不同激素和濃度對歐洲云杉嫩枝扦插生根的影響

李佳陶，趙麗，梁海榮，余偉蒞，魯敏，烏日恒，劉平生

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；2.沙地生物資源保護與培育國家林業(yè)局重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

歐洲云杉（Picea abies)也叫挪威云杉，原產(chǎn)地在歐洲北部和中部，世界各地廣為引種。該樹干形直，樹形美觀，枝條濃密，針葉鮮綠色，而且較耐寒，生長較快，對土壤要求不嚴，病蟲害較少，具有較強的抗逆性和適應(yīng)性，是觀賞價值較高的園林綠化樹種，也是挪威、奧地利、德國等14個國家的主要造林樹種[1]，在日本北海道和美國東北部的某些地區(qū)生長速度比當?shù)卦粕伎煲槐叮虼耍_展歐洲云杉的引種繁育具有廣闊的應(yīng)用前景。內(nèi)蒙古林業(yè)科學(xué)研究院樹木園1978 年從熊岳樹木園采集一批歐洲云杉的種子，進行播種育苗，15 a 開花結(jié)實，目前生長良好，具有較高的利用和推廣價值[2]。

云杉屬實生苗前期生長緩慢，結(jié)實亦晚，實生種子園從建園到采種需時長（歐洲云杉需20～25 a），難以滿足造林和綠化的需要，良種進程緩慢；歐洲云杉播種繁殖成活率低，出苗后容易感染立枯病，自然死亡率高，育苗周期長，一般6～7 a 才能出圃，播種育苗遠遠無法滿足生產(chǎn)需要[3]。采用扦插繁殖能有效節(jié)約成本，縮短了歐洲云杉的育苗周期。

影響扦插繁殖的因素主要有內(nèi)在因素和外在因素。內(nèi)在因素主要包括樹木的遺傳性、樹木年齡、枝條發(fā)育狀況、采穗時間、扦插時間、插穗部位、插穗粗度、插穗長度等。外在因素主要包括物理化學(xué)處理方法、扦插基質(zhì)、濕度、溫度、通氣狀況和光照條件等[4]。目前，對外在影響因子的研究主要考慮物理化學(xué)處理方法和扦插基質(zhì)，包括外緣激素和扦插基質(zhì)的選擇。段昌盛研究表明歐洲云杉在ABT1單一激素處理下，歐洲云杉的生根能力高于青海云杉和粗枝云杉，王軍輝等對川西云杉扦插激素處理效果為ABT＞IBA＞NAA，崔文山對黑云杉扦插激素處理效果為ABT＞CK＞IBA＞NAA，馬建云研究表明，1 份泥炭+2 份稻殼是進行歐洲云杉扦插的理想基質(zhì)，比對照河沙生根率高出53.4%[5-8]。為了進一步了解歐洲云杉嫩枝扦插生根的主要影響因素及之間的交互作用，本研究采用3 種激素、3 種濃度和3 種浸泡時間組合的三因素析因設(shè)計，對歐洲云杉嫩枝扦插育苗開展系統(tǒng)分析，探討不同因素及交互作用對根系生長指標的影響，并利用隸屬函數(shù)法對各根系指標進行評價，篩選出最佳處理組合，為今后歐洲云杉規(guī)模化繁育提供依據(jù)。

1 試驗材料與研究方法

1.1 試驗地概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古呼和浩特市中心內(nèi)蒙古自治區(qū)林科院內(nèi)樹木園，占地面積21.67 hm2,地理坐標為北緯40°49′，東經(jīng)111°41′，海拔1 056 m，該地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候，冬季寒冷干燥，降雪量少，春季風大且沙多，夏季氣候溫涼，年平均氣溫5.8 ℃，年平均最高溫度37.3 ℃，年平均最低溫度-32.8 ℃，降水集中在7～9 月，多年平均降水量417.5 mm，年蒸發(fā)量1 784 mm，相對濕度42 %～69 %，無霜期130 d 左右，初霜始于9 月中旬，園區(qū)內(nèi)土壤為沙壤土，pH 值為8.0［9-10］。

1.2 試驗材料

試驗材料取自內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院樹木園內(nèi)生長健壯，無病蟲害的3～5 a 生歐洲云杉半木質(zhì)化嫩枝作為試材，剪取長度10 cm左右，要求切口平滑無毛茬。

1.3 試驗方法

1.3.1 搭設(shè)苗床

扦插試驗在扦插苗床內(nèi)進行，其規(guī)格為寬1.2 m×長30 m，苗床采用懸臂轉(zhuǎn)動式全光自動噴霧裝置。扦插基質(zhì)的配比參照同一地區(qū)生根率較高的云杉屬北美藍云杉扦插基質(zhì)［10］，基質(zhì)配比為珍珠巖∶蛭石∶腐殖土∶草木灰，按照1∶1∶3∶1，裝入輕質(zhì)無紡布容器袋（規(guī)格：寬8 cm×長12 cm）作為扦插基質(zhì)，放入扦插池內(nèi)。為避免插穗在后期受到真菌、細菌等危害，影響生根及成活，插前必須對基質(zhì)滅菌。用0.5%高錳酸鉀溶液噴淋，用量為2 500～3 000 mL/m2，1 h后用清水沖洗待扦插。

1.3.2 試驗設(shè)計

試驗采用不同激素種類(A)、不同激素濃度(B)及不同浸泡時間3 個因素處理。A 因素激素種類設(shè)置3 個水平（A1 生根粉為IBA、A2 生根粉為ABT1和A3 生根粉ABT6），B 因素濃度設(shè)置3 個水平（B1為100 mg·L－1、B2為200 mg·L－1、B3為500 mg·L－1），C 因素處理時間設(shè)3 個水平(C1 為0.5 h、C2 為1 h和C3為2h)，以清水作為對照（CK）

按照3×3×3 三因素析因設(shè)計，共30 個處理，每個處理3 次重復(fù)，每個重復(fù)15 條插穗。

1.3.3 扦插及撫育管理

插穗采用激素浸泡處理后立即扦插，扦插深度≥6 cm，扦插后立即將插穗四周基質(zhì)用手按實并澆透水，使插穗與基質(zhì)充分接觸。完成扦插后噴透水1 次。每天8:00～17:00 每3 min 噴霧30 s。陰天適當延長間歇時間，雨天停噴，30～60 d 適當延長噴霧間歇時間，10 月中旬后停止噴霧。及時清除雜草，為防治病害，每隔15 d 用800 mg·kg-1多菌靈消毒1次。

1.3.4 調(diào)查內(nèi)容及統(tǒng)計方法

10月下旬調(diào)查歐洲云杉插穗生根率、生根數(shù)量和最長不定根長度。其中，生根率=生根株數(shù)/扦插株數(shù)×100%；生根數(shù)，每個個體生長的根系數(shù)量，取平均數(shù)；最長根長，每個個體的最長根長，取平均數(shù)。

統(tǒng)計分析采用Excel 和SPSS 19.0 統(tǒng)計分析軟件進行整理和方差分析，差異性檢驗主要采用Duncan檢驗和LSD多重檢驗。隸屬函數(shù)計算公式為:U(Xj)=(Xj－Xmin)/(Xmax－Xmin)，式中:Xj為指標測定值，Xmin，Xmax 為所有處理某一指標的最小值和最大值。各處理不同指標的隸屬值進行累加求其平均值，平均值越大育苗效果越好［11］。

2 結(jié)果與分析

2.1 各因素及其交互作用對歐洲云杉嫩枝插穗生根的影響

分析三種因素對歐洲云杉嫩枝扦插生根的影響（見表1）：三個因素中激素種類（A）影響最大，生根率、生根數(shù)和最長根長都達到極顯著水平（P＜0.01）；激素濃度（B）和浸泡時間（C）對扦插生根的影響較小，僅浸泡時間（C）對生根數(shù)有一定的影響（P＜0.05）；在雙因素交互作用中，激素種類×激素濃度的交互作用對插穗生根影響較大，生根率、生根數(shù)和最長根長均達到極顯著水平（P＜0.01）；激素種類×浸泡時間交互作用對生根率影響也較大，生根率和最長根長可達到極顯著水平（P＜0.01）；激素濃度×浸泡時間的交互作用較小，僅最長根長達到顯著水平（P＜0.05）；三個因素交互作用對生根率影響較大，生根率和最長根長均達到極顯著水平（P＜0.01）。對F 值進行分析表明，雙因素的交互作用主要來源于激素的種類，說明激素種類是影響歐洲云杉嫩枝插穗生根的主要因素。

表1 不同因素及其交互作用對歐洲云杉嫩枝扦插生根性狀影響的方差分析

2.2 不同激素、濃度和處理時間對歐洲云杉嫩枝插穗生根的影響由

表2可知，3種激素對歐洲云杉插穗生根效果明顯高于清水對照，其中ABT1 促進歐洲云杉插穗生根及根系生長效果最好，具體表現(xiàn)為ABT1＞ABT6＞IBA＞CK。ABT1 對插穗生根率、生根數(shù)和最長根長的影響差異達到極顯著水平（P＜0.01），ABT6 僅對插穗的生根率影響極顯著（P＜0.01），對根系生長效果（生根數(shù)、根長）的影響不顯著。IBA激素對插穗的影響較小，在根系指數(shù)生根率、生根數(shù)和最長根長方面都表現(xiàn)出明顯差異。

表2 激素種類、激素濃度及其浸泡時間對歐洲云杉插穗生根指標影響的LSD多重比較

濃度與浸泡時間對歐洲云杉生根率、生根和根系的生長影響較小，僅濃度對生根數(shù)有一定的影響（P＜0.05）。由此可見，激素種類是影響歐洲云杉扦插生根的主要影響因子，ABT1處理有利于歐洲云杉插穗的生根和根系的生長。

2.3 激素、濃度和處理時間組合對歐洲云杉嫩枝插穗生根效果評價

本試驗共設(shè)計30個處理，各處理組合插穗生根指標隸屬函數(shù)值及扦插育苗效果評價見表3。

表3 不同因素組合下歐洲云杉插穗生根指標的隸屬函數(shù)值及扦插育苗效果評價

平均隸屬函數(shù)值U（Xj）排名前5位的組合中，激素ABT1 占3 個，說明激素ABT1 的扦插育苗效果明顯優(yōu)于其他兩種激素，這也進一步表明ABT1 是歐洲云杉理想的扦插育苗激素。在各種因素的組合中，以100 mg·L-1的ABT1與浸泡0.5 h組合的U（Xj）最大，為0.593 7，生根率為組合中最高，為80%，對生根數(shù)和最長根長的生長促進效果明顯,排序前五項生根情況見表4。

表4 激素對歐洲云杉插穗生根的影響（U（Xj）排序前五項）

3 討論

3.1 各因素及交互作用對插穗生根的影響

有研究表明插穗扦插后能否生根，與內(nèi)在因素如采穗株的年齡、插穗的規(guī)格、枝條的發(fā)育狀況，以及外因扦插條件、扦插基質(zhì)和物理化學(xué)處理方法等因素密切相關(guān)［4］。通過大量的科學(xué)研究和實踐證明，采用一定濃度的細胞分裂素、生長素等外源激素刺激插條的切口可以明顯提高插穗的生根率，尤其是對部分難生根的樹種［12］。本研究中，激素種類、濃度和浸泡時間三因素中，激素種類對歐洲云杉嫩枝扦插生根的影響最顯著，表現(xiàn)在根系指標生根率、生根數(shù)和最長根長都達到極顯著水平（P＜0.01），激素濃度和浸泡時間對根系指標的影響較小，未達到顯著水平（P＞0.05），因此激素種類在三因素中占主導(dǎo)地位，可以認為激素種類是歐洲云杉嫩枝扦插根系發(fā)育的關(guān)鍵因子。這與北美藍云杉扦插育苗中激素種類對其扦插生根期主導(dǎo)作用的結(jié)論相一致［10］。竇全琴等研究紅葉石楠的扦插生根，也發(fā)現(xiàn)各因素對插穗生根率的作用順序從強到弱依次為激素種類、基質(zhì)種類、插穗類型和激素質(zhì)量濃度，激素的種類在影響插穗生根作用中占主導(dǎo)地位［13］。眾多研究表明不僅激素種類、濃度和處理時間單獨影響插穗產(chǎn)生愈傷組織和生根，且相互間有顯著的交互作用。本研究表明激素種類×激素濃度、激素種類×浸泡時間和激素種類×激素濃度×浸泡時間的互作對歐洲云杉插穗的生根率和最長根長起到顯著影響（P＜0.05），說明這些交互作用對插穗生根都有明顯的促進作用。這與唐古特白刺（Nitraria tangutorum）嫩枝扦插過程中激素種類×激素濃度交互作用顯著影響根系指標結(jié)論相一致［14］。

3.2 激素、濃度和處理時間對插穗生根的影響

目前，一般的扦插育苗外源激素種類包括IBA、NAA、IAA 和NAA。歐洲云杉扦插生根主要是愈傷組織生根型，在扦插30 d后產(chǎn)生愈傷組織，并在40 d達到高峰，適宜濃度的IBA和ABT處理，可以明顯促進愈傷組織生根，但高濃度NAA抑制其愈傷組織生根，因此,生產(chǎn)中不建議選用高濃度NAA 作為歐洲云杉扦插生根促進物質(zhì)［3］。本研究中，植物激素種類對插穗生根有顯著影響（P＜0.05），包括對其生根率、生根數(shù)和最長根長都有明顯促進作用。對插穗的生根率影響表現(xiàn)為ABT1＞ABT6＞IBA＞CK，在對生根數(shù)和最長根長的影響方面ABT1也明顯優(yōu)于其他激素。這與ABT1主要運用范圍為難生根植物扦插育苗，包括日本落葉松、沙棘等使用范圍一致，也與試驗結(jié)論ABT1激素在扦插生根方面優(yōu)于其他激素，結(jié)論一致［15］。本研究發(fā)現(xiàn)其他激素對歐洲扦插生根有一定的促進作用，但效果不明顯。

激素濃度和浸泡時間對歐洲云杉插穗生根有一定促進作用，500 mg·L-1濃度處理插穗的生根率略高于200 mg·L-1和100 mg·L-1，200 mg·L-1濃度處理插穗的生根數(shù)略高于其他濃度處理，100 mg·L-1濃度處理插穗的最長根長略高于其它濃度處理，但總體表現(xiàn)沒有明顯差異。從經(jīng)濟實用角度出發(fā)，100 mg·L-1或200 mg·L-1激素處理扦插育苗已經(jīng)可以滿足生產(chǎn)需要。浸泡時間同樣對歐洲云杉插穗生根有一定的促進作用，表現(xiàn)為1 h 浸泡處理較0.5 h 和2 h 處理插穗的生根率、生根數(shù)和最長根長略高，但總體沒有表現(xiàn)出明顯差異。因此，0.5 h 浸泡也可以滿足歐洲云杉扦插育苗生產(chǎn)需要。

3.3 探討激素、濃度和處理時間最佳組合

激素種類、濃度和處理時間差異對插穗生根的進程影響不同。適宜的外源生長調(diào)節(jié)劑可以促進插穗內(nèi)部NAA向生根部的運輸，改變IAA／ABA 比值，并能在愈傷形成期降低GA含量，使內(nèi)源激素之間達到一定平衡，進而提高插穗的細胞滲透壓、吸水性和酶活性，使插穗基部的薄壁細胞脫分化，產(chǎn)生愈傷組織，促進不定根的生成，還可促使養(yǎng)分向插穗基部運輸，形成養(yǎng)分吸收中心，從而縮短插穗生根時間、提高生根率、根系質(zhì)量及移栽成活率［16－17］。不同云杉屬植物在扦插繁育過程中表現(xiàn)出適宜的激素濃度和處理時間各不相同，青海云杉硬枝扦插試驗中100 mg·L-1的IBA、ABT1 處理插穗生根效果最好；川西云杉硬枝扦插研究中，以100 mg·L-1和500 mg·L-1ABT1 分別處理插穗基部3 h 和1 h 硬枝插穗生根的效果最佳；北美藍云杉嫩枝扦插以100 mg·L－1的IBA 與浸泡0.5 h 的組合，插穗生根效果最優(yōu)［18－19，10］。本研究激素種類、濃度和處理時間的組合進行隸屬函數(shù)評價，從生根率、生根數(shù)和最長根長指標綜合考慮，激素ABT1 的扦插育苗效果明顯優(yōu)于其它兩種激素，這也進一步表明ABT1是歐洲云杉理想的扦插育苗激素。在各種因素的組合中，綜合考慮生根率、生根數(shù)和最長根長指標以100 mg·L-1的ABT1 浸泡0.5 h 組合的效果最優(yōu)。

4 結(jié)論

一是激素種類對歐洲云杉扦插生根存在顯著的影響，具體表現(xiàn)為ABT1＞ABT6＞IBA＞CK，其中ABT1 生根率可達到60.44 %是清水對照（CK）的1.65倍。濃度和不同浸泡時間對歐洲云杉插穗生根影響較小。

二是激素種類×激素濃度、激素種類×浸泡時間和三因素交互作用顯著影響歐洲云杉插穗的生根率和最長根長；激素濃度×浸泡時間僅對最長根長有一定影響，互作效益較小。

三是100 mg·L-1的ABT1 與浸泡0.5 h 組合的生根率為80%，分根數(shù)和最長根長等指標表現(xiàn)極佳，為歐洲云杉扦插育苗最佳激素處理組合。