3種激素處理的樹頭菜扦插苗質量評價

鄭鑫華，董 瓊，段華超，張 梅，陳秋冬，馬 媛

（西南林業大學 西南地區生物多樣性保育國家林業局重點實驗室，云南 昆明 650224）

樹頭菜Crateva unilocularis是山柑科魚木屬植物，樹皮灰褐色，掌狀復葉有三小葉，一般高為5 ～15 m，產于廣東、廣西、浙江、云南等省區海拔1 500 m 以下的濕潤地區[1]。樹頭菜的利用價值極高，除食用、藥用、材用等利用價值以外，還具有良好的生態效益[2-3]。其果實含有生物堿，果皮可用作染料，其材質輕而堅硬，可用來制作樂器、模型及絞盤等產品。其嫩葉及芽是一種純天然且無污染的綠色蔬菜，云南南部地區的人們多采摘其嫩葉及芽鹽漬后食用；其可食用的嫩葉及芽中的營養成分遠高于一般蔬菜，每克嫩莖葉鮮質量中總氨基酸、人體必需氨基酸、粗蛋白的含量分別為27.2、11.2、74.5 mg；有關研究者對其所含的11 種礦質元素進行了測定，其含量尤其是P、K、Ca、Mg、Fe 含量皆高于普通蔬菜的平均值。其根、葉可治多種疾病，具較好的藥用價值[4]。此外，樹頭菜還具有較高的生態價值，其根系發達，地下莖部分能向四周長出很多小枝，生長迅速且土壤的生物覆蓋率高，可以減少水土流失，是一種良好的行道綠化樹種[5]。部分學者對樹頭菜野生資源的營養成分進行了研究報道；劉玉芬等人[6]研究了樹頭菜中黃酮提取工藝的優化及其體外抗氧化活性；董瓊等人[7]對不同產地樹頭菜中維生素C 的含量進行了測定；何禎等 人[8]對不同產地樹頭菜中的總黃酮含量進行了測定。對其資源培育的研究僅有少部分學者從扦插擴繁方面進行了報道：李宏楊等人[9]在對樹頭菜的高效栽培技術中詳細介紹了其扦插育苗、田間管理等栽培要點；徐云鵬等人[10]在對樹頭菜11 個無性系穗條的扦插試驗中篩選出了其中的優良品種；何禎等人[11]采用不同基質和激素處理對樹頭菜進行了扦插試驗，結果得出，促其扦插生根的最佳處理組合為：最適培育基質為珍珠巖∶河沙∶草炭=1∶1∶1 的混合基質，激素NAA 的最適濃度為150 mg/L。然而，有關樹頭菜育苗栽培技術的系統研究尚存缺陷，而前人對樹頭菜擴繁技術的研究報道又甚少。目前，樹頭菜野生資源少見于村民的房前屋后，且年年采摘食用，更不易結種，多年后早衰，其種源少，育苗量更少。為了充分發揮其食用、藥用等價值，提高其資源量，亟需對該樹種開展高效栽培技術研究。利用植物營養器官進行無性繁殖，具有簡單快捷、苗木初期生長快、繁殖系數高等優點[12]。因此，本研究采用3 種激素不同質量濃度處理對樹頭菜插穗進行扦插試驗，研究不同處理對其扦插成活及苗木質量的影響情況，以期為樹頭菜扦插育苗中適宜激素及其濃度配比的選定提供參考依據，并為樹頭菜的擴大繁育提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

扦插試驗在云南省西南林業大學后山的樹木園內進行。該樹木園的地理位置為北緯25°03′、東經102°45′，海拔高度為1 954 m。屬于北亞熱帶低緯度半濕潤高原山地季風氣候類型。年降水量700 ～1 100 mm，相對濕度為68.2%，無霜期為4—9月。試驗地周圍無遮攔物，光照條件較好。

1.2 試驗材料

試驗用材取自云南省昆明市西南林業大學大棚中10年生的樹頭菜母株，扦插前一天從中采取多株樹上當年生健壯無病害的枝條。

1.3 試驗設計

采用L9（34）的正交試驗設計，分別以不同質量濃度的生根粉（ABT-1）、萘乙酸（NAA）、吲哚乙酸（IAA）處理樹頭菜穗條，每種激素的處理時間均為3 h，共設9 個處理組合，并以清水處理作為空白對照（即10 號處理組合），正交試驗設計的因素和水平見表1。每個處理組合各扦插10 株，3 次重復，共扦插300 株。

表1 L9(34)正交試驗設計的因素與水平Table 1 The factors and levels of L9(34) orthogonal design mg/L

1.4 扦插方法

從母株上剪取健壯無病蟲害的枝條作為插穗，剪取長約15 cm 的插條，上部分剪成平口，下部分剪成45°的平滑斜面，按照試驗設計對樹頭菜穗條進行激素處理以備用。在遮陰棚內整理好苗床，苗床寬約1 m、高20 ～25 cm，四周挖好排水溝。扦插前一天將扦插基質澆透水，并用3‰高錳酸鉀溶液對其進行消毒。將處理后的穗條及時插入苗床中，株行距為20 cm×20 cm，入土深度為5 cm，打孔直插后按緊周圍土壤，扦插后澆灌水并蓋好塑料薄膜。

1.5 數據采集與測定方法

扦插90 d 后測定其株幅（植物地上部分所能形成的最大寬度）、苗高、葉片數、分枝數、葉柄長、芽粗，每組處理各隨機選取3 株苗木，將其連根完整挖出，并用清水洗去泥土，置于室內風干。將每株苗木分為根、莖、葉，分別將其置于實驗室的烘箱中，于85 ℃的溫度條件下烘干至恒重后，再用電子天平稱量各器官的生物量。

1.6 數據分析

利用Office 2013 軟件進行數據整理和制作圖表，采用SPSS 19.0 軟件進行顯著性分析、LSD 多重比較及相關性分析。

采用隸屬函數值法[13]對不同處理組合的各項指標進行綜合評價，以篩選出最優的處理組合。按照下式計算各處理組合所有測試指標的隸屬函數平均值：

式中：X表示毎項指標的測定值；Xmax和Xmin分別表示不同處理組合中所測指標的最大值和最小值。

2 結果與分析

2.1 對樹頭菜扦插苗各項生長指標的方差分析

對不同種類激素處理的樹頭菜扦插成活率進行了方差分析，結果見表2。由表2 可知，生根粉和萘乙酸處理對樹頭菜扦插成活率的影響差異顯著（P＜0.05），而吲哚乙酸處理對樹頭菜扦插成活率的影響差異不顯著（P＞0.05）。由此可知，3 種不同種類的激素處理中，對樹頭菜扦插成活率的影響效果較好的是生根粉和萘乙酸處理，而吲哚乙酸處理對樹頭菜扦插成活率的影響較小。

表2 不同試驗因素影響下樹頭菜扦插成活率的方差分析 結果Table 2 Variance analysis of survival rate of C.unilocularis by different factors

不同種類和質量濃度的激素處理下樹頭菜扦插苗各項生長指標的多重比較結果如圖1 所示。由圖1 可知，正交試驗對樹頭菜扦插后葉片數的影響差異顯著（F=22.649，P＜0.05），在10 個處理組合中，平均葉片數最多的是處理2，其平均葉片數高達96.33 片；正交試驗對樹頭菜扦插后分枝數的影響差異顯著（F=20.832，P＜0.05），在10 個 處理組合中，平均分枝數最多的也是處理組合2，其平均分枝數高達33.17 枝；正交試驗對樹頭菜扦插后苗木株幅的影響差異顯著（F=3.130，P＜ 0.05），在10 個處理組合組合中，平均株幅最大的還是處理組合2，其平均株幅為48.67 mm； 正交試驗對樹頭菜扦插后苗高的影響差異顯著（F=4.822，P＜0.05），在10 個處理組合中，平均苗高最高的仍是處理組合2，其平均苗高為32.00 mm；正交試驗對樹頭菜扦插后葉柄長的影響差異顯著（F=3.659，P＜0.05），在10 個處理組合中，平均葉柄長最長的還是處理組合2，其平均葉柄長為68.53 mm；正交試驗對樹頭菜扦插后芽粗的影響差異顯著（F=2.203，P＜0.05），在10 個處理組合中，其平均芽粗最長的依然是處理組合2，其平均芽粗為6.26 mm。這一試驗結果表明，生根粉和萘乙酸對樹頭菜扦插的影響效果均顯著，而對樹頭菜扦插影響效果最差的激素是吲哚乙酸。3 種激素處理對樹頭菜生長具有顯著不同的效果，其原因可能是不同植物生長調節劑對木本植物扦插生長的作用不同。在10 個處理組合間樹頭菜扦插苗各項生長指標值的差異都顯著，從圖1 中可以看出，處理組合2 中其各項指標平均值均最大，由此可知，處理組合2 對樹頭菜扦插生長的效果最好。

2.2 對樹頭菜扦插苗各項生長指標的綜合評價

采用隸屬函數法對不同處理組合的樹頭菜各項生長指標進行了綜合評價，結果見表3。在平均隸屬函數排名第1 的處理組合2 中，其平均隸屬函數值最大（1.000 0），其葉片數、分枝數、株幅、苗高、葉柄長和芽粗等指標值在所有處理組合中都是最高的；而平均隸屬函數值最低的處理組合分別是處理組合6 和空白對照組（即處理組合10）。

對樹頭菜扦插苗各項生長指標（包括葉片數、分枝數、株幅、苗高、葉柄長和芽粗）進行了相關性分析，結果見表4。從表4 中可以看出，葉片數、分枝數、株幅、苗高、葉柄長和芽粗之間存在極顯著的正向相關性，其中葉片數和分枝數之間的相關性最大，其相關指數達到0.990。由表4 可知，各激素處理組合對樹頭菜扦插苗各項生長指標的影響均較大，扦插后樹頭菜的各項生長指標之間整體上呈較顯著的正向相關性。

圖 1 不同種類和質量濃度的激素處理下樹頭菜扦插苗各項生長指標的多重比較結果Fig.1 Multiple comparison of various C.unilocularis indicators among different hormone treatments conserving to factors and concentrations

表3 正交試驗影響下樹頭菜扦插苗各項生長指標的隸屬函數評價結果Table 3 Membership function evaluation of cuttage growth indexes of C.unilocularis in orthogonal experiment

綜上所述，隸屬函數值客觀而全面地反映了正交試驗各處理組合對樹頭菜扦插苗各項生長指標的影響的顯著差別。綜合分析可知，處理組合2 為最優處理組合，即在以50 mg/L 的ABT-1、 200 mg/L 的NAA 和200 mg/L 的IAA 的生長調節劑處理下樹頭菜的育苗效果最佳。

表4 正交試驗影響下樹頭菜扦插苗各項生長指標之間的相關性分析結果?Table 4 Correlation analysis of cuttage growth indexes of C.unilocularis in orthogonal experiment

2.3 對樹頭菜生物量的LSD 多重比較

以不同種類和質量濃度的激素處理樹頭菜插穗后，經過3 個月的生長，其扦插苗根系、莖、葉、總生物量的鮮質量和干質量及其多重比較結果見表5。由表5 可知，在不同激素處理組合的影響下，其根系鮮生物量的差異顯著（F=6.424，P＜0.05），其根系鮮質量均值最高的達到7.69 g；其莖鮮生物量的差異顯著（F=8.270，P＜0.05），其莖鮮質量均值最高的達到11.84 g；其葉片鮮生物量的差異顯著（F=10.208，P＜0.05），其葉片鮮質量均值最高的達到56.33 g；其總鮮生物量的差異顯著（F=9.921，P＜0.05），其總生物量鮮質量均值最高的達到75.87 g。

表5 樹頭菜扦插苗生物量的LSD 多重比較結果?Table 5 LSD multiple comparison of biomass of C.unilocularis cuttings

對樹頭菜各器官生物量干質量的多重比較結果表明，在不同激素處理組合的影響下，其根系干生物量的差異顯著（F=5.245，P＜0.05），其根系干質量均值最高的達到1.95 g；其莖干生物量的差異顯著（F=6.295，P＜0.05），其莖干質量均值最高的達到2.34 g；其葉片干生物量的差異顯著（F=8.087，P＜0.05），其葉片干質量均值最高的達到9.08 g；其總干生物量的差異顯著（F=7.559，P＜0.05），其總生物量干質量均值最高的達到13.36 g。

綜上所述，正交試驗各處理組合中，對樹頭菜扦插苗生物量影響最顯著的是處理組合2。

2.4 對樹頭菜扦插苗生物量的極差分析

對樹頭菜扦插苗生物量的極差分析結果見表6。表6 中的數據均為以其生物量的鮮質量和干質量、采用極差分析法計算出的極值，從而確定影響因素的最優水平和最優處理組合。由表6 可知，在試驗因素A（生根粉ABT-1）、B（萘乙酸NAA）和C（吲哚乙酸IAA）中，對樹頭菜扦插苗鮮生物量和干生物量的極差值影響最大的因素均為因素A（ABT-1），其次是因素B（NAA），而因素C（IAA）對樹頭菜扦插苗鮮生物量和干生物量的極差值的影響最小；由表6 還可得知，A1B2C2為最優處理組合，即以質量濃度為50 mg/L的生根粉、質量濃度為200 mg/L 的萘乙酸 、質量濃度為200 mg/L 的吲哚乙酸處理的扦插效果最好。這一試驗結果與上述的不同激素處理組合對樹頭菜扦插苗生物量的影響結果一致。

表6 對樹頭菜扦插苗生物量的極差分析結果Table 6 Difference analysis of biomass of C.unilocularis cuttings

3 結論與討論

3.1 結 論

樹頭菜的株幅、苗高、葉片數、分枝數、葉柄長、芽粗以及各生物量等指標在處理組合2 中其平均生長量最大；采用隸屬函數法綜合評價樹頭菜扦插效果，結果顯示：以50 mg/L 的ABT-1、200 mg/L 的NAA 和200 mg/L 的IAA 混合浸泡插穗后樹頭菜的扦插效果最佳，對其扦插后生物量進行極差分析后發現，各因素對樹頭菜扦插的影響效果由主到次依次為ABT-1 ＞NAA ＞IAA。

樹頭菜插穗在不經過激素處理的前提下其扦插成活率較低，結果會影響無性系苗木的繁殖。本研究采用3 種激素不同質量濃度的處理后其扦插苗的成活率均明顯提升，且通過統計分析L9（34）正交試驗數據后篩選出了最佳處理組合。有關研究結果表明，苗高、生長量、分枝數、冠幅等多個性狀能反映苗木形態和質量[14-16]。正交試驗結果顯示，各處理組合間樹頭菜扦插苗生物量及其各表型性狀的差異均顯著。對樹頭菜扦插成活率進行方差分析后發現，不同激素對其成活率的影響差異較大。對扦插苗各項生長指標進行了多重比較，結果顯示：處理組合2 的樹頭菜其株幅、苗高、葉片數、分枝數、葉柄長、芽粗及生物量等指標的生長量均最大。采用隸屬函數法綜合評價樹頭菜的扦插效果，結果顯示：以50 mg/L 的ABT-1、200 mg/L 的NAA 和200 mg/L 的IAA 混合浸泡插穗，這一處理組合對樹頭菜扦插的影響效果最佳，對其扦插苗生物量進行極差分析后發現，各種試驗因素對樹頭菜扦插效果影響程度的大小依次為ABT-1 ＞NAA ＞IAA。

3.2 討 論

何禎等[11]就不同基質和激素處理對樹頭菜扦插生根的影響情況進行了試驗，結果表明，以質量濃度為150 mg/L 的NAA 為其生長調節劑、以混合基質為其培育基質，按此最佳處理組合處理的樹頭菜扦插苗其生根率最高。本次試驗結果與何禎等人的這一研究結果一致。徐云鵬等[10]有關樹頭菜無性系穗條扦插試驗的結果表明，樹頭菜無性系扦插生根兼皮孔及愈傷組織生根兩種類型，無性系苗木間扦插生根率的差異顯著，以SP10 處理為最優。在正交試驗中發現，不同激素處理對扦插的樹頭菜生長的影響差異較大。相關研究結果表明，植物在生根過程中其內源生長素在頂芽合成后會積累在植物基部，同時光合作用所產生的有機物質合成后向植物基部運輸，促進其生根生長[17]。本研究通過以3 種激素為試驗因素的正交試驗篩選出了有利于樹頭菜培育的激素種類及其濃度配比，試驗中發現，不同處理組合的樹頭菜其扦插成活率的差異甚大，至于這一結果與樹頭菜扦插苗內源激素的積累是否相關，還有待于進一步研究。

植物扦插還受到多種環境因素（主要有濕度、溫度、光照條件、扦插時間、插穗長度等[18]）的影響，而植物生長激素的作用效果與外界環境條件、母樹年齡、使用激素的方法等均密切相關[19]，不同樹種對植物生長調節劑的種類和質量濃度的敏感程度或需求也不同[20]。植物生長調節劑對插穗生長有著顯著的促進作用[21]，能促進插穗內部營養物質再次分配及內源激素的作用表達，促進植物插穗生根[22-24]。以不同植物生長調節劑處理植物插穗，對其體內的生理變化有著顯著的影響，其可提高植物體內酶活性，能促進植物體內營養物質向基部轉移，促進插穗的營養代謝和運輸及內源激素的合成，從而促使其生長速度加快[25-29]。此外，在植物的生長發育過程中，植物生長調節劑可促進其對外界微量元素的吸收，從而使植物加速生長；而對于一些難以扦插成活的樹種而言，其扦插成活多與其體內組織脫水或光合作用不能產生足夠的碳水化合物有關，同時與植物對外源生長調節劑的需求相關[30]。樹頭菜作為石漠化地區的鄉土樹種，具有生態保護作用，可促進植被恢復和森林的形成，但是，目前樹頭菜種質資源較少，且苗木品質較低，為了滿足生產中對其種苗的需要，后期可結合不同時間段對樹頭菜生化指標進行綜合研究，以期在提高苗木質量的同時還可為石漠化地區植被恢復及生態保護提供材料。