沙棘嫩芽扦插快繁技術

郝曜山，王亦學，張歡歡，王 銘，董艷輝，王曉清，吳慎杰

（山西農業大學 生命科學學院，山西 太原 030031）

沙棘Hippophae rhamnoides為胡頹子科Elaeagnaceae 沙棘屬Hippophae落葉灌木或小喬木，具有抗旱、抗寒、耐瘠薄、耐鹽堿的特性[1]，廣泛分布于亞洲和歐洲的溫帶地區。在中國的遼寧、河北、山西、陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆、西藏、四川等地區均有廣泛分布[2]。沙棘根系發達、枝繁葉茂、生長快速，是用于防風固沙、水土保持的重要生態經濟樹種[3]。同時，沙棘果實酸甜可口，含有豐富的生物活性物質、多種營養成分及微量元素，在食品、飲料和醫藥保健等行業中具有廣泛的應用[2,4]。在現階段，沙棘也是應用于中國荒漠防治、退耕還林、快速脫貧工程的重要樹種[5-6]。隨著沙棘人工造林規模和商業市場的不斷擴大，沙棘幼苗的數量和質量已經成為限制其產業發展的關鍵因素。

沙棘是雌雄異株植物，繁育方法包括有性繁殖和無性繁殖[2]。有性繁殖在生產上即播種育苗，由于在幼苗期無法快速準確區分沙棘雌雄株，難以控制人工林的雌雄比例，子代的雜合基因也使得母本的優良性狀不能穩定保持，因此，播種育苗的方法不適用于經營性造林，僅適用于建設普通防護林。無性繁殖方法包括扦插、嫁接、埋根、壓條等。早在1976年，已有俄羅斯科研人員采用早春8年生樹體的插條進行扦插繁殖試驗的報道[7]。20世紀80年代末，在我國遼寧、甘肅等地也有了沙棘無性繁殖方法研究的報道。隨著張廓玉等[8]報道的全光照自動噴霧技術的逐漸成熟和推廣，實際生產過程中扦插育苗方法被廣泛使用[9]。近年來，隨著有關沙棘扦插成活率影響因素（采穗要求、育苗基質、生根試劑、環境條件等）的研究不斷增多和深入[10]，沙棘扦插育苗技術不斷完善。沙棘扦插育苗方法主要有2 種：硬枝扦插和嫩枝扦插[6,9]。但這2 種方法均存在缺陷。第一，插穗取材有限。要保證硬枝扦插的出根成活率，就必須截取2年生及以上枝齡的枝條作為插穗，插穗長15～20 cm，在1 株性狀優良的母株上能入選的枝條有限。在傳統的嫩枝扦插中往往選取夏末木質化或半木質化枝條[7]作為插穗，插穗長15～20 cm，入選的優良無性系苗，一般要3年以上才能進行剪枝扦插。在枝條數量有限的情況下，難以快速大量生產扦插苗。第二，獲取插穗的人工費用高。沙棘的刺和小枝條較多，將其剪成合適長度的干凈插穗較為費工，不利于優種的大面積快繁推廣[11]。Li 等[7]經研究認為晚春季節沙棘新枝不再生長且未木質化。高曉峰等[12]的試驗結果也表明，晚春季節10 cm 以下沙棘幼枝的初生生長尚未結束，未木質化。為了提高沙棘育苗效率，本研究中以2～8 cm 非木質化沙棘嫩芽為插穗，利用微枝扦插技術，在育苗大棚和光照培養箱中進行扦插試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 插 穗

以山西省靜樂縣野生沙棘非木質化嫩芽為接穗。

1.1.2 扦插基質

扦插基質選用泥炭土和珍珠巖的混合物（體積比3∶1）、蛭石、河沙。扦插基質中，河沙取自靜樂縣本地河灘，其他均購自生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.1.3 外源激素

所用外源激素為吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）等，均購自生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.2 插穗采集和處理方法

選取具有優良性狀的植株作為采穗母株。待枝條上芽長至2～6 cm（一心二葉以上），用手直接掰取或用剪刀貼樹皮剪下非木質化嫩芽。較長的嫩芽可剪為5 cm 左右的插穗，帶1～2 片葉、不帶頂心的插穗也可用于扦插。將處理好的插穗直接浸泡于清水或置于高濕環境中，保持新鮮狀態，防止失水。扦插前將插穗使用0.1%～1.0%多菌靈溶液和0.05%高錳酸鉀的混合溶液浸泡消毒1.5～2.0 h[13]。為了減少蒸騰且避免與基質接觸發生霉變，去除插穗基部多余的葉片。

1.3 試驗設計

1.3.1 環境因素對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

環境因素對沙棘嫩芽扦插的影響試驗包括溫度、濕度、光照3個因素，每個因素設計3個水平（表1），采用L9(34)正交設計進行試驗[14]。

表1 環境因素對沙棘嫩芽扦插生根效果影響L9(34)正交試驗的因素和水平Table 1 L9(34) orthogonal test factors and levels for environment effects on seabuckthorn tender bud cutting

2019年6月下旬采穗后，將插穗基部浸泡于IBA 200 mg/L 溶液中處理1 h 后用于扦插，扦插深度為1/3 插穗長度，分為9 組，每組50 株。在SANYO MLR-351H 光照培養箱內進行培養。扦插20 d 后挖出插穗，用清水洗凈根部，統計生根株數，計算生根率。插穗生根率為生根插穗數占插穗總數的百分比。

1.3.2 采穗日期對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

2019年5月20日—8月5日，每隔15 d 進行采穗。將插穗基部浸泡于IBA 200 mg/L 溶液中處理1 h 后，在靜樂縣康家會村育苗溫室中進行扦插，扦插深度為1/3 插穗長度。每批扦插100 株，20 d后將苗木挖出，用清水洗凈根部，統計生根株數，計算生根率。同時，每處理隨機抽取15 株，統計平均根數和根長，3 次重復。

1.3.3 激素種類及濃度對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

激素種類及濃度對沙棘嫩芽扦插生根效果有著重要的影響[15]。2019年6月下旬采穗后，將插穗基部浸泡于IBA、NAA、IBA+NAA、IBA+NAA、IBA+NAA（聯合使用時激素配比為質量比）等不同種類激素的不同質量濃度（100、200、400、600、800 mg/L）溶液中處理1 h，以清水為對照（CK），3 個重復，每個重復20 株。在山西省農業科學院日光溫室內進行扦插，扦插深度為1/3 插穗長度。扦插20 d 后將苗木挖出，用清水洗凈根部，統計生根株數，計算生根率[16]。同時，每重復隨機抽取10株，統計平均根數及根長。

1.3.4 扦插基質對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

2019年6月下旬采穗后，將插穗基部浸泡于IBA 200 mg/L 溶液中處理1 h 后用于扦插，扦插深度為1/3 插穗長度，3 個重復，每重復100 株。在山西省農業科學院日光溫室內采用泥炭土和珍珠巖的混合物（體積比3 ∶1）、蛭石、河沙作為基質進行扦插試驗。扦插20、40 d 后將苗木挖出，用清水洗凈根部，分別統計生根株數，計算生根率。同時，每重復隨機抽取20株，統計平均根數及根長。

1.4 數據處理和分析

使用SPSS 軟件進行方差分析和多重比較，分析前對生根率和根數進行arcsin和轉換[17]。

2 結果與分析

2.1 環境因素對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

正交試驗共設9 組處理，第1、5、6 組處理嫩芽扦插約14 d 后開始出根，第3、4、7、8 組處理嫩芽扦插約17 d 后開始出根，第2、9 組處理嫩芽扦插約20 d 后開始出根。各處理沙棘嫩芽插穗的生根率統計結果見表2。由表2可知，第6 組處理，即溫度30 ℃、濕度85%、光照強度5 000 lx條件下，沙棘嫩芽扦插20 d 后生根率最高（96%），第9 組處理，即溫度20 ℃，濕度75%，光照強度2 500 lx 條件下，沙棘嫩芽扦插20 d 后生根率最低（72%）。

表2 L9(34)正交試驗中沙棘嫩芽插穗的生根率及極差分析結果Table 2 Rooting rate and range analysis results of L9(34)orthogonal experiment of seabuckthorn shoot cuttings

根據均值可以判斷不同水平對試驗指標的影響。生根率的極差分析結果見表2。由表2可知，A 因素處理最優水平為A2，B 因素處理最優水平為B2，C 因素處理最優水平為C2。根據極差（R）值，將各試驗因素對生根率的影響進行排序，濕度的R值最大（12.0），與溫度的R值（11.4）接近，光照強度的R值最小（2.7）。因此，各因素對沙棘嫩芽插穗生根率的影響由大到小依次為B、A、C，濕度對沙棘嫩芽插穗生根率的影響最大，光照強度對其影響最小。得出的最優水平組合為A2B2C2，即沙棘嫩芽扦插生根的最佳環境條件為溫度25 ℃、濕度85%、光照強度5 000 lx。

2.2 采穗日期對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

不同采穗日期處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況見表3。由表3可知，隨著采穗日期的延后，沙棘嫩芽扦插的生根率、生根長度及條數基本呈現先升高再遞減的趨勢。6月20日、7月5日和7月20日采集沙棘嫩芽并扦插，嫩芽的生根率、生根長度及條數均較高，且彼此間差異不顯著。5月20日和6月5日采集的嫩芽插穗較6月20日、7月5日和7月20日所采插穗的生根率、生根長度及條數低，且差異顯著。8月5日后，枝條木質化程度高，嫩芽的生根率、生根長度及條數均顯著下降，且植株易出現生長不良的現象。

表3 不同采穗日期處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況?Table 3 Rooting of seabuckthorn tender bud cuttings in different scion collected perieod treatments

2.3 激素種類及濃度對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

2.3.1 對嫩芽插穗生根率的影響

不同激素種類及濃度處理中沙棘嫩芽插穗的生根率見表4。由表4可知，IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 處理中，嫩芽插穗的平均生根率分別為82.7%、77.0%、87.3%、85.1%、78.7%、61.7%，其中，IBA+NAA（10∶1）處理中嫩芽插穗的生根率最高，其余激素處理中嫩芽插穗的生根率也顯著高于CK 處理。方差分析結果表明：不同的激素種類對沙棘嫩芽插穗生根率影響的差異顯著。多重比較結果顯示：NAA 和IBA+NAA（2∶1）處理間差異不顯著，與其余激素處理及對照處理的差異顯著，IBA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、CK 各處理間差異顯著。

表4 不同激素種類及濃度處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況?Table 4 Rooting of seabuckthorn tender bud cuttings in the treatment of different hormone types and concentrations

不同濃度激素處理對沙棘嫩芽插穗生根率影響是不同的。IBA 和IBA+NAA（10∶1）處理中，在質量濃度為200 mg/L 時生根率最高，分別達到90.0%和96.7%；NAA、IBA+NAA（4∶1）和IBA+NAA（2∶1）處理中，在質量濃度為400 mg/L時生根率最高，分別達到了81.7%、93.3% 和85.0%。其中，NAA 和IBA+NAA（10∶1）處理中在質量濃度為200 和400 mg/L 時生根率的差異不顯著，說明其質量濃度為200～400 mg/L 時生根效果相同。多重比較結果顯示，其余各質量濃度激素處理間生根率的差異顯著，說明激素質量濃度是影響沙棘嫩芽插穗生根率的重要因素之一。

2.3.2 對嫩芽插穗不定根數量的影響

不同激素種類及濃度處理中沙棘嫩芽插穗的不定根數量見表4。由表4可知，IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 處理中，嫩芽插穗的不定根數量均值分別為17.7、15.9、19.7、17.8、15.3、10.3，其中，IBA+NAA（10∶1）處理中嫩芽插穗的不定根數量最多（圖1），其余激素處理中不定根數量均值顯著高于CK 處理。方差分析結果表明：不同的激素種類對沙棘嫩芽插穗不定根數量影響的差異顯著。多重比較結果顯示：IBA和IBA+NAA（4∶1）處理間嫩芽插穗不定根數量均值的差異不顯著，與其余激素處理及對照處理的差異顯著，NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 處理間嫩芽插穗不定根數量均值的差異顯著。

圖1 不同激素處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況Fig.1 Rooting profile of seabuckthorn tender scions with different types of hormones

不同濃度激素處理對沙棘嫩芽插穗不定根數量的影響是不同的。IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）處理中，在質量濃度分別為600、400、200、600、400 mg/L時，不定根的數量均值達到最高，分別為20.0、19.7、20.3、20.3、18.3，不同質量濃度激素誘導不定根的最高數量不同。多重比較結果顯示：IBA+NAA（10∶1）處理中，質量濃度200 mg/L與其他質量濃度下嫩芽插穗的不定根數量差異顯著。其余處理間也存在差異顯著的情況。說明激素質量濃度是影響沙棘嫩芽插穗不定根數量的因素之一。

2.3.3 對嫩芽插穗根長的影響

不同激素種類及濃度處理中沙棘嫩芽插穗的根長見表4。由表4可知，IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）、CK 處理中，嫩芽插穗的平均根長分別為4.6、4.5、4.9、4.4、4.6、4.3 cm，其中，IBA+NAA（10∶1）處理中嫩芽插穗的平均根長最高（圖1），顯著高于CK 處理，其余激素處理中嫩芽插穗的平均根長與CK 的差異不顯著。多重比較結果顯示：除NAA、IBA+NAA（10∶1）處理外，其余各激素處理間嫩芽插穗平均根長的差異不顯著。

不同濃度激素處理對沙棘嫩芽插穗根長的影響是不同的。在IBA、NAA、IBA+NAA（10∶1）、IBA+NAA（4∶1）、IBA+NAA（2∶1）處理中，在激素質量濃度分別為200、400、200、400、400 mg/L時，不定根的平均根長達到最高，分別為5.3、5.1、5.8、5.0、5.2 cm。不同質量濃度的激素對根長的誘導效果不同。多重比較結果顯示：各質量濃度處理間嫩芽插穗根長存在差異顯著或不顯著的情況。說明激素質量濃度對沙棘嫩芽插穗的根長有影響，但其影響效果不及對生根率和不定根數量的影響。

2.4 扦插基質對沙棘嫩芽扦插生根效果的影響

不同基質處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況見表5。由表5可知，使用3 種基質扦插育苗，扦插20 d 后，泥炭土+珍珠巖（3∶1）和蛭石處理中，嫩芽插穗的生根率顯著高于河沙處理，但各處理間不定根平均數量和平均長度的差異不顯著；扦插40 d 后，3 種基質處理間扦插苗的生根率和不定根平均數量的差異不顯著，泥炭土+珍珠巖（3∶1）處理的平均根長顯著高于蛭石和河沙處理。

表5 不同基質處理中沙棘嫩芽插穗的生根情況?Table 5 Rooting of seabuckthorn shoot cuttings in different substrate treatments

3 結論與討論

本試驗中在人工干涉的環境條件下研究了溫度、濕度、光照對沙棘嫩芽扦插效果的影響，得出沙棘嫩芽扦插的最優環境條件為溫度25 ℃、濕度85%、光照強度5 000 lx，各因素對沙棘嫩芽插穗生根率的影響由強到弱依次為濕度、溫度、光照。這與賀春梅[18]對沙棘嫩枝扦插試驗條件的研究結果有所不同。賀春梅[18]的研究結果顯示，沙棘半木質化的嫩枝扦插濕度要在95%以上，而本試驗結果顯示85%的濕度條件較95%的濕度條件有更高的生根率，可能是因為本試驗中所選取的插穗材料為非木質化的嫩芽或微枝，過高的濕度（95%以上）會使嫩芽的霉變率提高，生根率下降，較低的濕度（75%）會使根原基形成受阻，生根率也較低。賀春梅[18]的研究結果顯示，28～30 ℃為嫩枝扦插的最適溫度，而本試驗結果顯示25 ℃為嫩芽扦插最適溫度，可能是因為較高的溫度會使嫩芽比半木質化嫩枝更易霉變。光照是3 個因素中對生根率影響最小的因素，最佳光照強度為5 000 lx，說明較低的光照強度不利于刺激頂端激素形成，從而影響根原基的形成，而較高的光照強度可能會引起插穗脫水萎蔫，造成毒素積累[19]，不利于根原基形成。維持合適的濕度是沙棘嫩芽扦插成功的首要條件，保證了根原基形成前插穗的活力與健康度；溫度則影響了不定根形成和生長的速度；在扦插育苗的不同時期，光照條件對插穗的影響不同，本試驗主要在根原基形成前期開展，光照對生根率的影響較其他因素弱，此時較低的光照強度可以防插穗脫水萎蔫，生產上此時要注意遮陰，根形成后應提高光照強度，增加葉面光合能力，加速苗的生長。

由于本試驗中使用的插穗較傳統插穗更短、更幼嫩，插穗的養分含量少，更易受到外源激素影響[20-21]。在5 種處理中，IBA+NAA（10∶1）處理嫩芽插穗的生根效果最理想，明顯優于其他4種處理，說明激素IBA 和NAA 按一定比例混合使用對沙棘嫩芽插穗生根的誘導效果好于2 種激素單獨使用的效果。但當IBA 和NAA 質量比為4∶1、2∶1 時，其誘導效果變差，甚至不及單種激素的誘導效果，說明激素配比是影響沙棘嫩芽扦插誘導生根效果的重要因素之一。此外，激素的質量濃度與嫩芽插穗的生根率相關。在不同種類激素處理中，隨著質量濃度升高，生根率均呈先升高后下降的趨勢，與劉建明等[10]和何崇單等[22]的研究結果相似，可能是因為隨著質量濃度升高激素對插穗生根的促進作用逐步演變為抑制作用。在本試驗中，使用單種激素IBA 和NAA 處理插穗，當質量濃度達到800 mg/L 以上時，插穗葉片出現卷縮、畸形生長等明顯毒害現象[23]。

分別使用泥炭土和珍珠巖的混合物（體積比3∶1）、蛭石、河沙作為基質進行扦插，扦插早期基質種類在一定程度上會影響嫩芽插穗的生根率，但對其不定根的平均數量和平均長度無顯著影響。扦插40 d 后，基質種類對嫩芽插穗的平均根長有顯著影響，對生根率和不定根平均數量無顯著影響。因此，在生產實踐中，插穗生根早期應使用蓬松、透氣、蓄水能力強的基質，有利于提高生根率，插穗生根后含有泥炭土等有機質的基質更有利于根的生長。

本試驗中沙棘嫩芽插穗的生根率最高達到了96.7%，說明利用沙棘嫩芽進行扦插的效果不弱于硬枝扦插和嫩枝扦插等傳統方法。在多年生優良沙棘母株上可取芽上百穗，完全可以滿足生產中沙棘育苗的需要。在生產中使用沙棘嫩芽進行扦插可以大幅提高育苗效率，降低生產成本，實現短時間內優良品種的大量擴繁。但是，沙棘嫩芽較弱小，扦插過程中要嚴格控制溫濕度，應進一步研究在生產實踐中如何實現沙棘嫩芽扦插技術的規模化、標準化。