全 文 :西北林学院学报 2011,26(6):80~84
Journal of Northwest Forestry University
不同生长调节剂对欧洲云杉插穗生根的影响
收稿日期:2010-12-28 修回日期:2011-03-09
基金项目:农业科技成果转化资金项目“欧洲云杉无性扩繁技术体系应用与示范(2010GB24320611);甘肃省科技支撑计划项目“云杉属
种质资源收集与优良适生种的选择”(090NKCE061)
作者简介:马建伟,男,正高级工程师,从事林木遗传育种研究。
*通讯作者:王军辉,男,研究员,主要从事林木遗传育种研究工作。E-mail:wangjh@caf.ac.cn。
马建伟1,安三平1,王丽芳1,王美琴1,张宋智1,杨 炜1,王军辉2*
(1.甘肃小陇山林业科学研究所,甘肃 天水741002;2.中国林业科学研究院 林业研究所 国家林业局林木培育重点实验室,北京100091)
摘 要:采用全光照自动间歇喷雾扦插繁殖和轻基质网袋容器方法对影响欧洲云杉插穗生根的激
素种类、浓度、处理时间进行了研究,结果表明:影响欧洲云杉生根的主导因素为激素种类,其次为
处理时间,激素处理效果为IBA>蒸馏水>ABT>NAA,浓度为200mg·L-1的IBA处理2h是
插穗生根的最佳组合;IBA不同浓度不同时间各处理间的生根率和根系效果指数存在差异,浓度
150mg·L-1处理1h和浓度100mg·L-1处理2h的生根率分别为93.3%和96.7%,且根系质
量较高;用IBA和S-3307处理与IBA和蔗糖处理的生根性状差异均不显著。
关键词:欧洲云杉;扦插;激素;浓度;时间
中图分类号:S791.189.05 文献标志码:A 文章编号:1001-7461(2011)06-0080-05
Effects of Different Growth Regulators on Cutting and Rooting Abilities of Piceaabies
MA Jian-wei 1,AN San-ping1,WANG Li-fang1,WANG Mei-qin1,
ZHANG Song-zhi 1,YANG Wei 1,WANG Jun-hui 2
(1.Research Institute of Forestry of Xiaolongshan,Tianshui,Gansu741002,China;
2.Research Institute of Forestry,Chinese Academy of Forestry,Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation,
State Forestry Administration,Beijing100091,China)
Abstract:Effects of different growth regulators,their concentrations and time durations of treatment on
rooting ability of Picea abies cuttings were investigated.The results showed that the dominant factors that
affected the rooting ability of P.abies cuttings were types of hormones,then time duration of treatment.
The promotion effects on rooting for different reagent tested were in the order of IBA>distiled water>
ABT>NAA.The optimal combination for rooting was that cuttings were treated by 200mg·L-1 IBA for
2h.Differences in rooting rate and root effective index were found among different concentrations of IBA
and time duration of treatment.The rooting rates were as high as 93.3%and 96.7%respectively after the
cuttings were treated by 150mg·L-1 IBA for 1hand 100mg·L-1 IBA for 2h,and the quality of roots
were also high.There were no significant differences in rooting characteristics when the cuttings were
treated by IBA and S-3307or by IBA adn sugar.
Key words:Picea abies;cutting;growth regulator;concentration;time
欧洲云杉(Picea abies)广泛分布于欧洲中部和
北部海拔2 000m以下、年降水量500~1 000mm
的地区。20世纪80年代开始,在中国林科院的组
织下,先后从欧洲8个国家引进了欧洲云杉种子,在
我国温带不同生态区域的20个试验点开展了多点
对比试验,结果表明,欧洲云杉喜凉爽湿润气候,同
时耐旱性强,对气温和土壤的适应范围广,在我国扩
大引种潜力很大,而且既可作速生用材林培育,又是
城市绿化的优良树种,是目前国外云杉中在国内适
生区表现最好的树种[1]。小陇山林区引种欧洲云杉
始于1983年,现在欧洲云杉在小陇山林区能够正常
生长和开花结实,长势良好。由于云杉实生苗苗期
生长缓慢,培育周期5~7a,难以满足造林苗木的需
求,同时由于是外来树种,国内不具备种子生产能
力,而进口种子又受到价格、数量等诸多因素的影
响,难以满足需求,因此,突破欧洲云杉无性繁殖的
技术,成为打破发展这一优良速生树种的瓶颈,而
且实生种子园由建园到生产种子需时极长,致使欧
洲云杉良种苗供不应求,不能满足造林需求。
随着科学技术的发展,扦插繁殖作为一种最典
型、简便和经济实用的无性繁殖技术,在云杉无性
系林业研究中受到广泛重视。许多研究证明,扦插
苗的前期生长速度明显高于实生苗。国内外在云杉
无性繁殖方面开展了大量的试验研究[2-4],特别是欧
洲、北美等许多国家在白云杉、蓝云杉、黑云杉、欧洲
云杉等树种上取得了较大进展。据 Bentzer的资
料,世界上每年生产欧洲云杉扦插苗10 300万株,
黑云杉扦插苗410万株,西加云杉扦插苗380万株。
近年来,我国对不同激素及其浓度和处理时间在欧
洲云杉、红皮云杉、青海云杉、粗枝云杉扦插繁殖过
程中的作用也做了一些研究,但尚不够系统深入。
为更有效地促进欧洲云杉插穗生根,探讨IBA、
ABT、NAA不同浓度和不同处理时间对插条生根
的影响,同时较系统地研究IBA不同浓度和时间以
及IBA和S-3307、蔗糖的混合液对欧洲云杉插穗生
根能力的影响,旨在确定激素种类、浓度和处理时间
的最佳组合,以提高欧洲云杉的扦插生根质量,为云
杉无性系林业的发展开拓道路。
1 材料与方法
1.1 试验地自然概况
试验地设在小陇山林业科学研究所所部苗圃,
海拔1 160m。年降水量600~800mm,年蒸发量
1 290.0mm,年平均气温 10.7℃,≥10℃ 积温
3 359.0℃,夏季日最高光照强度2 500μmol·m
-2
·s-1。
1.2 插穗来源、基质和扦插条件
轻基质网袋育苗容器是一类新式的育苗容器,
具有透气、透水和根系自由穿透的良好特性。扦插
基质采用炭化稻壳∶泥炭土=1∶1,以欧洲云杉5
~6a生母树中部的侧枝为试验材料。各处理每组
插穗30个,3次重复。采用全光照自动喷雾插床和
轻基质网袋容器育苗设备。
1.3 试验设计
1.3.1 不同激素、浓度、时间试验 采用L16(45)正
交试验的方法,将激素种类(A)、激素浓度(B)和处
理时间(C)作为影响生根的3个因素,并分别在每
个因素下设计4水平(表1)。
1.3.2 IBA不同浓度试验 IBA浓度分别为50、
100、150、200、300、500mg·L-1,处理1h;用浓度
800、1 000mg·L-1浸泡3~5min。以蒸馏水处理
作为对照(CK)。
1.3.3 IBA不同处理时间试验 IBA浓度100mg
·L-1,处理时间分别为3min、30min、1h、2h、
5h,并用蒸馏水处理作为对照(CK)。
1.3.4 IBA和S-3307不同浓度混合液试验 IBA
浓度选用100、150、200mg·L-1,S-3307浓度选用
100、150、200mg·L-1,完全随机制成混合处理液。
插穗处理时间为1h,以蒸馏水处理作为对照(CK)。
1.3.5 IBA和蔗糖不同浓度混合液试验 IBA浓
度选用50、100、150、200mg·L-1,同时分别配入
1%和2%的蔗糖,制成混合处理液,插穗处理1h,
以蒸馏水处理作为对照(CK)。
1.4 观测指标与统计方法
在扦插后100d,调查60个插穗的生根率、生根
数量、根系长度。对生根率进行反正弦平方根转换,
用EXCEL和DPS V3.01数据处理系统进行方差
分析,用LSD法进行多重比较。
各类插穗生根性状评价采用根系效果指数,根
据朱湘渝[5]的方法计算根系效果指数:根系效果指
数=平均根长×根系数量/扦插穗条总数。
2 结果与分析
2.1 不同处理对欧洲云杉插穗生根的影响
16种处理对欧洲云杉插穗生根率的影响差异
很大(表1)。图1表明,激素种类的极差最大(R=
26.34),其次为激素处理时间。表明激素种类对欧
洲云杉插穗生根率起主导作用。从各因素的不同水
平来看,激素种类以IBA最佳,激素浓度与时间的
不同水平间差异较小。
图1 因素间各水平和生根率的关系
Fig.1 The relation between every level of
factors and rooting rate
通过对其他生根性状进行极差分析,生根条数
的最佳组合为 A2B1C1,平均根长的最佳组合为
18第6期 马建伟 等 不同生长调节剂对欧洲云杉插穗生根的影响
A4B3C3,单株总根长的最佳组合为A2B1C4,但生根
条数、平均根长、单株总根长的各因素各水平间的极
差不大。因此,在欧洲云杉扦插时,激素种类是影响
生根的主导因素,IBA是处理插穗的理想激素。
表1 正交试验设计及插穗生根率
Table 1 Orthogonal experiment design and basic analysis
of rooting rate of the cuttings of P.abies
处理
影响因素
激素种类
(A)
处理浓度(B)
/(mg·L-1)
处理时间(C)
/h
生根率/%
(反正弦
转换)
1 CK(蒸馏水) ~ 0.5 72.78
2 CK(蒸馏水) ~ 1.0 81.93
3 CK(蒸馏水) ~ 1.5 74.36
4 CK(蒸馏水) ~ 2.0 77.84
5 IBA 100 1.0 74.36
6 IBA 150 0.5 84.37
7 IBA 200 2.0 87.25
8 IBA 300 1.5 79.78
9 NAA 100 1.5 62.33
10 NAA 150 2.0 45.88
11 NAA 200 0.5 60.11
12 NAA 300 1.0 52.10
13 ABT 100 2.0 81.93
14 ABT 150 1.5 68.49
15 ABT 200 1.0 69.86
16 ABT 300 0.5 69.86
K1 306.91 291.40 287.12
K2 325.76 280.67 278.25
K3 220.42 291.58 284.96
K4 290.14 279.58 292.90
X1 76.73 72.85 71.78
X2 81.44 70.17 69.56
X3 55.11 72.90 71.24
X4 72.54 69.90 73.23
极差(R) 26.34 2.73 3.66
A>C>B
A2B3C4
2.2 IBA不同浓度处理对欧洲云杉生根的影响
表2表明,基质间生根率、生根数量差异达极显
著水平,平均根长和根系效果指数差异不显著。
由表2、表3可知,IBA不同浓度各处理间与对
照的生根率差异不显著,生根条数和根系效果指数
之间存在极显著差异,平均根长差异显著,浓度50
~200mg·L-1时,随着浓度的升高,生根率增大,
浓度大于200mg·L-1处理的生根率较低。经多重
比较,浓度 200、150 mg·L-1的生根率分别为
95%、93.3%,都显著优于CK(83.3%),且其根系
质量也优于 CK 和浓度300~1 000mg·L-1的
处理。
2.3 IBA不同处理时间对欧洲云杉生根的影响
IBA不同时间处理与对照的生根率、生根条数
间的差异不显著,平均根长和根系效果指数存在极
显著差异(表2)。经多重比较,浓度100mg·L-1
的IBA处理3、30min、1、2h的生根率显著优于处
理5h和CK,它们的生根率都达到90%以上,而处
理5h的仅为80.00%,CK 为83.33%。且浓度
100mg·L-1的IBA处理2h的生根质量显著优于
其他处理(表3),因此,浓度100mg·L-1的IBA处
理2h的生根率和生根性状最优。
2.4 IBA和S-3307不同浓度的混合液对欧洲云杉
生根的影响
对欧洲云杉插穗同时用IBA和S-3307处理1
h,不同浓度处理与CK之间的生根性状差异均不显
著(表3)。200mg·L-1IBA+150mg·L-1S-3307
处理1h的生根率最高,达到98.33%,200mg·
L-1IBA+100mg·L-1S-3307处理1h的生根率次
之,为95.00%,CK 的生根率仅为83.33%。浓度
100mg·L-1IBA+150mg·L-1 S-3307处理1h
的生根率为90.0%,生根条数、平均根长、根系效果
指数显著优于其他处理。因此,选用浓度200mg·
L-1IBA+150mg·L-1S-3307、200mg·L-1IBA+
100mg·L-1S-3307或100mg·L-1IBA+150mg
·L-1S-3307的混合激素对欧洲云杉生根有明显的
促进作用。
2.5 IBA和蔗糖不同浓度的混合液对欧洲云杉生
根的影响
由表2可以看出,各生根性状与CK的差异不
显著。经多重比较(表3),浓度200mg·L-1IBA+
1%蔗糖和50mg·L-1IBA+2%蔗糖的生根率都
达到91.67%,而CK的生根率仅为83.33%。因
此,选用200mg·L-1IBA+1%蔗糖和50mg·
L-1IBA+2%蔗糖的混合处理对欧洲云杉的生根有
明显促进作用。
表2 欧洲云杉扦插生根性状的方差分析①
Table 2 Analysis of variance of P.abies rooting characteristics by cutting
试验处理
生根率
F P
生根数量
F P
平均根长
F P
根系效果指数
F P
IBA不同浓度 1.732 0.158 4 4.504** 0.003 8 2.751* 0.035 5 3.120* 0.021 4
IBA不同时间 1.600 0.233 6 2.835 0.064 6 12.470** 0.000 2 13.104** 0.000 2
IBA+S-3307 1.994 0.095 3 1.448 0.233 8 0.913 0.533 2 1.188 0.354 1
IBA+蔗糖 1.008 0.463 8 0.527 0.821 2 1.928 0.117 8 0.776 0.628 5
①*表示在p<0.05水平上差异显著,**表示在p<0.01水平上差异显著。
28 西北林学院学报 26卷
表3 各外源激素处理对欧洲云杉插穗生根的影响①
Table 3 The effect of each exogenous hormone treatments on P.abies cutting rooting
处理
生长调节剂 浓度/(mg·L-1) 时间
生根率/% 生根数量/条 平均根长/cm 根系效果指数
IBA
50 1h 78.30abc 10.44bcd 1.46cd 0.76cd
100 1h 91.67ab 8.94cd 1.26d 0.56d
150 1h 93.30ab 13.67a 2.00a 1.37a
200 1h 95.00a 11.02bc 1.87abc 1.03abc
300 1h 78.30bc 10.60bcd 1.65abcd 0.87bcd
500 1h 71.70c 12.46cd 1.98ab 1.23ab
800 3~5min 80.00abc 10.13bcd 1.49bcd 0.76cd
1 000 3~5min 85.00abc 8.45d 1.80abc 0.76cd
CK 1h 83.33abc 8.44d 2.07a 0.87bcd
IBA 100
3min 98.30a 11.39a 2.24b 1.28b
30min 90.00ab 9.99abc 2.41b 1.21bc
1h 91.67ab 8.94bc 1.26c 0.56d
2h 96.70ab 10.93ab 3.07a 1.68a
5h 80.00b 10.24abc 1.98b 1.02bc
CK 1h 83.33ab 8.44c 2.07b 0.87cd
IBA+S-3307
100+100 1h 91.67bc 10.81ab 2.07ab 1.12ab
100+150 1h 90.00bc 11.59a 3.12a 1.81a
100+200 1h 83.33c 10.28ab 1.87b 0.96b
150+100 1h 90.00bc 11.85a 1.95ab 1.15ab
150+150 1h 90.00bc 10.73ab 2.07ab 1.11ab
150+200 1h 93.33abc 11.56a 1.96ab 1.13ab
200+100 1h 95.00ab 11.63a 1.81b 1.05b
200+150 1h 98.33a 9.33ab 1.77b 0.83b
200+200 1h 90.00bc 10.11ab 1.81b 0.91b
CK 1h 83.33c 8.44b 2.07ab 0.87b
IBA+蔗糖
50+1% 1h 86.67ab 8.47a 2.33a 0.99a
100+1% 1h 80.00b 7.68a 2.12ab 0.82a
150+1% 1h 86.67ab 9.14a 1.66b 0.76a
200+1% 1h 91.67a 8.51a 2.50a 1.06a
50+2% 1h 91.67ab 9.43a 2.43a 1.14a
100+2% 1h 90.00ab 8.67a 2.21a 0.96a
150+2% 1h 86.67ab 10.00a 2.32a 1.16a
200+2% 1h 81.67ab 8.50a 2.41a 1.02a
CK 1h 83.33ab 8.44a 2.07ab 0.87a
①同列数据后不同字母表示差异显著(p<0.05)。
3 结论与讨论
通过对影响欧洲云杉生根的激素种类、浓度和
处理时间进行统计分析表明,激素处理效果为IBA
>蒸馏水>ABT>NAA,影响欧洲云杉生根的主导
因素为激素种类,其次为处理时间。研究结果表明,
IBA>ABT>NAA,王军辉等[7-8]对川西云杉扦插
激素处理效果为ABT>IBA>NAA,崔文山等[9]对
黑云杉扦插激素处理效果为 ABT>CK>IBA>
NAA,师晨娟等[10]对青海云杉扦插激素处理效果
为IBA>NAA >IAA >ABT>CK,说明IBA和
ABT对生根具有一定的促进作用,NAA对插穗生
根和根系发育起到了抑制作用[6-9]。
IBA不同浓度和处理时间的生根率和根系效果
指数存在差异,浓度150mg·L-1处理1h、浓度
100mg·L-1处理2h的生根率分别为93.3%和
96.7%,且根系质量高。对欧洲云杉插穗同时用
IBA和S-3307两种激素处理,不同浓度处理之间的
生根性状的差异均不显著。用IBA和蔗糖不同浓
度的混合液处理的生根性状差异不显著。说明外源
激素IBA已经能够满足对欧洲云杉生根的促进作
用,在进行欧洲云杉扦插激素选择时,没有必要再添
加S-3307和蔗糖来促进生根。
欧洲云杉的生根情况与其插穗健康状况和枝条
本身的属性有关[11-13]。Skroppa等发现云杉在插穗
生根方面的变异41%~50%是由基因引起的,欧洲
云杉的一级侧枝的生根明显好于二级侧枝。李鸿杰
等[14]对庙台槭(Acer miaotaiense)的扦插繁殖试验
表明,采用塑料棚加遮荫方式时,1a生插穗成活率
显著大于2a生插穗。
38第6期 马建伟 等 不同生长调节剂对欧洲云杉插穗生根的影响
欧洲云杉生根的内在生理生化原因目前还没有
报道,秦永建[15]等在刺槐(Robinia pseudoacacia)
无性系硬枝扦插生根过程中生根关联酶活性变化研
究表明,IAAO、PPO、POD与刺槐硬枝扦插生根过
程有密切关系。IAAO和POD均能氧化IAA,3种
酶相互关联。扦插生根率与插条中IAAO、POD活
性呈负相关,与PPO呈正相关。
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