小叶芳樟扦插育苗技术及其不定根形成机理

梁晓静，朱昌叁，安家成，李开祥，曾祥艳，杨卓颖，余玉珠

（1.广西壮族自治区林业科学研究院 广西特色经济林培育与利用重点实验室 广西木本香料工程技术研究中心国家林业和草原局八角肉桂工程技术研究中心，广西南宁 530002；2.广西国有钦廉林场，广西钦州 535099）

樟树（Cinnamomum camphora）为我国特有的油材两用树种，有重要的自然价值和经济价值[1]，按樟树叶精油的主成分可将其划分为脑樟、芳樟、龙脑樟、油樟和异樟等化学类型[2]。不同化学类型樟树的扦插繁殖技术不尽相同[3-5]。

前人对樟树的扦插技术研究主要集中于芳樟[6]和龙脑樟[7-8]。芳樟是油用樟树的重要变种，曲芬霞[9]研究认为，4年生芳樟母株的插穗在混合基质（蛭石∶珍珠岩∶清水河沙 =1∶1∶2）中，配合使用NAA（100 mg·L-1·2h-1），生根率可达 85%。叶东星[10]比较不同基质对芳樟扦插成活率的影响，结果表明，采用20%泥碳土+20%锯末+57%黄心土+3%过磷酸钙的配方处理，扦插成活率最高，可达88.07%。芳樟扦插技术虽已取得一些成就，但其扦插成活率仍未达到较高水平，说明在一定条件下芳樟能扦插繁殖,但较为困难。加快芳樟苗木繁殖速度，满足苗木需求，是当前迫切需要解决的问题。一些学者发现植物的扦插生根特征与其插穗解剖结构密切相关[11-12]，芳樟扦插生根困难的原因在解剖学上的研究尚属空白。

本研究采用小叶芳樟（Cinnamomum camphora var.linaloolifera）为研究材料，优化筛选外源激素浓度、留叶方式、插穗直径和扦插基质配方，开展提高小叶芳樟扦插成活率的技术研究，并从不定根发生和发育的形态解剖学入手，探讨扦插生根机理，为制定小叶芳樟扦插无性繁殖技术措施提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为2013年栽植于广西壮族自治区林业科学研究院种植圃（108°21′E，25°56′N）的芳樟优良单株。该单株为小叶芳樟实生优株，生长快速，叶精油主成分为芳樟醇且比例稳定在85%以上。扦插时间为2017年9月。

1.2 试验设计

依次开展不同激素浓度、留叶方式、插穗直径及基质对扦插生根的影响研究。

不同激素浓度试验：在优树上选取当年生半木质化健壮枝条，采用北京艾比蒂生物科技有限公司生产的生长调节剂GGR6，配制浓度为0（CK）、50、100、200和250 mg/L，扦插基质为纯黄心土。

不同留叶方式：插穗上部留双叶、单叶和2半叶，用最佳GGR6浓度浸泡2 h，扦插基质为纯黄心土。

不同插穗直径：选择粗度一致，直径约为2、4和8 mm的插穗，采取最佳留叶方式，用最佳GGR6浓度浸泡2 h，扦插基质为纯黄心土。

不同基质试验：采用最佳留叶方式和直径的插穗，用最佳GGR6浓度浸泡2 h，选择黄心土、泥炭、珍珠岩和岗松（Baeckea frutescens）糠4种常见基质作为配比材料，采用4因素3水平正交设计研究不同基质对扦插生根的影响，共设9个处理（表1）。

表1 不同基质配比（体积比）Tab.1 Different substrates(volume ratio)

将装有基质的育苗盘摆放成苗床形式，扦插前2 d用0.3%高锰酸钾溶液对基质进行淋灌消毒，塑料薄膜覆盖；扦插前1 d揭开薄膜，用清水浇透基质。制穗长度为8～10 cm，上切口为平口，下端斜切且尽量靠近叶结处。制好的插穗放入0.3%多菌灵水溶液中消毒，取出后用蒸馏水冲洗干净。每处理54株插穗，3次重复。

1.3 扦插后管理

扦插后，淋透水并覆盖塑料薄膜保湿。每天早上定时打开封闭的苗床通气60 min，每隔10 d左右喷洒1次0.2%多菌灵，以防病虫害侵染，并及时清理干枯的落叶。

1.4 石蜡切片制作方法

扦插28 d后开始陆续生根，60 d后结束；扦插后80 d，调查不同插穗的生根情况，统计生根数，计算生根率。研究插穗不定根的发生和发育过程。扦插前切取插穗基部1 cm茎段，扦插后每7 d随机抽取插穗制作石蜡切片。

从插穗基部切取的新鲜组织用FAA固定，用酸性软化液软化植物木质纤维7 d左右，再经系列浓度酒精脱水、二甲苯透明和石蜡包埋，置于石蜡切片机（德国徕卡RM2455）上切片，片厚4～10 μm。经番红-固绿对染后，用光学树胶封藏，制成永久切片，显微镜（奥林巴斯CX41）镜检，并进行图像采集分析。

1.5 数据统计与分析

数据采用Excel 2010及SPSS 18.0进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理下小叶芳樟插穗生根率的方差分析

不同激素浓度、留叶方式、插穗直径及基质处理下，小叶芳樟插穗生根率均差异极显著（P＜0.01），表明不同处理对扦插生根有极显著影响（表2）。

表2 不同处理下小叶芳樟插穗生根率的方差分析Tab.2 Variance analysis on rooting rates of C.camphora var.linaloolifera cuttings among different treatments

2.2 不同激素浓度对小叶芳樟扦插生根的影响

不同激素浓度对小叶芳樟扦插生根的影响均达到显著水平（P＜0.05），插穗生根率均显著高于CK（图1）。其中100 mg/L处理的生根率最高（92.59%），比CK高53.10%；其次为50 mg/L处理（82.09%），比CK高35.70%。

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图1 不同激素浓度处理对小叶芳樟杆插生根的影响Fig.1 Effects of different hormone concentrations on cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

2.3 不同留叶方式对小叶芳樟扦插生根的影响

叶是植物进行光合作用并制造营养的器官，可为插穗不定根形成提供能量，且能合成对生根有促进作用的激素，不同留叶方式对扦插生根有重要影响[13]。留双叶的小叶芳樟插穗生根率（90.74%）比留2半叶的生根率高18.55%，比单叶的生根率高27.83%，差异显著（P＜0.05）；留2半叶和留单叶的生根率之间差异不显著（图2）。

图2 不同留叶方式对小叶芳樟扦插生根的影响Fig.2 Effects of different patterns of left leaves on cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

2.4 不同插穗直径对小叶芳樟扦插生根的影响

插穗直径对扦插生根有一定影响，一般认为，直径较小的插穗木质化程度低，更容易生根；直径较大的插穗木质化程度高，虽然含有更多营养物质，但也含有较高浓度的生根抑制物质[13]。小叶芳樟不同直径插穗的生根率差异显著（P＜0.05），直径约4 mm的插穗生根率最高（91.97%），比直径2 mm的高10.37%，比直径8 mm的高41.90%（图3）。直径约4 mm的插穗木质化程度适中，相对2 mm的插穗具有更多的营养物质，相对8 mm的插穗，抑制生根物质浓度低，为插穗的适宜直径（图3）。

2.5 不同基质处理对小叶芳樟扦插生根的影响

植物插穗根系的生长发育与插穗基质的配方密切相关。不同处理中，小叶芳樟插穗生根率最高的为处理 9（黄心土∶泥炭∶珍珠岩 =3∶2∶1）（97.53%），与其他处理差异显著（P＜0.05）；其次是处理8（黄心土∶泥炭∶岗松糠 =3∶1∶2）和处理7（黄心土∶珍珠岩∶岗松糠 =3∶2∶1），分别为92.59%和91.98%；处理6（黄心土∶泥炭∶岗松糠 =2∶2∶1）生根效果最差（61.73%）（图4）。

图3 不同插穗直径对小叶芳樟扦插生根的影响Fig.3 Effects of different cutting diameters on cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

图4 不同基质处理对小叶芳樟扦插生根的影响Fig.4 Effects of different substrate treatments on cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

2.6 小叶芳樟扦插生根解剖学观察

通过观察小叶芳樟的生根方式，发现插穗的切口无愈伤组织形成，为单一皮部生根类型。扦插21 d后，插穗基部上方插入基质的部位出现褐色凸起，但这些凸起最终未形成不定根，原因有待进一步研究；28 d后，不定根发生部位出现在切口上方0.1～1 cm处，分布在插穗一侧；42 d后逐渐分布在基部四周，形成完整根系（图5）。由于生根时间久，扦插20 d后插穗基部容易逐渐变黑和切口腐烂，叶片枯萎，原因可能是病原菌通过插穗下切口侵入，造成木质部褐化。

对扦插前茎段横切面的解剖结构进行观察，发现其由3部分组成，分别为周皮、皮层和维管束组织系统（图6a）。周皮以内为皮层，皮层细胞呈圆形或椭圆形，排列疏松，有较大细胞核；皮层以内为维管束组织系统，由韧皮部、维管束形成层、木质部和髓组成，未发现潜伏根原基，说明插穗在母株上的生长过程中，没有产生原始根原基。

不定根发生于木质部和韧皮部之间维管束形成层的薄壁细胞（图6b）；薄壁细胞恢复分生能力，大量分裂，排列密集，形成诱导根原始体（图6c）；不断分裂后的分生组织细胞沿韧皮射线伸展方向穿越皮层，最终伸出茎外（图6d）；完成维管系统分化的不定根与茎中的维管组织相连，形成具有根冠、分生区和伸长区的根。

图5 小叶芳樟扦插生根过程中的形态特征Fig.5 Morphological characteristics during cuttage rooting of C.camphora var.linaloolifera

图6 小叶芳樟不定根发生过程的解剖学观察Fig.6 Anatomical observation of adventitious roots of C.camphora var.linaloolifera

3 结论与讨论

叶东星[10]的研究认为在厦门8—10月适合芳樟扦插，3—6月由于穗条木质化的原因，扦插成活率低。南宁地处热带亚热带地区，8月昼夜温度仍较高，插穗在长达1个月以上的生根过程中，极易发霉腐烂，本研究初步对比了不同月份下小叶芳樟的扦插成活率，选择温度更适宜的9月开展扦插，可提高扦插成活率。

芳樟插穗无原始根原基，需要选择合适的外源生长调节剂浓度诱导根原始体发生。本研究选择氨基酸类复合生根剂GGR6，配制不同浓度进行插穗处理，经过处理的插穗生根率均显著大于CK；当浓度为100 mg/L时，生根率最高；随着浓度升高，生根率降低，高浓度外源生长调节剂可能抑制生根。本试验中，留双叶插穗的扦插成活率高于留2半叶和单叶的成活率，留双叶既可进行光合作用为插穗提供足够营养，又能进行蒸腾作用，为插穗提供足够水分。当年生半木质化枝条插穗直径在4 mm左右，生根率最高；直径2 mm插穗太细，水分和养分贮存不足，容易萎蔫死亡；直径8 mm插穗过粗，木质化程度高，抑制生根物质多，生根率下降。试验选用成本低且易获得的黄心土、泥炭、珍珠岩和岗松糠作为扦插育苗基质，得到最佳基质配比（黄心土∶泥炭∶珍珠岩 =3∶2∶1），该处理提供了插穗生长所需的营养成分，提高了插穗生根率，并且降低了黄泥比重，更加轻便，方便运输。

扦插生根类型有皮部生根型、愈伤组织生根型和混合生根型3种，其中混合生根型兼具皮部生根和愈伤组织生根，这种生根类型的植物较容易生根。本研究中，小叶芳樟的扦插生根类型属于单一皮部生根型，即从皮部长出不定根，切口无愈伤组织形成。这与曲芬霞[9]的研究结果不同，其认为芳樟为愈伤组织生根型，这可能与试验材料有关，芳樟不同种质类型或无性系的扦插生根类型存在多样性，其生根机理存在一定差异，需进一步研究。

有潜伏根原始体的植物生根容易，没有潜伏根原始体的生根较难[14]。小叶芳樟属于诱导原始体，扦插前的茎段中无潜伏根原基，不定根由维管束形成层细胞分化而成，与侧柏（Platycladus orientalis）[15]、白皮松（Pinus bungeana）[16]、欧美杂种山杨（Pop⁃ulus tremula×P.tremuloides）[17]和金花茶（ Camellia chrysantha）[18]等的研究结果相似。有研究认为，插穗生根困难与靠近韧皮部的皮层中存在数层纤维细胞构成的厚壁有关，在费约果（Feijoa sellowiana）[11]和板栗（Castanea mollissima）[19]等研究中均发现了厚壁细胞，其对根原基的生长有机械阻碍作用，是插穗生根困难的原因之一。小叶芳樟皮层中不存在厚壁组织，因此推测影响小叶芳樟生根的原因不是厚壁组织，生根方式单一且无原始根原基是其扦插生根难和生根时间久的主要原因。

在确定较适宜扦插季节的前提下，通过进行不同处理试验，最终筛选出最佳的扦插组合为直径4 mm的半木质化插穗，保留2片完整叶子，经100 mg/L GGR6处理2 h，在混合基质（黄心土∶泥炭∶珍珠岩=3∶2∶1）中培育7～8周，扦插成活率可达97.53%。

本试验结果表明，适合小叶芳樟扦插的时间范围较窄，对其规模化扦插繁育影响较大，可适当选择其他时间进行扦插试验，优化试验方案，并从扦插后管理的角度出发，探索更科学合理的插后管理技术，提高插穗生根率，扩大扦插时间范围。