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不同激素处理和基质配方对楸树嫩枝扦插生根的影响



全 文 :林业科学研究 2011,24(6) :749 753
Forest Research
文章编号:1001-1498(2011)06-0749-05
不同激素处理和基质配方对楸树
嫩枝扦插生根的影响
张 博,兰再平* ,马 可,胡海姿
(中国林业科学研究院世界银行项目办公室,北京 100091)
收稿日期:2010-01-29
基金项目:国家林业局 948 项目“难生根树种扦插繁殖智能控制技术引进”(2005 - 4 - 53)
作者简介:张博(1983—) ,男,硕士生,主要研究方向:森林培育.
* 通讯作者.
摘要:在计算机智能控制温室中,保证生根期空气温度 18 28 ℃,空气相对湿度 90% 95%,以圆基长果楸为材料
进行了楸树嫩枝扦插对比试验并对生根率及生根性状进行了研究。对比了 ABT - 1 和 NAA两种激素的不同浓度、不
同处理方法、不同处理时间的组合,以及泥炭、珍珠岩、河沙、蛭石不同配比的基质组合对生根的影响。结果表明:
1 000 mg·kg -1 ABT -1或 1 000 mg·kg -1 NAA滑石粉稀释粉剂速蘸的激素处理对楸树嫩枝扦插较适宜;楸树嫩枝扦
插的最佳基质配方为泥炭∶珍珠岩 =1∶ 1;采用该激素处理和基质配方组合的楸树嫩枝扦插平均生根率达 83%。
关键词:楸树;嫩枝扦插;生根率;生根性状;激素处理;基质配方
中图分类号:S722. 3 文献标识码:A
Rooting Response of Catalpa bungei Softwood Cutting to Different
Hormone Treatments and Medium Mixture
ZHANG Bo,LAN Zai-ping,MA Ke,HU Hai-zi
(World Bank Loan Project Office,Chinese Academy of Forestry,Beijing 100091,China)
Abstract:A study was conducted on softwood cutting of Catalpa bungei considering the rooting rate and rooting trait
by using Yuanjichangguo (Long-fruit and round-base)Catalpa as cutting material in automatic control greenhouse,
with controlled air temperature 18—28 ℃ and humidity of 90%—95% during the rooting period. Two kinds of hor-
mones of ABT-1 and NAA were used in different concentrations,treating methods and treating durations,and four
kinds of mediums of peat,perlite,sand and vermiculite were adopted in different mixing proportions for the study.
The results showed that high rooting rate and good rooting trait were achieved when softwood cuttings were treated
with quick dipping of 1 000 mg·kg -1 ABT-1 or 1 000 mg·kg -1 NAA hormone with talc powder mixture,and
when the medium mixture of peat∶ perlite = 1∶ 1 was employed. The highest rooting rate of 83% was achieved from
the best combination of appropriate hormone treatments and medium mixture for the softwood cutting of C. bungei.
The study results can be important references to promote the rooting rate in developing rooted cutting plants of Catal-
pa bungei.
Key words:Catalpa bungei;softwood cutting;rooting rate;rooting trait;hormone treatment;medium mixture
楸树(Catalpa bungei C. A. Mey)属紫葳科梓树
属,为我国乡土树种,在黄河流域和长江流域广泛分
布,其树干通直、木质优良、树形优美、生长迅速,是
我国古老的优良用材和名贵观赏树种[1]。楸树属于
林 业 科 学 研 究 第 24 卷
生根较困难的树种,硬枝扦插由于硬枝插穗生根活
性较低,以往研究中扦插生根率一直不高,常见的扦
插成活率多在 30%以下[2 - 3],而嫩枝扦插又由于嫩
枝材料较幼嫩,易失水干枯或感染病菌死亡,且生根
对温、湿度等环境因子要求较高,故需要在扦插过程
中较精确的控制扦插环境才能获得较满意的生根
率,以往研究中由于环境控制设备条件限制,难以实
现对不同环境因子的精确控制,楸树嫩枝扦插的生
根率、成活率也较低,导致楸树扦插繁殖育苗的发展
缓慢[4 - 8]。植物生根激素的选择应用,是提高林木
扦插生根率的关键技术之一[9],生根激素的种类及
效果与树种的生物学特性、母树的年龄、插穗发育的
程度、外界环境条件、促进生根的方法及其本身的使
用方法密切相关[10],比如激素的处理时间短就起不
到刺激插穗生根的作用,时间过长又会杀死植物组
织,感染腐生菌,影响生根;又如激素处理方式,生产
中既可采用药液浸泡的方法处理,也可采用粉剂速
蘸的方式,由于生根激素的效果存在树种间的差异
性,并且同一种激素处理时间、处理浓度、处理方式
和环境条件的不同也对促根效果有影响,所以对于
特定树种应经过对比试验筛选出最佳的生根激素配
方及处理方法。扦插基质在扦插繁殖中有着极其重
要的作用,不同的扦插基质对扦插生根率有很大的
影响,排水性和透气性是选择不同基质及其组成成
分时应考虑的首要问题[11],扦插基质材料的选择和
配比主要是要与树种相适应,同时也要与扦插环境、
扦插时期和激素使用等其它条件配合,需要通过试
验摸索出适合特定树种的通气保水、保温性能好,少
含或不含病菌,并兼有一定肥力的扦插基质配方。
由于以往对楸树嫩枝扦插的研究难以实现环境因子
精确控制的设备条件,故与之相适应的环境因子精
确控制条件下的楸树嫩枝扦插激素选择和处理方
式、基质配方也没有明确的研究结果。
本研究在计算机智能控制扦插育苗温室中,精
确控制生根期空气温度(≤ 28 ℃)、空气湿度
(90% 95%) ,以圆基长果楸为试验材料采用不同
的激素种类和处理方法、基质配比进行嫩枝扦插试
验,寻求适合环境因子控制温室中进行楸树嫩枝扦
插的激素种类、处理方法和基质配方,为楸树优良无
性系繁育生产提供指导。
1 试验材料与环境条件
1. 1 试验环境条件
楸树嫩枝扦插试验于 2007 年和 2008 年春季在
山东省章丘市枣园镇枣园苗圃进行。本试验使用从
新西兰引进整套技术的计算机智能自控扦插育苗温
室,温室面积共 480 m2,分为育苗生产区和科研区,
育苗生产区面积 288 m2,科研区分为 7 个小区,每小
区可实现对环境条件的独立控制,科研区总面积
192 m2。该温室配备了先进的计算机监控系统和
环境控制设备,通过温度、湿度及光照传感器对温
室内外环境因子进行实时数据采集,由计算机和温
室控制器完成对这些因子的监控和设定;利用超声
波加湿器、空调、内外遮阳系统、倒挂微喷以及湿
帘风机、水暖等环境控制设施对空气温度、空气湿
度、光照和基质含水量等关键环境因子进行调节,
实现了对关键环境因子的精确控制,能充分满足楸
树嫩枝扦插生根、炼苗等各阶段对外部环境的
要求。
1. 2 试验材料
选择圆基长果楸嫁接苗母树(河南洛阳林科所
种源)当年生无病虫害的健壮种条,用沙床催芽的方
法获取嫩枝插穗。先将种条埋于沙床进行催芽,待
芽萌出基部直径≥2 mm、高度≥10 cm 时即可用于
扦插。
2 试验方法
2. 1 试验设计
2. 1. 1 激素处理对比 试验使用萘乙酸(NAA)和
中国林业科学研究院研制的 ABT 生根粉 1 号(ABT
-1)作为生根激素,参考以往植物嫩枝扦插研究中
常用的激素浓度和处理时间组合,设计了 2 种生根
激素不同浓度、处理时间和处理方法的组合(水平)
共 20 个,每个水平 3 个重复,每个重复扦插 50 株
(穴盘规格为 50 株·盘 - 1)。本试验使用的扦插温
室对环境因子控制精确,温室内环境条件一致,因此
对 2 种激素分别进行 10 水平的单因素完全随机对
比试验,以找出各自 10 个水平中平均生根率最高的
处理。其中,速蘸处理是指用少量无水乙醇充分溶
解生长激素后,用滑石粉稀释成要求浓度的粉剂,扦
插时用插穗下端速蘸该粉剂;浸泡处理是使用常规
的生长激素稀释液,插前浸泡插穗下端。2 种激素
各组合的具体激素浓度、处理时间和处理方法见表
1、2,采用清水浸泡20 min作为对照(CK)。激素处
理对比试验均使用壤土作为扦插基质。
057
第 6 期 张 博等:不同激素处理和基质配方对楸树嫩枝扦插生根的影响
表 1 ABT生根激素不同浓度、处理时间和处理方法的 10 种组合
生根激素组合编号 ABT-Ⅰ ABT-Ⅱ ABT-Ⅲ ABT-Ⅳ ABT-Ⅴ ABT-Ⅵ ABT-Ⅶ ABT-Ⅷ ABT-Ⅸ ABT-Ⅹ
激素浓度 /(mg·kg -1) 300 500 500 600 700 900 1 000 1 000 1 500 2 000
处理时间 30 min 15 min 速蘸 20 min 5 min 10 min 2 min 速蘸 速蘸 速蘸
注:清水浸泡 20 min作为对照(CK)。
表 2 NAA生根激素不同浓度、处理时间和处理方法的 10 种组合
生根激素组合编号 NAA-Ⅰ NAA-Ⅱ1) NAA-Ⅲ NAA-Ⅳ NAA-Ⅴ1) NAA-Ⅵ NAA-Ⅶ1) NAA-Ⅷ NAA-Ⅸ NAA-Ⅹ
激素浓度 /(mg·kg -1) 300 500 500 600 700 900 1 000 1 000 1 500 2 000
处理时间 30 min 15 min 速蘸 20 min 5 min 10 min 2 min 速蘸 速蘸 速蘸
注:1)处理中增加 100 mg·kg -1的 6 - BA。
2. 1. 2 基质配方对比 用泥炭、珍珠岩、河沙、蛭石
4 种基质材料,参照常用嫩枝扦插基质配比,共设计
了 8 种不同基质配方,每种配方 3 个重复,每个重复
扦插 50 株,进行 8 水平的单因素完全随机对比试
验,以找出 8 个水平中平均生根率最高的基质配方。
各配方见表 3,采用河沙作为对照(CK)。基质配方
对比试验均采用 400 mg·kg -1 ABT - 1 生根粉溶液
浸泡 20 min的扦插激素处理。
表 3 楸树嫩枝扦插采用的 8 种基质配方
基质
基质配方编号
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ
泥炭 /% 50 50 67 50 50 67
珍珠岩 /% 30 50 33 40 50 33 100
蛭石 /% 20 10 100
河沙 / cm 3 4 3 4
2. 1. 3 最优激素处理与基质配方组合的试验 将
激素处理对比和基质配方对比得到的各自最优组合
结合起来,进行 6 个重复的试验,每个重复扦插 50
株,以检验该无性系采用这种激素、基质的组合在智
控温室条件下嫩枝扦插的生根率。
2. 2 扦插方法
2. 2. 1 前期准备工作 将空穴盘用 10 000 mg·
kg -1的高锰酸钾水溶液浸泡 45 min,取出晒干,将基
质装入穴盘。用1 250 mg·kg -1高锰酸钾水溶液灌
透,盖上塑料薄膜在温室中消毒 2 d,扦插前一天用
清水浇透基质。扦插前用 3 333 mg·kg -1甲霜灵锰
锌水溶液浸泡插穗 10 min以消毒。
2. 2. 2 扦插方法 在催芽苗床上选择基部直径
≥2 mm、高度≥10 cm 的健壮无病虫害的萌芽制作
插穗,用酒精消毒后的手术刀沿嫩芽基部带树干韧
皮部切下,每个插穗保留靠近顶端的 2 片完整功能
叶,待处理的插穗放入清水中保持水分。扦插时用
比插穗略粗的玻璃棒在穴盘中央扎一个 2 cm 深的
孔,将用激素处理好的插穗插入孔中并稍用力向下
按至 3 cm深,使插穗基部与基质紧密接触。扦插后
灌透水 1 次。
2. 3 扦插后的管理
扦插后保持智控温室空气温度 18 28 ℃,空气
湿度 90% 95%;插后每天白天向插穗叶面喷水雾以
防止插穗萎蔫;用手攥基质不滴水时,对基质灌一次
透水;白天每小时通风 5 min;每 5 7 天交替使用
1 667 mg·kg -1甲霜灵锰锌水溶液和 2 500 mg·kg -1
乙膦铝锰锌水溶液进行叶面喷洒以防止病菌侵害;发
现插穗有病虫害或污染情况发生就剪除焚毁。
2. 4 扦插结果调查与评价指标
扦插后 4 5 周调查插穗产生愈伤组织情况和
生根情况。调查激素对比试验产生愈伤组织的插穗
个数和生根率并进行生根性状评价。生根性状评价
方法:插穗基部回缩或有灼伤痕迹、生根量小、生根
稀疏且在靠上部位生根得 1 分;生根量较大,但生根
不均匀、偏于一侧生根、只有 1 2 条较粗壮须根得
2 分;生根量较大,且较匀分布在插穗基部一周、粗
壮须根较多的得 3 分(图 1)。调查不同基质配方试
验的平均生根率,激素处理和基质配方组合试验主
要通过生根率指标进行评价。
2. 5 数据处理
使用统计软件 SPSS 10 对试验数据进行处理与
分析。
3 结果与分析
3. 1 不同激素处理对楸树生根率的影响
从表 4 可以看出:所设计的 ABT-1 处理均能促
进插穗生根,提高扦插生根率,而且不同处理间的生
根率差异极显著(P < 0. 01)。以 ABT-Ⅷ处理的生根
率最高,达到 65. 60%,生根性状评价为 2. 53;其次
为 ABT-Ⅲ处理,生根率可达到 46. 42%,生根性状评
价为 2. 11。
157
林 业 科 学 研 究 第 24 卷
图 1 楸树嫩枝扦插生根性状打分标准
表 4 不同水平 ABT、NAA激素处理的楸树嫩枝扦插生根情况
编号 ABT-Ⅰ ABT-Ⅱ ABT-Ⅲ ABT-Ⅳ ABT-Ⅴ ABT-Ⅵ ABT-Ⅶ ABT-Ⅷ ABT-Ⅸ ABT-Ⅹ CK
产生愈伤组织的插穗个数 /个 32 36 27 21 36 21 37 28 8 35 40
生根性状评价 2. 77 1. 94 2. 11 1. 92 1. 84 1. 75 2. 49 2. 53 1. 98 2. 38 2. 51
生根率 /% 35. 71 18. 00 46. 42 28. 57 24. 00 28. 57 20. 00 65. 60 42. 50 10. 57 3. 25
F值 28. 59**
编号 NAA-Ⅰ NAA-Ⅱ NAA-Ⅲ NAA-Ⅳ NAA-Ⅴ NAA-Ⅵ NAA-Ⅶ NAA-Ⅷ NAA-Ⅸ NAA-Ⅹ CK
产生愈伤组织的插穗个数 /个 38 27 38 11 37 6 20 22 4 73 40
生根性状评价 2. 60 1. 92 2. 44 1. 69 1. 90 1. 00 2. 09 2. 50 2. 10 2. 49 2. 51
生根率 /% 28. 57 15. 00 39. 29 39. 29 16. 67 21. 43 15. 00 67. 64 52. 50 16. 26 3. 25
F值 22. 80**
注:所有扦插基质均为壤土;**表示极显著,P < 0. 01,n = 33。
从表 4 中还可以看出:所设计的各个 NAA 处理
水平均能有效提高生根率,各个处理水平之间的生
根率差异极显著(p < 0. 01)。以 NAA-Ⅷ处理的生根
率最高,可达到 67. 64%,生根性状评价为 2. 50;其
次为 NAA-Ⅸ处理,可达到 52. 50%,生根性状评价
为 2. 10。
2 种激素处理的最优生根性状与最优生根率未
在同一个处理水平对应出现;对产生愈伤组织插穗
个数与生根率进行相关分析还表明,二者之间也没
有明确的对应关系(P > 0. 05)。
3. 2 不同基质配方对楸树嫩枝扦插生根率的影响
从表 5 可以看出:各个基质配方之间的生根率
差异显著(P < 0. 05)。Ⅱ配方的生根率最高,可达
到 17. 5%;其次Ⅲ配方,可达到 15%;基质Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ
的生根率均为 0,说明这些配方不能满足楸树嫩枝
扦插的生根条件。
3. 3 最优激素处理、基质配方组合的嫩枝扦插生
根率
采用 ABT -1 1 000 mg·kg -1粉剂速蘸的生根激
素处理,选用基质泥炭∶珍珠岩 = 1∶ 1 的配方,进行了
6个组合的重复试验,每个重复扦插 50株。各组生根
率及平均值见表 6。可见,采用本试验得出最佳激素
处理和基质配方组合,在智控温室条件下楸树嫩枝扦
插的平均生根率达 83%,且生根性状表现良好。
表 5 采用不同基质配方的楸树嫩枝扦插生根率
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ CK
生根率 /% 7. 50 17. 50 15. 00 12. 50 0 0 2. 50 0 5. 00
F值 6. 17*
注:激素处理为 400 mg·kg -1 ABT - 1 生根粉溶液浸泡 20 min;
* 表示差异显著,P < 0. 05,n = 27。
表 6 最优激素处理、基质配方组合的楸树嫩枝扦插生根率
重复号 1 2 3 4 5 6
生根数 /根 42 38 46 39 44 40
生根率 /% 84 76 92 78 88 80
平均生根率 /% 83 ± 5
4 结论与讨论
4. 1 结论
(1)不同生根激素类型、浓度和处理时间、方式
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第 6 期 张 博等:不同激素处理和基质配方对楸树嫩枝扦插生根的影响
对楸树嫩枝扦插生根率的影响很大。ABT-1 和 NAA
滑石粉稀释粉剂速蘸处理的生根率均高于稀释液浸
泡处理的生根率。ABT-1 1 000 mg·kg -1粉剂速蘸
处理或 NAA 1 000 mg·kg -1粉剂速蘸处理为最佳激
素处理,适合楸树嫩枝扦插。
(2)采用不同基质配方对楸树嫩枝扦插生根的
影响差异明显。泥炭 ∶ 珍珠岩 = 1 ∶ 1 是楸树嫩枝扦
插的最佳基质配方。
(3)在智控温室条件下保证生根期空气温度
18 28 ℃,空气湿度 90% 95%,采用最佳激素处
理和基质配方组合,即激素处理采用 ABT-1 1 000
mg·kg -1粉剂速蘸,基质选用泥炭∶珍珠岩 = 1∶ 1,楸
树嫩枝扦插的平均生根率达 83%,且生根性状
良好。
4. 2 讨论
(1)激素对比试验中,2 种激素浓度达到 2 000
mg·kg -1时,扦插生根率都很低,这可能是由于激素
浓度过大对插穗造成了内吸伤害而造成的。
(2)最优生根性状与最优生根率未出现对应,
产生愈伤组织的插穗个数与扦插生根率之间也未发
现明确的对应关系,可以在今后的试验中再加以观
察,并从生根机理方面进行研究。
(3)本试验中采用的 2 种激素 10 种处理方式和
8 种基质配方是参照以往植物嫩枝扦插研究中常用
组合设计的,在试验初期运用此方法可以在繁殖材
料较少的条件下高效并快速的得到比较理想的结
果,这种方法比较适用于繁殖材料少或较珍贵时开
展试验。如果繁殖材料充足,试验条件允许,可采用
连续水平的多因子交互试验,或许能找到更好的激
素处理和基质配方组合。
(4)本试验中得出的激素处理和基质配方最佳
组合是在计算机智能控制温室条件下获得的,该条
件环境控制精确度高,有利于工厂化育苗、规模化生
产。该组合也可用于其它扦插环境条件下开展楸树
嫩枝扦插,如全光雾系统、塑料大棚或大田中,对提
高嫩枝扦插生根率,改善生根性状具有实践意义,但
由于这些环境条件对环境因子的控制力、精确度和
稳定性较差,可能难以达到本试验的效果。
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