不同处理对红豆杉扦插的影响

任小燕，柳迪，赵吉桃，潘平新，马彦军

(甘肃农业大学林学院，甘肃 兰州 730070)

无性系林业是以近代遗传育种学为指导，在选种基础上选取一些植株作为无性系原株，通过无性繁殖，生产无性系苗木的一种营林方式，科学地在林地配置这些无性系，可达到集约化经营的目的[1].在无性繁殖中，扦插繁殖是利用离体的植物营养器官，如根、茎、叶、芽等的一部分，在一定条件下插入土和沙等其他基质中，经过人工培育使之发育成完整的新植株的繁殖方法，有硬枝扦插和软枝扦插、春插和秋插，扦插过程是诱导不定根形成的过程.扦插繁殖相对于实生苗繁殖与组培育苗来说，不仅可以增加种苗来源，获得大量相对整齐的幼苗[2]，还具有操作容易、无季节限制、成本低且能保持母株优良特性[3]等特点，因而在无性系林业研究中受到越来越多的重视[4].

近年来，学者们对扦插进行了大量深入研究，张天翔等[5]发现百香果中部半木质化茎段，用300 mg/L的NAA溶液浸泡20 min，插入泥炭与黄壤(1∶1)混合基质时效果最为理想.刘郁林等[6]发现影响越南安息香生根的主次因素为插穗部位>插穗年龄>激素浓度,较适处理为1年生基部插穗，300 mg/L生根剂，速蘸10 s.邱子文等[7]发现基质是影响千层金扦插成活及生根率的最关键因素.李波等[8]发现50 mg/L IBA对具鳞水柏枝嫩枝扦插生根效果最佳.郑鑫华等[9]发现50 mg/L的ABT-1、200 mg/L的NAA和200 mg/L的IAA混合，不仅能显著提高树头菜的扦插成活率、促进其扦插苗的生长，还能提高其各器官的生物量.高林等[10]发现石生茶藨子绿枝扦插时用700 mg/L的ABT+IBA+NAA (V∶V∶V=1∶1∶1)处理效果最好.林治国[11]发现GGR、ABT及NAA生根素对深秋红幼苗的生根率、苗高及地径生长有明显的促进作用.宋祥兰等[12]发现油橄榄不论夏季扦插还是秋季扦插均能保持油橄榄的特性.说明扦插适合多种植物的繁殖，不同植物对插穗类型、基质、植物生长调节剂种类、浓度以及扦插时间的响应不同.

红豆杉 (Taxusmairei) ，又名紫杉，或赤柏松红豆杉，隶属于红豆杉科(Taxaceae)、红豆杉属(TaxusLinn)[13]，是第四世纪冰川时期孑遗植物，在地球上已有250万年的历史，号称植物王国“活化石”[14]，它不仅是一种珍惜濒危树种，也是国家一级保护植物，素有“植物黄金”“树木大熊猫”的美誉，除具有保健价值外，药用价值也非常高[15]，其提取物-紫杉醇对癌症的神奇疗效，使其成为世界公认的抗癌药物，也让人们对其日益关注，以致野生数量迅速减少[16].同时红豆杉还是一种很好的观赏植物，其木材可用于建筑、家具制造和雕刻等[17].红豆杉多以实生苗繁殖和扦插繁殖两种方式来进行[3]，但由于种子休眠期长，在自然条件下，往往需要经过二冬一夏才能萌发[17]，且种子若在苗圃地内时间过久，还易腐烂变质或遭鼠害，使发芽率降低，给实生苗繁殖带来较大的负面影响[18]，因此扦插繁殖是解决红豆杉种质资源紧缺的有效途径[2].余应鹏等[19-24]发现，适合的插穗类型、基质、植物生长调节剂以及浸泡时间等，可以不同程度的提高红豆杉扦插的效果，但他们多限于一、两种因素的结果比较，针对3种及以上因素对红豆杉扦插的影响试验较少.因此本研究设插穗类型、基质、生根粉质量浓度及浸泡时间4种因素，旨在探讨多因素及其交互效应对红豆杉扦插的影响，弥补以上学者研究中的不足，以期更加科学地筛选最优处理组合，为红豆杉优质苗木的生产提供技术支撑.

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年7月12日在甘肃农业大学林学院校内试验地进行，地理坐标为E 103.41′46″，N 36.5′23″，海拔1 528.1 m，属温带大陆气候，年均气温10.3 ℃，夏无酷署，冬无严寒，年均日照时数2 446 h，无霜期180 d，年均降水量327 mm，主要集中在6～9月.

1.2 试验材料

试验当天清晨，从甘肃农业大学百草园，10年生、高1.0 m左右、冠幅30～40 cm、生长健壮、无病虫害红豆杉母树，外围下部剪取长度为15 cm左右的枝条，用清水浸泡标记带回实验室处理.

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 该试验采用正交设计，设插穗类型、基质、生根粉质量浓度及浸泡时间4个因素，分别用A、B、C、D表示，插穗类型与生根粉质量浓度设2个水平，其他两因素设3个水平.以长10～12 cm，上切口为平口，下切口为斜口，上部留1/3叶片的当年生半木质化嫩枝(A1)及2年生枝条(A2)为插穗；当年生半木质化嫩枝用500 mg/L (C1)、100 mg/L( C2)质量浓度的BBT生根粉分别浸泡0.5(D1)、1(D2)、1.5 h(D3)，2年生枝条用相同质量浓度的BBT生根粉分别浸泡2(D4)、4(D5)、6 h(D6)后，插入装有3种基质(森林土与河沙(B1)、蛭石(B2)、腐殖质(B3)按1∶1比例混合配置)的育苗钵中，共36个处理，每个处理30盆，每盆1个插穗，重复3次，共3 240盆.

1.3.2 苗床准备 试验前一天进行苗床平整、清除杂草等，搭建大小2 m×4 m的2个小拱棚，用500倍多菌灵将配置好的基质进行灭菌后装入10 cm× 10 cm塑料育苗钵，整齐摆放在150～170 cm长，50～60 cm宽的苗床上，床与床之间留30 cm宽步道，并浇一次透水.

1.3.3 插穗处理 插穗每30个一小捆用0.5%的高锰酸钾溶液对基部浸泡30 s进行灭菌，再在预设的不同质量浓度生根粉中浸泡后插入装有3种基质的育苗钵，插前用玻璃棒在钵中央进行打孔以免在扦插时将插穗表皮插破，采用直插法，深度为整个枝条的2/3，插后用手压实，使基质与插穗充分接触，再次进行浇透水处理，并搭遮荫网.

1.3.4 后期及越冬管理 适宜的温度和湿度是红豆杉扦插成活的重要条件，为此小拱棚内各放置温湿度计一个，随时观察棚内的温湿度变化，温度控制在20～25℃，过高给予通风处理；湿度在85%以上，每天进行叶面喷水，以少量多次为宜，保持苗床湿润；及时清除杂草并预防控制病虫害.

每年10月份天气转凉，为保证幼苗安全越冬，在10月底，将育苗钵及床面浇足底水，防止苗木遇生理干旱而死亡，并加盖高温棚布，有条件的在棚面覆盖稻草或作物秸秆进行御寒，于翌年土壤解冻后，撤去覆盖物.

1.3.5 指标测定 扦插3个月后统计成活率，并在每个处理中随机抽取15盆统计愈伤组织产生率及生根率，公式参照[25].

(1)

(2)

(3)

1.3.6 综合评价 采用隶属函数值对不同因素下的成活率、愈伤组织产生率及生根率进行综合评价，公式参照[26].

隶属函数值=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(4)

式中：X表示毎个指标的测定值,Xmax和Xmin分别为不同处理组中该测定指标的最大值和最小值.

1.4 数据处理

利用Excel 2013对不同因素、不同水平下的成活率、愈伤组织产生率及生根率数据进行整理、极差分析及制表，并用SPSS 21.0对其进行均值、差异性比较及方差分析.

2 结果与分析

2.1 不同因素对红豆杉扦插的方差分析

2.1.1 不同因素对红豆杉A1插穗扦插的方差分析 从表1方差分析结果可以看出，对A1插穗来说，基质、生根粉质量浓度以及它们的交互效应对成活率有显著的影响(P<0.05)，浸泡时间以及浸泡时间与基质、生根粉质量浓度的交互效应对成活率无显著影响(P>0.05)；基质对愈伤组织产生率也有显著影响(P<0.05)，生根粉质量浓度、浸泡时间以及二者与基质的交互效应均对愈伤组织产生率无显著影响(P>0.05)；生根粉质量浓度对生根率有显著影响(P<0.05)，但它与基质、浸泡时间的交互效应对生根率却无显著影响(P>0.05)，基质与浸泡时间及它们交互效应对生根率也无显著影响(P>0.05).

2.1.2 不同因素对红豆杉A2插穗扦插的方差分析 从表1方差分析结果可知，对A2插穗类型来说，基质对成活率有显著影响(P<0.05)，生根粉质量浓度、浸泡时间以及它们之间的交互效应无显著影响(P>0.05)；基质以及它与生根粉质量浓度、浸泡时间的交互效应对愈伤组织产生率有显著影响(P<0.05)，生根粉质量浓度、浸泡时间，以及它们交互效应对愈伤组织产生率均无显著影响(P>0.05)；基质对生根率也有显著影响(P<0.05)，但生根粉质量浓度、浸泡时间以及与它们的交互效应对生根率无显著影响(P>0.05).

表1 不同因素对红豆杉扦插的方差分析

2.2 不同因素对红豆杉扦插的影响

2.2.1 不同因素对红豆杉A1插穗扦插的影响 从表2可知，不同基质、生根粉质量浓度及浸泡时间对A1插穗扦插的影响中，只有愈伤组织产生率在组合8、17中B2与B1、B3显著差异(P<0.05)，其他均无显著差异(P>0.05).从A1插穗在3种类型基质中的成活率、愈伤组织产生率及生根率来看(表4)，B1、B3的成活率均值(98.89%)高于B2(94.45%)，愈伤组织产生率及生根率两者均值都以B1(98.89%、66.67%)最高；就不同生根粉质量浓度中的成活率、愈伤组织产生率及生根率均值而言，成活率C2(99.13%)，高于C1(95.19%)，然而愈伤组织产生率及生根率则是C1(94.81%、65.93%)高于C2(91.11%、51.85%)；此外，从不同浸泡时间对成活率、愈伤组织产生率及生根率的影响来看，成活率均值D2、D3(97.78%)高于D1(96.67%)，但愈伤组织产生率及生根率均值分别以D2(94.45%)、D1(67.78%)最高.

2.2.2 不同因素对红豆杉A2插穗扦插的影响 从表3可以看出，不同基质、生根粉质量浓度及浸泡时间对A2插穗扦插的影响中，除愈伤组织产生率在组合2、8中B2与B1、B3差异显著(P<0.05)，组合10、11中B1、B2与B3差异显著(P<0.05)，组合14、15中B2、B3与B1差异显著(P<0.05)；生根率在组合8中B2(0)与B1、B3差异显著(P<0.05)外，其他均无显著差异(P>0.05).从3种类型基质对A2插穗成活率、愈伤组织产生率及生根率的影响来看(表4)，三者均值大小顺序皆为B1>B3>B2；然而就不同生根粉质量浓度对3个指标的影响来说，成活率C1>C2，但愈伤组织产生率及生根率却是C2>C1；此外不同浸泡时间对成活率、生根率的影响为D4> D6> D5，对愈伤组织产生率的影响为D4> D5> D6.

表2 不同因素对红豆杉A1插穗扦插的影响

表3 不同因素对红豆杉A2插穗扦插的影响Table 3 The effects of different factors for A2 cutting slips of Taxus mairei cutting

2.3 不同因素对红豆杉扦插的极差分析

2.3.1 不同因素对红豆杉A1插穗扦插的极差分析 从红豆杉A1插穗扦插的极差分析结果可知(表4)，在影响成活率的3个因素中基质与生根粉质量浓度的极值ER(4.44)大于浸泡时间的极值(1.11)，可知基质、生根粉质量浓度与成活率之间有显著的相关性，对其影响最大，浸泡时间影响最小，优选方案基质1、基质3+生根粉质量浓度2+浸泡时间2、浸泡时间3或生根质量粉浓度2+基质1、基质3+浸泡时间2、浸泡时间3，优化组合B1C2D2或B3C2D3；从对愈伤组织产生率的影响看，则基质的极值FR(13.33)最大，生根粉质量浓度(3.7)居中，浸泡时间(3.34)最小，表明基质与愈伤组织产生率相关性最大，生根粉质量浓度次之，最小浸泡时间，优选方案基质1+生根粉质量浓度1+浸泡时间2，优化组合B1C1D2；就对生根率的影响来看，基质与浸泡时间的极值GR(16.67)大于生根粉质量浓度的极值(14.08)，说明基质、浸泡时间与生根率显著相关，优选方案基质1+浸泡时间1+生根粉质量浓度1或浸泡时间1+基质1+生根粉质量浓度1，优化组合B1C1D1.

2.3.2 不同因素对红豆杉A2插穗扦插的极差分析 从红豆杉A2插穗扦插的极差分析结果可知(表4)，成活率中基质、生根粉质量浓度、浸泡时间的极值ER分别为8.33、1.48、5，说明基质与成活率的关联性是最显著的，其次是浸泡时间，生根粉质量浓度影响最小，优选方案基质1+浸泡时间1+生根粉质量浓度1，优化组合B1C1D4；就愈伤组织产生率而言，基质、生根粉质量浓度、浸泡时间的极值FR分别为34.45、5.92、8.89，表明基质与愈伤组织产生率的相关性最大，其次是浸泡时间，生根粉质量浓度对它的影响最小，优选方案基质1+浸泡时间1+生根粉质量浓度2，优化组合B1C2D4；此外从生根率的情况看，3个因素对它的影响与成活率、愈伤组织产生率一致，优选方案、优化组合与愈伤组织产生率一致.

2.4 不同因素对红豆杉扦插的综合分析

从表2来看，在A1插穗扦插中组合10的隶属函数均值最大，组合2、8、14、15、17.的隶属函数值最小，综合(表4)成活率、愈伤组织产生率及生根率，优选方案基质1+生根粉质量浓度1+浸泡时间1，优化组合B1C1D1；从表3来看，在A2插穗扦插中，组合4、12、13的隶属函数均值最大，组合2、8、14的隶属函数均值最小，综合(表4)3个指标优选方案基质1+浸泡时间2+生根粉质量浓度1，优化组合B1C1D5.

表4 不同因素对红豆杉扦插的极差分析

3 讨论

3.1 插穗类型对扦插的影响

插穗类型影响着插穗的生根成活[21].不同部位的插穗由于木质化程度、营养状态不同会对插穗生根产生重要影响[27]，同时插穗的成熟度对营养物质的运输也有较大影响[28].本研究的两种插穗类型其成活率、愈伤组织产生及生根率均不同，这与侯潇棐等[21]的研究结果一致，这可能是因为不同类型插穗的内源激素、营养物质含量以及酶活性不同.本试验中A1插穗的成活率、愈伤组织产生率及生根率均较A2高，这与赵媛媛等[4，29-31]的研究结果一致，这是由于当年生半木质化嫩枝的细胞分生能力强，伤口容易愈合产生愈伤组织，以及植物生长过程中营养物质的积累存在顶端优势，越靠近上部位置，内源激素、营养物质的含量越高，酶活性越强；而木质化程度过高，会导致扦插生根困难[5，31].

3.2 基质对扦插的影响

基质对扦插环境的影响极大，基质类型不同，通气透水性也有所不同[32-33]，理想的扦插基质应具备最佳的孔隙度来满足氧气的扩散和气体交换，同时具备足够的水分氧分储备来满足插穗生根，合适的基质是扦插成功的关键[34-35].河沙通气排水性好，有利于氧气扩散和不定根的形成[34]，蛭石离子交换性能优异，对土壤营养的提高有一定的作用，但其本身的营养物质含量不够丰富[36]，腐殖质保水性强[37].本试验表明基质是影响红豆杉扦插的主要因素，这与邱志文等[7]、王书胜等[34]的结果一致，然而3种类型基质的成活率、愈伤组织产生率及生根率均以B1(森林土+河沙)最好，这是由于森林土+河沙组合土壤质地较紧密，能够使插穗基部切面与土壤紧密结合，有利于愈伤组织的形成，提高扦插成活率、生根率[31].这与邱志文、王书胜的结果不一致，邱志文发现蛭石可以显著提高千层金扦插苗的生根率；而王书胜发现纯河沙对云锦杜鹃扦插生根效果最佳，这是因为不同物种对基质的要求不同.

3.3 生根粉质量浓度对扦插的影响

生根粉通过调节插穗内源激素的含量来增强组织的再生能力，提高酶活性，加速淀粉、蛋白质水解和糖的代谢，来诱导根源基的发生，从而有利于植物根的形成[38]；不同种类的生根粉及质量浓度对扦插指标的影响不同[39].本研究显示，C1有利于A1插穗的愈伤组织产生率及生根率的提高，C2则有利于其成活率的提高；而C1有利于A2插穗成活率的提高，但C2却影响愈伤组织产生率及生根率的提高，这与闫海霞、陈丽英等[40-41]的研究结果一致，说明不同物种及同一物种不同指标对生根粉浓度的响应不同[40].

3.4 浸泡时间对扦插的影响

浸泡时间与扦插有着密切的联系，浸泡时间过短，插穗只能吸入少量生根粉，不能完全被利用，浸泡时间过长，生根粉含量过高，则会对扦插起到一定的抑制作用，且容易导致插穗腐烂[30].本研究发现，D1对A1插穗的生根率有影响，D2、D3对A1插穗的成活率，D2还对其愈伤组织产生率有影响；D4对A2插穗扦插的成活率、愈伤组织产生率、生根率均有影响，这与易慧琳等[30、41-42]的研究结果一致，可能是因为时间过短不足以调控内源激素及酶活性，时间过长会产生不利影响.

4 结论

为进一步确定不同因素对红豆杉扦插的影响以筛选最优组合，对36个不同因素、不同水平下处理的成活率、愈伤组织产生率及生根率进行极差及隶属函数均值分析.极差中的值越大，说明该因素对所研究指标的影响越大[43]；隶属函数的均值越大，说明该组合越优.在A1插穗中B1C2D1组合的隶属函数均值最大，B1C1D1次之，在A2插穗中B1C1D5、B3C2D4、B1C2D5组合的隶属函数值最大，极差综合分析表明B1C1D1组合有利于A1插穗扦插，B1C1D5组合有利于A2插穗扦插.

综上所述，红豆杉扦插繁殖时用当年生半木质化嫩枝做插穗，以森林土与河沙(1∶1)混合为基质，用500 mg/L BBT生根粉浸泡0.5 h为宜.