不同浓度ABT和浸泡时间对西藏2种柏树扦插生根的影响

2018-07-04郭其强李慧娥张艳福郑维列

中南林业科技大学学报 2018年7期

郭其强，李慧娥，张艳福，郑维列

（1.贵州大学 a.贵州省森林资源与环境研究中心；b.农学院，贵州贵阳 550025；2.西藏农牧学院高原生态研究所，西藏林芝 860000）

藏柏Cupressus torulosa和巨柏C.gigantea为西藏特有柏科 Cupressaceae 柏木属Cupressus珍稀树种，为常绿高大乔木[1]。藏柏又称喜马拉雅柏木[2]，产于西藏东及南部海拔2 000～2 500 m的山坡及河谷区林中，该树种耐贫瘠，抗旱性强[3]，材质好，在一定生境下具有速生性，是优良的造林绿化和用材树种。巨柏又称雅鲁藏布江柏木，仅生长于雅江中游朗县、米林县和林芝县一带的沿江两岸；该树种属柏科典型孑遗植物之一[4-5]，在研究喜马拉雅植物区系演化历史、古生物学和古气候学等方面具有重要学术价值，已被列为国家Ⅰ级珍稀濒危保护物种[6]；巨柏材质优良且耐干旱，多用于城镇绿化、荒山造林和植被修复。由于藏柏和巨柏用途广泛但野生资源量较少，加上滥伐和盗伐，导致西藏野生藏柏和巨柏资源日趋稀少[7-8]。鉴于此，如何采取措施开展人工繁育，扩大种群数量是科学保护这2种柏树资源的最有效措施之一。

长期以来，针对藏柏和巨柏的研究多集中在资源分布[9-10]、种群与群落特性[11]、种子活力[12]以及光合生理[13]等方面，这在一定程度上为野生资源的就地保护和促进种群恢复起到了科学的指导作用。但是，由于分布区恶劣的气候条件使得种群仍面临天然更新率低和幼苗发育时间漫长等难题[14-15]，而开展人工扦插育苗不但操作简便、成本低廉，而且能择优开展规模化繁育[16]。因此，本研究拟通过分析2种西藏柏树嫩枝插穗对不同浓度ABT生根粉和浸泡时间的生根响应，筛选出高效扦插繁育方案，以期为藏柏和巨柏的人工快繁技术开发提供重要参考。

1 试验地概况

试验地位于西藏农牧学院高原生态研究所试验苗圃内，坐标为 29°39′53″N，94°20′40″E，海拔2 970 m。根据该苗圃内安装的自动气象站（Campbell CR1000）监测数据（2011—2015年）统计，该区域年日照时数约2 060 h，年太阳总辐射4 225 MJ·m-2；年均温度为8.6℃，生长季6—9月平均温度为14～16℃；年均降水量为650～750 mm，雨季集中在6—9月，约占全年降水量的90%，年均相对湿度为62%；年均无霜期为160～180 d，属高原温带季风半湿润气候。实验于2015年6—9月进行，插床设在苗圃大棚内，基质为沙质壤土；提前深翻床面，用浓度为0.1%的高锰酸钾溶液进行基质消毒，后平整为长2.0 m、宽1.2 m 的床面，灌透水覆地膜待扦插使用。

2 材料与方法

2.1 插穗采集与制作

插穗母树为西藏高原生态研究所苗圃内生长健壮的藏柏和巨柏个体，取树冠中部外围2年生健壮、无病虫害、顶芽完好的嫩枝，剪成10～15 cm长的插穗，剪除基部小侧枝，上端保留1/3的小枝及叶片；下切口剪成马蹄形；每30根捆成1捆。

2.2 激素处理

将插穗放入浓度为0.1%的高锰酸钾溶液中消毒30 min后取出，用清水冲洗干净；然后分别用浓度为 50、100、200、300 mg·L-1的 ABT（北京中林佳林科技有限公司生产ABT生根粉1号）溶液浸泡插穗基部约2～3 cm处，处理时长分别为3、3、2、1 h，以清水浸泡3 h作为对照（CK）。试验设3次重复，2个树种共30个处理。具体实验设计见表1。

表1 不同浓度ABT生根粉及时长对2种柏树插穗的处理Table 1 Process of two cpyresses’ cuttings with different concentrations ABT and time

2.3 扦插操作及后期管理

插穗制作及ABT浸泡在2015年6月15日进行，扦插采用直立扦插法。为防止损伤穗皮或把ABT溶液搓掉影响生根效果，扦插时先用引锥在床面上按5 cm×5 cm的密度扎插穴，深度4～5 cm，后将经过处理的插穗直接插入孔穴中，再用手指镇压孔穴，使插穗与基质充分接触。

扦插后1个月内保持床面湿润，每天9:00视干湿情况适量浇水。1个月后适当减少浇水频率和浇水量；随时清除床面杂草。期间不要触动插穗，以免影响插穗生根。

2.4 数据测定与分析

2.4.1 指标测定

2015年10月15日，将藏柏和巨柏扦插苗全部挖起，统计愈伤组织和根系发育情况，具体指标包括愈合率、膨大率、腐烂率、生根率、平均生根条数、平均根长、平均最大根长等[17]。计算公式如下：

愈合率＝下切口愈合插穗数/30×100%。

膨大率＝下切口膨大插穗数/30×100%。

腐烂率＝腐烂插穗数/30×100%。

生根率＝生根插穗数/30×100%。

平均生根条数为生根插穗生根条数的平均值；用游卡标尺（精度为0.01 mm）逐条测量生根插穗的根的长度，分别计算平均根长和平均最大根长。

2.4.2 成活情况综合评价

利用模糊数学中求隶属函数值的方法分别对巨柏和西藏柏木在不同浓度ABT及浸泡处理下的成活情况进行综合评价，其公式[17]如下：

式中，Fij为某树种某一指标的测定值，Fjmax为该指标中的最大值，Fjmin为该指标中的最小值，F′ij为i树种j性状的隶属值，为i树种的总隶属函数值（total membership value），n为测定指标数。腐烂率与生根效果呈负相关，其隶属函数值计算公式为：F′ij=1-(Fij-Fjmin)/(Fjmax-Fjmin)。

2.4.3 数据处理

利用SPSS22.0软件进行方差分析，并在置信水平95%上用 Duncan方法进行多重比较，采用LSD 法检验差异显著性，每个指标数据均为3次重复的平均值，结果用平均值±标准差表示。

3 结果与分析

3.1 不同处理对2种柏树插穗愈伤组织发育的影响

不同处理对2种柏树插穗愈伤组织发育影响的差异显著。由图1可知，总体上随着ABT浓度的增加，2种柏树插穗的愈合率、膨大率和生根率均显著提高，而腐烂率降低。对藏柏而言，随ABT浓度增加愈合率显著升高而腐烂率降低，尤其是在300 (mg·L-1)/1 h处理下，愈合率和腐烂率分别达最高和最低点，分别为76.67%和11.67%；而膨大率呈现升高后降低的趋势，在100 (mg·L-1)/3 h处理下最高，为31.67%；插穗生根率仅在100 (mg·L-1)/3 h处理下为3.34%，其余均未生根。巨柏插穗愈合率在100 (mg·L-1)/3 h处理下最高，膨大率和生根率总体表现为先升高后降低，二者均在200 (mg·L-1)/2 h处理下最高，分别为66.67%和30.00%，而腐烂率在50 (mg·L-1)/3 h处理下最高（为51.67%），后随ABT浓度增加腐烂率大幅降低，处于11.24%～23.34% 间波动。

3.2 不同处理对2种柏树插穗根系发育的影响

图1 不同处理对2种西藏柏树插穗愈伤组织发育的影响Fig.1 Effect on different treatments on the callus growth of two cpyresses’ cuttings in Tibet

不同处理对2种西藏柏树根系发育的影响显著。由图2可知，藏柏生根困难，而巨柏相对容易。具体表现为：巨柏仅在100 (mg·L-1)/3 h处理下有少量根系发生；而巨柏在不同处理下均有根系发生，以100 (mg·L-1)/3 h处理下根系发育最好，其中平均生根数、平均根长和平均最大根长分别为4.62条/株、22.09 mm和 36.42 mm，均显著高于对照。

3.3 不同处理对2种柏树插穗成活的综合评价

根据不同ABT浓度和浸泡时间对西藏2种柏树插穗愈伤组织和根系发育的影响，将情况进行统计分析，应用隶属函数值法对其进行综合评价。由表2可知：藏柏对不同浓度ABT和浸泡时间插穗发育的总隶属函数值排序为 100 (mg·L-1)/3 h ＞ 300 (mg·L-1)/1 h ＞ 200(mg·L-1)/2 h ＞ 50 (mg·L-1)/ 3 h ＞ 0 (mg·L-1)/3 h；巨柏的总隶属函数值排序为100 (mg·L-1)/3 h＞200(mg·L-1)/2 h ＞ 300 (mg·L-1)/1 h ＞ 50 (mg·L-1)/3 h ＞ 0 (mg·L-1)/3 h。

图2 不同处理对2种西藏柏树插穗根系发育的影响Fig.2 Effect on the root growth of two cpyresses’ cuttings with different treatments in Tibet

表2 不同处理对2种西藏柏树插穗生长的综合评价Table 2 Comprehensive evaluation of the cuttings growth of two cpyresses under different treatments in Tibet

4 结论与讨论

2种西藏柏树插穗的发育对不同浓度ABT溶液浸泡和处理时间的响应差异显著。根据试验结果可知，藏柏和巨柏插穗在浓度为100 mg·L-1的ABT溶液中浸泡3 h后，其愈伤组织和根系发育总体状况为最优。随着ABT浓度增加，藏柏和巨柏愈伤组织膨大率、生根率和根系生长均表现出先增加后降低的趋势。以上说明长时间、低浓度ABT溶液浸泡对2种柏树插穗成活具有促进作用，而短时间、较高浓度下则有抑制作用，该结论与NAA刺激无籽刺梨叶腋生根效果类似[18]。

扦插作为高效离体快繁育苗技术[19-20]，对促进2种柏树种群数量增加具有重要意义[21]。本研究对象藏柏和巨柏均为分布在藏东南的珍稀物种，由于其生境恶劣和人为破坏严重，野生资源数量少，幼苗更新不良[22]。以往有研究采集2种柏树的种子开展育苗工作，但由于存在各年份结实数量和质量不均、播种后发芽率低，以及育苗管理技术缺乏等因素[23]，导致实生苗繁育体系仍不完善。目前，开展人工繁育促进种群数量增加是保护藏柏和巨柏的最有效途径；从生物学和经济学角度考虑，利用生根粉浸泡进行扦插繁殖能有效促进插穗发育[16]，该方法具有操作简单、成本低的优势，育苗工人经过简单培训即可掌握，具有较高的应用价值。

实际应用中，要提高西藏2种柏树插穗的生根率和育苗成功率，还应结合母树选择、采穗方法、生根粉浓度、插床基质、苗期管理和病虫害防治等措施[24-25]，开展进一步研究，以便全面完善藏柏和巨柏的扦插繁育体系，为未来在西藏进行大规模无性繁育和应用推广提供可靠的技术支撑。

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