生根激素和磁场对楸树嫩枝扦插生根的影响1)

马仕君 彭泰来 余韵 刘勇 李成 王洁

(北京林业大学，北京，100083) (国家林业和草原局中南调查规划设计院) (北京林业大学) (北京大东流苗圃)

楸树(Catalpabungei)属紫葳科梓树属落叶乔木，主要分布在我国华东、西南以及黄河流域。是我国珍贵的优质用材树种和著名园林观赏树种[1]。由于自花不孕，楸树往往开花不结实，种子发芽率低[2]，自古以来,根段扦插是楸树常用的扦插繁殖方法[3]，但扦插生根困难，成活率不高。近年来，梓砧嫁接育苗成为一种较好的育苗方法，一般采用芽接、劈接和袋接等方法，其中袋接成活率最高，梓树嫁接苗适应性强，生长快，能表现出较强的抗逆性和较好的遗传品质[4]。此外，组织培养育苗是繁殖速度最快，繁殖系数最高的方法，适用于工厂化育苗[5]。然而嫁接育苗需要培育砧木，育苗周期延长，同时嫁接苗容易出现嫁接不亲和性，影响苗木后期生长[4]；组织培养相应投资大，成本高，技术性强，需要温室等一系列配套设备[5]。相对于嫁接和组培，楸树嫩枝扦插繁殖操作简单、培养条件易控制、成活无性系表现出更快的生长速率，在生产中具有较为广泛的应用前景[6-7]。

楸树属于难生根类型，常规条件下不定根发生困难，采用嫩枝扦插可在一定程度上提高生根率。影响植物嫩枝扦插的因素较多，嫩枝的直径、长度、叶数以及枝位，扦插时适用的生长调节剂种类和质量浓度，扦插时期等均对插条的生根率和成活率有显著影响[8-9]。有研究利用不同质量浓度ABT-1和NAA对楸树1、2年生苗木进行嫩枝扦插处理，发现1 000 mg/kg的ABT-1和NAA处理比混合处理效果更佳，但是设置的最高激素质量浓度也仅为1 000 mg/kg[10]。有的用IBA1.0 g·L-1和NAA0.5 g·L-1混合溶液处理1年生楸树苗木嫩枝，生根效果最好，但激素质量浓度较少，仅设置在1.5 g·L-1。还有研究表明，磁场的使用能够改变插穗营养物质含量及比例关系[7-9，11]，提高相关氧化酶活性和促进生根内源激素水平，促进插穗愈伤组织和不定根的形成，从而促进根系生长[12-13]。梁有旺等[10]将楸树嫩枝扦插的生根激素质量浓度控制在1.5 g·L-1以内，1.5 g·L-1质量浓度之上的变化趋势无从可知，且关于磁场强度对楸树嫩枝扦插影响的报道相对较少。

本研究以豫楸2年生苗木嫩枝为材料，使用不同质量浓度的多种植物生长调节剂和磁场进行处理，旨在探究生长素种类，质量浓度以及磁场对于嫩枝扦插插穗根系形态建成的影响，挑选出适合于楸树嫩枝扦插的组合方案。

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

试验于2017年4—7月，在北京市大东流苗圃全光自动喷雾扦插温室进行。以豫楸2年生苗木为对象，采集当年长势良好、无病虫害、无机械损伤的半木质化枝条制成10～12 cm的插穗，每个插穗预留1～2片叶，每片叶剪去1/2，预留3个以上腋芽，上切口距上段芽1 cm平切，下切口距最下一个芽0.5 cm，斜切。

1.2 试验设计

试验采取裂区试验设计，主区因素是高电压磁场处理(0、105V)，设激素种类为副区因素(单一植物激素(IBA)和混合植物激素(w(IBA)∶w(NAA)=1∶2))，之后下设1 000、1 500、2 000 mg·L-13个质量浓度梯度，在主区内分别设置两个对照组，试验设计对每个处理进行速蘸60 s处理，一共14个组合，每个组合3个重复，每个重复扦插20根，见表1和表2。

表1 IBA生根激素不同质量浓度和磁场强度的6种组合

表2 IBA和NAA混合激素不同质量浓度和磁场强度

1.3 扦插与管理

按照试验设计要求将基质(珍珠岩)在扦插的前2 d准备好，插床内覆珍珠岩基质厚30 cm，用0.5%的高锰酸钾溶液进行全面消毒，充分搅拌后，盖上一层薄膜。扦插时，将其装入消过毒的育苗盘并用自来水浇透基质[14-16]。株行距3 cm×3 cm为宜，扦插深度为3～5 cm。扦插后立即喷透水一次，待叶面水分干后全面喷洒多菌灵1 000倍液。温室中光照强度需要适当控制，预防蒸腾过大，插穗失水而干枯。扦插后每隔7 d喷洒1次多菌灵1 000倍液，共喷3次，及时除草和清理死亡的插穗及枯落叶。试验地采用全过程全光自动喷雾，严格控制温度和湿度变化。喷雾时间根据气候及水分蒸发情况而定，晴天增加喷雾时间，阴天及雨天减少喷雾时间或不喷。室内温度控制在25～32 ℃，空气湿度80%～90%[14-15]。

1.4 生根指标测定

插后5 d观察愈伤情况，之后每隔1～2 d观察1次，至切口愈合。再定期观察生根情况，开始大量生根后不再取出插穗观察。42 d后每种处理各取3株，3次重复，调查生根指标，统计生根株数量。

测量指标：生根率、不定根数量、根系生物量、平均根长、最长不定根长、根系总长度、根系总表面积、根系总体积。采用WinRhizo根系图像分析系统获取根系总长度、总表面积、总体积以及最长不定根长等指标。根系生物量测定每株扦插苗烘干后的恒定重量[2]。其他指标计算如下。

生根率=生根株数/扦插总株数×100%。

平均根数量=插条生根数量总和/成活插条总数量。

平均根长=插条生根长度总和/插条生根数量总和。

1.5 数据处理

采用SPSS19.0统计软件对在不同植物激素和磁场处理下生根率、不定根数量、根系生物量、最长不定根长、根系总长度、根系总表面积、根系总体积和生根指数这9个指标的数据进行方差分析，对方差分析显著的，采用Duncan多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同生根激素组合对楸树嫩枝扦插插穗生根长度的影响

从表3可以看出：不同生根激素组合对促进楸树嫩枝扦插插穗生根长度具有显著影响。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ的根系总长度和平均根长数值最大，分别为82.85、8.74 cm，是CK-Ⅰ的3.73、1.42倍。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅱ的最长不定根长最长，为47.28 cm，为CK-Ⅱ的3.39倍，其次为IBA-Ⅱ。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ对最长不定根长的生长也有较强的促进作用，为CK-Ⅱ的2.91倍。

2.2 不同生根激素组合对楸树嫩枝扦插插穗生根数量的影响

从表4可以看出：所设计的不同生根激素组合均能够促进插穗生根数量的增加，提高扦插生根率率，不同处理之间的不定根数和成活率具有极极显著作用(P<0.001)。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ的不定根数量最多，达到11.33，为CK-Ⅰ的3.40倍。IBA-Ⅴ的生根率率最高，为62.39%，其次为w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ，为60.68%。

表3 不同激素组合对楸树插穗生根长度的影响

注：表中数据为平均值±标准误，*表示差异显著(P<0.05),*** 表示差异极极显著(P<0.001);清水无磁场和有磁场作为两组对照处理，分别为CK-Ⅰ，CK-Ⅱ。

表4 不同激素组合对楸树插穗生根数量的影响

注：表中数据为平均值±标准误，*** 表示差异极极显著(P<0.001);清水无磁场和有磁场作为两组对照处理，分别为CK-Ⅰ,CK-Ⅱ。

2.3 不同生根激素组合对楸树嫩枝扦插插穗生根综合指标的影响

不同生根激素组合对根系总表面积、根系总体积、根生物量和生根指数均具有极极显著性影响(P<0.001)。各个生根激素组合均促进了扦插插穗根系总表面积，根系总体积，根系生物量和生根指数的增加。w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ的根系总表面积，根系总体积和根生物量最大，分别为20.77 cm2，0.63 m3，72.62 mg，为CK-Ⅰ的3.55、3.94、4.17倍。

表5不同激素组合对楸树插穗表面积，总体积和生物量的影响

生根激素组合编号根系总表面积/cm2根系总体积/cm3根生物量/mgIBA-Ⅰ14.46±1.160.22±0.3039.22±4.99IBA-Ⅱ18.35±1.430.41±0.2161.58±4.01IBA-Ⅲ4.48±0.630.13±0.0632.14±1.55IBA-Ⅳ15.29±0.820.28±0.0839.27±1.02IBA-Ⅴ19.45±1.660.52±0.0268.00±4.68IBA-Ⅵ11.85±0.850.22±0.0530.87±0.76w(IBA)∶w(NAA)-Ⅰ13.61±1.740.37±0.0432.20±0.30w(IBA)∶w(NAA)-Ⅱ18.81±0.920.52±0.0366.75±3.10w(IBA)∶w(NAA)-Ⅲ8.00±0.720.20±0.0222.88±3.16w(IBA)∶w(NAA)-Ⅳ12.84±1.710.25±0.0131.73±3.70w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ20.77±1.800.63±0.0172.62±4.08w(IBA)∶w(NAA)-Ⅵ9.92±0.770.22±0.0428.69±0.95CK-Ⅰ5.85±0.200.16±0.0117.42±2.52CK-Ⅱ7.40±0.180.18±0.0219.69±1.55F20.36∗∗∗17.55∗∗∗39.54∗∗∗

注：表中数据为平均值±标准误，*** 表示差异极显著(P<0.001);清水无磁场和有磁场作为两组对照处理，分别为CK-Ⅰ，CK-Ⅱ。

3 讨论与结论

植物扦插繁殖的关键在于不定根的形成，具体体现在不定根的数量、长度、面积、体积等几个方面，楸树嫩枝扦插是否成功受内外多种因素的影响。

(1)本研究发现，生根激素质量浓度是影响楸树嫩枝扦插生根效果的一个重要因素，通过生根激素种类、生根激素质量浓度和磁场强度的交互作用分析可知，所有的生根性状均呈现随质量浓度增加先增大后减小的趋势，质量浓度达到1 500 mg·L-1时，生根效果最佳。梁有旺通过楸树嫩枝扦插试验也发现1 500 mg·L-1IBA促进生根效果优于其他质量浓度[7，10，16-17]。这可能是因为外源植物激素能够影响插穗内部植物激素的分配，从而调节根系和芽的生长和发育，但是结果也表明并不是外源植物激素质量浓度越高，效果就越明显。相反，过高质量浓度的外源植物激素会抑制不定根数量、长度、面积和体积的增长，可能是由于高质量浓度的外源植物激素一定程度上抑制了愈伤组织的形成，不利于插穗的生根[18]。

(2)在本试验中，磁场强度与植物激素质量浓度和种类的交互作用对楸树嫩枝扦插生根性状有着极极显著作用，通过磁场强度和植物激素的交互作用分析可知，w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ的不定根数量、根系生物量、平均根长、根系总长度、根系总表面积、根系总体积最大。虽然生根率和最长不定根长不是最大值，但是w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ对这两项指标也起到了极大的促进作用，分别为40.60 cm和60.38%。可能是因为在植物激素和磁场的共同作用下，改变了细胞内液体的性质[19-21]，促进了根系细胞内源植物激素的重新分配[12，22]，从而使得插穗根系伸长比其他对照组更加显著。植物激素质量浓度为1 500 mg/L时，混合植物激素生根效果好于单一植物激素。在处理金银忍冬、杜鹃山茶花和色木槭的试验中，也发现了相同的规律[23-24]。

(3)综合考虑，w(IBA)∶w(NAA)-Ⅴ即NAA500 mg·L-1+IBA1 000 mg·L-1，高电压磁场强度为105V处理下，楸树嫩枝扦插生根效果最佳。本研究仅研究了磁场有无对楸树嫩枝扦插效果生根效果的影响，因此建议设置磁场强度梯度对楸树嫩枝扦插进行更详细和全面的研究。