李紹臣, 祁晶蕊, 徐宏琳, 鮑秀穎, 王海英, 姚旭東

(1. 吉林省林業(yè)科學(xué)研究院, 吉林 長(zhǎng)春 130033; 2. 呼倫貝爾市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局綜合保障中心, 內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000; 3. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué), 吉林 長(zhǎng)春 130118; 4. 吉林龍灣國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局, 吉林 通化 135100)

美洲莢蒾(Viburnumtrilobum)為忍冬科(Caprifoliaceae)莢蒾屬(Viburnum)落葉灌木,其葉片顏色隨季相變化明顯,春、夏季呈綠色,秋季為橙黃色或紅色,不孕花白色,鮮紅色漿果豐碩飽滿,冬季可宿存至次年4月[1]。筆者于2015年從美國(guó)馬薩諸塞州引進(jìn)種子,在扶余市苗圃栽植,目前苗齡7年。經(jīng)多年栽培試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該樹(shù)種適應(yīng)性較強(qiáng),觀賞價(jià)值較高,是我國(guó)北方非常有前途的園林綠化樹(shù)種。

同時(shí),由于播種繁殖使實(shí)生苗之間存在著顯著的個(gè)體差異,對(duì)其推廣和產(chǎn)業(yè)化會(huì)產(chǎn)生一定的影響,因此,有學(xué)者采用無(wú)性繁殖方法進(jìn)行了繁育技術(shù)研究[2]。扦插繁殖是快速繁殖植物的一種重要方式,能夠有效降低成本,其材料選取便利、育苗周期短、繁殖系數(shù)高[3]。目前,我國(guó)關(guān)于美洲莢蒾扦插繁殖方面的研究較少,本文通過(guò)探討基質(zhì)配比、插條部位、激素質(zhì)量濃度及激素處理時(shí)間對(duì)其嫩枝扦插生根的影響,尋找最適宜的扦插繁殖途徑,從而建立穩(wěn)定的繁殖體系,形成種苗培育擴(kuò)繁體系并進(jìn)行推廣應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)基地設(shè)在吉林省輝南縣森林經(jīng)營(yíng)局四岔林場(chǎng)塑料大棚內(nèi),輝南縣位于吉林省東南部,通化市境東北部,地理位置125°58′49″～126°44′39″ E、42°16′19″～42°49′15″ N。輝南縣屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫5 ℃,年均降水量737.4 mm,年均無(wú)霜期138 d,年均日照時(shí)數(shù)2 296 h。

1.2 材料與處理

嫩枝扦插材料采集自吉林省扶余市東三合堡苗圃的7年生實(shí)生苗,選取生長(zhǎng)健壯的1年生半木質(zhì)化嫩枝剪切成穗條進(jìn)行扦插,依據(jù)在嫩枝的部位即根部、中下部、中上部、上部4個(gè)部位進(jìn)行裁剪,穗條長(zhǎng)度為6～8 cm,穗條上切口距離芽1～2 cm,上下端皆為平切口,每個(gè)穗條上確保1～2個(gè)腋芽,保留1片葉片并剪掉2/3,將剪好的穗條底部對(duì)齊以64根為1捆放置在陰涼通風(fēng)處,將每組穗條基部放入不同質(zhì)量濃度的生根激素溶液中,按照設(shè)計(jì)的不同時(shí)間進(jìn)行浸泡。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 嫩枝扦插

扦插前用0.1 %的高錳酸鉀溶液消毒基質(zhì),將消毒后的基質(zhì)放入32穴育苗盤(pán)中,并覆蓋上塑料薄膜。棚內(nèi)溫度保持在24～28 ℃,空氣相對(duì)濕度80 %～95 %。

扦插于2022年6月10日進(jìn)行,以吲哚丁酸(IBA)作為生根激素,采用四因素四水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,基質(zhì)分別為沙土+河沙(體積比2∶1,下同)、沙土+河沙(1∶1)、沙土+蛭石(2∶1)、沙土+蛭石(1∶1),穗條部位分別為嫩枝的根部、中下部、中上部、上部,IBA溶液質(zhì)量濃度分別為100 mg·L-1、200 mg·L-1、300 mg·L-1、400 mg·L-1,激素處理時(shí)間分別為5 min、10 min、15 min、20 min。依據(jù)設(shè)計(jì)方法分別設(shè)置16個(gè)組合處理,每個(gè)組合重復(fù)5次,正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

扦插前將塑料薄膜掀開(kāi),用木棒在基質(zhì)上插出4～5 cm深的引導(dǎo)孔,可以避免在扦插過(guò)程中對(duì)穗條基部造成損傷。扦插方法采取直插法,將處理好的穗條按照設(shè)計(jì)垂直插入到穴盤(pán)上的引導(dǎo)孔內(nèi),并將其周?chē)没|(zhì)壓實(shí),立即澆透水。棚頂安裝了全自動(dòng)的噴霧灌溉裝置,塑料大棚內(nèi)噴灑時(shí)間的設(shè)定要依據(jù)當(dāng)天的氣候條件和水分蒸發(fā)情況。隨著根系的萌發(fā),逐漸減少?lài)娝螖?shù),當(dāng)插條生根率達(dá)到80 %時(shí)打開(kāi)大棚兩側(cè)大門(mén)進(jìn)行通風(fēng)。為了防止枝條基部腐爛,每隔1周用50 %多菌靈800倍液對(duì)基質(zhì)進(jìn)行消毒。

2022年9月,調(diào)查統(tǒng)計(jì)各處理的成活率,成活率/%=(成活株數(shù)/總株數(shù))×100。

1.3.2 基質(zhì)物理性質(zhì)測(cè)定

將扦插基質(zhì)密封帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定,試驗(yàn)方法采用環(huán)刀法[4],己知體積(V)、質(zhì)量(W1)的環(huán)刀,加滿風(fēng)干基質(zhì)進(jìn)行稱(chēng)量(W2),并將其浸泡在水中24 h后,取出稱(chēng)重(W3),待環(huán)刀中的水分自然排出后再稱(chēng)重(W4),根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算:

容重/(g·cm-3)=(W2-W1)/V

總孔隙度/%=100(W3-W2)/V

通氣孔隙度/%=100(W3-W4)/V

持水孔隙度/%=總孔隙度-通氣孔隙度

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算,采用SPSS 25.0軟件對(duì)所有生根指標(biāo)進(jìn)行方差分析和多重比較,綜合評(píng)價(jià)插穗生根的能力。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對(duì)扦插生根的影響

從表2中可以看出,在沙土+蛭石(1∶1)基質(zhì)處理下的成活率最高,達(dá)93.78 %,與沙土+蛭石(2∶1)基質(zhì)處理(成活率為93.00 %)差異不顯著;其次為沙土+河沙(1∶1),成活率為83.62 %;沙土+河沙(2∶1)基質(zhì)處理的成活率最低,為71.56 %。

表2 不同因素對(duì)美洲莢蒾成活率的影響

從表3中可以看出,沙土+河沙(1∶1)的基質(zhì)容重最大,為0.75 g·cm-3;沙土+蛭石(2∶1)和沙土+蛭石(1∶1)之間差異不顯著,且容重最小,均為0.46 g·cm-3?？偪紫抖茸畲蟮幕|(zhì)是沙土+蛭石(1∶1),達(dá)到71.00 %;總孔隙度最小的基質(zhì)是沙土+河沙(2∶1),為37.80 %。通氣孔隙度最大的基質(zhì)是沙土+蛭石(1∶1),為14.00 %;沙土+河沙(1∶1)和沙土+河沙(2∶1)基質(zhì)之間差異不顯著,且通氣孔隙度最小,為10.40 %。持水孔隙度最大的基質(zhì)是沙土+蛭石(1∶1),為64.60 %;沙土+河沙(1∶1)基質(zhì)持水孔隙度最小,為34.40 %。

通過(guò)基質(zhì)物理性質(zhì)與平均成活率的相關(guān)性分析得出,成活率與基質(zhì)物理性質(zhì)存在著不同程度的正相關(guān)和負(fù)相關(guān)關(guān)系。容重與平均成活率相關(guān)系數(shù)為-0.966**,呈極顯著負(fù)相關(guān),說(shuō)明容重越高,扦插成活率越低?？偪紫抖扰c平均成活率的相關(guān)系數(shù)為0.965**,呈極顯著正相關(guān),說(shuō)明總孔隙度越高,扦插成活率越高。通氣孔隙度與平均成活率的相關(guān)系數(shù)為0.973**,呈極顯著正相關(guān),說(shuō)明通氣孔隙度越高,扦插成活率越高。持水孔隙度與平均成活率的相關(guān)系數(shù)為0.988**,呈極顯著正相關(guān),說(shuō)明持水孔隙度越高,扦插成活率越高。

沙土+蛭石(1∶1)的基質(zhì)容量最低,總孔隙度、通氣孔隙度和持水孔隙度最高,生根效果最好,為美洲莢蒾嫩枝扦插最佳基質(zhì)。

2.2 不同部位的穗條對(duì)扦插生根的影響

從表2中可以看出,不同部位的穗條對(duì)成活率存在一定影響,其中嫩枝上部的成活率最高,可達(dá)91.14 %;與中上部穗條差異不顯著,其成活率為89.32 %;其次為中下部穗條,成活率為84.18 %;根部穗條的成活率最低,為77.54 %。

2.3 IBA溶液浸泡時(shí)間對(duì)扦插生根的影響

從表2中可以看出,在IBA溶液中的浸泡時(shí)間不同,對(duì)生根效果的影響也存在差異。浸泡時(shí)間為5 min時(shí)成活率最高,可達(dá)90.22 %;浸泡時(shí)間為10 min、15 min、20 min時(shí)成活率之間差異不顯著,分別為85.40 %、84.08 %、84.80 %。

2.4 IBA溶液質(zhì)量濃度對(duì)扦插生根的影響

從表2中可以看出,IBA溶液質(zhì)量濃度為100 mg·L-1時(shí)成活率最高,可達(dá)91.58 %,質(zhì)量濃度為300 mg·L-1、200 mg·L-1、400 mg·L-1時(shí)成活率之間差異不顯著,分別為84.78 %、83.64 %、82.68 %。

3 討論與結(jié)論

扦插基質(zhì)對(duì)插穗生根具有重要影響,本試驗(yàn)最終篩選出沙土+蛭石(1∶1)是最適宜美洲莢蒾嫩枝扦插的基質(zhì)?；|(zhì)的物理性質(zhì)與其扦插生根的關(guān)系密切,與穗條成活率之間存在不同程度的正相關(guān)和負(fù)相關(guān)關(guān)系,沙土+蛭石(1∶1)基質(zhì)的容重適宜,其透氣性和持水性也最好,因?yàn)樯惩恋馁|(zhì)地疏松、通透性強(qiáng),能夠促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解;蛭石結(jié)構(gòu)疏松,保水性高,可使水分通過(guò)且能夠吸附水分,蛭石之間的空隙較大,保溫性較好,升溫快,可以使熱量不流失,有利于扦插生根。而河沙雖然具有良好的滲透性,但是因?yàn)轭w粒較大,水分容易滲出,保水性較差,不利于生根。本試驗(yàn)將沙土和蛭石二者互相搭配、相輔相成,能夠在更大程度上促進(jìn)扦插的插穗生根。胡光平等[5]在紅山茶扦插繁殖研究中指出,扦插基質(zhì)為蛭石的生根效果最佳,優(yōu)于以河沙為扦插基質(zhì)的插穗,與本研究結(jié)果基本一致。

插條部位是影響扦插成活率的重要條件,在同一枝條上不同部位的穗條,由于其木質(zhì)化程度具有差異,導(dǎo)致扦插后生根效果差別較大。本試驗(yàn)采集美洲莢蒾不同部位的穗條進(jìn)行生根效果的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)上部枝條穗條的成活率最高,枝條根部最低,一方面可能是由于上部枝條穗條細(xì)胞分裂活躍,愈傷組織形成較為容易,木質(zhì)化程度相對(duì)較低,利于生根,而根部枝條木質(zhì)化程度較高,不利于生根;另一方面可能與扦插時(shí)間有關(guān),扦插時(shí)間越晚,枝條根部的木質(zhì)化程度越高,越不易生根。趙琳等[6]在對(duì)油茶的5個(gè)品種進(jìn)行扦插繁殖研究時(shí)發(fā)現(xiàn),梢部插穗的生根效果顯著高于中部插穗和基部插穗,其中基部插穗的生根效果最差,與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

在扦插時(shí)利用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能夠提高植物根系的生根能力,對(duì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)具有重要意義。植物使用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑不同,產(chǎn)生的生根效果也有所差異。本試驗(yàn)采用單一植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑IBA,是促進(jìn)扦插生根效果最穩(wěn)定的一類(lèi)生長(zhǎng)素,因其被過(guò)氧化物酶分解的速度較慢,促進(jìn)根系生長(zhǎng)的作用更加穩(wěn)定。本文通過(guò)不同浸泡時(shí)間對(duì)美洲莢蒾生根效果影響進(jìn)行研究,結(jié)果表明穗條浸泡時(shí)間為5 min時(shí),插穗的生根效果最好,隨著激素處理時(shí)間的變化,穗條成活率也有明顯變化。浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致插穗腐爛死亡,浸泡時(shí)間不足會(huì)影響生根效果。孫明艷等在醉魚(yú)草扦插繁殖研究中發(fā)現(xiàn),插穗在植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑IBA溶液中浸泡時(shí)間為30 s時(shí)生根效果最佳[7]。

在植物扦插生根的研究中,生長(zhǎng)激素的運(yùn)用能夠減少生根時(shí)間、提高成活率,不同濃度的生長(zhǎng)激素對(duì)生根效果有很大的影響。本試驗(yàn)研究了IBA溶液在不同質(zhì)量濃度下對(duì)美洲莢蒾扦插生根的影響,試驗(yàn)結(jié)果表明,IBA溶液質(zhì)量濃度為100 mg·L-1時(shí),扦插生根效果最佳,成活率達(dá)到了91.58 %,質(zhì)量濃度較高的IBA溶液也能促進(jìn)穗條生根,但效果不是最好,可能是由于生長(zhǎng)激素的質(zhì)量濃度過(guò)高時(shí)會(huì)對(duì)穗條中蛋白質(zhì)和核酸的代謝過(guò)程產(chǎn)生干擾,從而對(duì)穗條細(xì)胞的正常代謝造成影響,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)誘導(dǎo)乙烯和脫落酸的合成,使穗條生長(zhǎng)遲緩甚至停止。魯莉等[8]在對(duì)建始槭的扦插繁殖研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)IBA溶液質(zhì)量濃度為100 mg·L-1時(shí)插穗的生根效果最佳,與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

綜合以上結(jié)論,采用嫩枝的上部穗條,在質(zhì)量濃度為100 mg·L-1IBA溶液中浸泡5 min后,扦插在沙土+蛭石(1∶1)的基質(zhì)中,其生根達(dá)到最佳效果。