李澤瑞 王 鴻 陳玉軍 李 玫 黃烈健

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院 熱帶林業(yè)研究所, 廣東 廣州 510520; 2.南京林業(yè)大學(xué), 江蘇 南京 210037)

大葉相思Acaciaauriculiformis為含羞草科Mimosaceae 金合歡屬AcaciaMill 植物, 是造林綠化、 水土保持和改良土壤的主要樹種之一,屬速生喬木樹種, 具有較大的生態(tài)價值和經(jīng)濟價值[1]。 目前大葉相思在我國南方地區(qū)荒山造林、 水土保持和木材供應(yīng)方面應(yīng)用廣泛, 造林面積已逾7.0×104hm2[2]。 由于相思種子繁殖的后代性狀分化嚴重[3], 且相思樹的結(jié)莢率通常低下, 造成種子產(chǎn)量也很低[4], 難以滿足生產(chǎn)需求。 關(guān)于大葉相思無性繁殖的研究已廣泛開展。 組培和扦插均屬無性繁殖, 能保持母本的優(yōu)良性狀, 繁殖速度快, 可解決大葉相思由種子繁殖帶來的性狀分化問題。 傳統(tǒng)組培操作繁瑣, 需嚴格控制培養(yǎng)環(huán)境的無菌。 大葉相思現(xiàn)已開展開放式組培的研究, 通過在培養(yǎng)基中加入抑菌劑, 有效降低了外植體的污染率, 簡化了實驗步驟, 采用繼代生根的方式實現(xiàn)了大葉相思的增殖[5]。 相較于組培繁殖, 扦插繁殖具有操作簡單、 成本低的優(yōu)點[6]。

扦插生根受光照、 溫度、 濕度、 基質(zhì)、 季節(jié)等環(huán)境因素的影響[7]。 扦插后的光照供葉片合成有機物, 葉片產(chǎn)生的IAA 通過極性運輸至根部, 促進生根[8]。 張帆等[9]研究發(fā)現(xiàn)基質(zhì)和空氣的溫度和濕度, 以及插條本身的濕度顯著影響桃插條生根。 扦插基質(zhì)提供幼苗生長過程中所需的支持、 水分、 空氣和無機營養(yǎng)條件[5]。王承禹等[10]認為持有有機物類的扦插基質(zhì)的質(zhì)量缺乏穩(wěn)定性, 無機物類的扦插基質(zhì)陽離子交換量較小, 緩沖能力較弱。 無論是單一基質(zhì)或者混合基質(zhì)進行扦插, 傳統(tǒng)扦插基質(zhì)本身的酸堿性、 復(fù)雜性都會影響苗木的扦插成效。 大葉相思不同季節(jié)的扦插結(jié)果差異明顯, 7 月插穗生根率超過80%, 而12 月降至45.56%[11]。

由于傳統(tǒng)扦插大多栽植于扦插苗床, 對扦插后的光照、 溫度和濕度的控制較為困難, 不利于生根率的提高。 瓶內(nèi)扦插的環(huán)境穩(wěn)定, 扦插基質(zhì)簡單, 便于分析影響扦插效果的原因, 易于大規(guī)模推廣, 從而滿足生產(chǎn)需求。 本研究以大葉相思當(dāng)年生枝條為研究對象, 擬建立一種扦插基質(zhì)簡單可控的大葉相思瓶內(nèi)扦插技術(shù)體系, 為今后其他林木樹種的扦插繁殖提供思路和借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗時間為2021 年4 月, 試驗材料來源于廣東省江門市新會區(qū)國家重點相思良種基地, 按照施瓊等[12]方法, 剪取大葉相思一年生采穗圃中腋芽飽滿的新枝條作為研究材料。

1.2 抑菌劑種類及濃度

百菌清和多菌靈的濃度為0.2, 0.4, 0.6,0.8 g·L-1, 培養(yǎng)基中分別加入對應(yīng)濃度的抑菌劑, 每個處理含24 個莖段, 重復(fù)3 次。 按照王鴻[5]的方法對插條進行處理。

1.3 插條類型和消毒方式

上部和中部枝條分別指第1 ～2 和第3 ～5 腋芽莖段, 具體插條類型和消毒方式組合見表1, 每個處理含21 個莖段, 重復(fù)3 次。

1.4 生根促進劑濃度及處理時間

IBA、 NAA、 ABT 濃度分別設(shè)置為0.4、 0.6、0.8 g·L-1, 分別處理2 h、 3 h。 每個處理含24 個莖段, 重復(fù)3 次。

1.5 培養(yǎng)條件

扦插基質(zhì)由水、 瓊脂7 g·L-1和百菌清0.2 g·L-1構(gòu)成, 配制之后分裝至組培玻璃瓶內(nèi)。 插條培養(yǎng)45 d, 每隔15 d 觀察一次, 并進行統(tǒng)計。 培養(yǎng)環(huán)境為組培室內(nèi), 光照時長12 h/d, 光照強度:2 500 Lx。

1.6 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 進行數(shù)據(jù)整理, SPSS19.0 進行數(shù)據(jù)處理和方差分析, 以最小顯著差數(shù)法(LSD)分析數(shù)據(jù)差異的顯著性(α=0.05)。

污染率=污染數(shù)/接種數(shù)×100%

褐化率=褐化數(shù)/接種數(shù)×100%

存活率=存活數(shù)/接種數(shù)×100%

存活生根率=生根插條數(shù)/存活數(shù)×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 抑菌劑種類及濃度對大葉相思插條的影響

從圖1 中來看, 百菌清處理的插條, 其存活率隨著百菌清濃度的降低而升高, 褐化率隨著百菌清濃度的升高而顯著增加, 污染率較低。 多菌靈處理的插條, 其存活率隨著多菌靈的濃度升高而升高, 0.2 g·L-1多菌靈處理的插條污染率顯著高于其他濃度, 褐化率較低。

圖1 不同抑菌劑種類和濃度處理下大葉相思插條褐化率、 污染率和存活率Fig.1 Brown rate, contamtion rate and survival rate of A. auriculiformis treated with different disinfectants type and concentration

低濃度的百菌清對插條的處理效果優(yōu)于同濃度的多菌靈。 綜合考慮, 當(dāng)百菌清的濃度為0.2 g·L-1時, 處理效果最佳, 枝條存活率為83.33%,褐化率為11.11%, 污染率為5.56%。

2.2 插條類型和消毒方式對大葉相思插條的影響

從表2 可知, 3 種插條中, 多菌靈處理的褐化率總體比75%酒精處理的低, 多菌靈處理的上部帶葉插條的污染率最高, 中部不帶葉和中部帶葉的污染率逐漸降低。 3 種插條中, 隨著75%酒精處理的時間增加, 插條的褐化率以及污染率增加,其中上部帶葉的褐化最嚴重, 依次為中部帶葉、中部不帶葉; 0.8 g·L-1多菌靈處理的插條存活率比75%酒精處理的高。

表2 不同插條類型和消毒方式組合下大葉相思插條褐化率、 污染率和存活率Table 2 Brown rate, contamtion rate and survival rate of A. auriculiformis treated with different explant types and disinfect strategies

最佳的插條類型為中部帶葉, 最佳的消毒方式為使用0.8 g·L-1的多菌靈處理3 min, 插條的褐化率及污染率均為0.00%, 存活率為100%。

2.3 生根促進劑濃度及處理時間對大葉相思生根的影響

從圖2 可知, 與NAA、 ABT 處理的枝條相比, IBA 處理的插條整體存在褐化率高、 污染率高、 存活率低、 存活生根率高的情況; 處理時間為3 h, IBA 處理的插條褐化率和污染率均為0.00%, 顯著低于NAA、 ABT 處理, 存活率和存活生根率均高于NAA、 ABT 處理。 由此可見對于3 種生根促進劑而言, 處理時間對生根的影響程度顯著高于濃度。

圖2 不同生根促進劑和濃度及處理時間大葉相思插條褐化率、 污染率、 存活率和存活生根率Fig.2 Brown rate, contamtion rate, survival rate and survival rooting rate of A. auriculiformis treated with different plant regulators, concentrations and time

最佳處理為: 0.8 g·L-1IBA 處理3 h, 其褐化率和污染率為0.00%, 存活率以及存活生根率分別為100%。 經(jīng)培養(yǎng), 枝條根出現(xiàn)和根長達4 cm的時間分別為25 d、 30 d (圖3)。

圖3 大葉相思扦插生根情況(培養(yǎng)30 d)Fig.3 The rooting of A. auriculiformis

3 討論與結(jié)論

本研究中, 通過在組培室中進行瓶內(nèi)扦插,有效控制了扦插環(huán)境。 與傳統(tǒng)扦插相比, 本研究扦插過程中光照、 溫度和濕度的控制更簡單方便,同時減少了病蟲害管理投入; 扦插基質(zhì)由瓊脂和抑菌劑構(gòu)成, 成分簡單, 易于配制。 扦插基質(zhì)配好后直接將備好的插條插入基質(zhì)中, 放入組培室中培養(yǎng), 分層放置, 節(jié)省了大量的用地成本, 有利于扦插技術(shù)的推廣。 在傳統(tǒng)的大葉相思扦插繁殖技術(shù)研究中, 以黃心土為扦插基質(zhì), 生根率為90.00%[11], 本試驗采用瓊脂作為扦插基質(zhì), 存活生根率高達100%, 表明該扦插技術(shù)更優(yōu)于傳統(tǒng)的扦插, 具有更好的應(yīng)用前景。

插條是否帶葉以及葉片在插條上的位置影響扦插生根效果, 不同樹種的最佳插條類型不同。扦插生根過程當(dāng)中葉片的光合作用影響插條根部碳水化合物的積累, 且不定根的形成依賴于插條所含有的碳水化合物[13]。 本研究選取中部帶葉的插條獲得了100%存活生根率。 插條的長短影響扦插生根率, 最適的插條長度隨樹種有所變化, 插條過長過短均會影響扦插成效。 本研究于組培瓶內(nèi)進行扦插, 實現(xiàn)了較短插條的成活生根, 與傳統(tǒng)扦插[11]相比, 穗條可分多段進行扦插, 穗條的利用率得到了有效增加。 生根過程中最佳激素的選擇為IBA, 這和易敏等[11]研究結(jié)果一致, 但兩者的最佳激素處理、 開始生根天數(shù)有所不同, 本研究最佳處理為0.8 g·L-1IBA 處理3 h, 開始生根的天數(shù)為25 d, 而易敏等[11]的研究中最佳處理為0.2 g·L-1IBA 處理2 h, 開始生根天數(shù)為10 d。 兩者最佳激素處理和開始生根天數(shù)的差異可能是插條長短和內(nèi)源激素的不同導(dǎo)致, 也可能是受扦插基質(zhì)的影響, 具體需進一步研究。

綜上所述, 本研究建立了大葉相思瓶內(nèi)扦插的技術(shù)體系, 有效控制了扦插環(huán)境, 將扦插基質(zhì)簡化至僅含瓊脂和0.2 g·L-1百菌清, 確定了最適扦插枝條為中部帶葉莖段, 最佳生根處理為0.8 g·L-1IBA 處理3 h, 實現(xiàn)了大葉相思枝條的100%生根, 有利于大葉相思的推廣, 為其他林木的扦插繁殖提供了參考。