基于正交试验的大根报春苣苔扦插影响因素优化

闫海霞 关世凯 周锦业 宋倩 喇燕菲 罗述名

摘要：【目的】分析影响大根报春苣苔扦插成活的因素，优化其扦插繁殖技术，为其在生产上应用提供技术支持。【方法】以大根报春苣苔叶片为材料，采用正交试验设计，进行两组试验。其中，泥炭（1.0、2.0和3.0 L）（A1、A2和A3水平）、珍珠岩（0.5、1.0和1.5 L）（B1、B2和B3水平）、蛭石（0.5、1.0和1.5 L）（C1、C2和C3水平）3种不同基质组分为第一组试验;叶片部位（上部、中部和下部）（D1、D2和D3水平），泥炭∶珍珠岩∶蛭石体积比=2∶1∶1、4∶2∶1、6∶3∶1（E1、E2和E3水平），及植物生长调节剂浓度（100、200和300 mg/L）（F1、F2和F3水平）3个因素为第二组试验。分析各因素对大根报春苣苔扦插成活率、子株数和新叶总数的影响，并筛选出最优组合。【结果】在基质组分的试验中，泥炭对大根报春苣苔扦插成活率、子株数和新叶总数均有显著影响（P<0.05，下同），珍珠岩对扦插成活率有显著影响，而蛭石对扦插成活率、子株数和新叶总数均无显著影响（P>0.05，下同）;不同基质成分对大根报春苣苔扦插效果的影响表现为泥炭>珍珠岩>蛭石，扦插基质以泥炭：珍珠岩：蛭石体积比6∶3∶2为最佳。在3个因素试验中，IBA+NAA浓度对新叶总数有显著影响;基质对扦插成活率、子株数和新叶总数均无显著影响;叶片部位对子株数和新叶总数有显著影响，但对扦插成活率无显著影响;不同因素对扦插效果的影响表现为叶片部位>IBA+NAA浓度>基质，最佳扦插组合为采用叶片上部，以100 mg/L的IBA和NAA等量混合处理，扦插基质为泥炭、珍珠岩、蛭石配比为2∶1∶1的混合基质。【结论】不同因素对大根报春苣苔扦插效果的影响有所不同，其中泥炭对扦插效果的影响最明显。筛选出的最佳基質配比及最佳扦插组合适合在大根报春苣苔产业化育苗中推广应用。

关键词： 大根报春苣苔;基质;正交试验;扦插组合;子株数

中图分类号： S682.150.43                       文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2019）11-2519-06

Optimization of factors affecting cutting of Primulina macrorhiza（D. Fang & D.H. Qin） Mich. M?ller & A.Weber based on orthogonal experiment

YAN Hai-xia， GUAN Shi-kai， ZHOU Jin-ye， SONG Qian， LA Yan-fei， LUO Shu-ming*

（Flower Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning  530007， China）

Abstract：【Objective】To study the factors affecting the survival of cutting of Primulina macrorhiza（D. Fang & D. H. Qin） Mich.M?ller & A.Weber， optimize its cutting propagation technology， and provide technical basis for production.【Method】The leaves of P. macrorhiza were used as materials， and two groups of experiments were carried out by orthogonal design. Each group of experiments had three levels of factors. Peat（1.0， 2.0 and 3.0 L）（A1， A2 and A3 levels）， perlite（0.5， 1.0 and 1.5 L）（B1， B2 and B3 levels） and vermiculite（0.5， 1.0 and 1.5 L）（C1， C2 and C3 levels） were the first group of experiments. Leaf position（upper leaves， middle leaves and lower leaves）（D1， D2 and D3 levels）， matrix peat∶perlite∶vermiculite=2∶1∶1， 4∶2∶1 and 6∶3∶1（E1， E2 and E3 levels） and plant growth regulator concentration（100， 200 and 300 mg/L）（F1， F2 and F3 levels）were the second group. The survival rate of cutting survival rate， and the number of offspring and number of new leaves were analyzed. The optimal combination was selected. 【Result】In the experiment of substrate components， peat had significant influence on cutting survival rate， and the number of new plant and number of new leaves（P<0.05，the same below）， perlite had significant influence on survival rate， vermiculite had no significant influence on cutting survival rate， and the number of new plant and number of new leaves（P>0.05，the same below）. The effects of different substrate components on cutting effect was peat>perlite>vermiculite. Peat∶perlite∶vermiculite with 6∶3∶2 ratio was the best cutting medium. In the three factor experiments， the concentration of IBA+NAA had a significant effect on the new leaves number; the substrate had no significant effect on cutting survival rate， and the number of new plant and number of new leaves; the leaf position had significant effect on the number of new plant and new leaves number， but had no significant effect on the survival rate. In the experiment of three factors， the order of influence on the three indexes was leaf position>IBA+NAA concentration>substrate. The best cutting combination was： upper leaves， 100 mg/L of IBA and NAA equally mixed， and the ratio of peat， perlite and vermiculite was 2∶1∶1. 【Conclusion】Different factors have different effects on cutting effect of P. macrorhiza. Peat has obvious influence on cutting effect. The optimum substrate ratio and cutting combination selected in this study are suitable for the industrialized seedling raising of P. macrorrhiza.

Key words： Primulina macrorhiza（D. Fang & D. H. Qin） Mich. M?ller & A.Weber; substrate; orthogonal design; cutting combination; new plant number

0 引言

【研究意义】大根报春苣苔[Primulina macrorhiza（D. Fang & D. H. Qin） Mich. M?ller & A.Weber]为苦苣苔科报春苣苔属多年生草本植物，分布于海拔约200 m的石灰岩石山岩壁，产于广西的武鸣和上林（韦毅刚，2010），为广西特有种（覃海宁和刘演，2010）。大根报春苣苔花朵硕大，花量多，具有极高的观赏价值，适于作观花盆栽，也是育种的优良亲本，推广利用大根报春苣苔不仅可充分发挥其观赏特性，还可增加花卉市场的品种种类。因此，建立完善的大根报春苣苔人工繁育技术对推广利用该品种具有重要意义。【前人研究进展】目前，关于苦苣苔科植物繁殖的研究已有不少报道。刘伟和曹晓慧（2010）研究了吊石苣苔的扦插繁殖;邱志敬等（2015）对苦苣苔科中8个不同属的物种进行了扦插试验;林茂等（2017a）开展了三苞报春苣苔的组培快繁研究;闫海霞等（2017a，2017b，2017c）先后进行永福报春苣苔、褐纹报春苣苔和羽裂报春苣苔的组培研究，并成功建立了组培快繁体系。已有的无性繁殖研究主要涉及扦插和组织培养，尤其是报春苣台属的扦插繁殖研究正在逐年增加。唐文秀等（2009）对桂林唇柱苣苔进行了叶插繁殖;周太久等（2012）进行了6种报春苣苔的叶插繁殖研究;邓涛等（2013）研究了5种苦苣苔科植物的叶插效果，其中包括3种报春苣苔。关于大根报春苣苔的研究已涉及引种（王莉芳等，2012）和生理指标测定（吕惠珍等，2015），但针对其繁殖技术的研究不多。林茂等（2017b）以大根报春苣苔的叶片为外植体、MS为基本培养基，并附加不同种类和浓度的激素进行组培快繁技术研究，成功建立了大根报春苣苔的组培快繁体系;闫海霞等（2018）研究表明，基质、IBA浓度及切割方式对大根报春苣苔的叶片扦插均具有影响，得出泥炭混合河沙（体积比1∶1）、泥炭混合珍珠岩（体积比1∶1）是适宜的叶插基质，200 mg/L IBA处理插穗的子株数和子株叶片数最多，是适宜的处理浓度，切割方式则以全切和纵切为宜。【本研究切入点】上述关于大根报春苣苔人工繁殖技术的研究均为单因素试验，而多因素的正交试验尚无报道。【拟解决的关键问题】对大根报春苣苔的扦插繁殖进行正交试验，探究不同种基质、植物生长调节剂浓度及叶片不同部位等因素对扦插成活效果的影响，以优化其扦插技术，为其种苗的规模化生产提供理论基础和技术支持。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

大根报春苣苔来源于广西农业科学院花卉研究所引种驯化后的成年植株。选择健壮、无病虫害的植株为母株，以大小均匀的叶片为插穗，于2018年7月在广西农业科学院花卉研究所温室内进行插插试验，扦插温度控制在25～35 ℃，平均相对湿度为70%～80%。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 泥炭、珍珠岩和蛭石3种基质的正交试验

以大根報春苣苔的全叶片（带1～2 cm叶柄）为扦插材料，按L9（34）正交表（表1）进行试验，共9个处理（处理1～处理9），每处理扦插20片叶片，3次重复，研究3个因素对大根报春苣苔成活率、子株数和新叶总数的影响，确定扦插繁殖的最优条件。

1. 2. 2 植物生长调节剂浓度、基质配比和叶片部位3个因素的正交试验 按L9（34）正交表（表2）进行试验，共9个处理（处理11～处理19），每处理扦插30片叶片，3次重复，研究3个因素对大根报春苣苔成活率、子株数和新叶总数的影响，确定扦插繁殖的最优条件。

扦插120 d后对成活株数、新产生的子株数、子株的新叶总数进行统计，扦插成活率（%）=成活叶片数/扦插叶片总数×100。

1. 3 统计分析

试验数据采用Excel 2003进行整理统计，再以SPSS 19.0进行方差分析、极差分析及Duncans多重比较。

2 结果与分析

2. 1 泥炭、珍珠岩和蛭石对大根报春苣苔扦插效果的影响

2. 1. 1 3种基质的正交试验结果 由表3可看出，扦插成活率以处理1、处理7和处理8最高，均为100.00%，显著高于处理3、处理5和处理6（P<0.05，下同）;子株数以处理7最高（27.33株），显著高于除处理4和处理9外的其他处理;新叶总数以处理9最高（95.67片），显著高于其他处理。因此，处理7的扦插成活率和子株数均为所有处理中最高，但其新叶总数显著低于处理9;处理9的新叶总数最高，其扦插成活率和子株数与处理7无显著差异（P>0.05，下同）。可见，在所有处理中，处理9的扦插效果较好，即扦插基质以泥炭∶珍珠岩∶蛭石体积比为6∶3∶2为佳。

2. 1. 2 3种基质的方差及主次效应分析 由表4可知，从扦插成活率指标来看，泥炭的P=0.042<0.05，珍珠岩的P=0.024<0.05，蛭石的P=0.197>0.05，说明泥炭和珍珠岩对扦插成活率的影响达显著水平，而蛭石对扦插成活率的影响未达显著水平;极差分析结果表明，影响扦插成活率的主次水平为珍珠岩>泥炭>蛭石。同理分析可知，从子株数来看，仅泥炭的影响达显著水平;3种基质对新叶总数均无显著影响。影响子株数和新叶总数的主次水平均为泥炭>珍珠岩>蛭石。综上所述，泥炭对3项测定指标均有显著影响，珍珠岩仅对扦插成活率有显著影响，蛭石对3项测定指标均无显著影响，即3种基质对扦插效果的影响排序为泥炭>珍珠岩>蛭石。

2. 1. 3 3种基质的多重比较分析 从表5可知，在泥炭的影响中，水平3.0 L的扦插成活率和子株数均显著高于水平2.0 L，水平1.0 L的新叶总数显著低于水平2.0和3.0 L。在珍珠岩的影响中，水平0.5 L的扦插成活率显著高于水平1.5 L，水平0.5 L的子株数显著高于水平1.0 L，3个水平的新叶总数无显著差异。在蛭石的影响中，各项测定指标的3个水平间均无显著差异。可见，在泥炭中，依据3项测定指标最优为水平3.0 L;在珍珠岩中，依据扦插成活率和子株数最优为水平0.5 L，依据新叶总数则3个水平不显著，因此，综合3项测定指标的最优为水平0.5 L。在蛭石中，各测定指标下3个水平均不显著，因此不存在最优水平。综上所述，A3B1Cx是最佳扦插组合;蛭石1.0 L水平的3项测定指标与另外2个水平差异不显著，但有2项指标偏大而另一项指标几乎无差异，因此，A3B1C2是最佳扦插组合，即泥炭、珍珠岩和蛭石配比为6∶1∶2是最佳扦插组合。

2. 2 植物生长调节剂浓度、基质配比和叶片部位对大根报春苣苔扦插效果的影响

2. 2. 1 3个因素的正交试验结果 由表6可看出，处理11和处理17的扦插成活率最高，均为88.33%，显著高于除处理19外的其他处理;子株数和新叶总数均以处理11最多，显著多于其他处理。可见，处理11是最佳的处理方式，即以上部叶片经100 mg/L的等量IBA+NAA混合液处理后扦插在泥炭、珍珠岩、蛭石配比为2∶1∶1的基质上，其扦插效果最好。

2. 2. 2 3个因素的方差和主次效应分析 由表7可知，在扦插成活率上，IBA+NAA浓度的P=0.311>0.05，基质的P=0.297>0.05，叶片部位的P=0.120>0.05，说明3个因素对扦插成活率的影响均不显著。同理分析可知，在子株数上，仅有叶片部位的影响达显著水平;在新叶总数上，IBA+NAA浓度和基质的影响均达显著水平。极差分析结果表明，3个因素的主次水平均为叶片部位>IBA+NAA浓度>基质，即叶片部位是影响3项测定指标的最主要因素。因此，IBA+NAA浓度仅对新叶总数有显著影响;基质对3项测定指标均无显著影响;叶片部位对子株数和新叶总数均有显著影响，但对扦插成活率无显著影响。

2. 2. 3 多重比较分析 由表8可知，在IBA+NAA浓度的影响中，扦插成活率在3个水平间无显著差异，水平100 mg/L的子株数和新叶总数显著高于水平300 mg/L。基质对3项测定指标的影响均为无显著差异。在叶片部位的影响中，扦插成活率在3个水平间无显著差异，下部的子株数显著低于上部和中部的子株数，下部的新叶总数显著低于上部的新叶总数。上述结果表明，对于IBA+NAA浓度因素，依据子株数和新叶总数其最佳水平为100 mg/L，依据扦插成活率则3个水平不显著，综合3项测定指标后最佳水平为100 mg/L;对于基质因素，各指标下3个水平均不显著，因此不存在最佳水平;对于叶片部位因素，依据子株数和新叶总数其最佳水平为上部，依据扦插成活率则3个水平不显著，综合3项测定指标后最佳水平为上部。综上所述，D1ExF1是最佳扦插组合;基质配比为2∶1∶1水平的3项测定指标与另外2个基质配比水平差异不显著，但有2项指标偏大而另一项指标居中，因此D1E1F1是最佳扦插組合，即最佳扦插组合为采用叶片上部，以100 mg/L的IBA和NAA等量混合处理，扦插于泥炭、珍珠岩、蛭石配比为2∶1∶1的混合基质。

3 讨论

苦苣苔科植物的繁殖以叶片扦插为主，主要取决于其物种自身的特性：无明显的地上茎可用于扦插;种子除受季节限制外，还因极其细小操作繁琐而不适宜应用于产业化。基质是影响叶片扦插效果的因素之一。本研究探讨3种基质成分对大根报春苣苔扦插效果的影响，结果表明：泥炭对所有测定指标均有显著影响，珍珠岩仅对扦插成活率有显著影响，而蛭石对所有测定指标均无显著影响;最佳扦插组合是泥炭、珍珠岩和蛭石体积比为6∶1∶2。由此可知，泥炭对扦插效果的影响显而易见，其余成分的影响各有不同。其原因在于泥炭的透水性虽然较珍珠岩和蛭石差，但其保水性能强，又具有一定的营养，是较理想的扦插基质成分。珍珠岩理化指标稳定，保温、透水性好，可避免水分淤积的危害，但保水性差且缺少营养成分。

3个因素的正交试验结果表明，IBA+NAA浓度对扦插成活率和子株数均无显著影响，对新叶总数有显著影响;基质对3个因素均无显著影响;叶片部位对子株数和新叶总数均有显著影响，但对扦插成活率无显著影响。由此表明，IBA+NAA浓度及叶片部位对扦插效果的影响较基质明显。基质对3个因素均无显著影响，与温放和张启翔（2007）、温放（2008）研究得出基质对叶插成活率影响不明显、同一物种间几乎没有差异的结论一致，但其基质对后期子株产生的数量及质量有一定影响的观点与本研究结果有所不同。产生此种差异可能是因为物种差异、扦插环境条件及基质成分间配比不同所致。关于叶片不同扦插部位的研究，李谦盛等（2014）试验得出，不带叶柄的叶片上段或中段切口大，生成子株数较多，戚华沙等（2018）发现1/2上半叶处理比其他处理产生的子株数量多。本研究结果表明，叶片下部的子株数显著多于中、上部位的子株数，与上述研究结果一致，但与潘春柳等（2011）的研究结果相反，其在弄岗唇柱苣苔叶片扦插试验中发现下半叶处理的成活率高于上半叶处理。叶片上部产生较多子株数的原因可能是切断的主脉产生较多的愈伤组织（温放和张启翔，2007）。此外，叶片下部的新叶总数显著少于叶片上部的新叶总数，也表明叶片上部是本研究最佳叶片部位;叶片中部可能由于扦插上下部均有伤口，尤其是上部伤口的存在，一定程度上加速了植物水分及养分的流失，导致其扦插成活率和子株数均低于叶片上部。

4 结论

不同因素对大根报春苣苔扦插效果的影响有所不同，其中泥炭对扦插效果的影响最明显。筛选出的最佳基质配比及最佳扦插组合可在大根报春苣苔产业化育苗中推广应用。

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（责任编辑 邓慧灵）