不同处理因子对卡亚扦插生根的影响
2021-07-02魏秋兰钟连香卢娟张晓宁覃子海刘海龙
魏秋兰,钟连香,卢娟,张晓宁,覃子海,刘海龙
(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,广西南宁 530002;2.玉林市林业科学研究所,广西玉林 537000)
卡亚(Cnidoscolus aconitifolius)又名树菠菜,为大戟科(Euphorbiaceae)花棘麻属多年生灌木,原产南美洲,为亚热带常绿植物,耐干旱和贫瘠。卡亚根系发达,茎蕴藏丰富乳汁,幼枝和嫩叶富含蛋白质、粗纤维和矿物质等营养元素[1],是营养丰富的木本蔬菜,也是名贵的药用植物,有较高的药用价值。卡亚叶片内含有单宁[2]、多酚[3]和黄酮[4],有改善血液循环、降低血脂[5]和血糖[6]的功效。作为引进树种,国内对其研究主要集中在营养成分分析[7]、抗氧化作用[8]、提取工艺[9]和栽培模式[10]等方面,关于扦插繁育技术及其相关影响因子的报道较少。
随着卡亚食用、药用和饲用等价值被日益挖掘,其苗木市场的需求不断扩大,扦插等无性繁殖技术的应用成为必然趋势。本试验研究不同生根剂种类和浓度以及不同基质对不同品种卡亚扦插生根的影响,并综合分析根系质量,优化卡亚的扦插繁殖技术,旨在为生产提供优质种苗,助力该树种的推广与应用。
1 材料与方法
1.1 试验材料
插条为广西壮族自治区林业科学研究院林业生物技术研究所育苗基地内优良卡亚无性系母树上的当年生半木质化嫩枝,无病虫害且生长健壮,有'Es⁃trella'和'Chaya'两个品种。插条长度为8~10 cm,保留2~3个芽,顶端保留1~2片叶,上端切平口,下端切斜口。处理好的插条用橡皮筋捆好,清水保湿。
1.2 试验方法
试验地位于广西林科院林业生物技术研究所育苗大棚内(108°21´E,22°55´N)。大棚上方有遮荫网,透光率为70%;扦插前3天,用0.2%高锰酸钾溶液对扦插基质进行消毒。
1.2.1 不同品种扦插生根效果
选择'Estrella'(编号为G1、G2和G3)和'Chaya'(编号为G4、G5和G6)两个卡亚品种(图1)。将两个品种的插条基部浸泡于不同浓度的ABT生根剂(250、500和750 mg/L)溶液中2 h,之后再插入河沙∶珍珠岩=3∶1(体积比)的基质中。每处理30根插条,3次重复。
图1 两个品种的卡亚植株Fig.1 Plants of two C.aconitifolius varieties
1.2.2 生根剂对扦插生根的影响
采用随机区组试验设计。将'Chaya'插条基部浸泡于0.1%多菌灵溶液中消毒20 min,清水冲净,再放入不同类型的生根剂溶液中浸泡2 h,分别为250、500和750 mg/L IBA(编号为T1、T2和T3)溶液以及250、500和750 mg/L ABT(编号为T4、T5和T6)溶液,以清水处理为对照(编号T7,CK)。扦插基质为河沙∶珍珠岩=3∶1(体积比)。采用直插法,将浸泡好的插条扦插于基质中,每处理30根,3次重复。
1.2.3 扦插基质对扦插生根的影响
采用随机区组试验设计。在1.2.2试验结果的基础上,筛选出对'Chaya'生根效果最好的生根剂,设置不同种类的扦插基质,分别为基质1(黄心土)、基质2(体积比为河沙∶珍珠岩=3∶1)和基质3(体积比为椰糠∶泥炭土=3∶1)。将插条基部放入500 mg/L IBA溶液中浸泡2 h,再分别插入3种类型的基质中,每处理30根,重复3次。
1.3 扦插后管理
扦插完成后,用塑料薄膜遮盖,采用自动间歇喷雾浇水,每4 h喷2 min,阴雨天减少喷水,保持空气湿度75%,环境温度25℃左右。晚上打开塑料薄膜透气,避免肉质茎出现基部腐烂的现象。当90%插条生根后,每10天施1次0.2%~0.3%复合肥。
1.4 测定方法
2020年9月4日,扦插4天后,开始观察根的外部形态变化及新芽生长情况,记录最早出根时间;扦插40天后,随机从每个重复中取5根插条观察生根状况,计算各处理插条的平均生根率,用根系扫描仪测定根长和不定根数。
1.5 数据处理
采用Excel 2010软件进行整理与图表绘制,采用SPSS 20.0软件进行方差分析,采用LSD法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同品种卡亚扦插生根效果
G5处理的平均生根率最高(81.21%),G3处理最低(40.70%),G5处理比G3处理高40.51%;G5处理的平均根数最多(13.72条),G3处理最少(6.00条),G5处理是G3处理的2.29倍;G4处理的平均根长最长(26.10 cm),G1处理最短(17.50 cm),G4处理比G1处理长49.14%;G5处理的出根时间最早(10 d),G3和G6处理最晚(15 d)(表1)。整体来看,'Chaya'组(G4、G5和G6处理)的生根效果优于'Es⁃trella'组(G1、G2和G3处理)。
表1 不同品种卡亚扦插生根效果Tab.1 Rooting effects of different C.aconitifolius varieties
2.2 不同生根剂对卡亚扦插生根的影响
不同生根剂对扦插生根影响显著(P<0.05)(表2)。T2处理的插条生根效果最好,平均生根率最高(90.71%),平均根数最多(35.20条),平均根长最长(30.20 cm),出根时间最早(9 d),均显著高于CK(P<0.05);T6处理的插条生根效果最差,平均生根率最低(55.10%),平均根数最少(6.30条),平均根长最短(14.80 cm),出根时间最长(21 d)。经不同浓度IBA和ABT处理后,插条的平均生根率、根数和根长均随着浓度增加呈先升高后降低的趋势,IBA和ABT均在500 mg/L时生根效果最好;IBA处理的生根效果好于ABT处理。
表2 不同生根剂处理对卡亚扦插生根的影响Tab.2 Effects of different treatments of rooting agents on rooting of C.aconitifolius
2.3 不同基质对卡亚扦插生根的影响
平均生根率在不同基质处理间均差异显著(P<0.05),基质3处理最高(93.15%),基质1处理最低(80.70%)(图2a)。基质2与基质3处理的平均根数差异不显著,均与基质1处理差异显著(P<0.05),整体表现为基质3处理>基质2处理>基质1处理(图2b)。平均根长在不同基质处理间均差异显著(P<0.05),基质2处理最长(32.90 cm),基质1处理最短(18.47 cm),基质2处理是基质1处理的1.78倍(图2c)。出根时间在不同基质处理间均差异显著(P<0.05),基质3处理中的插条出根时间最早(9 d),基质1处理最晚(14 d)(图2d)。
图2 不同基质对卡亚扦插生根的影响Fig.2 Effects of different substrates on rooting of C.aconitifolius
2.4 卡亚插条生根过程的外部形态观察
插条内部发生的一系列生理变化,会在生根过程中通过插条基部的形态表现出来。卡亚生根过程分为3个阶段:扦插5~8天,切口往上1~2 cm处的皮部突起或皮孔出现白点,皮部突起或白点出现部位多集中在切口周围和插条芽点处,下切口膨胀且有少量白色透明的愈伤组织(图3a);9~23天,皮孔凸起,不定根从皮孔处伸出并变长(图3b);24~40天,不定根快速生长,数量逐渐增加,并长出更多侧根,形成健全的根系(图3c)。插条下切口形成的少量愈伤组织分化成不定根,插条生根类型为皮部生根。
图3 卡亚插条生根过程的外部形态变化Fig.3 External morphological changes during rooting process of C.aconitifolius cuttings
3 讨论与结论
试验结果显示,'Chaya'的生根效果优于'Estrel⁃la',其平均生根率、根数和根长分别为71.27%、10.59条和23.37 cm,均高于'Estrella',这可能是与不同品种产生根的能力不同[11]有关。
生根剂种类对插条生根有显著影响[12]。本试验结果显示,经IBA处理的插条,其生根效果明显好于ABT处理,原因是IBA稳定性较强,见光不易分解,生根效果更佳[13],这与银杏(Ginkgo biloba)扦插生根影响因子[14]和伴矿景天(Sedum plumbizincicola)扦插繁殖[14]等研究得到的结论相似。
生根剂浓度对插条生根也有较大影响。有学者研究发现,中高浓度的生根剂有利于促进插条生根,过高浓度可能会对插条内部组织不利,抑制生根[16]。本研究中,IBA和ABT均有浓度阈值反应,插条生根效果随着生根剂浓度的增加呈先升高后降低的趋势,IBA和ABT均在500 mg/L处理下生根效果最好,在750 mg/L处理下效果最差,说明过高浓度的IBA和ABT均抑制插条生根,可能是由于插条对不同浓度的生根剂敏感程度及响应程度不同[17-18]。
不同植物对基质的物理性能要求不同,基质的保水力、营养成分和透气性对插条生根有重要影响[19]。本试验结果表明,黄心土处理中插条生根效果最差,可能是因为黄心土粘性强,保水性能好,但通气性差,卡亚茎内蕴藏丰富乳汁,含水量较高,生根过程中,基质过粘或过湿易造成插条基部腐烂[20]。在河沙∶珍珠岩=3∶1基质中,生根效果有所提高,可能是由于珍珠岩和河沙既能有效排水又可增加基质的透气性和含氧量[21];在椰糠∶泥炭土=3∶1基质中,生根效果最好,可能是因为椰糠有良好的通气性和排水性,泥炭土质地轻且养分足,可为插条生根提供营养物质[22]。
IBA处理的插条在扦插第5天,皮部突起或皮孔出现白点,插条下切口形成少量愈伤组织,不定根从皮孔处伸出的时间较短,最早出根时间为9天,IBA处理明显缩短了不定根出现的时间,与周再知等[23]的研究结果一致。
通过该试验,了解到卡亚属易生根植物,生根类型为皮部生根,通过扦插繁殖可实现规模化繁育。为推进卡亚的工厂化育苗,实现更稳定和更高效的繁育,后续可开展组织培养快繁技术的试验研究。