3种植物生长调节剂对火力楠根系形态建成的影响*

方建波 窦 宁 张 亨 郑诗雅 陈红跃

（1. 华南农业大学 林学与风景园林学院，广东 广州 510642；2. 广州普邦园林股份有限公司，广东 广州 510600）

3种植物生长调节剂对火力楠根系形态建成的影响*

方建波1窦 宁1张 亨2郑诗雅1陈红跃1

（1. 华南农业大学 林学与风景园林学院，广东 广州 510642；2. 广州普邦园林股份有限公司，广东 广州 510600）

以3 a生火力楠(Michelia macclurei)袋装苗为试验材料，研究分析了3种不同质量浓度梯度(0、50、100、150 mg/L)的植物生长调节剂吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、生根粉3号(ABT-3)对火力楠根系形态建成的影响。研究结果表明，3种植物生长调节剂在不同程度上均能够促进火力楠根系的生长发育，且在不同质量浓度下对火力楠根系形态建成的促进作用存在着差异。采用主成分分析综合比较不同处理对火力楠根系形态的影响，得出IAA在150 mg/L时的促进作用最为明显。

植物生长调节剂；火力楠；根系形态

随着对森林资源保护的重视，我国开始进入森林面积和蓄积双增长的新阶段[1]，但由于天然林保护工程和禁止生态公益林主伐等一系列森林资源保护措施的实施，使得木材产量大幅度减少，大径材和珍贵材显得尤为短缺，我国珍贵树种木材供需矛盾越来越严重[2]。推进珍贵树种培育技术研究不仅可以优化树种结构改善区域环境，而且能够有效保护珍贵用材种质资源，是我国林业发展战略目标的需要。

火力楠（Michelia macclurei）作为木兰科（Magnoliaceae）含笑属极速生类珍贵树种[3]，适应性广、生长迅速、萌芽力强、主干通直、材质优良，是南方各地广为引种的树种[4-6]，不仅具有良好的经济效益[7]，与杉木（Cunninghamia lanceolata ）、马尾松（Pinus massoniana ）等针叶树种混交还能够起到土壤改良[8]和培肥作用[9]。

发展火力楠是解决我国珍贵树种木材供需矛盾的重要途径之一[10]，因此需要对火力楠的栽植培育技术展开深入研究。而植物在栽培过程中主要依靠根系来吸收输导土壤中的水分、养分，合成和储藏营养物质，根系形态建成直接影响植物根系对土壤水分、养分的吸收效率，直接关系其对植物固定作用的强弱[11]，根系的长度越长，表面积越大，根系从土壤中吸收水分和养分的能力也就越强，根系体积也是根系生长状况的集中体现，反映了根系的发达程度[12]。通过施用植物生长调节剂以充分发挥植物根系形态的可塑性，在植物栽植培育研究中受到越来越多的关注，对植物栽培技术的发展起着极其重要的推动作用。因此，通过外施植物生长调节剂来调节火力楠根系形态对其栽植成活及生长发育具有重要现实意义[13-14]。

本文通过研究火力楠根系形态在不同质量浓度的ABT-3号生根粉、NAA（萘乙酸）和IAA（吲哚乙酸）处理下的变化规律，为提高其种植栽培技术及其应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料来源于广东省中山市树木园苗圃内的3 a生袋装苗，苗高均为120～130 cm。栽培基质是由黄心土和高效营养基质土通过10:1的比例混合而成。其中高效营养基质从隶属于广州市园林科学研究所的广州市园林基质厂购买，黄心土来自华南农业大学花岗岩发育的赤红壤20～60 cm深的土壤。IAA和NAA是纯度为99.5%的出口型产品，由广州市林国化肥有限公司提供，ABT-3生根粉由北京艾比蒂（ABT）生物科技有限公司提供。

1.2 试验方法

试验苗木于2014年8月移入广州市天河区华南农业大学农业生态中心的温室中进行培育，按照苗木日常管理方法（淋水、遮阴等）进行培育。苗木生长条件与管理方式均保持高度一致。

试验前将袋苗取出后换至无纺布容器袋中，然后浇灌一次定植水，第二天再浇透一次。缓苗10 d，每天早、中、晚各浇一次水，并用遮阴网遮阴。

经过10 d的缓苗期，待植物根系基本恢复以后，筛选出长势较好且相近的苗木作为试验苗木。选用ABT-3，IAA，NAA 3种植物生长调节剂对火力楠根部进行处理，处理施用量为1 L/株，每种生长调节剂分别设置50、100、150 mg/L 3种质量浓度，另设对照（清水处理），共10个处理，每个处理共10株苗，采用灌根法，1周后再重复施用调节剂1次。一个月后对所有处理以及对照的苗木根系进行采样清洗，用于测定与分析。

1.3 项目测定

首先采用 EPSON PERFECTION 4490 PHOTO扫描仪对火力楠根系进行扫描以获取根系图像，然后采用万深LA-S植物根系分析系统对获取的图像进行分析，得到不同处理条件下的根系长度、根系投影面积、根系面积、根系表面积、根系体积和根系平均直径6个根系生理特征指标。

1.4 数据分析

采用 Microsoft excel 2003 进行数据的处理和表格的绘制，采用SAS 8.0和SPSS 19.0对试验数据进行方差分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 植物生长调节剂对火力楠根系形态指标的影响

由图1可知，相比于CK，3种植物生长调节剂对增大火力楠的根系长度均有一定促进作用。其中IAA的促进作用最为显著，且促进效果随着质量浓度的升高而升高，当质量浓度为150 mg/L时，火力楠的根系长度最大，为971.59 cm，是CK（248.07 cm）的3.92倍，有显著差异（P＜0.05）。3号生根粉次之，50、100和150 mg/L ABT-3处理下的根系长度分别为498.8、728.38、264.53 cm，随着质量浓度的升高呈现出先升高后降低的趋势，150 mg/L ABT-3处理下的根系长度和CK相比无显著差异，仅为CK的1.07倍。相比于ABT-3和IAA，NAA的促进效果较不明显，最佳质量浓度为50 mg/L，随着质量浓度的升高促进效果降低。

3种植物生长调节剂对火力楠的根系面积、投影面积和表面积均有一定的促进作用，且各处理下根系面积、投影面积和表面积的变化趋势与根系长度大致相同。150 mg/L的IAA处理下的根系面积、投影面积、表面积均最大，分别为25.33、26.36 和 82.8 cm2，而在 50 和 100 mg/L IAA 处理下的根系面积、投影面积和表面积均无显著差异；当ABT-3的质量浓度为150 mg/L时，根系面积、投影面积、表面积均最小，分别为7.26、7.18和22.56 cm2， 与 CK（6.66 、6.65 和 20.89 cm2）相比无显著差异。

3种植物生长调节剂对火力楠根系体积均具有一定的促进作用，ABT-3处理下火力楠的根系体积呈现出先升高后降低的变化趋势，在100 mg/L时表现较好，根系体积为 0.54 cm3，是 CK（0.19 cm3）的2.84倍。IAA对根系体积的促进作用表现为先降低后升高的变化趋势，质量浓度为150 mg/L时为最佳处理，根系体积为0.74 cm3，是CK的3.89倍。而在不同质量浓度的NAA处理下的根系体积分别为 0.33、0.33 和 0.36 cm3，无显著差异。

图1 3种植物生长调节剂对火力楠根系的影响

由图2可知，与CK相比，3种植物生长调节剂不同程度地增大了火力楠的根系平均直径，ABT-3处理下的火力楠的根系平均直径呈现出先升高后降低的变化趋势，100 mg/L促进效果最为明显，为0.61 mm，是CK（0.29 mm）的2.10倍。IAA处理下的根系平均直径表现为先降低后升高的变化趋势，150 mg/L时为最佳处理，根系平均直径为 0.82 mm，是 CK（0.29 mm）的 2.83倍。NAA在50 mg/L时的促进效果最为明显，与100 mg/L的ABT-3处理下的根系平均直径相等，同为0.61 mm，是 CK（0.29 mm）的 2.10倍；且随着质量浓度的升高，促进效果下降。

2.2 植物生长调节剂对火力楠根系形态影响的综合评价

主成分分析是把多个指标化为少数几个综合指标的统计分析方法，它通过找出几个综合因子（主成分）来代表原来众多的变量，使这些综合因子尽可能地反映原来变量的信息量，而且彼此之间互不相关[15]。本文利用SPSS19.0对在不同质量浓度不同种类植物生长调节剂处理下的火力楠根系形态的6个生理指标进行主成分分析。通过主成分分析计算出的各个主成分的特征值和贡献率如表1。

图2 3种植物生长调节剂对火力楠根系体积、直径的影响

表1 特征值和贡献率

由表1分析可知，主成分1的特征值为5.724，方差贡献率高达95.701%，涵盖了6个测定指标的绝大部分信息。因此，仅主成分1就可以用作植物生长调节剂对火力楠根系形态影响的分析指标。

表2为主成分1不同根系生理指标的特征向量。由表2可知，根系长度、根系投影面积 、根系面积、根系表面积、根系体积、根系平均直径都是决定主成分1大小的主要特征分量，它们能够反映原始数据信息量的95.701%。

利用SPSS 19.0计算出主成分1中各个根系生理指标所对应的系数，并乘以标准化后的数据，得到主成分表达式F1；又因为仅主成分1就可以作为植物生长调节剂对火力楠根系形态影响的分析指标，故主成分综合得分模型F=F1，如下：

根据主成分综合得分模型得出的计算结果表3。不同处理对火力楠根系形态影响的大小顺序为：150 mg/L的IAA＞100 mg/L的ABT-3＞50 mg/L的IAA＞100 mg/L的IAA＞50 mg/L的NAA＞50 mg/L的ABT-3＞100 mg/L的NAA＞150 mg/L的NAA＞150 mg/L的ABT-3。质量浓度为150 mg/L的IAA综合评分最高，其次为100 mg/L的ABT-3和50 mg/L的IAA，除了CK对照组外，ABT-3在150 mg/L时表现最差。

表3 不同植物生长调节剂对火力楠根系形态影响的综合得分

3 结论与讨论

植物的根系长度、面积、投影面积、表面积、体积、平均直径等是表征植物根系生长状况和吸收能力的重要指标。试验采用IAA、NAA和ABT-3这3种不同植物生长调节剂对火力楠进行浇灌处理后，其根系形态指标均有不同程度的增加，表明了IAA、NAA和ABT-3均是有效的、能够加快植物根系形态建成的植物生长调节剂。这与龚弘娟等[16]、赵健等[17]对中华猕猴桃（Actinidia chinensis ）和白及（Bletilla striata ）幼苗施用植物生长调节剂所得的研究结果一致。

在不同质量浓度下的植物生长调节剂对火力楠根系生长发育的促进作用存在差异，通过主成分分析得出150 mg/L的IAA对火力楠根系形态建成的促进效果最为明显，其次为100 mg/L的ABT-3和50 mg/L的IAA。但是150 mg/L的IAA是否就是最佳处理还需进一步试验，生长调节剂的处理时间也可以在今后进一步的试验中扩大范围。

植物生长调节剂的施用方法有点涂法、灌根法、蘸粉法和叶面喷雾法等，本实验中采用是灌根法，该方法是否最佳的方法，还有待今后进一步的探讨。此外，在不同植物生长调节剂之间存在着交叉反应[18]，相比较单一的植物生长调节剂，一定配比的复混型植物生长调节剂更具有高效性，对植物生长发育的调节作用更为显著。因此笔者认为可以开展不同生长调节剂种类以不同比例混合，在不同施用方法或是不同处理时间下试验，找到更加优化的处理方法，以便为提高移植成活率提供更完善的配套技术保障，为完善火力楠的栽植技术服务。

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Effects of Three Kinds of Plant Growth Regulators on Root Morphology of Michelia macclurei

FANG Jianbo1DOU Ning1ZHANG Heng2ZHENG Shiya1CHEN Hongyue1

(1. College of Forestry and Landscape Architecture，South China Agricultural University，Guangzhou, Guangdong 510642，China；2. Pubang Landscape Architecture Co. Ltd.，Guangzhou, Guangdong 510600，China)

Using the three-year-old Michelia macclurei as experimental materials, the effects of the three plant growth regulators (IAA, NAA, ABT-3) with different concentrations (0、50、100、150 mg/L) on the root morphology of M. macclurei were examined. The results showed that all three kinds of plant growth regulators could promote the root growth of M. macclurei in different degree, and different concentrations of the same growth regulators on the root morphology of M. macclurei were different. The effects of different treatments on root morphology of M. macclurei were studied by the principal component analysis, which showed that the promotion effect of IAA was the strongest at 150 mg/L.

plant growth regulator；Michelia macclurei；root morphology

S727.9

A

2096-2053（2017）05-0056-06

中山市科技基金资助项目“适宜城镇绿化的乡土树种资源评价及育苗、种植关键技术研究”（4400-H13527）。

方建波（1994— ），男，在读硕士研究生，研究方向为园林植物，E-mail：2462388218@qq.com。

陈红跃（1964— ），男，教授，主要从事森林培育与园林植物研究，E-mail：chenhongyuetz@126.com。