扦插部位、时间和IBA浓度对‘紫光’狼尾草(Pennisetum alopecuroides ‘Ziguang’)茎秆扦插成活的影响

胡耀芳， 范希峰， 滕 珂， 岳跃森， 武菊英*

(1．北京农学院园林学院，北京 102206； 2．北京市农林科学院北京草业与研究发展中心，北京 102206)

‘紫光’狼尾草(Pennisetumalopecuroides‘Ziguang’)为禾本科(Gramineae)狼尾草属(Pennisetum)多年生草本，因花序似狼尾而得名，是狼尾草属中最具代表性的观赏型草种,主要分布在热带、亚热带地区[1-2]。‘紫光’狼尾草具有株形优美和花序美丽等独特的观赏价值，同时又有较强的水土保持能力、耐刈割、再生能力强、养护水平低等优点，是一种新型的园林造景植物，可广泛应用于节约型园林[3]。此外，‘紫光’狼尾草生态环境适应性较好，在北京地区具有较好的应用前景[4-6]，市场需求也日益增长。

‘紫光’狼尾草具有异花授粉而后代分离的现象，其种子育苗的后代严重分离，整齐度大大降低，严重影响其观赏效果[7]。因此仅经过多年的自交和筛选，并通过营养繁殖的方式，才能形成稳定遗传的品种[8]。狼尾草无性繁殖包括组培、分株移栽和茎秆扦插等方式。组培的扩繁系数最高，但该方法的费用高，且对设施、操作人员的技术要求较高，不利于大规模推广[9-11]。利用根茎直接分株虽然建植费用低，但存在扩繁系数较低的问题[12]。茎秆扦插繁殖技术难度低，易于推广，且能够保持亲本的优良性状，可广泛应用于多种植物的快速繁育[13]。

目前有关狼尾草的茎秆扦插技术鲜有报道，在生产中我们发现‘紫光’狼尾草利用茎秆进行扦插成活率较低，不能有效的利用繁殖材料，造成了大量人力物力资源的浪费，且不利于保证短时间内大量的种苗供给，无法满足市场需求。因此，探讨影响‘紫光’狼尾草茎秆扦插的影响因素及最佳方法便非常迫切。研究表明，杂交狼尾草(Pennisetumamericanum× P．purpureum)[14]、饲草玉米(Zeamays)[15]不同部位茎段扦插的成活率具有较大的差异；IBA处理插穗可显著提高茎段扦插幼苗的生根率[16-17]。但高浓度的IBA处理伤害了插穗组织，并可诱导乙烯的大量产生，抑制了茎段芽苞的生长发育[18]；白桦(BetulaplatyphyllaSuk)进行嫩枝扦插，其扦插生根率与插穗的可溶性糖含量关系密切[19]。为提高‘紫光’狼尾草的成活率，快速大量提供种苗，本研究利用‘紫光’狼尾草作为繁殖材料，探讨了扦插部位、扦插时间和IBA浓度对其茎秆扦插的影响，以期筛选出茎秆扦插最佳条件，为其快速高质繁育及推广应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料与培养条件

供试植物材料为来源于北京草业与环境研究发展中心的三年生‘紫光’狼尾草，采用5×10孔穴盘及普通商品基质，其中商品基质的主要成分为草炭、珍珠岩及蛭石等。每个穴孔内扦插1个茎段，置于日光温室的地面上进行培养。生长条件为25～15℃(昼/夜)，光周期约为12～14 h。每2～3天浇一次水。

1.2 试验方法

扦插部位试验：于8月22日进行，‘紫光’狼尾草茎秆从下至上取第1～6个单个芽苞进行扦插，相邻2个芽苞为1组，分为下部、中部和上部芽苞。每个部位4次重复，每次重复扦插10个茎段。10周后，拔出幼苗统计其生长发育情况。

扦插时间试验：在‘紫光’狼尾草秋季繁殖期，自8月8日至10月31日每隔2周对‘紫光’狼尾草下部芽苞进行1次茎秆扦插，共进行7次。每个批次4次重复，每次重复扦插10个茎段。测量母株可溶性糖与淀粉含量，10周后，拔出幼苗统计其生长发育情况。

吲哚丁酸(indolebutyric acid,IBA)浓度试验：于9月5日进行，在‘紫光’狼尾草茎秆扦插过程中，分别将其扦插茎段蘸取不同浓度IBA后再进行扦插，IBA浓度梯度为：0,0.1%,0.2%,0.3%,0.5%,1%。每个处理4次重复，每次重复扦插10个茎段。10周后，拔出幼苗统计其生长发育情况。

1.3 扦插方法

铺设基质：在5×10孔穴盘内铺设基质，并浇足透水；选择茎秆：选取生长健壮且长势一致的茎秆，分别取其茎秆从下至上第1～6个单个芽苞进行扦插，相邻2个芽苞为1组分为下部、中部和上部芽苞；修剪茎段：芽苞上部茎秆剪成平口，以减少茎秆内部水分蒸发；芽苞下部茎秆剪成斜口，以利于茎秆从基质内吸收水分和无机盐等物质；茎段扦插：扦插时确保每个芽苞朝上，蘸取IBA溶液确保没过芽苞，并且覆土深度均为1 cm。置于日光温室的地面上进行培养。

1.4 测定指标及方法

母株内可溶性糖与淀粉含量：分别测定母株内茎秆和芽苞内的可溶性糖与淀粉含量，其中总可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[20]；淀粉含量的测定采用酸水解法[21]，用单位mg·g-1表示。

苗高：扦插后每隔两2周测量1次苗高，单位用cm表示；

鲜干重：包括地上部鲜重、地上部干重、地下部鲜重与地下部干重等。拔出幼苗后，将苗株的地上部茎叶和地下部根系分开，用清水冲洗干净，装入信封，在烘箱中于105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重，分别测定，单位用g表示；

根系指数：包括成活率、最长根长和生根数等，均为每个处理的平均值。最长根长及生根数由WinRHIZO根系分析系统(型号：EPSON EXPRESSION 10000XL)对扦插幼苗根系进行扫描后分析数据得出。

1.5 数据分析

试验数据采用SPSS 17.0进行方差显著性分析，差异显著水平为0.05，并用Excel 2010作图。

2 结果与分析

2.1 扦插部位对幼苗生长状况的影响

由表1可知，3种扦插部位幼苗的成活率、最长根长及生根数大小依次为：下部芽苞>中部芽苞>上部芽苞。其中，下部芽苞扦插成活率为40%，比中部芽苞和下部芽苞分别高10%和22.50%；下部芽苞扦插幼苗的最长根长为16.28 cm，比中部芽苞

和下部芽苞分别高2.52 cm和3.49 cm；下部芽苞扦插幼苗的生根数为36.61，比中部芽苞和下部芽苞分别高20.25和21.78。3种扦插部位苗高和鲜干重依次为：下部>中部>上部。其中下部芽苞幼苗苗高为15.69 cm，比中部芽苞和下部芽苞分别高0.71 cm和1.43 cm；下部芽苞幼苗的地上鲜重、地上干重、地下鲜重和地下干重分别为0.58 g、0.38 g、0.13 g和0.05 g，比中部芽苞地上鲜重、地上干重及地下鲜重分别重0.07 g、0.05 g和0.01 g，比下部芽苞幼苗鲜干重分别高0.15 g、0.06 g、0.03 g和0.01 g(图1)。

表1 扦插部位对幼苗生根的影响Table 1 Effects of cutting position on the rooting of seedlings

注：每组数据均为平均值±标准误(SE)。不同小写字母表示0.05水平下差异显著，下同

Note:Each number is the mean of replicates with standard error (SE). Different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level,respectively. The same as below

图1 扦插部位对幼苗苗高及鲜干重的影响(A：对苗高的影响；B：对鲜干重的影响)Fig.1 Effects of cutting position on the height,the fresh and dry weight of seedlings(A:Effects on the height of seedlings; B:Effects on the fresh and dry weight of seedlings)

2.2扦插时间对幼苗生长状况的影响

由图2可知，八月上旬至十月下旬，‘紫光’狼尾草在茎段扦插繁殖时，随着扦插时间的变化，其母株茎秆中可溶性糖含量呈现“双峰型”变化，淀粉含量则持续增加；其扦插幼苗的成活率、最长根长及生根数均呈现先升高后降低的趋势，并在8月22日左右时取得最大值(图3与图4)。其中，母株茎秆中淀粉与可溶性糖含量最高为48.65 mg·g-1和130.03 mg·g-1；幼苗的成活率、最长根长及生根数分别为45%、16.28 cm和36.61。八月上旬至十月下旬，‘紫光’狼尾草在茎段扦插繁殖时，随着扦插时间的变化，其幼苗苗高与鲜干重均呈现先升高后降低的趋势，并在8月22日左右扦插时生长状况最佳，2周后幼苗的苗高为23.49 cm，地上鲜重、地上干重、地下鲜重和地下部干重分别为0.58 g、0.32 g、0.13 g和0.05 g(图5)。

图2 扦插日期对母株淀粉及可溶性糖含量的影响Fig.2 Effects of cutting time on the starch and the soluble sugar contents of the mother plants

图3 扦插日期对幼苗成活率的影响Fig.3 Effects of cutting time on the survival rates of seedlings

图4 扦插时间对幼苗最长根长及生根数的影响(A：对最长根长的影响；B：对生根数的影响)Fig.4 Effects of cutting time on the longest root lengths and the rooting numbers of seedlings(A: Effects on the longest root lengths of seedlings;B:Effects on the rooting numbers of seedlings)

图5 扦插时间对幼苗苗高及鲜干重的影响(A：对苗高的影响；B：对鲜干重的影响)Fig.5 Effects of cutting time on the height,the fresh and dry weight of seedlings(A:Effects on the height of seedlings;B:Effects on the fresh and dry weight of seedlings)

2.3 IBA浓度对幼苗生长状况的影响

由图6可知，IBA可以提高扦插幼苗的成活率。在6种IBA浓度处理条件下，随着IBA浓度的增加，其茎秆扦插幼苗的成活率呈现先升高后降低的变化趋势，在0.3% IBA处理时达到最大值，为40%。幼苗的最长根长及生根数亦呈现相同的变化趋势，并在0.3% IBA处理时达到最大值，分别为14.77 cm和11.24(图7)。IBA可以促进扦插幼苗的生长状况，尤其促进地下鲜重的增加。在6种IBA浓度处理条件下，随着激素浓度的增加，其茎秆扦插幼苗苗高与鲜干重均呈现先升高后降低的变化趋势，并在0.3% IBA处理下达到最大值。其中，2周后幼苗苗高为12 cm，地上鲜重、地上干重、地下鲜重和地下干重分别为0.31 g、0.10 g、0.36 g和0.09 g(图8)。

图6 IBA浓度对幼苗成活率的影响Fig.6 Effects of IBA concentration on the survival rates of seedlings

图7 IBA浓度对幼苗最长根长及生根数的影响(A：对最长根长的影响；B：对生根数的影响)Fig.7 Effects of IBA concentration on the longest root lengths and the rooting numbers of seedlings(A:Effects on the longest root lengths of seedlings;B:Effects on the rooting numbers of seedlings)

图8 IBA浓度对幼苗苗高及鲜干重的影响(A：对苗高的影响；B：对鲜干重的影响)Fig.8 Effects of IBA concentration on the height,the fresh and dry weight of seedlings(A:Effects on the height of seedlings; B:Effects on the fresh and dry weight of seedlings)

3 讨论

本研究发现，在北京地区对‘紫光’狼尾草茎秆的不同部位进行茎秆扦插，其幼苗的生长状况为：下部芽苞>中部芽苞>上部芽苞。这与杂交狼尾草[14]、饲草玉米[15]研究结果一致。分析其原因，可能是‘紫光’狼尾草扦插茎段下部芽苞发育最为成熟饱满，含有较多的营养物质，为根原原基的形成和生根提供了物质基础，而上部芽苞发育相对尚不成熟，营养物质储存较少所致。

八月上旬至十月下旬，随着扦插时间的变化，其母株茎秆中可溶性糖含量呈现“双峰型”变化，淀粉含量则持续增加，扦插幼苗的成活率、苗高与鲜干重等均呈现先升高后降低的趋势，并在8月22日左右扦插时幼苗的生长状况最佳。植物组织内可溶性糖和淀粉含量随着季节而变化[22-23]，且变化规律因物种而异[24]。在插穗生根过程中可溶性糖是主要的能量来源，淀粉的水解是供给插穗可溶性糖的来源。这与白桦[19]进行嫩枝扦插的结果一致。在秋季繁殖期，我们发现‘紫光’狼尾草由营养生长转向生殖生长，茎秆内储存养分向根状茎和幼穗流动，所以茎秆中的可溶性糖含量逐渐降低，淀粉含量逐渐增加。同时，低温可以激活或提高淀粉酶的水解活性，使淀粉水解成可溶性糖[25]，这可能是可溶性糖含量第二个峰值出现的原因。

IBA可以促进茎秆扦插幼苗生根与后期生长，本研究发现在0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%、1% IBA处理条件下，随着激素浓度的增加，其茎秆扦插幼苗成活率、苗高与鲜干重均呈现先升高后降低的变化趋势，并在0.3% IBA处理下达到最大值。研究表明，不定根形成的关键是其原基的形成,它是一个受激素调控的复杂过程，与许多内外因素有关，尤其是吲哚丁酸[26]。吲哚丁酸是一种由IAA转变而来的内源生长素，IBA处理可提高不定根诱导期IAA水平，并促使IAA含量顶峰提前到来[27-28]。相对于IAA及其他激素，IBA稳定性强、运输慢、毒性小，促进生根活性更强[29]。

4 结论

本研究得出，扦插部位、扦插时间和IBA浓度均对‘紫光’狼尾草茎秆扦插幼苗的生长状况有着显著的影响，通过控制不同影响因素可提高‘紫光’狼尾草茎秆扦插幼苗的成活率，进一步提高繁殖材料的利用效率，降低成本。其中，不同扦插部位实验表明：愈下部的茎段扦插幼苗生长愈好；在秋季繁殖期，‘紫光’狼尾草在八月下旬进入生殖期前母株内营养物质含量较高，扦插时幼苗的生长状况最佳；低浓度IBA能促进‘紫光’狼尾草茎秆扦插幼苗的生长，而高浓度则起抑制作用，0.3% IBA处理对扦插繁殖苗的效果最好。在生产中通过控制不同因素，可以促进‘紫光’狼尾草扦插幼苗的成活，提高繁殖效率。