任小燕，柳迪，趙吉桃，潘平新，馬彥軍

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

無性系林業(yè)是以近代遺傳育種學(xué)為指導(dǎo)，在選種基礎(chǔ)上選取一些植株作為無性系原株，通過無性繁殖，生產(chǎn)無性系苗木的一種營林方式，科學(xué)地在林地配置這些無性系，可達(dá)到集約化經(jīng)營的目的[1].在無性繁殖中，扦插繁殖是利用離體的植物營養(yǎng)器官，如根、莖、葉、芽等的一部分，在一定條件下插入土和沙等其他基質(zhì)中，經(jīng)過人工培育使之發(fā)育成完整的新植株的繁殖方法，有硬枝扦插和軟枝扦插、春插和秋插，扦插過程是誘導(dǎo)不定根形成的過程.扦插繁殖相對于實(shí)生苗繁殖與組培育苗來說，不僅可以增加種苗來源，獲得大量相對整齊的幼苗[2]，還具有操作容易、無季節(jié)限制、成本低且能保持母株優(yōu)良特性[3]等特點(diǎn)，因而在無性系林業(yè)研究中受到越來越多的重視[4].

近年來，學(xué)者們對扦插進(jìn)行了大量深入研究，張?zhí)煜璧萚5]發(fā)現(xiàn)百香果中部半木質(zhì)化莖段，用300 mg/L的NAA溶液浸泡20 min，插入泥炭與黃壤(1∶1)混合基質(zhì)時效果最為理想.劉郁林等[6]發(fā)現(xiàn)影響越南安息香生根的主次因素為插穗部位>插穗年齡>激素濃度,較適處理為1年生基部插穗，300 mg/L生根劑，速蘸10 s.邱子文等[7]發(fā)現(xiàn)基質(zhì)是影響千層金扦插成活及生根率的最關(guān)鍵因素.李波等[8]發(fā)現(xiàn)50 mg/L IBA對具鱗水柏枝嫩枝扦插生根效果最佳.鄭鑫華等[9]發(fā)現(xiàn)50 mg/L的ABT-1、200 mg/L的NAA和200 mg/L的IAA混合，不僅能顯著提高樹頭菜的扦插成活率、促進(jìn)其扦插苗的生長，還能提高其各器官的生物量.高林等[10]發(fā)現(xiàn)石生茶藨子綠枝扦插時用700 mg/L的ABT+IBA+NAA (V∶V∶V=1∶1∶1)處理效果最好.林治國[11]發(fā)現(xiàn)GGR、ABT及NAA生根素對深秋紅幼苗的生根率、苗高及地徑生長有明顯的促進(jìn)作用.宋祥蘭等[12]發(fā)現(xiàn)油橄欖不論夏季扦插還是秋季扦插均能保持油橄欖的特性.說明扦插適合多種植物的繁殖，不同植物對插穗類型、基質(zhì)、植物生長調(diào)節(jié)劑種類、濃度以及扦插時間的響應(yīng)不同.

紅豆杉 (Taxusmairei) ，又名紫杉，或赤柏松紅豆杉，隸屬于紅豆杉科(Taxaceae)、紅豆杉屬(TaxusLinn)[13]，是第四世紀(jì)冰川時期孑遺植物，在地球上已有250萬年的歷史，號稱植物王國“活化石”[14]，它不僅是一種珍惜瀕危樹種，也是國家一級保護(hù)植物，素有“植物黃金”“樹木大熊貓”的美譽(yù)，除具有保健價(jià)值外，藥用價(jià)值也非常高[15]，其提取物-紫杉醇對癌癥的神奇療效，使其成為世界公認(rèn)的抗癌藥物，也讓人們對其日益關(guān)注，以致野生數(shù)量迅速減少[16].同時紅豆杉還是一種很好的觀賞植物，其木材可用于建筑、家具制造和雕刻等[17].紅豆杉多以實(shí)生苗繁殖和扦插繁殖兩種方式來進(jìn)行[3]，但由于種子休眠期長，在自然條件下，往往需要經(jīng)過二冬一夏才能萌發(fā)[17]，且種子若在苗圃地內(nèi)時間過久，還易腐爛變質(zhì)或遭鼠害，使發(fā)芽率降低，給實(shí)生苗繁殖帶來較大的負(fù)面影響[18]，因此扦插繁殖是解決紅豆杉種質(zhì)資源緊缺的有效途徑[2].余應(yīng)鵬等[19-24]發(fā)現(xiàn)，適合的插穗類型、基質(zhì)、植物生長調(diào)節(jié)劑以及浸泡時間等，可以不同程度的提高紅豆杉扦插的效果，但他們多限于一、兩種因素的結(jié)果比較，針對3種及以上因素對紅豆杉扦插的影響試驗(yàn)較少.因此本研究設(shè)插穗類型、基質(zhì)、生根粉質(zhì)量濃度及浸泡時間4種因素，旨在探討多因素及其交互效應(yīng)對紅豆杉扦插的影響，彌補(bǔ)以上學(xué)者研究中的不足，以期更加科學(xué)地篩選最優(yōu)處理組合，為紅豆杉優(yōu)質(zhì)苗木的生產(chǎn)提供技術(shù)支撐.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年7月12日在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院校內(nèi)試驗(yàn)地進(jìn)行，地理坐標(biāo)為E 103.41′46″，N 36.5′23″，海拔1 528.1 m，屬溫帶大陸氣候，年均氣溫10.3 ℃，夏無酷署，冬無嚴(yán)寒，年均日照時數(shù)2 446 h，無霜期180 d，年均降水量327 mm，主要集中在6～9月.

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)當(dāng)天清晨，從甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)百草園，10年生、高1.0 m左右、冠幅30～40 cm、生長健壯、無病蟲害紅豆杉母樹，外圍下部剪取長度為15 cm左右的枝條，用清水浸泡標(biāo)記帶回實(shí)驗(yàn)室處理.

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 該試驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)，設(shè)插穗類型、基質(zhì)、生根粉質(zhì)量濃度及浸泡時間4個因素，分別用A、B、C、D表示，插穗類型與生根粉質(zhì)量濃度設(shè)2個水平，其他兩因素設(shè)3個水平.以長10～12 cm，上切口為平口，下切口為斜口，上部留1/3葉片的當(dāng)年生半木質(zhì)化嫩枝(A1)及2年生枝條(A2)為插穗；當(dāng)年生半木質(zhì)化嫩枝用500 mg/L (C1)、100 mg/L( C2)質(zhì)量濃度的BBT生根粉分別浸泡0.5(D1)、1(D2)、1.5 h(D3)，2年生枝條用相同質(zhì)量濃度的BBT生根粉分別浸泡2(D4)、4(D5)、6 h(D6)后，插入裝有3種基質(zhì)(森林土與河沙(B1)、蛭石(B2)、腐殖質(zhì)(B3)按1∶1比例混合配置)的育苗缽中，共36個處理，每個處理30盆，每盆1個插穗，重復(fù)3次，共3 240盆.

1.3.2 苗床準(zhǔn)備 試驗(yàn)前一天進(jìn)行苗床平整、清除雜草等，搭建大小2 m×4 m的2個小拱棚，用500倍多菌靈將配置好的基質(zhì)進(jìn)行滅菌后裝入10 cm× 10 cm塑料育苗缽，整齊擺放在150～170 cm長，50～60 cm寬的苗床上，床與床之間留30 cm寬步道，并澆一次透水.

1.3.3 插穗處理 插穗每30個一小捆用0.5%的高錳酸鉀溶液對基部浸泡30 s進(jìn)行滅菌，再在預(yù)設(shè)的不同質(zhì)量濃度生根粉中浸泡后插入裝有3種基質(zhì)的育苗缽，插前用玻璃棒在缽中央進(jìn)行打孔以免在扦插時將插穗表皮插破，采用直插法，深度為整個枝條的2/3，插后用手壓實(shí)，使基質(zhì)與插穗充分接觸，再次進(jìn)行澆透水處理，并搭遮蔭網(wǎng).

1.3.4 后期及越冬管理 適宜的溫度和濕度是紅豆杉扦插成活的重要條件，為此小拱棚內(nèi)各放置溫濕度計(jì)一個，隨時觀察棚內(nèi)的溫濕度變化，溫度控制在20～25℃，過高給予通風(fēng)處理；濕度在85%以上，每天進(jìn)行葉面噴水，以少量多次為宜，保持苗床濕潤；及時清除雜草并預(yù)防控制病蟲害.

每年10月份天氣轉(zhuǎn)涼，為保證幼苗安全越冬，在10月底，將育苗缽及床面澆足底水，防止苗木遇生理干旱而死亡，并加蓋高溫棚布，有條件的在棚面覆蓋稻草或作物秸稈進(jìn)行御寒，于翌年土壤解凍后，撤去覆蓋物.

1.3.5 指標(biāo)測定 扦插3個月后統(tǒng)計(jì)成活率，并在每個處理中隨機(jī)抽取15盆統(tǒng)計(jì)愈傷組織產(chǎn)生率及生根率，公式參照[25].

(1)

(2)

(3)

1.3.6 綜合評價(jià) 采用隸屬函數(shù)值對不同因素下的成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率進(jìn)行綜合評價(jià)，公式參照[26].

隸屬函數(shù)值=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(4)

式中：X表示毎個指標(biāo)的測定值,Xmax和Xmin分別為不同處理組中該測定指標(biāo)的最大值和最小值.

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2013對不同因素、不同水平下的成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、極差分析及制表，并用SPSS 21.0對其進(jìn)行均值、差異性比較及方差分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因素對紅豆杉扦插的方差分析

2.1.1 不同因素對紅豆杉A1插穗扦插的方差分析 從表1方差分析結(jié)果可以看出，對A1插穗來說，基質(zhì)、生根粉質(zhì)量濃度以及它們的交互效應(yīng)對成活率有顯著的影響(P<0.05)，浸泡時間以及浸泡時間與基質(zhì)、生根粉質(zhì)量濃度的交互效應(yīng)對成活率無顯著影響(P>0.05)；基質(zhì)對愈傷組織產(chǎn)生率也有顯著影響(P<0.05)，生根粉質(zhì)量濃度、浸泡時間以及二者與基質(zhì)的交互效應(yīng)均對愈傷組織產(chǎn)生率無顯著影響(P>0.05)；生根粉質(zhì)量濃度對生根率有顯著影響(P<0.05)，但它與基質(zhì)、浸泡時間的交互效應(yīng)對生根率卻無顯著影響(P>0.05)，基質(zhì)與浸泡時間及它們交互效應(yīng)對生根率也無顯著影響(P>0.05).

2.1.2 不同因素對紅豆杉A2插穗扦插的方差分析 從表1方差分析結(jié)果可知，對A2插穗類型來說，基質(zhì)對成活率有顯著影響(P<0.05)，生根粉質(zhì)量濃度、浸泡時間以及它們之間的交互效應(yīng)無顯著影響(P>0.05)；基質(zhì)以及它與生根粉質(zhì)量濃度、浸泡時間的交互效應(yīng)對愈傷組織產(chǎn)生率有顯著影響(P<0.05)，生根粉質(zhì)量濃度、浸泡時間，以及它們交互效應(yīng)對愈傷組織產(chǎn)生率均無顯著影響(P>0.05)；基質(zhì)對生根率也有顯著影響(P<0.05)，但生根粉質(zhì)量濃度、浸泡時間以及與它們的交互效應(yīng)對生根率無顯著影響(P>0.05).

表1 不同因素對紅豆杉扦插的方差分析

2.2 不同因素對紅豆杉扦插的影響

2.2.1 不同因素對紅豆杉A1插穗扦插的影響 從表2可知，不同基質(zhì)、生根粉質(zhì)量濃度及浸泡時間對A1插穗扦插的影響中，只有愈傷組織產(chǎn)生率在組合8、17中B2與B1、B3顯著差異(P<0.05)，其他均無顯著差異(P>0.05).從A1插穗在3種類型基質(zhì)中的成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率來看(表4)，B1、B3的成活率均值(98.89%)高于B2(94.45%)，愈傷組織產(chǎn)生率及生根率兩者均值都以B1(98.89%、66.67%)最高；就不同生根粉質(zhì)量濃度中的成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率均值而言，成活率C2(99.13%)，高于C1(95.19%)，然而愈傷組織產(chǎn)生率及生根率則是C1(94.81%、65.93%)高于C2(91.11%、51.85%)；此外，從不同浸泡時間對成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率的影響來看，成活率均值D2、D3(97.78%)高于D1(96.67%)，但愈傷組織產(chǎn)生率及生根率均值分別以D2(94.45%)、D1(67.78%)最高.

2.2.2 不同因素對紅豆杉A2插穗扦插的影響 從表3可以看出，不同基質(zhì)、生根粉質(zhì)量濃度及浸泡時間對A2插穗扦插的影響中，除愈傷組織產(chǎn)生率在組合2、8中B2與B1、B3差異顯著(P<0.05)，組合10、11中B1、B2與B3差異顯著(P<0.05)，組合14、15中B2、B3與B1差異顯著(P<0.05)；生根率在組合8中B2(0)與B1、B3差異顯著(P<0.05)外，其他均無顯著差異(P>0.05).從3種類型基質(zhì)對A2插穗成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率的影響來看(表4)，三者均值大小順序皆為B1>B3>B2；然而就不同生根粉質(zhì)量濃度對3個指標(biāo)的影響來說，成活率C1>C2，但愈傷組織產(chǎn)生率及生根率卻是C2>C1；此外不同浸泡時間對成活率、生根率的影響為D4> D6> D5，對愈傷組織產(chǎn)生率的影響為D4> D5> D6.

表2 不同因素對紅豆杉A1插穗扦插的影響

表3 不同因素對紅豆杉A2插穗扦插的影響Table 3 The effects of different factors for A2 cutting slips of Taxus mairei cutting

2.3 不同因素對紅豆杉扦插的極差分析

2.3.1 不同因素對紅豆杉A1插穗扦插的極差分析 從紅豆杉A1插穗扦插的極差分析結(jié)果可知(表4)，在影響成活率的3個因素中基質(zhì)與生根粉質(zhì)量濃度的極值ER(4.44)大于浸泡時間的極值(1.11)，可知基質(zhì)、生根粉質(zhì)量濃度與成活率之間有顯著的相關(guān)性，對其影響最大，浸泡時間影響最小，優(yōu)選方案基質(zhì)1、基質(zhì)3+生根粉質(zhì)量濃度2+浸泡時間2、浸泡時間3或生根質(zhì)量粉濃度2+基質(zhì)1、基質(zhì)3+浸泡時間2、浸泡時間3，優(yōu)化組合B1C2D2或B3C2D3；從對愈傷組織產(chǎn)生率的影響看，則基質(zhì)的極值FR(13.33)最大，生根粉質(zhì)量濃度(3.7)居中，浸泡時間(3.34)最小，表明基質(zhì)與愈傷組織產(chǎn)生率相關(guān)性最大，生根粉質(zhì)量濃度次之，最小浸泡時間，優(yōu)選方案基質(zhì)1+生根粉質(zhì)量濃度1+浸泡時間2，優(yōu)化組合B1C1D2；就對生根率的影響來看，基質(zhì)與浸泡時間的極值GR(16.67)大于生根粉質(zhì)量濃度的極值(14.08)，說明基質(zhì)、浸泡時間與生根率顯著相關(guān)，優(yōu)選方案基質(zhì)1+浸泡時間1+生根粉質(zhì)量濃度1或浸泡時間1+基質(zhì)1+生根粉質(zhì)量濃度1，優(yōu)化組合B1C1D1.

2.3.2 不同因素對紅豆杉A2插穗扦插的極差分析 從紅豆杉A2插穗扦插的極差分析結(jié)果可知(表4)，成活率中基質(zhì)、生根粉質(zhì)量濃度、浸泡時間的極值ER分別為8.33、1.48、5，說明基質(zhì)與成活率的關(guān)聯(lián)性是最顯著的，其次是浸泡時間，生根粉質(zhì)量濃度影響最小，優(yōu)選方案基質(zhì)1+浸泡時間1+生根粉質(zhì)量濃度1，優(yōu)化組合B1C1D4；就愈傷組織產(chǎn)生率而言，基質(zhì)、生根粉質(zhì)量濃度、浸泡時間的極值FR分別為34.45、5.92、8.89，表明基質(zhì)與愈傷組織產(chǎn)生率的相關(guān)性最大，其次是浸泡時間，生根粉質(zhì)量濃度對它的影響最小，優(yōu)選方案基質(zhì)1+浸泡時間1+生根粉質(zhì)量濃度2，優(yōu)化組合B1C2D4；此外從生根率的情況看，3個因素對它的影響與成活率、愈傷組織產(chǎn)生率一致，優(yōu)選方案、優(yōu)化組合與愈傷組織產(chǎn)生率一致.

2.4 不同因素對紅豆杉扦插的綜合分析

從表2來看，在A1插穗扦插中組合10的隸屬函數(shù)均值最大，組合2、8、14、15、17.的隸屬函數(shù)值最小，綜合(表4)成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率，優(yōu)選方案基質(zhì)1+生根粉質(zhì)量濃度1+浸泡時間1，優(yōu)化組合B1C1D1；從表3來看，在A2插穗扦插中，組合4、12、13的隸屬函數(shù)均值最大，組合2、8、14的隸屬函數(shù)均值最小，綜合(表4)3個指標(biāo)優(yōu)選方案基質(zhì)1+浸泡時間2+生根粉質(zhì)量濃度1，優(yōu)化組合B1C1D5.

表4 不同因素對紅豆杉扦插的極差分析

3 討論

3.1 插穗類型對扦插的影響

插穗類型影響著插穗的生根成活[21].不同部位的插穗由于木質(zhì)化程度、營養(yǎng)狀態(tài)不同會對插穗生根產(chǎn)生重要影響[27]，同時插穗的成熟度對營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸也有較大影響[28].本研究的兩種插穗類型其成活率、愈傷組織產(chǎn)生及生根率均不同，這與侯瀟棐等[21]的研究結(jié)果一致，這可能是因?yàn)椴煌愋筒逅氲膬?nèi)源激素、營養(yǎng)物質(zhì)含量以及酶活性不同.本試驗(yàn)中A1插穗的成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率均較A2高，這與趙媛媛等[4，29-31]的研究結(jié)果一致，這是由于當(dāng)年生半木質(zhì)化嫩枝的細(xì)胞分生能力強(qiáng)，傷口容易愈合產(chǎn)生愈傷組織，以及植物生長過程中營養(yǎng)物質(zhì)的積累存在頂端優(yōu)勢，越靠近上部位置，內(nèi)源激素、營養(yǎng)物質(zhì)的含量越高，酶活性越強(qiáng)；而木質(zhì)化程度過高，會導(dǎo)致扦插生根困難[5，31].

3.2 基質(zhì)對扦插的影響

基質(zhì)對扦插環(huán)境的影響極大，基質(zhì)類型不同，通氣透水性也有所不同[32-33]，理想的扦插基質(zhì)應(yīng)具備最佳的孔隙度來滿足氧氣的擴(kuò)散和氣體交換，同時具備足夠的水分氧分儲備來滿足插穗生根，合適的基質(zhì)是扦插成功的關(guān)鍵[34-35].河沙通氣排水性好，有利于氧氣擴(kuò)散和不定根的形成[34]，蛭石離子交換性能優(yōu)異，對土壤營養(yǎng)的提高有一定的作用，但其本身的營養(yǎng)物質(zhì)含量不夠豐富[36]，腐殖質(zhì)保水性強(qiáng)[37].本試驗(yàn)表明基質(zhì)是影響紅豆杉扦插的主要因素，這與邱志文等[7]、王書勝等[34]的結(jié)果一致，然而3種類型基質(zhì)的成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率均以B1(森林土+河沙)最好，這是由于森林土+河沙組合土壤質(zhì)地較緊密，能夠使插穗基部切面與土壤緊密結(jié)合，有利于愈傷組織的形成，提高扦插成活率、生根率[31].這與邱志文、王書勝的結(jié)果不一致，邱志文發(fā)現(xiàn)蛭石可以顯著提高千層金扦插苗的生根率；而王書勝發(fā)現(xiàn)純河沙對云錦杜鵑扦插生根效果最佳，這是因?yàn)椴煌锓N對基質(zhì)的要求不同.

3.3 生根粉質(zhì)量濃度對扦插的影響

生根粉通過調(diào)節(jié)插穗內(nèi)源激素的含量來增強(qiáng)組織的再生能力，提高酶活性，加速淀粉、蛋白質(zhì)水解和糖的代謝，來誘導(dǎo)根源基的發(fā)生，從而有利于植物根的形成[38]；不同種類的生根粉及質(zhì)量濃度對扦插指標(biāo)的影響不同[39].本研究顯示，C1有利于A1插穗的愈傷組織產(chǎn)生率及生根率的提高，C2則有利于其成活率的提高；而C1有利于A2插穗成活率的提高，但C2卻影響愈傷組織產(chǎn)生率及生根率的提高，這與閆海霞、陳麗英等[40-41]的研究結(jié)果一致，說明不同物種及同一物種不同指標(biāo)對生根粉濃度的響應(yīng)不同[40].

3.4 浸泡時間對扦插的影響

浸泡時間與扦插有著密切的聯(lián)系，浸泡時間過短，插穗只能吸入少量生根粉，不能完全被利用，浸泡時間過長，生根粉含量過高，則會對扦插起到一定的抑制作用，且容易導(dǎo)致插穗腐爛[30].本研究發(fā)現(xiàn)，D1對A1插穗的生根率有影響，D2、D3對A1插穗的成活率，D2還對其愈傷組織產(chǎn)生率有影響；D4對A2插穗扦插的成活率、愈傷組織產(chǎn)生率、生根率均有影響，這與易慧琳等[30、41-42]的研究結(jié)果一致，可能是因?yàn)闀r間過短不足以調(diào)控內(nèi)源激素及酶活性，時間過長會產(chǎn)生不利影響.

4 結(jié)論

為進(jìn)一步確定不同因素對紅豆杉扦插的影響以篩選最優(yōu)組合，對36個不同因素、不同水平下處理的成活率、愈傷組織產(chǎn)生率及生根率進(jìn)行極差及隸屬函數(shù)均值分析.極差中的值越大，說明該因素對所研究指標(biāo)的影響越大[43]；隸屬函數(shù)的均值越大，說明該組合越優(yōu).在A1插穗中B1C2D1組合的隸屬函數(shù)均值最大，B1C1D1次之，在A2插穗中B1C1D5、B3C2D4、B1C2D5組合的隸屬函數(shù)值最大，極差綜合分析表明B1C1D1組合有利于A1插穗扦插，B1C1D5組合有利于A2插穗扦插.

綜上所述，紅豆杉扦插繁殖時用當(dāng)年生半木質(zhì)化嫩枝做插穗，以森林土與河沙(1∶1)混合為基質(zhì)，用500 mg/L BBT生根粉浸泡0.5 h為宜.