猪笼草扦插繁殖的适宜栽培因子研究
2020-06-13汪艳平杨庆华1
汪艳平,杨庆华1,*
(1.南京林业大学生物环境学院,江苏 南京 210037; 2. 上海辰山植物园,上海 201602)
猪笼草为猪笼草科(Nepenthaceae)猪笼草属(Nepenthes)植物,猪笼草科仅1属,全世界约有160种[1-6]。猪笼草绝大部分的品种分布在国外,我国只产一个种类即猪笼草(Nepenthes.mirabilis)。猪笼草叶形奇特具有袋状捕虫笼,且颜色鲜艳,观赏性较强,还能诱捕昆虫,有极高的科普价值。该种类还具有润肺止咳,清热解毒等功效[7]。猪笼草是一类集科普、观赏及科研价值于一体的植物,人们对其的接受度高、吸引力强,市场热度在不断的提升。由于市场需求较大,导致其野生资源遭到严重的破坏,数量急剧减少,将面临灭绝的威胁。因此,亟需加强猪笼草的研究和保护。猪笼草雌雄异株,不宜授粉,且种子不宜保存,因而扦插繁殖为最佳的繁殖方法。扦插属于无性繁殖,其具有完全保存亲本优良的遗传特性、繁殖速度快能有效缩短育种年限、在种子资源缺乏的情况下能够形成植株的扩繁等优势。通过试验筛选适宜猪笼草扦插繁殖的扦插温度、扦插基质,并研究不同浓度激素对猪笼草扦插生根的影响,以提高扦插成活率,为优良猪笼草品种的繁育、推广和应用奠定基础。
1 材料和方法
1.1 材料
本研究所采用的实验品种材料为前期筛选所得[8],相关数据如表1所示。3个品种的猪笼草分别选取当年生半木质化且生长势良好,健壮,无病枝为插穗。每个插穗的粗细及方向基本保持一致,插穗长度控制在7~8 cm,保留一片上部叶片,叶片保留长2~3 cm。插穗上口为斜口,斜口方向为芽生长方向,下口为平口,上下切口均距芽点0.5 cm左右。扦插深度为3~4 cm。
表1 猪笼草扦插实验材料及习性
1.2 试验处理
1.2.1 不同温度对猪笼草扦插生根的影响
试验共设3个不同梯度的扦插温度(20℃、25℃、30℃),以泥炭:赤玉:兰石=1:1:1的混合基质进行实验。选取15个插穗为一组,重复3次。从扦插开始60 d后统计插穗的生根率、萌枝率、根数及根长。
1.2.2 不同基质对猪笼草扦插生根的影响
本实验共设3种不同扦插基质,分别是:水苔、泥炭:赤玉土:兰石混合物(按1:1:1的比例进行混合)、纯植金石。根据1.2.1温度试验结果,红瓶猪笼草与N.sibuyanensis×maxima扦插温度为25℃,米兰达猪笼草扦插温度为30℃,分别进行实验。各试验以12个插穗为一组,重复3次。从扦插开始60 d后统计插穗的生根率、发芽率、根数及根长。
1.2.3 不同激素对猪笼草扦插生根的影响
以水为对照,使用IBA、NAA两种生长素,浓度分别为100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L。将3个品种的猪笼草分别在以上生长素溶液中浸泡,静置处理2 h后用于扦插。扦插基质为泥炭∶赤玉土∶兰石=1∶1∶1的混合基质,温度为25~30℃,以12个插穗为一组,重复3次。从扦插开始60 d后统计插穗的生根率、发芽率、根数及根长。
1.3 数据处理
采用SPSS 13.0对不同温度、基质和激素处理下猪笼草的生根和生长响应进行单因素方差分析,并采用LSD法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同温度对猪笼草扦插生根的影响
通过比较不同扦插温度对3个品种猪笼草生根的影响发现,对于同一品种来说,温度对N.sibuyanensis×maxima和红瓶猪笼草的萌枝率、生根率和根长均有显著影响(p<0.05)(表2);相同温度条件下,25℃下对三个猪笼草品种的萌枝率、生根率、根数量和根长度均有显著影响(p<0.05)。
当温度是20℃时,米兰达猪笼草和红瓶猪笼草都没有生根,仅产生一些萌枝,N.sibuyanensis×maxima有部分生根和萌枝;当温度是25℃和30℃,3个品种都有生根和萌枝,但生根率、根数等不同。N.sibuyanensis×maxima及红瓶猪笼草的各项指标在温度为25℃时均为最高值,萌枝率分别为46.67%及86.67%、生根率均为60.00%、根长分别为2.33 cm及3.40 cm,根数为0.78根及1.14根。可见,这两种猪笼草的适宜扦插温度为25℃。在试验的所有温度范围内,红瓶猪笼草的萌枝和生根情况均优于N.sibuyanensis×maxima,可推测红瓶猪笼草更耐受高温。米兰达猪笼草的扦插萌枝率、生根率、根数、根长是随温度的升高而增大,当扦插温度为30℃时米兰达猪笼草的各项扦插指标为最高值。因此,米兰达猪笼草的适宜扦插温度为30℃。
2.2 不同基质对猪笼草扦插生根的影响
通过比较不同基质对3个品种猪笼草生根的影响发现(表3),对于同一品种来说,除不同基质对红瓶猪笼草的根长度产生显著影响外,不同基质对同一品种生根的影响差异不显著;相同基质条件下,水苔对猪笼草萌枝率、生根率和根数量,泥炭∶赤玉∶兰石=1∶1∶1对猪笼草生根率,植金石对生根率和根长度均有显著影响(p<0.05)。
红瓶猪笼草的扦插基质为泥炭∶赤玉∶兰石=1∶1∶1时,各项测量指标均为最佳值,萌枝率为46.67%、生根率为40%、根数为0.6根,根长为0.43 cm;米兰达猪笼草的扦插基质为泥炭∶赤玉∶兰石=1∶1∶1时,扦插生根率及生根根数最多,分别为20%及0.6根,萌枝率和根长略低于植金石;N.sibuyanensis×maxima扦插生根情况在各个基质中都比较好,水苔基质最佳,萌枝率、生根率及生根根数分别为80%、53.33%、2.60根。综合不同的品种在不同基质的生根情况,认为猪笼草品种的最佳扦插基质为泥炭∶赤玉∶兰石=1∶1∶1,部分品种其他基质也表现优异,如N.sibuyanensis×maxima的最佳扦插基质为水苔。
表2 不同温度对三种猪笼草扦插生根影响
*小写字母表示同一温度下不同品种间的差异显著性检验;大写字母表示同一品种不同温度下差异显著性检验。具有相同字母表示差异不显著(p>0.05)。
表3 不同基质对三种猪笼草扦插生根影响
*小写字母表示同一基质不同品种间的差异显著性检验;大写字母表示同一品种不同基质差异显著性检验。具有相同字母表示差异不显著(p>0.05)。
2.3 不同激素对猪笼草扦插生根影响
通过比较不同激素处理对3个品种猪笼草生根的影响发现(表4),对于同一品种来说,除不同激素对米兰达猪笼草的萌枝率未产生显著影响外,不同激素对其他两种猪笼草生根的影响差异显著(p<0.05);相同激素条件下,除对红瓶猪笼草的萌枝率影响较小外,NAA和IBA对米兰达猪笼草及N.sibuyanensis×maxima的萌枝率、生根率、根数量和根长度均有显著影响(p<0.05)。
表4 不同浓度激素对猪笼草扦插生根影响
*小写字母表示同一激素不同品种间的差异显著性检验;大写字母表示同一品种不同激素间差异显著性检验。具有相同字母表示差异不显著(p>0.05)。
当扦插激素为NAA 200 mg/L,米兰达猪笼草的扦插生根率、根数、根长均显著高于对照,生根率为55.56%为对照的5倍,根数为3.22根为对照的10倍,根长1.74 cm为对照的7倍。且NAA 200 mg/l为此种植物激素3种浓度配比中对米兰达猪笼草扦插生根效果最佳。当使用NAA及IBA两种外源激素后N.sibuyanensis×maxima的生根率、根数及根长具有明显提高,促进了根系的生长。NAA 300 mg/L与IBA 100 mg/L生根率相同均为最高,两者为最适于N.sibuyanensis×maxima扦插生根使用的外源激素。外源激素为NAA 300 mg/l,红瓶猪笼草的扦插生根率最高,为77.78%,是对照的1.2倍;当NAA为200 mg/L时,其根数及根长均为最高,分别为3.96根及0.79 cm,是对照的1.6倍及1.7倍。
3 讨论
研究3种不同温度对猪笼草扦插的影响,筛选得最佳的生根温度各不相同。N.sibuyanensis×maxima及红瓶猪笼草这2个品种的猪笼草最适宜扦插生根的温度为25℃,在此温度下,根系的各项指标均为最高值,与20℃相比生根率均显著提高,其中N.sibuyanensis×maxima提高7倍,红瓶猪笼草提高4倍;米兰达猪笼草最佳的扦插温度为30℃,生根率较20℃提高了4倍。各个品种的适宜温度不同,推测与其原产地所适应生长的环境温度有关[9]。N.sibuyanensis×maxima母本为N.sibuyanensis属中地种,父本为N.maxima亦属于中地种[10],因而此杂交种具有中地种的特性,适宜的生长温度为13~29℃之间。红瓶猪笼草的母本为N.ventricosa属中地种,父本为N.alata属低地种[10],此种猪笼草被认为遗传父母本特性,适应性更强,所适宜的生长温度为13~32℃。米兰达猪笼草母本为N.maxima属中地种,父本为N.northiana属极低地种[10],父母本适应生长的温度差异较大,故认为此种的适宜生长温度为13~35℃。
通过基质实验所得结论为,泥炭∶赤玉∶兰石=1∶1∶1的混合基质,为红瓶猪笼草和米兰达猪笼草最佳扦插基质。N.sibuyanensis×maxima最佳扦插基质为水苔,然而当扦插基质为泥炭∶赤玉∶兰石=1∶1∶1时其扦插生根的各项指标依然高于米兰达猪笼草,因而认为此种混合基质同样也适合N.sibuyanensis×maxima的扦插生根,故泥炭∶赤玉∶兰石=1∶1∶1可以成为猪笼草扦插的常用基质。葛亚英等发现,猪笼草下部枝条的插穗在纯苔藓中生根最好[11],伍绍建等则认为扦插基质应选择体积比为3∶1的进口泥炭:珍珠岩[12]。本次实验结果与上述报道有些许出入,但总的来说,透气性好的扦插基质更利于猪笼草的扦插生根。
几种常见栽培基质特性如表5所示。水苔具有较强的保水保肥性,因而为3种配比的基质中含水量最高湿度最大的一种,而N.sibuyanensis×maxima在此基质中生根率最高,故此种猪笼草喜湿,需高湿环境以助于其扦插生根。纯植金石颗粒大,故排水性好,但蓄水能力较差,通过实验可知此种基质对猪笼草扦插生根后根系的生长有利,在此种基质下的根系长度普遍较长。泥炭∶赤玉∶兰石=1∶1∶1为三种基质的混合,互补了各自所缺的部分,因而此种基质既具有保水保肥性,又具有透气性。
表5 几种常见栽培基质的特性
对于外源激素的选择,杨和生等发现当实验材料为N.hybrida时,NAA 50~100 mg/L为最佳扦插激素,但所选激素浓度最高为100 mg/L[13],该浓度选择范围较小;吴钿等的研究亦认为,N.mirabilis在50~100 mg/L的IBA溶液预处理最有利于猪笼草扦插生根,NAA 50~100 mg/L对猪笼草扦插亦具有较好的促进作用[14]。这与本研究中得出的不同品种的猪笼草所适宜的外源激素品种及浓度各不相同,且IBA在使用后具有不稳定性的结论相一致。本研究发现,激素浸泡时间为2 h,而吴钿及杨和生的研究中报道的激素浸泡时间分别为5 h和24 h,因而当激素为NAA时,米兰达猪笼草最佳浓度为NAA 200 mg/L,N.sibuyanensis×maxima最佳为NAA 300 mg/L,红瓶猪笼草为NAA 300 mg/L,均比NAA 50~100 mg/L的浓度高,故认为当激素处理时间为2 h时,NAA 200~300 mg/L作为植物激素最适宜于猪笼草扦插生根。