3种激素处理的树头菜扦插苗质量评价

郑鑫华，董 琼，段华超，张 梅，陈秋冬，马 媛

（西南林业大学 西南地区生物多样性保育国家林业局重点实验室，云南 昆明 650224）

树头菜Crateva unilocularis是山柑科鱼木属植物，树皮灰褐色，掌状复叶有三小叶，一般高为5 ～15 m，产于广东、广西、浙江、云南等省区海拔1 500 m 以下的湿润地区[1]。树头菜的利用价值极高，除食用、药用、材用等利用价值以外，还具有良好的生态效益[2-3]。其果实含有生物碱，果皮可用作染料，其材质轻而坚硬，可用来制作乐器、模型及绞盘等产品。其嫩叶及芽是一种纯天然且无污染的绿色蔬菜，云南南部地区的人们多采摘其嫩叶及芽盐渍后食用；其可食用的嫩叶及芽中的营养成分远高于一般蔬菜，每克嫩茎叶鲜质量中总氨基酸、人体必需氨基酸、粗蛋白的含量分别为27.2、11.2、74.5 mg；有关研究者对其所含的11 种矿质元素进行了测定，其含量尤其是P、K、Ca、Mg、Fe 含量皆高于普通蔬菜的平均值。其根、叶可治多种疾病，具较好的药用价值[4]。此外，树头菜还具有较高的生态价值，其根系发达，地下茎部分能向四周长出很多小枝，生长迅速且土壤的生物覆盖率高，可以减少水土流失，是一种良好的行道绿化树种[5]。部分学者对树头菜野生资源的营养成分进行了研究报道；刘玉芬等人[6]研究了树头菜中黄酮提取工艺的优化及其体外抗氧化活性；董琼等人[7]对不同产地树头菜中维生素C 的含量进行了测定；何祯等 人[8]对不同产地树头菜中的总黄酮含量进行了测定。对其资源培育的研究仅有少部分学者从扦插扩繁方面进行了报道：李宏杨等人[9]在对树头菜的高效栽培技术中详细介绍了其扦插育苗、田间管理等栽培要点；徐云鹏等人[10]在对树头菜11 个无性系穗条的扦插试验中筛选出了其中的优良品种；何祯等人[11]采用不同基质和激素处理对树头菜进行了扦插试验，结果得出，促其扦插生根的最佳处理组合为：最适培育基质为珍珠岩∶河沙∶草炭=1∶1∶1 的混合基质，激素NAA 的最适浓度为150 mg/L。然而，有关树头菜育苗栽培技术的系统研究尚存缺陷，而前人对树头菜扩繁技术的研究报道又甚少。目前，树头菜野生资源少见于村民的房前屋后，且年年采摘食用，更不易结种，多年后早衰，其种源少，育苗量更少。为了充分发挥其食用、药用等价值，提高其资源量，亟需对该树种开展高效栽培技术研究。利用植物营养器官进行无性繁殖，具有简单快捷、苗木初期生长快、繁殖系数高等优点[12]。因此，本研究采用3 种激素不同质量浓度处理对树头菜插穗进行扦插试验，研究不同处理对其扦插成活及苗木质量的影响情况，以期为树头菜扦插育苗中适宜激素及其浓度配比的选定提供参考依据，并为树头菜的扩大繁育提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

扦插试验在云南省西南林业大学后山的树木园内进行。该树木园的地理位置为北纬25°03′、东经102°45′，海拔高度为1 954 m。属于北亚热带低纬度半湿润高原山地季风气候类型。年降水量700 ～1 100 mm，相对湿度为68.2%，无霜期为4—9月。试验地周围无遮拦物，光照条件较好。

1.2 试验材料

试验用材取自云南省昆明市西南林业大学大棚中10年生的树头菜母株，扦插前一天从中采取多株树上当年生健壮无病害的枝条。

1.3 试验设计

采用L9（34）的正交试验设计，分别以不同质量浓度的生根粉（ABT-1）、萘乙酸（NAA）、吲哚乙酸（IAA）处理树头菜穗条，每种激素的处理时间均为3 h，共设9 个处理组合，并以清水处理作为空白对照（即10 号处理组合），正交试验设计的因素和水平见表1。每个处理组合各扦插10 株，3 次重复，共扦插300 株。

表1 L9(34)正交试验设计的因素与水平Table 1 The factors and levels of L9(34) orthogonal design mg/L

1.4 扦插方法

从母株上剪取健壮无病虫害的枝条作为插穗，剪取长约15 cm 的插条，上部分剪成平口，下部分剪成45°的平滑斜面，按照试验设计对树头菜穗条进行激素处理以备用。在遮阴棚内整理好苗床，苗床宽约1 m、高20 ～25 cm，四周挖好排水沟。扦插前一天将扦插基质浇透水，并用3‰高锰酸钾溶液对其进行消毒。将处理后的穗条及时插入苗床中，株行距为20 cm×20 cm，入土深度为5 cm，打孔直插后按紧周围土壤，扦插后浇灌水并盖好塑料薄膜。

1.5 数据采集与测定方法

扦插90 d 后测定其株幅（植物地上部分所能形成的最大宽度）、苗高、叶片数、分枝数、叶柄长、芽粗，每组处理各随机选取3 株苗木，将其连根完整挖出，并用清水洗去泥土，置于室内风干。将每株苗木分为根、茎、叶，分别将其置于实验室的烘箱中，于85 ℃的温度条件下烘干至恒重后，再用电子天平称量各器官的生物量。

1.6 数据分析

利用Office 2013 软件进行数据整理和制作图表，采用SPSS 19.0 软件进行显著性分析、LSD 多重比较及相关性分析。

采用隶属函数值法[13]对不同处理组合的各项指标进行综合评价，以筛选出最优的处理组合。按照下式计算各处理组合所有测试指标的隶属函数平均值：

式中：X表示毎项指标的测定值；Xmax和Xmin分别表示不同处理组合中所测指标的最大值和最小值。

2 结果与分析

2.1 对树头菜扦插苗各项生长指标的方差分析

对不同种类激素处理的树头菜扦插成活率进行了方差分析，结果见表2。由表2 可知，生根粉和萘乙酸处理对树头菜扦插成活率的影响差异显著（P＜0.05），而吲哚乙酸处理对树头菜扦插成活率的影响差异不显著（P＞0.05）。由此可知，3 种不同种类的激素处理中，对树头菜扦插成活率的影响效果较好的是生根粉和萘乙酸处理，而吲哚乙酸处理对树头菜扦插成活率的影响较小。

表2 不同试验因素影响下树头菜扦插成活率的方差分析 结果Table 2 Variance analysis of survival rate of C.unilocularis by different factors

不同种类和质量浓度的激素处理下树头菜扦插苗各项生长指标的多重比较结果如图1 所示。由图1 可知，正交试验对树头菜扦插后叶片数的影响差异显著（F=22.649，P＜0.05），在10 个处理组合中，平均叶片数最多的是处理2，其平均叶片数高达96.33 片；正交试验对树头菜扦插后分枝数的影响差异显著（F=20.832，P＜0.05），在10 个 处理组合中，平均分枝数最多的也是处理组合2，其平均分枝数高达33.17 枝；正交试验对树头菜扦插后苗木株幅的影响差异显著（F=3.130，P＜ 0.05），在10 个处理组合组合中，平均株幅最大的还是处理组合2，其平均株幅为48.67 mm； 正交试验对树头菜扦插后苗高的影响差异显著（F=4.822，P＜0.05），在10 个处理组合中，平均苗高最高的仍是处理组合2，其平均苗高为32.00 mm；正交试验对树头菜扦插后叶柄长的影响差异显著（F=3.659，P＜0.05），在10 个处理组合中，平均叶柄长最长的还是处理组合2，其平均叶柄长为68.53 mm；正交试验对树头菜扦插后芽粗的影响差异显著（F=2.203，P＜0.05），在10 个处理组合中，其平均芽粗最长的依然是处理组合2，其平均芽粗为6.26 mm。这一试验结果表明，生根粉和萘乙酸对树头菜扦插的影响效果均显著，而对树头菜扦插影响效果最差的激素是吲哚乙酸。3 种激素处理对树头菜生长具有显著不同的效果，其原因可能是不同植物生长调节剂对木本植物扦插生长的作用不同。在10 个处理组合间树头菜扦插苗各项生长指标值的差异都显著，从图1 中可以看出，处理组合2 中其各项指标平均值均最大，由此可知，处理组合2 对树头菜扦插生长的效果最好。

2.2 对树头菜扦插苗各项生长指标的综合评价

采用隶属函数法对不同处理组合的树头菜各项生长指标进行了综合评价，结果见表3。在平均隶属函数排名第1 的处理组合2 中，其平均隶属函数值最大（1.000 0），其叶片数、分枝数、株幅、苗高、叶柄长和芽粗等指标值在所有处理组合中都是最高的；而平均隶属函数值最低的处理组合分别是处理组合6 和空白对照组（即处理组合10）。

对树头菜扦插苗各项生长指标（包括叶片数、分枝数、株幅、苗高、叶柄长和芽粗）进行了相关性分析，结果见表4。从表4 中可以看出，叶片数、分枝数、株幅、苗高、叶柄长和芽粗之间存在极显著的正向相关性，其中叶片数和分枝数之间的相关性最大，其相关指数达到0.990。由表4 可知，各激素处理组合对树头菜扦插苗各项生长指标的影响均较大，扦插后树头菜的各项生长指标之间整体上呈较显著的正向相关性。

图 1 不同种类和质量浓度的激素处理下树头菜扦插苗各项生长指标的多重比较结果Fig.1 Multiple comparison of various C.unilocularis indicators among different hormone treatments conserving to factors and concentrations

表3 正交试验影响下树头菜扦插苗各项生长指标的隶属函数评价结果Table 3 Membership function evaluation of cuttage growth indexes of C.unilocularis in orthogonal experiment

综上所述，隶属函数值客观而全面地反映了正交试验各处理组合对树头菜扦插苗各项生长指标的影响的显著差别。综合分析可知，处理组合2 为最优处理组合，即在以50 mg/L 的ABT-1、 200 mg/L 的NAA 和200 mg/L 的IAA 的生长调节剂处理下树头菜的育苗效果最佳。

表4 正交试验影响下树头菜扦插苗各项生长指标之间的相关性分析结果†Table 4 Correlation analysis of cuttage growth indexes of C.unilocularis in orthogonal experiment

2.3 对树头菜生物量的LSD 多重比较

以不同种类和质量浓度的激素处理树头菜插穗后，经过3 个月的生长，其扦插苗根系、茎、叶、总生物量的鲜质量和干质量及其多重比较结果见表5。由表5 可知，在不同激素处理组合的影响下，其根系鲜生物量的差异显著（F=6.424，P＜0.05），其根系鲜质量均值最高的达到7.69 g；其茎鲜生物量的差异显著（F=8.270，P＜0.05），其茎鲜质量均值最高的达到11.84 g；其叶片鲜生物量的差异显著（F=10.208，P＜0.05），其叶片鲜质量均值最高的达到56.33 g；其总鲜生物量的差异显著（F=9.921，P＜0.05），其总生物量鲜质量均值最高的达到75.87 g。

表5 树头菜扦插苗生物量的LSD 多重比较结果†Table 5 LSD multiple comparison of biomass of C.unilocularis cuttings

对树头菜各器官生物量干质量的多重比较结果表明，在不同激素处理组合的影响下，其根系干生物量的差异显著（F=5.245，P＜0.05），其根系干质量均值最高的达到1.95 g；其茎干生物量的差异显著（F=6.295，P＜0.05），其茎干质量均值最高的达到2.34 g；其叶片干生物量的差异显著（F=8.087，P＜0.05），其叶片干质量均值最高的达到9.08 g；其总干生物量的差异显著（F=7.559，P＜0.05），其总生物量干质量均值最高的达到13.36 g。

综上所述，正交试验各处理组合中，对树头菜扦插苗生物量影响最显著的是处理组合2。

2.4 对树头菜扦插苗生物量的极差分析

对树头菜扦插苗生物量的极差分析结果见表6。表6 中的数据均为以其生物量的鲜质量和干质量、采用极差分析法计算出的极值，从而确定影响因素的最优水平和最优处理组合。由表6 可知，在试验因素A（生根粉ABT-1）、B（萘乙酸NAA）和C（吲哚乙酸IAA）中，对树头菜扦插苗鲜生物量和干生物量的极差值影响最大的因素均为因素A（ABT-1），其次是因素B（NAA），而因素C（IAA）对树头菜扦插苗鲜生物量和干生物量的极差值的影响最小；由表6 还可得知，A1B2C2为最优处理组合，即以质量浓度为50 mg/L的生根粉、质量浓度为200 mg/L 的萘乙酸 、质量浓度为200 mg/L 的吲哚乙酸处理的扦插效果最好。这一试验结果与上述的不同激素处理组合对树头菜扦插苗生物量的影响结果一致。

表6 对树头菜扦插苗生物量的极差分析结果Table 6 Difference analysis of biomass of C.unilocularis cuttings

3 结论与讨论

3.1 结 论

树头菜的株幅、苗高、叶片数、分枝数、叶柄长、芽粗以及各生物量等指标在处理组合2 中其平均生长量最大；采用隶属函数法综合评价树头菜扦插效果，结果显示：以50 mg/L 的ABT-1、200 mg/L 的NAA 和200 mg/L 的IAA 混合浸泡插穗后树头菜的扦插效果最佳，对其扦插后生物量进行极差分析后发现，各因素对树头菜扦插的影响效果由主到次依次为ABT-1 ＞NAA ＞IAA。

树头菜插穗在不经过激素处理的前提下其扦插成活率较低，结果会影响无性系苗木的繁殖。本研究采用3 种激素不同质量浓度的处理后其扦插苗的成活率均明显提升，且通过统计分析L9（34）正交试验数据后筛选出了最佳处理组合。有关研究结果表明，苗高、生长量、分枝数、冠幅等多个性状能反映苗木形态和质量[14-16]。正交试验结果显示，各处理组合间树头菜扦插苗生物量及其各表型性状的差异均显著。对树头菜扦插成活率进行方差分析后发现，不同激素对其成活率的影响差异较大。对扦插苗各项生长指标进行了多重比较，结果显示：处理组合2 的树头菜其株幅、苗高、叶片数、分枝数、叶柄长、芽粗及生物量等指标的生长量均最大。采用隶属函数法综合评价树头菜的扦插效果，结果显示：以50 mg/L 的ABT-1、200 mg/L 的NAA 和200 mg/L 的IAA 混合浸泡插穗，这一处理组合对树头菜扦插的影响效果最佳，对其扦插苗生物量进行极差分析后发现，各种试验因素对树头菜扦插效果影响程度的大小依次为ABT-1 ＞NAA ＞IAA。

3.2 讨 论

何祯等[11]就不同基质和激素处理对树头菜扦插生根的影响情况进行了试验，结果表明，以质量浓度为150 mg/L 的NAA 为其生长调节剂、以混合基质为其培育基质，按此最佳处理组合处理的树头菜扦插苗其生根率最高。本次试验结果与何祯等人的这一研究结果一致。徐云鹏等[10]有关树头菜无性系穗条扦插试验的结果表明，树头菜无性系扦插生根兼皮孔及愈伤组织生根两种类型，无性系苗木间扦插生根率的差异显著，以SP10 处理为最优。在正交试验中发现，不同激素处理对扦插的树头菜生长的影响差异较大。相关研究结果表明，植物在生根过程中其内源生长素在顶芽合成后会积累在植物基部，同时光合作用所产生的有机物质合成后向植物基部运输，促进其生根生长[17]。本研究通过以3 种激素为试验因素的正交试验筛选出了有利于树头菜培育的激素种类及其浓度配比，试验中发现，不同处理组合的树头菜其扦插成活率的差异甚大，至于这一结果与树头菜扦插苗内源激素的积累是否相关，还有待于进一步研究。

植物扦插还受到多种环境因素（主要有湿度、温度、光照条件、扦插时间、插穗长度等[18]）的影响，而植物生长激素的作用效果与外界环境条件、母树年龄、使用激素的方法等均密切相关[19]，不同树种对植物生长调节剂的种类和质量浓度的敏感程度或需求也不同[20]。植物生长调节剂对插穗生长有着显著的促进作用[21]，能促进插穗内部营养物质再次分配及内源激素的作用表达，促进植物插穗生根[22-24]。以不同植物生长调节剂处理植物插穗，对其体内的生理变化有着显著的影响，其可提高植物体内酶活性，能促进植物体内营养物质向基部转移，促进插穗的营养代谢和运输及内源激素的合成，从而促使其生长速度加快[25-29]。此外，在植物的生长发育过程中，植物生长调节剂可促进其对外界微量元素的吸收，从而使植物加速生长；而对于一些难以扦插成活的树种而言，其扦插成活多与其体内组织脱水或光合作用不能产生足够的碳水化合物有关，同时与植物对外源生长调节剂的需求相关[30]。树头菜作为石漠化地区的乡土树种，具有生态保护作用，可促进植被恢复和森林的形成，但是，目前树头菜种质资源较少，且苗木品质较低，为了满足生产中对其种苗的需要，后期可结合不同时间段对树头菜生化指标进行综合研究，以期在提高苗木质量的同时还可为石漠化地区植被恢复及生态保护提供材料。