小葉芳樟扦插育苗技術及其不定根形成機理

梁曉靜，朱昌叁，安家成，李開祥，曾祥艷，楊卓穎，余玉珠

（1.廣西壯族自治區林業科學研究院 廣西特色經濟林培育與利用重點實驗室 廣西木本香料工程技術研究中心國家林業和草原局八角肉桂工程技術研究中心，廣西南寧 530002；2.廣西國有欽廉林場，廣西欽州 535099）

樟樹（Cinnamomum camphora）為我國特有的油材兩用樹種，有重要的自然價值和經濟價值[1]，按樟樹葉精油的主成分可將其劃分為腦樟、芳樟、龍腦樟、油樟和異樟等化學類型[2]。不同化學類型樟樹的扦插繁殖技術不盡相同[3-5]。

前人對樟樹的扦插技術研究主要集中于芳樟[6]和龍腦樟[7-8]。芳樟是油用樟樹的重要變種，曲芬霞[9]研究認為，4年生芳樟母株的插穗在混合基質（蛭石∶珍珠巖∶清水河沙 =1∶1∶2）中，配合使用NAA（100 mg·L-1·2h-1），生根率可達 85%。葉東星[10]比較不同基質對芳樟扦插成活率的影響，結果表明，采用20%泥碳土+20%鋸末+57%黃心土+3%過磷酸鈣的配方處理，扦插成活率最高，可達88.07%。芳樟扦插技術雖已取得一些成就，但其扦插成活率仍未達到較高水平，說明在一定條件下芳樟能扦插繁殖,但較為困難。加快芳樟苗木繁殖速度，滿足苗木需求，是當前迫切需要解決的問題。一些學者發現植物的扦插生根特征與其插穗解剖結構密切相關[11-12]，芳樟扦插生根困難的原因在解剖學上的研究尚屬空白。

本研究采用小葉芳樟（Cinnamomum camphora var.linaloolifera）為研究材料，優化篩選外源激素濃度、留葉方式、插穗直徑和扦插基質配方，開展提高小葉芳樟扦插成活率的技術研究，并從不定根發生和發育的形態解剖學入手，探討扦插生根機理，為制定小葉芳樟扦插無性繁殖技術措施提供科學的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為2013年栽植于廣西壯族自治區林業科學研究院種植圃（108°21′E，25°56′N）的芳樟優良單株。該單株為小葉芳樟實生優株，生長快速，葉精油主成分為芳樟醇且比例穩定在85%以上。扦插時間為2017年9月。

1.2 試驗設計

依次開展不同激素濃度、留葉方式、插穗直徑及基質對扦插生根的影響研究。

不同激素濃度試驗：在優樹上選取當年生半木質化健壯枝條，采用北京艾比蒂生物科技有限公司生產的生長調節劑GGR6，配制濃度為0（CK）、50、100、200和250 mg/L，扦插基質為純黃心土。

不同留葉方式：插穗上部留雙葉、單葉和2半葉，用最佳GGR6濃度浸泡2 h，扦插基質為純黃心土。

不同插穗直徑：選擇粗度一致，直徑約為2、4和8 mm的插穗，采取最佳留葉方式，用最佳GGR6濃度浸泡2 h，扦插基質為純黃心土。

不同基質試驗：采用最佳留葉方式和直徑的插穗，用最佳GGR6濃度浸泡2 h，選擇黃心土、泥炭、珍珠巖和崗松（Baeckea frutescens）糠4種常見基質作為配比材料，采用4因素3水平正交設計研究不同基質對扦插生根的影響，共設9個處理（表1）。

表1 不同基質配比（體積比）Tab.1 Different substrates(volume ratio)

將裝有基質的育苗盤擺放成苗床形式，扦插前2 d用0.3%高錳酸鉀溶液對基質進行淋灌消毒，塑料薄膜覆蓋；扦插前1 d揭開薄膜，用清水澆透基質。制穗長度為8～10 cm，上切口為平口，下端斜切且盡量靠近葉結處。制好的插穗放入0.3%多菌靈水溶液中消毒，取出后用蒸餾水沖洗干凈。每處理54株插穗，3次重復。

1.3 扦插后管理

扦插后，淋透水并覆蓋塑料薄膜保濕。每天早上定時打開封閉的苗床通氣60 min，每隔10 d左右噴灑1次0.2%多菌靈，以防病蟲害侵染，并及時清理干枯的落葉。

1.4 石蠟切片制作方法

扦插28 d后開始陸續生根，60 d后結束；扦插后80 d，調查不同插穗的生根情況，統計生根數，計算生根率。研究插穗不定根的發生和發育過程。扦插前切取插穗基部1 cm莖段，扦插后每7 d隨機抽取插穗制作石蠟切片。

從插穗基部切取的新鮮組織用FAA固定，用酸性軟化液軟化植物木質纖維7 d左右，再經系列濃度酒精脫水、二甲苯透明和石蠟包埋，置于石蠟切片機（德國徠卡RM2455）上切片，片厚4～10 μm。經番紅-固綠對染后，用光學樹膠封藏，制成永久切片，顯微鏡（奧林巴斯CX41）鏡檢，并進行圖像采集分析。

1.5 數據統計與分析

數據采用Excel 2010及SPSS 18.0進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理下小葉芳樟插穗生根率的方差分析

不同激素濃度、留葉方式、插穗直徑及基質處理下，小葉芳樟插穗生根率均差異極顯著（P＜0.01），表明不同處理對扦插生根有極顯著影響（表2）。

表2 不同處理下小葉芳樟插穗生根率的方差分析Tab.2 Variance analysis on rooting rates of C.camphora var.linaloolifera cuttings among different treatments

2.2 不同激素濃度對小葉芳樟扦插生根的影響

不同激素濃度對小葉芳樟扦插生根的影響均達到顯著水平（P＜0.05），插穗生根率均顯著高于CK（圖1）。其中100 mg/L處理的生根率最高（92.59%），比CK高53.10%；其次為50 mg/L處理（82.09%），比CK高35.70%。

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圖1 不同激素濃度處理對小葉芳樟桿插生根的影響Fig.1 Effects of different hormone concentrations on cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

2.3 不同留葉方式對小葉芳樟扦插生根的影響

葉是植物進行光合作用并制造營養的器官，可為插穗不定根形成提供能量，且能合成對生根有促進作用的激素，不同留葉方式對扦插生根有重要影響[13]。留雙葉的小葉芳樟插穗生根率（90.74%）比留2半葉的生根率高18.55%，比單葉的生根率高27.83%，差異顯著（P＜0.05）；留2半葉和留單葉的生根率之間差異不顯著（圖2）。

圖2 不同留葉方式對小葉芳樟扦插生根的影響Fig.2 Effects of different patterns of left leaves on cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

2.4 不同插穗直徑對小葉芳樟扦插生根的影響

插穗直徑對扦插生根有一定影響，一般認為，直徑較小的插穗木質化程度低，更容易生根；直徑較大的插穗木質化程度高，雖然含有更多營養物質，但也含有較高濃度的生根抑制物質[13]。小葉芳樟不同直徑插穗的生根率差異顯著（P＜0.05），直徑約4 mm的插穗生根率最高（91.97%），比直徑2 mm的高10.37%，比直徑8 mm的高41.90%（圖3）。直徑約4 mm的插穗木質化程度適中，相對2 mm的插穗具有更多的營養物質，相對8 mm的插穗，抑制生根物質濃度低，為插穗的適宜直徑（圖3）。

2.5 不同基質處理對小葉芳樟扦插生根的影響

植物插穗根系的生長發育與插穗基質的配方密切相關。不同處理中，小葉芳樟插穗生根率最高的為處理 9（黃心土∶泥炭∶珍珠巖 =3∶2∶1）（97.53%），與其他處理差異顯著（P＜0.05）；其次是處理8（黃心土∶泥炭∶崗松糠 =3∶1∶2）和處理7（黃心土∶珍珠巖∶崗松糠 =3∶2∶1），分別為92.59%和91.98%；處理6（黃心土∶泥炭∶崗松糠 =2∶2∶1）生根效果最差（61.73%）（圖4）。

圖3 不同插穗直徑對小葉芳樟扦插生根的影響Fig.3 Effects of different cutting diameters on cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

圖4 不同基質處理對小葉芳樟扦插生根的影響Fig.4 Effects of different substrate treatments on cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

2.6 小葉芳樟扦插生根解剖學觀察

通過觀察小葉芳樟的生根方式，發現插穗的切口無愈傷組織形成，為單一皮部生根類型。扦插21 d后，插穗基部上方插入基質的部位出現褐色凸起，但這些凸起最終未形成不定根，原因有待進一步研究；28 d后，不定根發生部位出現在切口上方0.1～1 cm處，分布在插穗一側；42 d后逐漸分布在基部四周，形成完整根系（圖5）。由于生根時間久，扦插20 d后插穗基部容易逐漸變黑和切口腐爛，葉片枯萎，原因可能是病原菌通過插穗下切口侵入，造成木質部褐化。

對扦插前莖段橫切面的解剖結構進行觀察，發現其由3部分組成，分別為周皮、皮層和維管束組織系統（圖6a）。周皮以內為皮層，皮層細胞呈圓形或橢圓形，排列疏松，有較大細胞核；皮層以內為維管束組織系統，由韌皮部、維管束形成層、木質部和髓組成，未發現潛伏根原基，說明插穗在母株上的生長過程中，沒有產生原始根原基。

不定根發生于木質部和韌皮部之間維管束形成層的薄壁細胞（圖6b）；薄壁細胞恢復分生能力，大量分裂，排列密集，形成誘導根原始體（圖6c）；不斷分裂后的分生組織細胞沿韌皮射線伸展方向穿越皮層，最終伸出莖外（圖6d）；完成維管系統分化的不定根與莖中的維管組織相連，形成具有根冠、分生區和伸長區的根。

圖5 小葉芳樟扦插生根過程中的形態特征Fig.5 Morphological characteristics during cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

圖6 小葉芳樟不定根發生過程的解剖學觀察Fig.6 Anatomical observation of adventitious roots of C.camphora var.linaloolifera

3 結論與討論

葉東星[10]的研究認為在廈門8—10月適合芳樟扦插，3—6月由于穗條木質化的原因，扦插成活率低。南寧地處熱帶亞熱帶地區，8月晝夜溫度仍較高，插穗在長達1個月以上的生根過程中，極易發霉腐爛，本研究初步對比了不同月份下小葉芳樟的扦插成活率，選擇溫度更適宜的9月開展扦插，可提高扦插成活率。

芳樟插穗無原始根原基，需要選擇合適的外源生長調節劑濃度誘導根原始體發生。本研究選擇氨基酸類復合生根劑GGR6，配制不同濃度進行插穗處理，經過處理的插穗生根率均顯著大于CK；當濃度為100 mg/L時，生根率最高；隨著濃度升高，生根率降低，高濃度外源生長調節劑可能抑制生根。本試驗中，留雙葉插穗的扦插成活率高于留2半葉和單葉的成活率，留雙葉既可進行光合作用為插穗提供足夠營養，又能進行蒸騰作用，為插穗提供足夠水分。當年生半木質化枝條插穗直徑在4 mm左右，生根率最高；直徑2 mm插穗太細，水分和養分貯存不足，容易萎蔫死亡；直徑8 mm插穗過粗，木質化程度高，抑制生根物質多，生根率下降。試驗選用成本低且易獲得的黃心土、泥炭、珍珠巖和崗松糠作為扦插育苗基質，得到最佳基質配比（黃心土∶泥炭∶珍珠巖 =3∶2∶1），該處理提供了插穗生長所需的營養成分，提高了插穗生根率，并且降低了黃泥比重，更加輕便，方便運輸。

扦插生根類型有皮部生根型、愈傷組織生根型和混合生根型3種，其中混合生根型兼具皮部生根和愈傷組織生根，這種生根類型的植物較容易生根。本研究中，小葉芳樟的扦插生根類型屬于單一皮部生根型，即從皮部長出不定根，切口無愈傷組織形成。這與曲芬霞[9]的研究結果不同，其認為芳樟為愈傷組織生根型，這可能與試驗材料有關，芳樟不同種質類型或無性系的扦插生根類型存在多樣性，其生根機理存在一定差異，需進一步研究。

有潛伏根原始體的植物生根容易，沒有潛伏根原始體的生根較難[14]。小葉芳樟屬于誘導原始體，扦插前的莖段中無潛伏根原基，不定根由維管束形成層細胞分化而成，與側柏（Platycladus orientalis）[15]、白皮松（Pinus bungeana）[16]、歐美雜種山楊（Pop?ulus tremula×P.tremuloides）[17]和金花茶（ Camellia chrysantha）[18]等的研究結果相似。有研究認為，插穗生根困難與靠近韌皮部的皮層中存在數層纖維細胞構成的厚壁有關，在費約果（Feijoa sellowiana）[11]和板栗（Castanea mollissima）[19]等研究中均發現了厚壁細胞，其對根原基的生長有機械阻礙作用，是插穗生根困難的原因之一。小葉芳樟皮層中不存在厚壁組織，因此推測影響小葉芳樟生根的原因不是厚壁組織，生根方式單一且無原始根原基是其扦插生根難和生根時間久的主要原因。

在確定較適宜扦插季節的前提下，通過進行不同處理試驗，最終篩選出最佳的扦插組合為直徑4 mm的半木質化插穗，保留2片完整葉子，經100 mg/L GGR6處理2 h，在混合基質（黃心土∶泥炭∶珍珠巖=3∶2∶1）中培育7～8周，扦插成活率可達97.53%。

本試驗結果表明，適合小葉芳樟扦插的時間范圍較窄，對其規模化扦插繁育影響較大，可適當選擇其他時間進行扦插試驗，優化試驗方案，并從扦插后管理的角度出發，探索更科學合理的插后管理技術，提高插穗生根率，擴大扦插時間范圍。