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生长调节剂对芦竹侧枝夏季扦插成活率的影响

2018-06-13易浪波彭小列丁光翔刘世彪

生物学杂志 2018年3期
关键词:芦竹浸泡液侧枝

罗 准,王 婷,易浪波,2,彭小列,丁光翔,刘世彪,2

(1.吉首大学 生物资源与环境科学学院,吉首 416000; 2.锰锌矿业重金属污染综合防治技术湖南省工程实验室,吉首 416000; 3.中农博涛(北京)农业科技发展有限公司,北京 100091 )

芦竹(Arundodonax)又名芦荻,系禾本科芦竹属多年生高大丛生草本植物。芦竹分布于热带和亚热带地区,在中国主要分布于江苏、安徽、福建、四川、云南、广东、广西、湖南等省、自治区,东北、华北地区和陕西也有引种栽培。芦竹具有发达的根状茎,适应能力强,耐涝耐旱耐盐碱,在贫瘠土壤也能生根萌芽并茂盛生长,被称为低洼盐碱地的“先锋植物”[1-3]。

芦竹常被作为牧草和造纸制浆原料[4-5],又因对污染土壤和水体中的重金属和有害化合物的良好富集、净化作用而具有植物修复功能[6-8],但芦竹最主要的用途是基于其极高的生物产量(30~100 t/hm2干重)而被作为生物质能源植物重点开发[9-11],用于通过生物发酵生产沼气和乙醇,通过热化学裂解转化为生物油或直接粉碎压制成能源块代替煤炭用于发电。由于芦竹生殖母细胞减数分裂形成的大、小孢子不能正常发育而丧失受孕能力[12],所以没有种子,只能进行无性营养繁殖。目前芦竹在我国作为生物质能源植物已开始大量种植,传统的育苗方式为根状茎分株繁殖,该方法平均繁殖系数低,且植株大小和生长不一致,远不能满足生产中对种苗的需求。近年来,关于芦竹快繁技术的研究很多[13-16],虽然快繁体系解决了种苗不足的问题,但组织培养的生产设备和技术要求高,成本大,周期长,有时也不能满足市场的需求。扦插是作物育苗的常用方式,也是解决芦竹种苗问题的最佳选择,但前人报道的扦插[17-19]均以主秆为插穗且在春季进行,而关于芦竹夏季扦插的研究尚未见报道。成年芦竹具有大量的侧枝,通常在扦插时弃之不用,为了充分利用插穗资源,本文进行了芦竹侧枝的夏季扦插实验,以为芦竹常年无性繁育提供依据和参考。

1 材料和方法

1.1 实验材料

实验于2016年7月至9月在湖南省吉首大学植物玻璃温室内进行。以田间栽植芦竹的当年生侧枝为插穗。

1.2 实验方法

1.2.1 插穗准备

用剪刀剪取芦竹侧枝,去掉幼嫩的枝梢及枝上叶片,保留叶片基部1 cm,叶腋内具有健康的腋芽。将侧枝剪段,每个插穗保留1个节,要求下端切口斜切,上端切口平整,保证插穗不破裂,不损伤节上的芽苞。

1.2.2 植物生长调节剂处理

1)不同生长调节剂处理。分别称取植物生长调节剂吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)各0.8 mg、0.2 mg、0.05 mg,少量酒精溶解后按表1浓度加水配制成浸泡液,分装至培养瓶。将剪好的20株一捆各10捆的插穗下端平整放入培养瓶中,使浸泡液没过节,浸泡2 h。

2)生根粉(剂)处理。将市销的生根粉(四川国光农化股份有限公司,2.5 g/包,有效成分萘乙酸20%)及生根剂(重庆斯必康科技有限公司,5 g/包,有效成分Mn+B+M0≥10%),按表2浓度加水配制成浸泡液,分装至培养瓶。按1)的方法浸泡插穗。

3)生长调节剂生根粉组合处理。通过1)和2)实验,筛选出对芦竹扦插成活率高的生长调节剂和生根粉(剂)的种类和浓度,按表3组合加水配制不同浓度,分装至培养瓶,按1)的方法浸泡插穗。以上所有处理均以清水为对照,不同浸泡液不同浓度处理设置3次重复实验。

1.2.3 扦插及培养

在育苗盘(宿迁市寻绿园林有限公司,72穴)中铺好栽培基质(镇江兴农有机化肥有限公司,A-004营养土),用水浇透。将插穗下端插入基质约2 cm,上端切口涂抹凡士林,以避免切口被感染和防止水分过多蒸发。培养盘放置于玻璃温室中,自然通风,室温为27℃~37℃,每隔2 d观察记录并浇水。观察发现,从第7天开始出芽,13 d后以节上生出新根和腋芽显著萌发为准,第15天统计成活率。以统计软件SPSS计算各处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同生长调节剂处理对插穗成活率的影响

表1显示,不同生长调节剂及其不同浓度对芦竹侧枝插穗的成活率的影响不同。IBA处理的最高成活率为0.05 mg/L 时的13.68%,略高于其他两个处理浓度,但不显著。NAA处理的最高成活率为0.8 mg/L时的50%,显著高于其他两个处理浓度。IAA处理的最高成活率为0.05 mg/L时的21.72%,高于0.8 mg/L时的成活率,显著高于0.2 mg/L的成活率。3种生长调节剂在不同浓度下的平均成活率为NAA(27.45%)>IAA(16.09%)> IBA(12.65%),且当生长调节剂浓度为0.2 mg/L时,3种生长调节剂的成活率均较低,而以清水为对照的处理组成活率最低(10.5%)。综合来看,0.8 mg/L的NAA作为芦竹的插穗浸泡液最优,其次为0.05 mg/L的IAA。

2.2 生根粉(剂)处理对插穗成活率的影响

表2显示了市售生根粉(剂)对芦竹成活率的影响情况。国光生根粉的浓度为0.625 g/L时的成活率高达40%,显著高于2.5 g/L(23.08%)和1.25 g/L(13.33%)。强力生根剂的浓度为1.25 g/L时的成活率也最高,达43.33%,显著高于其他3种浓度时的成活率,而该3种浓度下的成活率基本一致(20.0%~22.73%),无显著差异。除1.25 g/L的国光生根粉之外,其他所有处理组的成活率都显著高于清水对照组。0.625 g/L的国光生根粉和1.25 g/L的强力生根剂对芦竹成活率的促进效果相似,但综合各浓度来看,强力生根剂比国光生根粉的促进成活效果略高。

表1 不同生长调节剂对芦竹侧枝扦插成活率的影响Table 1 Effects of different growth regulators on the survival rate of lateral branches of Arundo donax

同列不同字母表明不同处理之间差异显著(P<0.05);下同

表2 生根粉(剂)对芦竹侧枝扦插成活率的影响Table 2 Effect of rooting powder (agent) on the survival rate of lateral branches of Arundo donax

2.3 生长调节剂与强力生根剂组合处理对插穗成活率的影响

表1和表2结果表明,0.8 mg/L的 NAA和0.05 mg/L的IAA以及强力生根剂对芦竹扦插成活率有较好的促进作用,因此选用这3种成分组合配制成浸泡液处理芦竹插穗(表3)。结果表明,成活率最高的组合为IAA 0.05 mg/L+强力生根剂,其成活率为23.39%~25.00%,其最高组合(0.05 mg/L的IAA与5.0 g/L生根剂)的成活率25.00%与其他浓度(2.5 g/L、1.25 g/L)成活率间没有显著差异。而NAA 0.8 mg/L与强力生根剂组合的成活率(10.83%~19.67%)要显著低于IAA与强力生根剂组合。与表1和表2相比,NAA与强力生根剂配合后,其成活率反而低于单独的NAA处理,IAA与强力生根剂配合后,其成活率高于单独的IAA处理,而强力生根剂与NAA和IAA配合后,其促进成活的效果是明显降低的。

表 3 生长调节剂与生根剂组合对芦竹侧枝扦插成活率的影响Table 3 Effects of the combinations of growth regulators and rooting agent on the survival rate of lateral branches of Arundo donax

3 讨论

芦竹是一种具有很高商业价值和生态价值的高产作物,其分布和栽培区域几乎遍及全国,种植密度10 000~20 000株/hm2,种苗需要量较大。生产中常将成熟的芦竹秆切段,节段扦插于种植地或苗床,生根后即可成为种苗。但这类扦插均在春季进行[18,20],或冬贮后在春季扦插[17]。本文利用当年生幼嫩侧枝在夏季扦插,并用不同的植物生长调节剂和生长粉(剂)预处理插穗,结果表明0.8 mg/L的NAA的成活率可达50%,而0.625 g/L的国光生根粉和1.25 g/L的强力生根剂的成活率分别达40%和43.33%,都显著高于清水对照组4~5倍,表明以植物生长调节剂预处理芦竹侧枝插穗生产种苗是切实可行的。值得注意的是,将NAA和生根剂配比后处理芦竹,其促成活效果反而降低。这可能是混合液中的吲哚、萘乙酸等化合物浓度升高后对生根有毒害作用,或各成分间有拮抗作用而抑制生根成活,其原因有待进一步研究。

据唐华国[18]报道,芦竹春季主秆切段扦插的成活率达63%~97%,以中部作插穗效果最好,基部和梢部次之,且2—3月的成活率高于4—5月,冬季扦插效果最差。Scordia等[19]的试验表明,基部节段作插穗比中部和顶部的生根率提高35%,早春温度较低时使用生长调节剂(100 mg/L的NAA或IBA)浸节48 h的成活效果比夏秋温度适宜时更好,扦插前浸水48 h预处理比不浸水者效果更利于生根。有报道芦竹的变种花叶芦竹(Arundodonaxvar.versicolor)主秆节段的秋季扦插成活率可达95%[21]。关于芦竹夏季侧枝扦插效果还未见报道,但Ceotto和Candilo[22]的试验可借鉴,他们在夏天将二年生主秆切为每节带有3个侧枝的节段,连同叶片插入水中,7~10 d 即可生根,35~40 d根系发达后即移植大田,不同土质中的成活率达42%~85%。从上述结果分析本试验扦插成活率不高的原因,一是在夏季高温时扦插,插穗水分蒸发大;二是插穗为当年生嫩枝,营养成分积累不足;三是植物生长调节剂或生根粉(剂)处理2 h的时间太短,有效成分不能很好地渗入组织中。为此,建议芦竹侧枝扦插在华南地区可推迟至9月至10月的秋季进行,这时气温更为适宜。其次,要采集去年生的成熟侧枝或当年生接近成熟的侧枝作插穗且不要去叶,此时木质化程度大,体内养分贮藏充足,能够支持插穗生长发育的需要。最后,要将药物预处理的浸泡时间延长至48 h以上,使其充分渗入组织中,有效地促进生根。

4 结论

芦竹侧枝扦插的成活率受外施生长调节剂和生根粉(剂)的影响,不同浓度的IBA、NAA和IAA均可不同程度地提高芦竹的成活率,尤以0.8 mg/L的NAA的效果最显著,可达50%。不同浓度的生根粉(剂)同样对扦插成活具有促进作用,其中1.25 g/L的强力生根剂的效果最显著(43.33%)。但当NAA与强力生根剂组合使用时,其成活率反而普遍显著下降。综合认为,夏季用带腋芽的芦竹侧枝扦插,可选用0.8 mg/L 的NAA或1.25 g/L的强力生根剂作为浸泡液,以提高其成活率。

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