“0.618黃金杯”和不同基質(zhì)對油茶組培苗生根的影響

蔡冬元

（湖南生物機電職業(yè)技術學院，湖南 長沙 410127）

“0.618黃金杯”和不同基質(zhì)對油茶組培苗生根的影響

蔡冬元

（湖南生物機電職業(yè)技術學院，湖南 長沙 410127）

為了解決油茶組培苗根系發(fā)生困難的問題，將油茶無菌短枝組培苗分別扦插在運用“0.618黃金水位”原理制作的“黃金杯”和扦插常用的傳統(tǒng)營養(yǎng)杯中，兩種營養(yǎng)杯中分別填入以1∶1的珍珠巖與草炭的混配基質(zhì)、細河沙及紅心土，就不同營養(yǎng)杯和不同基質(zhì)處理對油茶組培苗生根的影響情況進行了對比試驗。結果表明：采用1∶1的珍珠巖與草炭的混配基質(zhì)，將油茶無菌短枝組培苗扦插在運用“0.618黃金水位”原理制作的“黃金杯”中，可使油茶組培苗在30天內(nèi)發(fā)生出10.68 條/株、平均根長為7.52 ㎝的根系，其發(fā)根率為100%。

油茶；“0.618黃金水位”；組培苗；生根

0.618又叫黃金分割率，亦被稱為“0.618法”[1]，20世紀60年代由我國數(shù)學家華羅庚提出并在我國推廣，目前此法在我國各領域已得到了廣泛的應用[2]。在植物生產(chǎn)中，以“0.618黃金水位”法應用于水資源利用的技術實屬植物節(jié)水生產(chǎn)新技術。采用這種新技術，即以“0.618黃金水位”為界線，于生產(chǎn)植物所用的容器或設施中由上往下取2～3個孔[1,3-6]，在孔中填充基質(zhì)，讓植物在填充了基質(zhì)的容器或設施中生長發(fā)育，在植物的生長發(fā)育中，處于黃金分割點（線）上部區(qū)域的空間便自然地變成了濕潤而又通氣的根系發(fā)生區(qū)，而其下部區(qū)域便變成了保肥保水控根區(qū)，這樣實現(xiàn)了以水養(yǎng)根、以水控根、以水發(fā)根，以水調(diào)氣、調(diào)溫、調(diào)肥、調(diào)激素，實現(xiàn)了對植物根系生長發(fā)育的最優(yōu)控制[1,3-6]。

油茶Camellia oleifera是我國南方特有的重要木本食用油料樹種。茶油是油茶樹的果實經(jīng)壓榨或浸提所得的油，其不飽和脂肪酸含量高達90%。與橄欖油相比，茶油含有山茶甙等特定生理活性物質(zhì)，具有極高的營養(yǎng)價值[7]。因此，快速生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的油茶種苗已成為油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。利用油茶葉片與帶芽莖段等外植體可以完成油茶組培苗的初始誘導培養(yǎng)與繼代（增殖）培養(yǎng)。但是，油茶植株體內(nèi)成分復雜，富含皀素[8]，使其組培苗的生根比較困難，據(jù)報道，油茶組培苗在瓶內(nèi)即使發(fā)根，其生根數(shù)也僅有1～2條[8-10]。為了解決油茶組培苗根系發(fā)生困難的問題，采用“0.618黃金水位”法和不同基質(zhì)處理進行生根試驗，以期為油茶產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展而提供質(zhì)量好、生命力強、移栽成活率高的優(yōu)良無性系種苗。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試組培苗

供試組培苗為湖南生物機電職業(yè)技術學院植物組織培養(yǎng)中心油茶優(yōu)良無性系‘湘林1號’已木質(zhì)化的無菌短枝組培苗。無菌短枝帶3個側芽，剪除了枝條基部側芽葉片。

1.1.2 供試容器

從市場購買一次性用黑色薄膜做成的傳統(tǒng)有底孔營養(yǎng)杯，杯高10 cm、杯口直徑8 cm、杯底直徑6 cm。用薄膜在一定溫度下將一部分傳統(tǒng)有底孔營養(yǎng)杯的杯底小孔堵補嚴實，然后在杯兩側的“0.618黃金分割點（線）”處從上至下各取直徑為0.6 cm的小孔（以下簡稱為“黃金杯”）。試驗采用兩種類型的營養(yǎng)杯：一種是扦插常用的傳統(tǒng)營養(yǎng)杯（以下簡稱為“傳統(tǒng)杯”，用作對照CK），另一種是上述的“黃金杯”。把這兩種類型的營養(yǎng)杯浸泡于5%的高錳酸鉀溶液中消毒殺菌后取出晾干，置于馴化室以備用。

1.1.3 供試基質(zhì)

試驗所用基質(zhì)分別為珍珠巖與草炭的混合物、細河沙及紅心土。將從市場上購買的珍珠巖與草炭按1∶1的比例均勻混合后，利用高壓滅菌鍋進行高壓滅菌后置于馴化室以備用。細河沙取自湖南生物機電職業(yè)技術學院校內(nèi)建筑工地，經(jīng)高壓滅菌后置于馴化室以備用。在附近山坡上取紅心土，經(jīng)高壓滅菌后置于馴化室以備用。

1.1.4 洇濕用營養(yǎng)液的配制

按1/4MS基本培養(yǎng)基＋IBA配制洇潤用營養(yǎng)液：大量元素母液25 mL/L＋微量元素母液5 mL/L＋鐵鹽母液5 mL/L＋維生素母液5 mL/L＋IBA 8.00 mg/L。將配制好的營養(yǎng)液用大塑料盆或大缸盛裝好置于馴化室以備用。

1.2 溫室條件

試驗用的溫室位于湖南生物機電職業(yè)技術學院藤本園內(nèi)。試驗用的溫室為文洛式PC板溫室，寬10 m、長22 m，遮陽率為70%。溫室內(nèi)配有浙江麗水農(nóng)業(yè)科學研究所研發(fā)的植物快繁專家系統(tǒng)。

1.3 試驗方法

1.3.1 以1∶1的珍珠巖與草炭為基質(zhì)的生根對比試驗

以“傳統(tǒng)杯”20杯為對照，以“黃金杯”20杯為處理，杯中填滿混配好的珍珠巖與草炭。取已木質(zhì)化的油茶無菌短枝扦插于營養(yǎng)杯中，1杯1插穗，置于盛裝營養(yǎng)液的大塑料盆中，使基質(zhì)充分洇濕。將充分吸濕后的營養(yǎng)杯取出置于馴化室中，5天后再移置于溫室中，每隔5 d澆水1次。從扦插后的第15天開始觀察根系的發(fā)生情況，每隔5 d觀察1次，至扦插后第45天觀察結束。

1.3.2 以細河沙為基質(zhì)的生根對比試驗

以“傳統(tǒng)杯”20杯為對照，以“黃金杯”20杯為處理，杯中填滿細河沙。取已木質(zhì)化的油茶無菌短枝扦插于營養(yǎng)杯中，1杯1插穗，置于盛裝營養(yǎng)液的大塑料盆中，使基質(zhì)充分洇濕。將充分吸濕后的營養(yǎng)杯取出置于馴化室中，5天后再移置于溫室中，每隔5 d澆水1次。從扦插后的第15天開始觀察根系的發(fā)生情況，每隔5 d觀察1次，至扦插后第45天觀察結束。

1.3.3 以紅心土為基質(zhì)的生根對比試驗

以“傳統(tǒng)杯”20杯為對照，以“黃金杯”20杯為處理，杯中填滿紅心土。取已木質(zhì)化的油茶無菌短枝扦插于營養(yǎng)杯中，1杯1插穗，置于盛裝營養(yǎng)液的大塑料盆中，使基質(zhì)充分洇濕。將充分吸濕后的營養(yǎng)杯取出置于馴化室中，5天后再移置于溫室中，每隔5 d澆水1次。從扦插后的第15天開始觀察根系的發(fā)生情況，每隔5 d觀察1次，至扦插后第45天觀察結束。

2 結果與分析

扦插后第30天觀測到的不同基質(zhì)處理對油茶無菌短枝生根的影響情況如表1。

2.1 以1∶1的珍珠巖與草炭為基質(zhì)的生根對比試驗結果分析

不同日期觀察到的油茶插穗在珍珠巖與草炭的混配基質(zhì)中其根系的發(fā)生狀態(tài)分別如圖1A～C所示。由圖1A～C和表1可知，扦插后第20天觀察發(fā)現(xiàn)，以珍珠巖＋草炭為基質(zhì)，扦插在“黃金杯”中的油茶無菌短枝有5條平均根長為2.68 cm的根系發(fā)生；扦插后第30天，其發(fā)根率為100%，平均生根數(shù)為10.68條/株，平均根長達7.52 cm，根系呈橫向生長態(tài)勢。而扦插在“傳統(tǒng)杯”中的油茶無菌短枝，扦插后第20天其插穗基端便出現(xiàn)了明顯的愈傷組織，至扦插后第30天，其發(fā)根率為46.15%，平均生根數(shù)為4.60條/株，平均根長達3.46 cm。統(tǒng)計結果呈顯著差異，出現(xiàn)明顯差異的原因如下：第一，與使用了不同營養(yǎng)杯直接相關，“0.618黃金水位”杯的確使黃金分割點（線）上部區(qū)域的空間變成了濕潤而又通氣的根系發(fā)生區(qū)，使其下部區(qū)域變成了保肥保水控根區(qū)，實現(xiàn)了對其根系生長發(fā)育的最優(yōu)控制；第二，基質(zhì)珍珠巖＋草炭具有很強的通氣、保濕能力，且對插穗后續(xù)的生根與生長有較好的影響。

表 1 不同基質(zhì)處理對油茶無菌短枝的扦插生根的影響情況?Table 1 Effect of different substrates on rooting of tissue culture seedlings from C. oleifera asepsis shortbranches

圖 1 不同日期觀察到的油茶插穗在珍珠巖與草炭的混配基質(zhì)中其根系的發(fā)生狀態(tài)Fig. 1 Growth situation of C. oleifera cutting slips root system planted in the mixed substrate of pearl stone and plant ash on different dates

2.2 以細河沙為基質(zhì)的生根對比試驗結果分析

以細河沙為基質(zhì)，將油茶無菌短枝分別扦插在“黃金杯”與“傳統(tǒng)杯”中，其插穗的發(fā)根率、平均生根條數(shù)（條/株）、平均根長都存在顯著差異（見表1）。與其它兩種基質(zhì)相比，扦插在“傳統(tǒng)杯”、細河沙中的油茶無菌短枝，其根系發(fā)生情況最差。這一結果與使用“0.618黃金水位”的“黃金杯”有直接關系，這進一步說明了“黃金杯”確實具有很好的保濕、保肥、保水控根的效果。從基質(zhì)本身方面分析，細河沙的保水保肥能力不及1∶1的珍珠巖＋草炭混配基質(zhì)，其結構與理化性狀與紅心土也存在很大差異，所以，扦插在“傳統(tǒng)杯”、細河沙中的油茶插穗的根系發(fā)生情況很不理想。建議以后選用珍珠巖＋草炭的混合基質(zhì)或紅心土作為扦插基質(zhì)。

2.3 以紅心土為基質(zhì)的生根對比試驗結果分析

以紅心土為基質(zhì)，將油茶無菌短枝分別扦插在“黃金杯”與“傳統(tǒng)杯”中，其根系發(fā)生情況介于其在珍珠巖＋草炭基質(zhì)及細河沙中的表現(xiàn)之間。其在“黃金杯”中的根系發(fā)生情況雖不如其在珍珠巖＋草炭基質(zhì)中的表現(xiàn)，但其發(fā)根表現(xiàn)卻是此次試驗中最好的，這種現(xiàn)象再次說明：第一，“0.618黃金水位”的“黃金杯”具有很好的保水保肥和控根效果；第二，與細河沙及珍珠巖＋草炭基質(zhì)相比，紅心土的保濕能力最強，濕潤的基質(zhì)有利于不定根的發(fā)生。

3 討 論

1）試驗結果表明，采用“0.618黃金水位”法這種新技術，的確能夠實現(xiàn)以水養(yǎng)根、以水控根、以水發(fā)根及以水調(diào)氣、調(diào)溫、調(diào)肥、調(diào)激素，從而能實現(xiàn)對植物根系生長發(fā)育的最優(yōu)控制[1,3-6]。

2）培養(yǎng)瓶內(nèi)油茶組培苗的生根時間為20～30 d，且一般只能發(fā)生出1～2條根[7-11]。采用傳統(tǒng)的油茶扦插技術及培養(yǎng)瓶外的生根需時則在30 d以上甚至3個月的時間內(nèi)[7-12]。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的基本原因，可能與油茶本身的生長習性及植株體內(nèi)復雜的物質(zhì)成分有很大的關系。多年生植物插條內(nèi)部因子對生根的影響固然重要，但外部因子也不容小視，插條的生根實質(zhì)上是內(nèi)外因子共同作用的結果。有些被定義為難生根的樹種，當外界條件理想時，也可能變得容易生根。由此可見，影響插條生根的主要環(huán)境因子在關鍵時候也可以起到?jīng)Q定性的作用[13-14]。據(jù)報道，插條生根過程中，如空氣相對濕度達到90%左右、插床基質(zhì)濕度能達到15%～30%，則扦插容易生根[13-14]。因此，植物扦插后根系產(chǎn)生的難易與濕度特別是插床基質(zhì)濕度有很大的關系。運用“0.618黃金水位”原理制作的“黃金杯”，很好地解決了基質(zhì)濕度與基質(zhì)含氧量的問題。在此基礎上，選用適宜的基質(zhì)扦插，可使油茶無菌短枝在較短的時間內(nèi)（30天以內(nèi)）產(chǎn)生出數(shù)量多且質(zhì)量好的不定根。

3）植物不定根的發(fā)生形式可分為3種：愈傷組織生根型、皮部生根型、混合生根型。一般情況下，油茶不定根的發(fā)生方式屬第一種類型，這是一種難生根植物樹種的發(fā)根方式[14-15]。 “0.618黃金水位”最優(yōu)環(huán)境條件的控制，能使油茶枝條的愈傷組織生根型順利地轉換成皮部生根型，促使油茶枝條順利地發(fā)生出數(shù)量多且質(zhì)量好的不定根。

4）不同基質(zhì)影響插穗的發(fā)根率與移栽的成活率[10-11]。本試驗與有關研究的結果都表明，在“0.618黃金水位”最優(yōu)環(huán)境條件下，最有利于油茶組培苗生根的最佳基質(zhì)應是1∶1的珍珠巖＋草炭混配基質(zhì)，這是因為珍珠巖的透氣性良好，而草炭富含大量礦物質(zhì)與有機質(zhì)，在這樣的環(huán)境與基質(zhì)的共同作用下，油茶插穗基部不定根的發(fā)生效果好。從獲得基質(zhì)成本的高低與難易程度來看，結合本次試驗結果，可考慮用紅心土替代珍珠巖＋草炭基質(zhì)作為油茶扦插用基質(zhì)。

5）本次試驗采用薄膜作營養(yǎng)杯的目的主要有兩個：第一，降低容器育苗的成本；第二，提高油茶苗的移栽成活率。將根系發(fā)生好的油茶營養(yǎng)杯移栽至定植穴時，只需用剪刀之類的工具便可將薄膜剪開植入，因為能充分保證根系的完整性，所以移栽后的油茶扦插苗無緩苗期，且成活率可達100%。

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Effects of “0.618 gold cup” and different substrates on rooting of tissue culture seedling inCamellia oleifera

CAI Dong-yuan
(Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic, Changsha 410127, Hunan, China)

To solve the different problem of root system development of tissue culture seedlings inCamellia oleifera,tissue culture seedling fromC. oleiferaasepsis short-branches were planted in “gold cups” made with the “0.618 gold level” principle and traditional nutrition cottage cups, fi lled with fi ne sand, red soil and mixed substrate of pearl stone and plant ash (1∶1), and the effects of different nutrition cups and substrates on rooting of tissue culture seedlings inC. oleiferawere compared. The results showed that taking the mixture of pearl stone and plant ash (1∶1) as substrate,tissue culture seedling fromC. oleiferaasepsis short-branches in “gold cups” made with the “0.618 gold level”principle, had 10.68 roots per plant within 30 days, average root length was 7.52 cm, and the rooting rate reached 100%.

Camellia oleifera; “0.618 gold level”; tissue culture seedling; rooting

S603.6；S794.4 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8981(2015)01—0123—04

2014-09-22

湖南省科技廳一般項目“植物組織培養(yǎng)技術在油茶種苗生產(chǎn)中的研究與應用”（2012NK3118）。

蔡冬元，副教授。E-mail：caidongyuan911@126.com

蔡冬元. “0.618黃金杯”和不同基質(zhì)對油茶組培苗生根的影響[J].經(jīng)濟林研究,2015,33(1)：123－126.

[本文編校：伍敏濤]