穗。

3)生長調節(jié)劑生根粉組合處理。通過1)和2)實驗，篩選出對蘆竹扦插成活率高的生長調節(jié)劑和生根粉(劑)的種類和濃度，按表3組合加水配制不同濃度，分裝至培養(yǎng)瓶，按1)的方法浸泡插穗。以上所有處理均以清水為對照，不同浸泡液不同濃度處理設置3次重復實驗。

1.2.3 扦插及培養(yǎng)

在育苗盤(宿遷市尋綠園林有限公司，72穴)中鋪好栽培基質(鎮(zhèn)江興農有機化肥有限公司，A-004營養(yǎng)土)，用水澆透。將插穗下端插入基質約2 cm，上端切口涂抹凡士林，以避免切口被感染和防止水分過多蒸發(fā)。培養(yǎng)盤放置于玻璃溫室中，自然通風，室溫為27℃～37℃，每隔2 d觀察記錄并澆水。觀察發(fā)現(xiàn)，從第7天開始出芽，13 d后以節(jié)上生出新根和腋芽顯著萌發(fā)為準，第15天統(tǒng)計成活率。以統(tǒng)計軟件SPSS計算各處理間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同生長調節(jié)劑處理對插穗成活率的影響

表1顯示，不同生長調節(jié)劑及其不同濃度對蘆竹側枝插穗的成活率的影響不同。IBA處理的最高成活率為0.05 mg/L 時的13.68%，略高于其他兩個處理濃度，但不顯著。NAA處理的最高成活率為0.8 mg/L時的50%，顯著高于其他兩個處理濃度。IAA處理的最高成活率為0.05 mg/L時的21.72%，高于0.8 mg/L時的成活率，顯著高于0.2 mg/L的成活率。3種生長調節(jié)劑在不同濃度下的平均成活率為NAA(27.45%)>IAA(16.09%)> IBA(12.65%)，且當生長調節(jié)劑濃度為0.2 mg/L時，3種生長調節(jié)劑的成活率均較低，而以清水為對照的處理組成活率最低(10.5%)。綜合來看，0.8 mg/L的NAA作為蘆竹的插穗浸泡液最優(yōu)，其次為0.05 mg/L的IAA。

2.2 生根粉(劑)處理對插穗成活率的影響

表2顯示了市售生根粉(劑)對蘆竹成活率的影響情況。國光生根粉的濃度為0.625 g/L時的成活率高達40%，顯著高于2.5 g/L(23.08%)和1.25 g/L(13.33%)。強力生根劑的濃度為1.25 g/L時的成活率也最高，達43.33%，顯著高于其他3種濃度時的成活率，而該3種濃度下的成活率基本一致(20.0%～22.73%)，無顯著差異。除1.25 g/L的國光生根粉之外，其他所有處理組的成活率都顯著高于清水對照組。0.625 g/L的國光生根粉和1.25 g/L的強力生根劑對蘆竹成活率的促進效果相似，但綜合各濃度來看，強力生根劑比國光生根粉的促進成活效果略高。

表1 不同生長調節(jié)劑對蘆竹側枝扦插成活率的影響Table 1 Effects of different growth regulators on the survival rate of lateral branches of Arundo donax

同列不同字母表明不同處理之間差異顯著(P<0.05)；下同

表2 生根粉(劑)對蘆竹側枝扦插成活率的影響Table 2 Effect of rooting powder (agent) on the survival rate of lateral branches of Arundo donax

2.3 生長調節(jié)劑與強力生根劑組合處理對插穗成活率的影響

表1和表2結果表明，0.8 mg/L的 NAA和0.05 mg/L的IAA以及強力生根劑對蘆竹扦插成活率有較好的促進作用，因此選用這3種成分組合配制成浸泡液處理蘆竹插穗(表3)。結果表明，成活率最高的組合為IAA 0.05 mg/L+強力生根劑，其成活率為23.39%～25.00%，其最高組合(0.05 mg/L的IAA與5.0 g/L生根劑)的成活率25.00%與其他濃度(2.5 g/L、1.25 g/L)成活率間沒有顯著差異。而NAA 0.8 mg/L與強力生根劑組合的成活率(10.83%～19.67%)要顯著低于IAA與強力生根劑組合。與表1和表2相比，NAA與強力生根劑配合后，其成活率反而低于單獨的NAA處理，IAA與強力生根劑配合后，其成活率高于單獨的IAA處理，而強力生根劑與NAA和IAA配合后，其促進成活的效果是明顯降低的。

表 3 生長調節(jié)劑與生根劑組合對蘆竹側枝扦插成活率的影響Table 3 Effects of the combinations of growth regulators and rooting agent on the survival rate of lateral branches of Arundo donax

3 討論

蘆竹是一種具有很高商業(yè)價值和生態(tài)價值的高產作物，其分布和栽培區(qū)域幾乎遍及全國，種植密度10 000～20 000株/hm2，種苗需要量較大。生產中常將成熟的蘆竹稈切段，節(jié)段扦插于種植地或苗床，生根后即可成為種苗。但這類扦插均在春季進行[18，20]，或冬貯后在春季扦插[17]。本文利用當年生幼嫩側枝在夏季扦插，并用不同的植物生長調節(jié)劑和生長粉(劑)預處理插穗，結果表明0.8 mg/L的NAA的成活率可達50%，而0.625 g/L的國光生根粉和1.25 g/L的強力生根劑的成活率分別達40%和43.33%，都顯著高于清水對照組4～5倍，表明以植物生長調節(jié)劑預處理蘆竹側枝插穗生產種苗是切實可行的。值得注意的是，將NAA和生根劑配比后處理蘆竹，其促成活效果反而降低。這可能是混合液中的吲哚、萘乙酸等化合物濃度升高后對生根有毒害作用，或各成分間有拮抗作用而抑制生根成活，其原因有待進一步研究。

據(jù)唐華國[18]報道，蘆竹春季主稈切段扦插的成活率達63%～97%，以中部作插穗效果最好，基部和梢部次之，且2—3月的成活率高于4—5月，冬季扦插效果最差。Scordia等[19]的試驗表明，基部節(jié)段作插穗比中部和頂部的生根率提高35%，早春溫度較低時使用生長調節(jié)劑(100 mg/L的NAA或IBA)浸節(jié)48 h的成活效果比夏秋溫度適宜時更好，扦插前浸水48 h預處理比不浸水者效果更利于生根。有報道蘆竹的變種花葉蘆竹(Arundodonaxvar.versicolor)主稈節(jié)段的秋季扦插成活率可達95%[21]。關于蘆竹夏季側枝扦插效果還未見報道，但Ceotto和Candilo[22]的試驗可借鑒，他們在夏天將二年生主稈切為每節(jié)帶有3個側枝的節(jié)段，連同葉片插入水中，7～10 d 即可生根，35～40 d根系發(fā)達后即移植大田，不同土質中的成活率達42%～85%。從上述結果分析本試驗扦插成活率不高的原因，一是在夏季高溫時扦插，插穗水分蒸發(fā)大；二是插穗為當年生嫩枝，營養(yǎng)成分積累不足；三是植物生長調節(jié)劑或生根粉(劑)處理2 h的時間太短，有效成分不能很好地滲入組織中。為此，建議蘆竹側枝扦插在華南地區(qū)可推遲至9月至10月的秋季進行，這時氣溫更為適宜。其次，要采集去年生的成熟側枝或當年生接近成熟的側枝作插穗且不要去葉，此時木質化程度大，體內養(yǎng)分貯藏充足，能夠支持插穗生長發(fā)育的需要。最后，要將藥物預處理的浸泡時間延長至48 h以上，使其充分滲入組織中，有效地促進生根。

4 結論

蘆竹側枝扦插的成活率受外施生長調節(jié)劑和生根粉(劑)的影響，不同濃度的IBA、NAA和IAA均可不同程度地提高蘆竹的成活率，尤以0.8 mg/L的NAA的效果最顯著，可達50%。不同濃度的生根粉(劑)同樣對扦插成活具有促進作用，其中1.25 g/L的強力生根劑的效果最顯著(43.33%)。但當NAA與強力生根劑組合使用時，其成活率反而普遍顯著下降。綜合認為，夏季用帶腋芽的蘆竹側枝扦插，可選用0.8 mg/L 的NAA或1.25 g/L的強力生根劑作為浸泡液，以提高其成活率。

[1]PILU R, BUCCI A, BADONE F C, et al.Giant reed (ArundodonaxL.): a weed plant or a promising energy crop?[J].African Journal of Biotechnology, 2012, 11: 9163-9174.

[2]趙麗萍, 許 卉.蘆竹在濱海鹽堿地的開發(fā)應用及栽培技術[J].北方園藝, 2007, 31(7): 164-165.

[3]EID E M, YOUSSEF M S G, SHALTOUT K H.Population characteristics of giant reed (ArundodonaxL.) in cultivated and naturalized habitats[J].Aquatic Botany, 2016, 129: 1-8.

[4]余 醉, 李建龍, 李高揚.蘆竹作為清潔生物質能源牧草開發(fā)的潛力分析[J].草業(yè)科學, 2009, 26(6): 62-69.

[5]VERVERIS C，GEORGHIOU K，CHRISTO DO ULAKIS N，et al.Fiber dimensions, lignin and cellulo secontent of various plant materials and their suitability for paper production [J].Industrial Crops and Products, 2004, 19:245-254.

[6]朱志國, 周守標.銅鋅復合脅迫對蘆竹生理生化特性、重金屬富集和土壤酶活性的影響[J].水土保持學報, 2014, 28(1):276-280.

[7]韓志萍, 王趁義.不同生態(tài)型蘆竹對Cd、Hg、Pb、Cu 的富集與分布[J].生態(tài)環(huán)境學報, 2007, 16(4): 1092-1097.

[8]IDRIS S M, JONES P L, SALZMAN S A, et al.Evaluation of the giant reed (Arundodonax) in horizontal subsurface flow wetlands for the treatment of recirculating aquaculture system effluent [J].Environmental Science and Pollution Research, 2012, 19(4): 1159-1170.

[9]張 燕, 覃耀冠, 陸文科, 等.纖維素類草本植物——蘆竹生物學特性及其開發(fā)利用前景[C].2014年能源草產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略暨學術研討會論文集，2014: 218-227.

[10]CORNO L, PILU R, ADANI F, et al.ArundodonaxL.: a non-food crop for bioenergy and bio-compound production [J].Biotechnology Advances, 2014, 32(8):1535-1549.

[11]SGROI F, FODER M, TRAPANI AMD, et al.Economic evaluation of biogas plant size utilizing giant reed [J].Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015, 49: 403-409.

[12]MARIANI C, CABRINI R, DANIN A, et al.Origin, diffusion and reproduction of the giant reed (ArundodonaxL.): a promising weedy energy crop [J].Annals of Applied Biology, 2010, 157(2): 191-202.

[13]劉文竹, 趙惠恩.蘆竹高效快繁體系的建立[J].中國農學通報, 2015, 31(16): 146-150.

[14]陳 岑, 李伯林, 莫海萍.蘆竹組培快繁研究初探[J].南方園藝, 2016, 27(2): 1-5.

[15]冉隆賢, 文仕知.蘆竹快速繁殖技術研究[J].經濟林研究, 1998, 16(2): 13-15.

[16]PIGNA G, DHILLON T, DLUGOSZ E M, et al.Methods for suspension culture, protoplast extraction, and transformation of high-biomass yielding perennial grassArundodonax[J].Biotechnology Journal, 2016, 11(12): 1657-1666.

[17]陳惠瑜, 呂 軍.北疆蘆竹的扦插快繁技術[J].北方園藝, 2013, 37(15): 171.

[18]唐華國.蘆竹扦插育苗技術的研究[J].林業(yè)實用技術, 2000, 43(2): 13-14.

[19]SCORDIA D, ZANETTI F, VARGA S S, et al.New insights into the propagation methods of switchgrass, miscanthus and giant reed[J].Bioenergy Research, 2015, 8: 1480-1491.

[20]邢尚軍, 張建鋒, 宋玉民, 等.蘆竹在黃河三角洲地區(qū)的苗木繁育及造林技術[J].山東林業(yè)科技, 2003, 33(6): 29-30.

[21]王福民, 梁宇鶴, 張建國，等.花葉蘆竹秋季扦插育苗技術 [J].林業(yè)實用技術, 2014, 8: 37.

[22]CEOTTO E, CANDILO M D.Shoot cuttings propagation of giant reed (ArundodonaxL.) in water and moist soil: The path forward? [J].Biomass and Bioenergy, 2010, 34: 1614-1623.