桃砧木GF677硬枝扦插繁殖技術的正交優(yōu)化研究

宋海巖，趙科，李靖，鄭健萍，崔曉龍，李景亞，陳棟*

（1.四川省農(nóng)業(yè)科學院園藝研究所，四川 成都 610066；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，四川 成都 610066；3.成都市龍泉驛區(qū)龍泉山森林公園和水蜜桃產(chǎn)業(yè)園管委會，四川 成都 610100）

0 引言

川中丘陵桃產(chǎn)區(qū)土壤多由石灰性紫色頁巖風化形成，這類土壤物理風化強烈，化學風化緩慢，始終停留在脫鈣階段，碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)高，一般為5%~10%，pH 7.5~8.5，極易引起桃樹黃化現(xiàn)象［1-2］，目前已成為制約該產(chǎn)區(qū)發(fā)展的一大難題。近年來，受冬干春旱、夏季暴雨以及長期的土壤養(yǎng)分消耗等因素影響，川中丘陵桃產(chǎn)區(qū)葉片黃化現(xiàn)象有愈演愈烈趨勢，部分桃園黃化植株比例高達90%，對桃產(chǎn)量和品質(zhì)影響較大，已成為當?shù)靥耶a(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要限制因子之一［3-4］。此外，四川桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史悠久，目前桃園老齡化問題日益突出，制約著四川省桃產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性健康發(fā)展。當前老桃園重茬再植主要采取深翻改土和增施有機肥措施，但改土成本高，種植傳統(tǒng)毛桃砧木重茬再植障礙依然明顯［5］。因此，生產(chǎn)中亟需抗重茬、抗缺鐵性黃化砧木解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸問題。

四川省農(nóng)業(yè)科學院園藝研究所于2003年從意大利引進抗重茬、抗缺鐵性黃化桃砧木GF677無性系（脫毒試管苗），經(jīng)組培快繁和多年多點田間試驗，發(fā)現(xiàn)該砧木在龍泉山脈等石灰性紫色土桃產(chǎn)區(qū)多年種植長勢良好［6-7］。選用抗性砧木GF677是解決四川省桃園老齡化問題日益突出、改土成本高和再植障礙明顯的有效途徑，但受限于西方技術壁壘，其無性快繁技術在我國尚未得到產(chǎn)業(yè)化應用。硬枝扦插是果樹無性繁殖常見技術，具有生根率高、育苗時間短、移栽成活率高等優(yōu)勢，結合綠枝扦插可實現(xiàn)果苗周年生產(chǎn)［8］。基質(zhì)是影響扦插繁殖效果的關鍵因素，顯著影響不定根的生長。楊帆等［9］以紅壤、椰糠和河沙為原料，研究其不同配比對西番蓮扦插育苗根系的影響時發(fā)現(xiàn)，紅土和椰糠的體積比為3∶7時扦插條的生根率最高，紅土和椰糠的體積比為5∶5時扦插條的根系最長，通過調(diào)控椰糠與紅土的比例可以調(diào)節(jié)西番蓮扦插苗的生根速度和根系質(zhì)量。吲哚丁酸（indole butyric acid，IBA）是木本植物扦插最常用的激素，適當濃度下可加快營養(yǎng)物質(zhì)代謝速度與強度，促進不定根的生長［10-11］。此外，插條粗度是決定扦插成活率和后期生長的關鍵因素。位杰等［12］研究表明，插條直徑達到2.0 cm以上時，扦插苗成活率達100%，且插條直徑越大，新梢生長越快。目前國內(nèi)外關于桃砧木GF677硬枝扦插的研究鮮有報道。本研究以桃砧木GF677一年生枝條為試材，通過設置扦插基質(zhì)、生根劑和插條粗度3因素3水平正交試驗，探索桃砧木GF677的高效硬枝扦插繁殖技術。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于四川省成都市錦江區(qū)四川省農(nóng)業(yè)科學院園藝研究所設施栽培區(qū)（30°37'2″ N，104°6'55' E），屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫16.2 ℃，年均降雨量896 mm。

1.2 試驗材料

供試材料為桃砧木品種GF677，取自國家西南特色園藝作物種質(zhì)資源圃（成都）；椰糠（無菌水洗椰糠），購自青島冉美商貿(mào)有限公司；珍珠巖、泥炭土、蛭石、IBA及生根粉（有效成分為2%吲丁·萘乙酸），均購自四川省蘭月科技有限公司。

1.3 試驗設計

1.3.1 三因素三水平正交試驗

根據(jù)前人研究結果［13-14］和本團隊前期李屬砧木硬質(zhì)扦插試驗結果［15］，本研究以不同的基質(zhì)及配比（簡稱扦插基質(zhì)）、不同的生根劑及質(zhì)量濃度（簡稱生根劑）、插條粗度為試驗因素，采用3因素3水平L9（33）進行正交試驗設計，各處理設置3次重復。因素水平如表1所示，正交試驗設計如表2所示。

表1 因素與水平

表2 正交試驗設計L9（33）

1.3.2 方法與處理

2022年2月7日在試驗地區(qū)域塑料大棚內(nèi)挖9個深0.2 m、寬1.2 m、長1.5 m的扦插槽，同一處理的3次重復之間以泡沫隔板隔開，底層沿Z字形鋪設電熱線（調(diào)節(jié)功率至250 W/m2），上覆3 cm河沙，最后以不同扦插基質(zhì)（已殺菌）填滿扦插槽，澆透水后覆0.1 mm外銀內(nèi)黑膜。扦插日期為2022年2月17日，插條為當日從國家西南特色園藝作物種質(zhì)資源圃選取的一年生、無明顯病蟲害枝條，保留3個以上有效芽并控制長度在10 cm左右，上部以傷口保護劑封口，下部為馬蹄形切口，試驗共設9個處理，每個處理插條數(shù)為90條，設置3次重復。所有生根劑蘸根時間均為30 s，扦插深度3 cm左右，株行距為10 cm×15 cm；扦插后沿扦插槽四周適當補水，隨后不再補水。扦插后45 d隨機抽查每個處理中30根插條，每根插條有一個根即為生根，統(tǒng)計生根的插條數(shù)量，計算生根率；同時將其余所有生根且展葉的插條帶土移栽至28 cm×28 cm營養(yǎng)缽（已補滿原扦插基質(zhì)）中，澆透水并放置于遮陽小拱棚內(nèi)，2022年4月10日統(tǒng)計新梢能夠正常生長的插條數(shù)量，計算成苗率。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2010和IBM SPSS Statistics 25.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

2 結果與分析

生根率和成苗率是評價扦插效果和繁殖效率的最直觀指標。由表3可知，3號（A1B3C3）處理組GF677的生根率和成苗率最高，分別達90.38%和40.38%。生根率和成苗率最低的是8號（A3B2C1）處理組，分別為1.25%和0.00%。

表3 不同處理組合扦插試驗結果

極差分析又稱直觀分析法，其R值能反映各因素對試驗結果的影響程度。由表4可知，不同因素對GF677扦插生根率影響效果的排序依次為C>B>A>D；各試驗水平的效果排序為A1>A3>A2；B3>B1>B2；C3>C2>C1，故提高GF677硬枝扦插生根率的最佳組合是A1B3C3（V椰糠∶V珍珠巖=1∶2.5，10 g/L生根粉，插條粗度為1.0~2.5 cm）。不同因素對GF677扦插后的成苗率影響效果的排序依次為A>B>C>D；各試驗水平的效果排序為A1>A3>A2；B3>B1>B2；C3>C2>C1，故提高成苗率的最佳組合也為A1B3C3。

表4 正交試驗結果極差分析

3 討論

扦插繁殖具有繁苗速度快、可大規(guī)模生產(chǎn)、管理方便等優(yōu)點，能保持母本優(yōu)良性狀，是林木種苗繁育常用技術，目前已廣泛應用于桃［13］、獼猴桃［16］、葡萄［17］等多年生果樹。但扦插成功的關鍵是誘導不定根形成［18］，且生根過程受諸多因素影響，除植物遺傳特性外［19］，溫度、濕度、扦插基質(zhì)［9］、生根劑［10］和插條粗度等也對生根率有不同程度的影響。本研究以桃砧木GF677一年生枝條為試材，通過設置扦插基質(zhì)、生根劑和插條粗度3因素3水平正交試驗，探索桃砧木GF677的高效硬枝扦插繁殖技術。

椰糠具有輕便透氣、養(yǎng)分含量高、價格低廉等特點，近年來廣泛用作植物育苗基質(zhì)。但不同作物和品種對椰糠的偏好不同，如滇牡丹嫩枝在椰糠和泥炭的體積為4∶6的基質(zhì)上扦插效果最佳［20］；秀雅杜鵑在珍珠巖、蛭石、泥炭土體積比為1∶1∶1的基質(zhì)中生根效果明顯提升［21］；刺柏在珍珠巖和椰糠等比例基質(zhì)中的生根率超過60%［22］。合理搭配育苗基質(zhì)有利于桃樹扦插生根，硬枝扦插生根率最高可達93.3%［23］。本試驗結果表明，當扦插基質(zhì)為椰糠和珍珠巖的體積比為1∶2.5時，GF677的生根率和成苗率達到最高值，分別為90.38%和40.38%，可滿足抗性砧木GF677的規(guī)模化繁殖與應用。

扦插時施用外源生根劑可以促進枝條內(nèi)源生長素含量的變化，進一步促進不定根的形成［24］。吲哚乙酸（indole-3-acetic acid，IAA）、吲哚丁酸（indole butyric acid，IBA）、萘乙酸（naphthalene acetic acid，NAA）、生根粉是常用的植物扦插生根劑。其中，IBA被認為是最佳的扦插生根劑，已被廣泛應用于誘導難生根植物生根，其生根效果優(yōu)于IAA和NAA［11］。卯吉華等［25］的研究發(fā)現(xiàn)，萘乙酸和吲哚丁酸質(zhì)量比為1∶1混合處理蒜頭果插條的生根效果最好，而單獨使用萘乙酸處理插條的生根效果最差。本試驗結果表明，以質(zhì)量濃度為10 g/L生根粉（2%吲丁·萘乙酸）處理GF677插條時，其生根率和成苗率高于用1 000 mg/L和2 000 mg/L IBA時，這與卯吉華等人的研究結果相似。

硬枝扦插所采用的插條通常為一年生或多年生枝條，插條粗度對扦插繁殖的生根率、根系發(fā)育和成苗率有顯著的影響，如木蘭科植物選取基部直徑為0.4~0.8 cm的插條生根效果最好［26］；吳淑平等［27］研究發(fā)現(xiàn)茶樹粗穗的扦插成活率、最長根系、一級側(cè)根數(shù)較細穗分別增加18.2%、7.1 cm和3.5條。生產(chǎn)中常用的核果類果樹插條粗度為0.3~2.5 cm，本研究結果表明，在該插條粗度范圍內(nèi)，隨著插條粗度的增加，GF677的扦插生根率和成苗率呈上升趨勢，尤其是當插條粗度為1.0~ 2.5 cm時，扦插效果最好。此外，GF677為扁桃和山桃的雜交種，生長勢極強，冬季所采一年生枝條基部直徑可達2.5 cm，以此為插條具有生根率高、育苗周期短等優(yōu)勢。

4 結束語

GF677是解決桃葉片黃化和再植障礙問題的專用砧木，也是桃產(chǎn)業(yè)向山地、丘區(qū)轉(zhuǎn)移的首選砧木。為探索GF677高效硬枝扦插繁殖技術，本研究以其一年生枝條為試材，設置扦插基質(zhì)、生根劑和插條粗度3因素3水平正交試驗，結果表明，在扦插基質(zhì)為椰糠和珍珠巖的體積比為1∶2.5，10 g/L生根粉蘸根，插條粗度為1.0~2.5 cm時，GF677的生根率和成苗率均最高，分別達到90.38%和40.38%。本研究結果優(yōu)化了桃砧木GF677硬枝扦插繁殖技術，為桃抗性專用砧木的推廣和應用提供了研究基礎。