北方茶区茶树短穗扦插繁育技术研究

任志红，吴焕焕，肖文敏，张 虹，孙海伟，窦 玲，王兆祥

（1泰安市农业科学研究院，山东泰安 271000；2泰山区农业农村局，山东泰安 271000；3山东泰山茶溪谷农业发展有限公司，山东泰安 271000）

0 引言

与有性繁殖相比，无性繁殖具有保持母树优良特性、发根成苗快、繁殖系数大等优点[1-2]。茶树短穗扦插自20世纪30年代由福建茶农发明以来[3]，围绕插穗选择、扦插环境、扦插基质、扦插时间、扦插后管理以及扦插发根过程中的生理生化指标和激素变化等方面开展了大量研究[4-7]，已成为国内南方茶区茶树育苗的主要方式。无性系良种的推广种植是实现茶产业高产优质的一个重要前提[8]。北方茶区因生态环境较南方茶区存在较大差异[9]，尚未形成稳定成熟的扦插繁育技术。山东省是北方重要茶区之一，在茶树种植面积逐年扩大、茶苗需求量与日俱增的形势下，外地调拨茶苗成为茶叶种植者普遍采用的建园方式。然而，由土壤、气候、温度等环境适应性问题造成的茶苗移栽成活率低以及长途运输增加的建园成本，严重制约了山东省无性系茶树良种化发展。

近年来，为满足山东茶区种苗需求，山东茶区陆续在日照、临沂、泰安、济南等地建设扦插繁育基地，开展茶苗扦插繁育生产，但是生产中发现茶苗扦插生根难、出圃率低等问题。影响茶树扦插的因素有很多[10]，既有内因，即茶树品种本身和插穗种类，也有外因，包括扦插基质、扦插时间、扦插方法和培育条件等。段继华[11]以‘碧香早’等7个品种为材料，对不同茶树品种在秋、冬季不同时间的扦插效果进行比较试验，发现不同品种的最优扦插时间不同。杨云丹等[12]研究认为，提高扦插成活率的关键是剪取适合的短穗和加强苗圃管理。邓惠静等[13]研究认为，扦插基质对茶树扦插育苗成活率的影响较大，以采用排水良好的砂质壤土为宜。刘诗贤等[14]通过对不同扦插时间、扦插基质、激素处理的研究发现，在北方早秋扦插，ABT生根粉500 mg/L处理后扦插于心土扦插圃成活率较高。

对影响茶树扦插的研究主要集中在各影响因子对茶树生根或成活率方面，缺少扦插繁育各因素协同作用的研究和扦插技术在品种中的应用。为此，笔者采用L9(34)正交试验设计对茶树扦插影响因子进行研究，提出适宜北方茶树的扦插繁育技术，并对23个无性系良种和4个自主选育茶树新品种的扦插繁育特性进行研究。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验在山东泰山茶溪谷农业发展有限公司温室进行。温室为塑料膜大棚，内部设有喷雾和滴灌设备，能满足扦插苗所需棚内温湿度，夏季温度控制在35℃以下，冬季温度保持在10℃以上，空气湿度在50%～70%左右。温室顶部有遮阴网，夏季可遮阴。

扦插试验在2018年9月进行，扦插后365天调查成活率、根系生长情况等相关指标。

1.2 试验材料

试验材料选取‘中茶108’、‘龙井43’、‘中黄1号’等23个无性系良种和‘泰茶1号’、‘泰茶2号’、‘泰茶3号’、‘泰茶4号’4个自主选育品种。插穗取自泰安市农业科学研究院试验苗圃，选择树龄为4～5年、生长健康无病虫害当年生半木质化嫩枝。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 以‘中茶108’为试材，研究不同扦插影响因子和不同激素种类对扦插成活率的影响。扦插影响因素试验采用L9(34)正交试验设计，茶树扦插影响因素水平见表1。插穗处理方式中正常处理是指插穗削后直接进行扦插；萎蔫处理是指母穗扦插前在避光冷凉处（空调房内，室温20～25℃）静置3 h，以叶片轻度失水，然后削成插穗扦插；泡清水是指插穗削后在清水中浸泡处理，清水为农田灌溉用水，pH 6.0，电导率189 μs/cm。每组处理50个插穗，重复3次。1年后测定扦插茶苗的地上部和根系生长情况及成活率等指标。不同激素种类对扦插成活率的影响采用单因素3水平试验设计。

表1 茶树扦插影响试验因子水平表

1.3.2 扦插基质条件 扦插苗床底层铺厚的碎石，取出土后加入筛选过的河沙和草炭土，以50%草炭土+50%河沙混匀作为扦插基质，土层厚度30 cm，然后整平畦面，插床深30 cm。扦插前基质浇水保持湿润，然后用多菌灵、高锰酸钾对土壤杀菌消毒并调整土壤至pH 5.5。畦子整平后上覆100 cm以下底层黄泥生土，生土撵细并过筛，覆土厚度10 cm，灌透水后再行畦床消毒灭菌。

1.3.3 插穗处理及扦插方法 选取当年抽生的健壮枝条，用单面刀片将茶树枝条削成长3.5 cm的穗，穗直径0.3 cm左右，每穗保留l片完整叶片和1个健壮腋芽，上下剪口均呈马耳型。采用常规方法扦插，插穗斜插入（与地面45°角）基质中，深度为露出叶柄，叶片不接触基质，插完1行后将稍加压实，使插穗与基质密接，插穗株距2 cm，叶片互不遮压或稍压叶面1/3部位，插后立即充分浇水，使苗床土壤湿透。扦插后前2周每天喷雾4次，每次15 min，之后根据插床湿润情况浇水，每隔5天交替喷多菌灵和甲基托布津800倍液。

1.3.4 扦插繁育试验 对27个种质资源进行扦插，扦插后365天调查各品种的生长情况和扦插成活率。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 茶苗生长势与根系指标测量 将茶苗取出后用直尺、游标卡尺分别测定茶苗的新梢长、茎粗（新梢基部），用水将根部清洗干净，用NUScan700平板扫描仪扫描茶苗根系，然后用WinRHIZO 2007a根系分析系统进行分析，获得茶苗的总根长、根投影面积、根总表面积、平均直径、根系体积和根尖数和以上各指标的平均值和标准方差。

1.4.2 茶苗生物量指标测定 测定根系后的扦插茶苗用剪刀将根系和地上部茎叶分离开，用吸水纸吸干水分，然后称取根鲜重，后分别置于WS70-1红外线快速干燥器中，80℃烘至恒重。采用FA1004A型电子天平称重。

1.4.3 根系发育指标综合评价方法 利用隶属函数法对根系发育指标进行综合评价。隶属函数计算如式(1)。

式中，Xj为某一处理的某一指标值，Xmax、Xmin分别为所有处理在该指标中的最大值和最小值。将各处理不同指标的隶属值进行累加求其平均值，平均值越大根系发育情况越好。

1.4.4 不同品种的扦插成活率计分方法 扦插成活率≥75%的计5.0分，65%≤成活率＜75%计4.0分，55%≤成活率＜65%计3.0分，45%≤成活率＜55%计2.0分，45%以下计1.0分。地上部干重为年度生长量的重要指标，也采用5分制打分，将干重≥1.30 g的计5.0分，1.20 g≤干重＜1.30 g计4.0分，1.10 g≤干重＜1.20 g计3.0分，1.00 g≤干重＜1.10 g计2.0分，1.00 g以下计1.0分。扦插成活率与生长情况最终得分为上述两者得分的平均值。

1.4.5 数据处理方法 测定数据用SPSS 18进行方差分析，用Excel作图。

2 结果与分析

2.1 扦插影响因子研究

由表2分析发现，正交试验9个处理中，3号处理A1B3C3D3效果最好，成活率达81.3%，其次为9号处理A3B3C2D1，成活率为76.6%，8号处理A3B2C1D3成活率最低23.3%。正交试验最优组合为3号处理，即插穗浸泡在清水中备用，扦插前浸蘸IBA(200 mg/L)0.5 h。其次为插穗浸泡清水，IBA+NAA（各100 mg/L）浸蘸1 h后扦插。2种组合均要求插穗扦插前浸泡于清水中，在实际扦插操作中要特别注意防止插穗萎蔫。区别在于激素种类、浓度和浸蘸时间，说明激素的处理方式影响了扦插成活率。

表2 茶树扦插成活率影响试验直观分析表L9(34)

由图1可以更直观地看出各因素对扦插成活率的影响。激素种类中IBA处理插穗成活率最高，NAA处理最低，IBA+NAA处理界于两者之间。激素浸蘸5 min时间对扦插成活的效果最好。扦插成活率随激素浓度的增加而增加。茶树夏季扦插最优化组合为插穗削后立即清水浸泡，扦插前用IBA 200 mg/L以上浓度浸蘸5 min，然后插入基质。与正交试验最优组合区别在于激素浸蘸时间的差异。

图1 不同处理对扦插成活率的影响

不同扦插因子对扦插成活率的影响程度可以从极差值（R值）反映出来。由表2可知，RA＞RB＞RD＞RC，对扦插成活率产生效应的因素由主到次为激素种类、插穗处理方式、激素的浸蘸时间、激素浓度。浸蘸时间的影响程度较低，而浸蘸激素种类对扦插成活率的影响最大。

2.2 激素处理对扦插茶苗的影响

由上述试验可知，各扦插影响因子中，浸蘸激素种类对扦插成活率的影响最大。为进一步明确不同激素种类对扦插茶苗生长发育的影响，采用单因素3水平试验进行研究。参考前期试验结果，设定IBA200 mg/L、NAA 200 mg/L、IBA 200 mg/L+NAA 200 mg/L 3个处理水平，试验中插穗浸泡在清水中备用，扦插前浸蘸激素30 min。以‘中茶108’为试材进行试验，分别研究各处理对扦插茶苗地上部生长指标、根系生长状态及各指标和根系生物量的影响。

2.2.1 激素处理对扦插茶苗地上部生长指标的影响 表3显示，对插苗叶片数量方面不同激素处理的影响程度为IBA+NAA＞IBA＞NAA，IBA+NAA处理显著高于NAA处理，IBA处理低于IBA+NAA处理，高于NAA处理，但差异不显著。IBA+NAA和IBA处理的新梢长差异不显著，但均显著高于NAA处理。对新梢基部茎粗的生长的影响方面3种处理无显著差异。IBA+NAA处理下地上部干物质重量最大，其次为IBA处理，两者无显著差异，NAA处理最小，显著低于其他2种处理。

表3 不同激素处理对无性茶苗地上部的影响

结果表明，在各指标中，IBA+NAA处理与IBA处理无显著差异，显著优于NAA处理。为进一步确定IBA+NAA处理和IBA处理对茶苗地上部发育的综合影响，采用综合隶属函数对不同处理的4个地上部指标进行综合评价。结果（表3）显示，IBA+NAA处理综合隶属函数值最大(3.97)，说明IBA+NAA处理为最佳激素处理方式，优于IBA处理。

2.2.2 激素对扦插茶苗根系发育的影响 图2显示，3种处理的根类组成有一定差异，IBA处理一级侧根（直接着生在茎上的根）数量较多，根基部颜色为黄褐色，有的已经形成黑褐色，白色细长的延长根（长度大于0.5 cm着生在一级侧根上面）丰富，吸收根(＜0.5 cm)数量较少。NAA处理茶苗一级根少而粗，侧根基部根茎白色，也少见黄褐色，延长根和吸收根数量较少，根系发育欠发达。IBA+NAA处理根的根类组成较合理，各类型根系丰富。

2.2.3 激素对扦插茶苗根系发育指标的影响 表4显示，3种激素处理对扦插苗的总根长有影响，IBA、IBA+NAA处理之间差异不显著，但均显著高于NAA处理。根系平均直径以NAA处理最高，显著高于IBA处理，与图2显示NAA处理根系较粗相符。根系总投影面积IBA、IBA+NAA之间差异很小，但均显著高于NAA处理。IBA+NAA处理根系总表面积显著高于NAA处理。从根体积看，IBA+NAA处理高于IBA处理，显著高于NAA处理，接近NAA处理的3倍。IBA+NAA处理的根尖数最多，显著高于IBA和NAA处理，IBA与NAA处理的根尖数无差异。IBA+NAA处理综合隶属函数值最高(5.23)，高于IBA处理(2.99)和NAA处理(1.00)。说明IBA+NAA处理最有利于扦插茶苗根系发育。

图2 不同激素处理的茶苗根系生长情况

表4 不同激素处理对根系发育指标的影响

2.2.4 不同激素对扦插茶苗根系生物量的影响 图3显示，茶树根系鲜重以IBA+NAA处理最高，但IBA处理干重和IBA+NAA处理接近，说明IBA处理根系干物质量较高。从根类组成分析，IBA处理的吸收根很少，因为吸收根的中柱构造相对简单，初生木质部和初生韧皮部细胞很少，木质部和韧皮部间基本无维管形成层的发生，无次生生长能力。而IBA+NAA处理根吸收根和延长根占比较多，所以出现IBA处理干重与IBA+NAA处理接近的现象。

图3 激素对扦插茶苗根系生物量的影响

2.2.5 小结 综合上述试验结果，IBA+NAA处理最大程度地增加了扦插苗地上部干物质总量，有利于根系中一级侧根、延长根和吸收根的协同生长，且最大程度地促进了根系总根长、总表面积、根体积、根尖数和生物量的增长。由此确定，插穗斜削后立即清水浸泡，扦插前用激素组合IBA(200 mg/L)+NAA(200 mg/L)浸蘸30 min后迅速插入基质，可以提高扦插成活率。

2.3 不同茶树品种的扦插繁育特性研究

根据前期扦插影响因素研究试验结果，对自主选育的4个茶树新品种和搜集到的23个种质资源进行扦插繁育试验，调查各品种的生长情况和扦插成活率，见表5。

由表5可以看出，成活率最高的为‘平阳特早’，成活率达到96.10%，成活率超过80%的茶树品种（优系）有‘安吉白茶’、‘中茶108’、‘农家种1号’、‘泰茶1号’、‘御金香’、‘浙农117’、‘龙井43’、‘平阳特早’、‘碧香早’、‘泰茶2号’、‘农抗早’等11个品种，扦插成活率在50%～80%的品种有‘金萱’、‘龙井长叶’、‘中茶102’、‘正谷大白’、‘浙农113’、‘玉绿’、‘槠叶齐’、‘玉笋’、‘金寨1号’、‘劲峰’、‘舒茶早’、‘泰茶3号’、‘罗汉2号’、‘泰茶4号’等14个品种；扦插成活率低于50%的品种有2个，‘镜岭中亚1号’成活率38.87%，‘黄金芽’成活率17.17%。从扦插成活率高的品种（优系）1年生苗的生长高度可以看出，最高的是‘碧香早’，而且从长势和生长情况看，茶苗生长壮旺，适应性强。其次为‘泰茶4号’、‘中茶108’、‘农抗早’、‘农家种1号’、‘泰茶2号’、‘平阳特早’、‘安吉白茶’、‘御金香’、‘龙井43’、‘泰茶1号’。从地上部干重的结果可以看出，在扦插成活率高于80%的品种中，‘碧香早’地上部干重最高(1.45 g)，其余依次为‘农抗早’(1.37 g)、‘泰茶4号’(1.34 g)、‘泰茶 1 号’(1.33 g)、‘泰茶 2 号’(1.30 g)、‘中茶 108’(1.27 g)、‘御金香’(1.25 g)、‘平阳特早’(1.20 g)、‘浙农117’(1.16 g)。‘安吉白茶’、‘农家种1号’、‘黄金芽’、‘龙井43’和‘罗汉2号’的地上部生物量均低于1.0 g，说明其茶苗长势较弱。扦插成活率及生长情况的平均得分显示，得分5分的有‘泰茶1号’、‘碧香早’、‘泰茶2号’、‘农抗早’，得分4.5的有‘中茶108’、‘御金香’、‘平阳特早’，得分4.0的有‘金萱’、‘龙井长叶’、‘浙农117’、‘劲峰’、‘泰茶3号’、‘泰茶4号’。由此可见，不同茶树品种的扦插繁育特性差异较大。

表5 不同品种的扦插成活率及一年生苗的生长情况

3 结论与讨论

本研究发现，插穗处理方面，插穗削完后立即浸泡清水效果最好，扦插成活率最高，萎蔫处理最差，原因可能是扦插时为夏末秋初，温度高，空气湿度低，插穗容易失水，造成削口部位抽干，细胞活性降低，影响插条薄壁细胞、维管束细胞脱分化[15]。茶树扦插成活率最高的组合在正交试验结果中为插穗浸泡在清水中备用，扦插前浸蘸200 mg/L IBA30 min，各因素最优条件组合为插穗削后立即清水浸泡，扦插前用IBA200 mg/L以上浓度浸沾5 min，然后插入基质。两者区别在于激素浸蘸时间的差异，说明各因子既能够单独产生影响，还有显著的交互效应[16]。进一步通过R值分析发现，对扦插成活率产生效应的因素由主到次依次为激素种类、插穗处理方式、激素的浸蘸时间、激素浓度。王雪萍[17]采用正交试验方法和主成分分析法研究激素种类、浓度及浸泡时间对‘鄂茶1号’茶树扦插生根的影响时发现，激素种类和激素浓度对扦插生根影响较大，浸泡时间影响相对较小。

对扦插成活率影响最大的为激素种类。激素处理可提高内源激素水平和酶活性、加速淀粉水解和糖代谢、促进营养物质的向基运输，为根原基形成提供必要的能量，从而促进根系生长[18-19]。对激素处理种类进行单因素研究发现，IBA+NAA处理和IBA处理与NAA处理比较，显著增加了扦插苗地上部干物质总量，有利于根系中一级侧根、延长根和吸收根的协同生长，且最大程度地促进了根系总根长、总表面积、根体积、根尖数和生物量的增长。但是IBA+NAA和IBA处理无显著差异。与正交试验扦插成活率研究结果进行比对，激素处理在促进植株地上部和根系发育的同时，在一定程度上也决定了扦插的成活率。隶属函数综合评价结果显示，IBA+NAA处理为促进茶苗地上部生长和根系发育的最优激素处理类型。进而确定了最优扦插处理组合，即插穗斜削后立即清水浸泡，扦插前用IBA 200 mg/L+NAA 200 mg/L浸蘸30 min后迅速插入基质。

采用该扦插方法，调查27个茶树品种的扦插繁育特性，包括自主选育的4个茶树新品种和搜集到的23个种质资源。结果显示，不同品种的扦插成活率差异较大，最高96.1%，最低仅为17.17%。方泽基[20]、李慧[21]等认为茶树短穗扦插培育的茶苗成活率、出圃率受品种影响较大，可能与茶树品种的遗传特性、生化成分和枝条再生能力差异大有关。梁月荣等[22]对‘浙农12’等7个无性系茶树品种扦插发根过程的显微切片观察和主要生化指标测定分析指出，插穗母叶内的淀粉和非蛋白氮高、母茎内的碳氮比高、母叶内蛋白氮含量低的品种，具有较强的发根能力，但具体原因有待进一步研究。Almehdi等[23]研究也表明，扦插成活率与树种的遗传密切相关。

扦插成活率不仅与植物本身的内在生理特性、扦插方法有关[24]，扦插后温度、湿度、光照等条件的管理控制也很重要。多个因素的协同作用，影响植物的扦插繁殖效率[25]。要从根本上探明影响不同品种植物扦插成活率的影响因素，应该从分子水平研究和掌握扦插生根的机理和树种间成活率差异产生的原因[26]。同时，由于品种的扦插特异性[27]，高效特色茶产业的快速发展及其对优质茶苗的需求[28]，需要通过开展基础性的配套扦插繁育技术研究来实现。这也是推动茶树新品种培育、推广和实现工厂化育苗的有效途径。