2,4-D对碰碰香插枝生根的影响

王 颖 许 艺 张梦雅 陈秉初 陈文荣

(浙江师范大学化学与生命科学学院 金华 321004)

“探究2,4-D对插枝生根的作用”是浙科版高中生物学教材必修3中的探究实验，对于学生实验设计能力、实验操作能力以及实验探究能力的培养具有重要意义。教材未对实验材料、2,4-D浓度以及实验注意事项进行详细说明，这就使得活动形式完全开放。在增加探究性的同时，也提高了教学实践的难度。植物种类的选择和2,4-D浓度梯度的确定是实验的关键。

目前，已有一线教师选择柳条、迎春、富贵竹等材料进行探究实验[1，2]，由于柳条、迎春等木本植物生根速度慢，而富贵竹成本又较高，该实验仍然需要进一步完善。

碰碰香(Plectranthustomentosa)又名一抹香，为唇形科(Lamiaceae)植物，因其触碰后会发出清香怡人的气味而得“碰碰香”的称号[3]。碰碰香喜爱阳光，不耐潮湿，全年可全日照培养，但也比较耐阴，在夏季具有提神醒脑、驱蚊赶蝇的功效，叶片既可食用，也能入药，具有抗菌消炎的作用[4]。此外，碰碰香发根速度快，容易栽培，市场价格便宜。碰碰香通过播种、扦插和分株等多种方法繁殖，但园艺实践中通常以扦插繁殖为主。本文经过筛选后选择成本低廉、生根迅速，同时容易插条存活的碰碰香作为实验材料，通过预实验探索碰碰香插条生根的最适2,4-D浓度，并对实验材料的处理和环境条件的控制进行了改进，旨在为高中生物学实验教学提供一套可行性较高的方案。

1 材料与方法

1.1 实验材料 于2018年4月22日将长势基本一致的144株碰碰香剪下约6～7cm，每株植株顶端留3～4片叶子。

1.2 实验试剂 2,4-D粉剂(99.9%)由于难溶于水，因此需要先将25mg粉剂溶于5mL无水酒精中，再在容量瓶中用蒸馏水定容至1000mL作为母液备用。用蒸馏水分别配制成2.5×10-7g/L、 2.5×10-6g/L、 2.5×10-5g/L、 2.5×10-4g/L、 2.5×10-3g/L的2,4-D溶液。

1.3 实验方法 将植株下部分别浸泡在试液中24h，浸泡深度约为3cm。共设六个处理，浓度分别为0g/L(对照)、2.5×10-7g/L、 2.5×10-6g/L、 2.5×10-5g/L、 2.5×10-4g/L、 2.5×10-3g/L的2,4-D溶液。每个处理设置3个重复，每8株为1个重复。浸泡完毕后在阴凉处晾干12h。再把碰碰香移栽到用椰糠制成的基质中，深入3cm左右，同时浇透水，再将材料置于自动人工气候实验室进行培养，设置温度为25℃，光照为2000lx，同时保证较高的空气湿度，注意通风，适时补水(水分过多容易导致碰碰香出现烂根致死现象)，每隔5d观察植物生长情况和生根情况并统计每组存活植株的数量、生根的数量以及生根的长度。实验时间为15d。

1.4 数据处理 每个处理的根长使用winRHIZO进行测量，用Excel统计每组碰碰香的平均生根数量、平均根长以及标准差，采用SPSS软件进行Duncan检验和单因素方差分析比较不同处理间的差异(P=0.05)，最后利用SigmaPlot制图。

2 结果与分析

2.1 不同浓度2,4-D对碰碰香存活率和生根数量的影响 不同2,4-D浓度对碰碰香成活数量和生根数量影响不同(图1)。从插穗的成活数量来看，2.5×10-3g/L 2,4-D溶液处理下的碰碰香在15d后全部死亡，对照组和2.5×10-4g/L 2,4-D溶液处理下的碰碰香均出现死亡个体，分别死亡5株和2株。其余组插穗全部成活。由表1可知，在0g/L～2.5×10-3g/L浓度范围内，随着2,4-D浓度的上升，碰碰香生根数量呈现先上升后下降的趋势，其中2.5×10-5g/L 2,4-D溶液处理下的碰碰香平均生根数量最多，达33根，对照组生根数量不到10根，其余成活的三组生根数量均在15根以上。此外，六个处理中，2.5×10-5g/L和2.5×10-6g/L 2,4-D溶液处理下的碰碰香最先长出根，其余成活的3组在第5～10d内也相继长出根，其中，对照组长根所需时间最久。

图1 不同浓度2,4-D对碰碰香生根的影响(第15d)

表1 不同时期各浓度2,4-D对碰碰香存活率和生根数量的影响

2.2 不同浓度2,4-D对碰碰香生根长度的影响 不同2,4-D浓度对碰碰香生根长度的影响也不同，且组间差异显著，呈现低浓度2,4-D溶液促进生根，高浓度2,4-D溶液抑制甚至杀死植物的趋势(图2)。在一定范围内，随着2,4-D溶液浓度的上升，碰碰香平均生根长度先上升后逐渐下降。对照组平均生根长度仅为6.04mm；2.5×10-7g/L 2,4-D溶液处理的生根长度略有上升，达到6.56mm；2.5×10-6g/L 2,4-D溶液处理下的碰碰香平均生根长度最长，为10.35mm。当浓度超过2.5×10-6g/L时，碰碰香平均生根长度开始下降，2.5×10-5g/L和2.5×10-4g/L 2,4-D溶液处理的平均根长分别为9.81mm和9.28mm；2.5×10-3g/L 2,4-D溶液导致了植物死亡，说明在2.5×10-4g/L～2.5×10-3g/L 2,4-D浓度之间已经开始出现抑制根生长的现象。

图2 不同浓度2,4-D对碰碰香生根长度的影响

3 讨论与结论

“探究2，4-D对插枝生根的作用”实验中材料的选择是关键，合适的材料具有高成功率，发根速度快，对2,4-D的响应灵敏。碰碰香与柳条、迎春和富贵竹等植物相比，在成本、时间和实验效果上都更有优势。首先，碰碰香容易栽培，插条更易存活，且相较于柳条、迎春等在插条过程中不易出现发霉现象；其次，碰碰香受到触碰能散发出香气的特性也能增加实验的趣味性，提高学生的学习兴趣；同时，碰碰香价格低廉，一般花卉市场均可买到，容易获取；而且，碰碰香剪去枝条上端后，重新生长速度快，可在次年重新投入实验使用。最后，碰碰香具有良好的实验效果。碰碰香为草本植物，生根速度较快，通过我们的实验表明，其能在15d内出现理想的实验结果，大大缩短了实验周期，为教师灵活安排实验教学时间增加了可能性。

除了材料选择，实验条件的控制也是保证实验成功的重要环节。椰糠因其良好的保水性保证了植物根系生长过程中能很好地吸收水分，并能在扦插过程中提供湿度较大的环境，其良好的透气性又避免了植物的根系腐烂。但是，由于该实验采用基质培养的方式，在观察并测量根的各项指标时，必须将根从基质中挖出来，这就不可避免对根产生一定伤害甚至出现断根现象。因此，笔者在挖根的过程中，注意要先将包有根部的基质挖出来，再仔细将基质清除，以便更精准地测量根长、记录根数。此外，如果没有自动人工气候实验室，笔者建议在4月中旬至6月展开该实验，此时温度在20℃～30℃左右，适宜插穗的生长。同时将材料放在有光线但不是光线直射的通风处培养，也可在旁边放置清水或喷点水汽以增加空气湿度。综上所述，碰碰香是“探究2,4-D对插枝生根的作用”合适的实验材料，最适2,4-D溶液处理浓度为2.5×10-5g/L～2.5×10-6g/L，实验周期为15d。探究不同浓度2,4-D对碰碰香生根的影响实验在材料选择、时间长度、趣味性、环境条件的控制以及实验效果等方面都具有良好的改进，在高中生物学实验课堂和课后活动中实施的可行性较高。