全 文 :第31卷 第11期 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Vol.31 No.11
2011年11月 Journal of Central South University of Forestry &Technology Nov.2011
秦岭冷杉嫩枝扦插育苗技术研究
杨开宝1,孙宝胜1,孙延芳2,倪 玲1,吕青青1
(1.西北农林科技大学 资源与环境学院 ,陕西 杨凌712100;2.辽宁工程技术大学 理学院,辽宁 阜新123000)
摘 要: 通过室内外试验相结合的方法,开展了秦岭冷杉嫩枝扦插的实验研究,旨在寻求适宜的试剂,并确定最
佳使用质量浓度,提高秦岭冷杉嫩枝扦插的生根率。结果表明:不同质量浓度的 ABT 1号生根粉和吲哚乙酸
(IAA)溶液浸泡插条均可显著提高插条的愈伤率,其中质量浓度为150mg/L的ABT 1号生根粉溶液处理的枝条
愈伤率最高。正交实验结果表明,秦岭冷杉嫩枝扦插最佳措施为:扦插基质采用珍珠岩,枝条类型为嫩枝带2年生
枝梗,用质量浓度为150mg/L的ABT 1号生根粉浸泡3h,可以明显促进枝条下端愈伤组织的形成。
关键词: 秦岭冷杉;嫩枝扦插;育苗;生根粉
中图分类号: S791.149 文献标志码: A 文章编号: 1673-923X(2011)11-0075-004
Shoots cutting technology of Abies chensiensis
YANG Kai-bao1,SUN Bao-sheng1,SUN Yan-fang2,NI Ling1,LU Qing-qing1
(1.Colege of Resources and Environment,Northwest A &F University,Yangling 712100,Shaanxi,China;
2.Colege of Science,Liaoning Technical University,Fuxin 123000,Liaoning,China)
Abstract:An experimental study on softwood cutting of Qinling fir was carried out by the combination method of la-
boratory and field test.First of al,the softwood was soaked with different types and concentrations of biological a-
gents and chemical reagents,in order to seek appropriate reagents,determine the best use of concentration,stimu-
late the rooting of softwood and improve rooting rate of softwood cuttings of Qinling fir.A cutting experiment in
seedbed which is different types and matrix of softwood branches in the outdoors was done.The experimental re-
sults indicate that soaking branches with different concentratations of ABT1and IAA could improve the calus rate
of cutting branches significantly,of which,the calus rate of branches treated by solution of 150mg/L ABT 1was
the highest.The results of orthogonal test show that the best measure of softwood cutting of Qinling fir was:using
perlite as matrix,softwood branches with old branche soaked by solution of 150mg/L ABT1for 3hours.The
method can promote formation of calus significantly.
Key words:Abies chensiensis;shoots cutting;grow seedings;ABT
扦插育苗是高等植物保持母体优良性状进行
无性繁殖的基本手段。它具有方法简单、繁殖速度
快、不受季节影响、成苗速度快、根系发达等优点;
与嫁接育苗相比,不存在砧木影响接穗的问题,可以
比较一致地保持母体的遗传特性。它的理论依据
是植物细胞的全能性和不定根的发生机理,这对于
高等植物而言,就能完全保留他们遗传上的任何一
个潜在能力,特别是对濒危植物的抢救与保存具有
十分重要的意义。然而,不是所有的植物都能采取
扦插技术进行繁殖。对于一些较难生根的植物,其
生根的环境条件却十分苛刻和微妙,需要经过大量
实验来揭示其生根规律。
秦岭冷杉Abies chensiensis属国家二级重点保
护野生植物,为中国特有珍稀渐危植物种[1]。由于
收稿日期:2011-05-10
基金项目:国家林业公益性行业科研专项项目 “秦岭地区濒危、特异种质资源抢救保存与开发利用研究”(200704009)
作者简介:杨开宝(1964-),男,陕西横山人,副教授,博士,主要从事水土保持与生态建设研究工作;E-mail:yangkaibao@tom.com
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2011.11.030
其自然更新能力差,加之长期的过度采伐利用,目
前秦岭冷杉仅岛屿化分布于我国甘肃、陕西、河南、
四川、湖北亚热带与暖温带过渡的中高山地带,海
拔1 500~2 100m,多为散生,很少见到纯林[2]。有
研究表明,在天然林散落条件下,种子库的萌发率
仅为6.1%,霉坏、搬迁率达93.9%[3];在实验室条
件下,水选后种子的饱满度可达38.6%,经赤霉素
处理后其最大发芽率可达35%以上[4]。表明依靠
种子繁殖扩大其种群数量效果甚小。国内外关于
树木嫩枝扦插繁殖技术的研究很多[5-13],但冷杉属
树木扦插繁殖技术的研究却很少,秦岭冷杉更少。
本研究选取影响针叶树扦插生根的几种主要化学
物质在实验室进行对比试验,在此基础上,在相似
生境条件下开展室外苗床扦插试验研究,旨在探讨
可否通过扦插技术扩大秦岭冷杉种群数量,为濒危
物种保护提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 插条采集与要求
分别于4月下旬和6月下旬新梢开始生长和
夏梢高生长停止时,从生长健壮的3~5年生幼树
上采集1年生嫩枝或2年生半木质化的粗壮枝条
作种条,采集时间在早晨或傍晚进行。采集部位选
取树冠中上部。当年生枝条长度10cm,2年生枝
条在当年枝条下端保留5cm硬梗即可。
1.2 插条预处理
插条采集后先用0.05%的高锰酸钾溶液浸泡
插穗下端10min以进行消毒处理,再将插穗下端在
30~35℃的温水中浸泡1h,每个处理30枝,分为
3组,备用。
1.3 实验因素及水平的确定
此项研究充分考虑扦插基质、生长环境、枝条
年龄和不同试剂处理对插条成活的影响,开展了室
内外2项实验,实验因素及水平分别如下:
(1)室内实验:不同化学处理对秦岭冷杉插条
生根影响的实验。
此项实验采取对比实验方案进行室内试验,扦
插基质为蛭石和细河沙混合,插条年龄为当年生嫩
枝,实验装置为恒温、恒湿生化培养箱。实验处理
方法如下。
A:生根粉1号(ABT 1)溶液浸泡2h。市售常
规育苗用1号生根粉。选取3个质量浓度水平,分
别为50、100和150mg/L。
B:生长素吲哚乙酸(IAA)溶液浸泡2h。选取
3个质量浓度水平,为100、200和300mg/L。
C:高锰酸钾(K2MnO4)溶液浸泡2h。选取3
个浓度水平,为0.05%、0.10%和0.30%。
D:蔗糖溶液浸泡2h。选取3个浓度水平,分
别为1%、2%和5%。
E:清水浸泡2h。此处理作为对照。
上述处理完成后,将处理后的插条分别插入装
满事先制备好基质的塑料花盆内,每盆10枝,每个
处理3盆,共计45盆,每15个不同处理放置在培养
箱内同一层架板上,代表一个重复实验,放进恒温、
恒湿生化培养箱内,开始观测成活情况。考虑到秦
岭冷杉母树原生地环境,培养箱开始温度设置为20
℃,湿度控制在80%,一周后温度控制在18℃,湿
度调整为75%。
(2)苗床试验:不同生根粉质量浓度和基质对
秦岭冷杉插条生根影响的实验。
选取ABT 1号生根粉作为刺激生根的主要化
学物质,同时考虑插条类型、扦插基质和浸泡时间4
个因素,采用4因素3水平正交实验方案进行室外
试验,实验设施为全光旋转喷雾苗床。插条预处理
同室内实验,每个处理为60枝,30枝为一组。正交
实验因素水平(见表1)及处理方法为:
表1 正交试验因素水平
Table 1 Orthogonal factors and levels
水平
因素
枝条类型
(A)
基质
(B)
生根粉浓度(C)
ABT/(mg·L-1)
浸泡时间
(D)/h
实验条件
(L)
1 嫩枝 河沙 50 0.5
2 老枝 泥炭土 100 1.0 旋转喷雾苗床
3 珍珠岩 150 3.0
A:枝条类型。选取当年生枝条(简称嫩枝)和
当年生嫩枝带5cm长2年生枝梗(简称老枝)2种
类型的枝条。
B:扦插基质。选取河沙、珍珠岩和泥炭土3种
基质。
C:生根粉溶液质量浓度。分别用50、100、300
mg/L 3种质量浓度的ABT 1号生根粉溶液浸泡插
67 杨开宝,等:秦岭冷杉嫩枝扦插育苗技术研究 第11期
条。
D:浸泡时间。分别选取0.5、1和3h共3个
浸泡时间。
在不考虑交互作用的情况下,为了减少实验次
数,本实验采用等水平正交表L9(34)进行试验设
计,由于A因素只有2个水平,而且其中第2个水
平将作为重点考察的对象,所以对A因素进行了拟
水平处理。
2 结果与分析
2.1 不同化学处理对嫩枝生根的影响
室内试验结果表明,秦岭冷杉嫩枝极其难生
根。经过50d的培养观察,大部分枝条叶片变黄并
开始脱落,此时将所有插条拔出冲洗干净后,观察
其生根情况,结果发现所有枝条都没有生根,只有
少部分枝条产生愈伤组织,因此以不同处理产生愈
伤组织的插条数占同处理插条总数的百分比(简称
愈伤率)为考察指标进行分析,实验结果见表2。实
验结果总体来讲,4种试剂处理对促进秦岭冷杉嫩
枝生根都有作用,但效果不明显,平均愈伤率仅为
9.4%。和对照相比,以 ABT 1号生根粉处理的效
果最为明显,最大生根率为 27%,平均生根率
22%;其次为生长素吲哚乙酸,其最大生根率为
20%,平均生根率为12%;与前两者相比,高锰酸钾
和蔗糖溶液的作用都不明显,和对照清水处理结果
接近。实验结果充分说明生根粉浸泡是促进秦岭
冷杉嫩枝生根的最佳处理方法,但其作用机理尚需
进一步研究。采用不同化学试剂处理插条的目的
是刺激受伤的细胞产生愈伤组织或者促进根原始
体尽快发育,大量实验研究[5-8]表明,生根粉是一种
很好的促进生根剂,特别是ABT 1号生根粉对于一
些较难生根的针叶树更有效果;吲哚乙酸作为生长
激素用于插枝处理,其主要作用是诱导不定根的产
生[9-11];高锰酸钾是一种强氧化剂,主要作用是消
毒和防腐;蔗糖溶液是一种营养液,主要目的是给
插穗提供前期营养物质。实验结果表明,秦岭冷杉
嫩枝难于生根的主要限制因子是根原始体的深度
休眠,是细胞内部的原因,单纯依靠外部提供营养
很难让受伤的细胞复原,采用激素浸泡的方法可以
打破其休眠,刺激根原始体尽快萌动,产生愈伤组
织和不定根。
表2 不同化学处理室内实验结果
Table 2 Results of laboratory test with different chemi-
cal treatments
试剂 项目
浓度水平
1 2 3
平均
生根粉
ABT
浓度/(mg·L-1) 50 100 150
愈伤率/% 16.7 23.3 26.7 22.23
吲哚乙酸
IAA
浓度/(mg·L-1) 100 200 300
愈伤率/% 3.3 13.3 20 12.2
高锰酸钾
K2MnO4
浓度/% 0.05 0.1 0.3
愈伤率/% 3.3 3.3 0 2.2
蔗糖
浓度/% 1 2 5
愈伤率/% 3.3 0 0 1.1
清水
浓度/% 0 0 0
愈伤率/% 0 0.3 0 1.1
2.2 影响嫩枝生根的因素
为了进一步寻求提高秦岭冷杉嫩枝扦插成活
率的措施,在不同化学试剂作用效果实验室研究的
基础上,以ABT生根粉为主要试剂,同时考虑插条
年龄、扦插基质和浸泡时间4个因素,开展了室外
苗床扦插正规试验,经过近4个月的观察,绝大部
分插条叶片掉落殆尽或者变黄,部分干枯,在10月
底土壤封冻前进行了破坏性调查。调查发现,全部
试验中只有4个枝条生根,根系最多为4条,最少
为1条;保持绿色的枝条其下端都有愈伤组织凸
起,其余枝条下端均出现霉变、腐烂和干枯等症状。
成活率的考察指标为愈伤率(即枝条下端形成愈伤
组织的插条数占总插条数的百分比)。
通过极差分析法对实验结果进行分析,结果
(见表3,图1)表明,影响秦岭冷杉嫩枝生根的4个
因素当中,不同因素水平作用效果不同,影响最大
的因素是生根粉浸泡,优先次序为生根粉浸泡>扦
插基质>枝条类型>浸泡时间;愈伤率最高的处理
是9号试验,愈伤率为30.3%,苗床试验平均愈伤
率为13.6%,虽然高于实验室结果,但还是很低。
不同因素中,枝条类型带梗嫩枝好于1年生枝条,
基质以珍珠岩最好,生根粉质量浓度以100mg/L
最好,浸泡时间3h比较好,但3种时间差异不明
显。因此,秦岭冷杉嫩枝扦插愈伤率最高的因素水
平优选组合为:C2B3A2D3,即,带梗嫩枝+珍珠岩基
质+100mg/L ABT 1号生根粉浸泡3h。
77第31卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
表3 实验方案及结果
Table 3 Experimental schemes and results
实验号
因素
A B C D
愈伤率
/%
备注
1 1 1 1 1 10.0
2 1 2 2 2 4.2 部分枝条腐烂
3 1 3 3 3 3.3
4 2 1 2 3 25.0
5 2 2 3 1 0.0 全部干枯
6 2 3 1 2 28.3
7 3(2’) 1 3 2 8.3
8 3(2’) 2 1 3 13.3
9 3(2’) 3 2 1 30.3 其中4枝生根
K1j 17.5 43.3 51.6 40.3
K2j 105.2 17.5 59.5 40.8
K3j 61.9 11.6 41.6
k1j 5.83 14.43 17.20 13.43
k2j 17.53 7.23 19.83 13.60
k3j 20.63 3.87 13.87
R’ 11.70 13.40 15.97 0.44
优水平 A2 B3 C2 D3
优组合 C2B3A2D3
主次序 C<B<A<D
图1 因素与指标趋势
Fig.1 Tendency histogram of factors and index
3 结论及建议
嫩枝扦插生根是一个非常复杂的物化过程,因
嫩枝中生长素含量高,组织幼嫩,顶端分生组织活
跃,顶芽和叶子有合成生长素与生根素的作用,可
促进产生愈伤组织和生根,容易成活。所以,此项
技术近年被生产上广泛应用于一些比较容易生根
的树木进行无性繁殖。但对于较难扦插生根的冷
杉属特别是秦岭冷杉,嫩枝扦插尚无人研究,其生
根机理及条件需要开展进一步实验证明。生根粉
和赤霉素等生物激素对刺激秦岭冷杉嫩枝生根都
有明显的作用,但其生根部位和机理需要进一步探
索,与其它针叶树嫩枝扦插相比,总体生根率很低。
证明了秦岭冷杉属于难生根树种,这也许是秦岭冷
杉自然种群数量日益减少的内在因素。
影响嫩枝扦插生根的因素很多,除了枝条本身
的原因外,扦插基质、激素刺激时间等都可显著影
响其生根率。秦岭冷杉嫩枝扦插以带2年生老枝
枝条最好,扦插基质采用珍珠岩可以保证生根过程
中枝条不腐烂,采用质量浓度为150mg/L的ABT
1号生根粉浸泡3h,可以明显促进枝条下端愈伤组
织的形成。也许给予其更合适的生境这些愈伤组
织就能生根,但需要后续继续观察。
对于濒危植物秦岭冷杉而言,嫩枝扦插不仅是
扩大其种群数量、阻止濒危的人为调控手段,也是
保证其种群和基因纯度的重要措施,因此,有必要
继续开展此项研究,从其生根机理、生根部位以及
最佳扦插条件等方面开展进一步的实验研究,对于
保护物种和基因多样性都具有重要意义。
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[本文编校:谢荣秀]
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