基于正交试验的石笔木扦插繁殖研究

陆奇丰，骆文华

（广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所，广西 桂林 541006）

石笔木（Tutcheria championii）为山茶科石笔木属（Tutcheria）常绿乔木，主要分布于广西、广东和福建等省区［1，2］。石笔木植物具有树形优美、叶片常绿、花朵硕大且花期长等特点，观赏性高，是具有很高开发价值的乡土树种，在园林景观应用中前景广阔。此外，有研究发现石笔木叶中含有丰富的黄酮类和有机酸类成分，其种子粗脂肪含量达50.29%，是重要的木本油脂植物资源［3-5］。有研究还显示，石笔木的叶片对感冒、肠炎、痢疾、咽炎、肝炎等疾病具有一定的疗效，是瑶族民族药材之一［5］；在闽西，石笔木嫩芽嫩叶常被加工成茶饮［6］。石笔木还具有抗氟化物等污染的能力［7］。然而，石笔木野外资源量较少，种子采集难，且其萌发出苗率低［8，9］，难以满足大规模的生产应用。

目前，对石笔木的扦插育苗技术已有一定的研究，并取得一定的成效［9］。但关于生长调节剂种类、生长调节剂浓度和扦插基质对石笔木扦插成活影响的研究鲜见报道。本研究以石笔木为研究对象，通过正交试验方法，分析生长调节剂种类（IAA、IBA、NAA）、生长调节剂浓度（1 000、500、100 mg/L）、扦插基质（黄泥土与河沙的不同体积比例，分别为1∶0、1∶1、2∶1）对其扦插成活指标的影响，探索石笔木的扦插繁育技术，为石笔木的进一步开发利用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019年3月在桂林植物园防雨大棚内进行。石笔木插穗采集于桂林植物园内石笔木成年树当年生的半木质化枝条。

1.2 正交试验设计

以外源生长调节剂种类（IAA、IBA、NAA）、生长调节剂浓度（1 000、500、100 mg/L）、扦插基质（黄泥土与河沙的不同体积比例，分别为1∶0、1∶1、2∶1）为影响因素，每个因素设计3个水平，按L9（33）表安排3因素3水平正交试验（表1）。

表1 L9（33）正交试验

1.3 插穗处理与扦插管理

按照试验设计，对沙床进行规划，并铺上3种扦插基质，其厚度约为11 cm，喷洒多菌灵进行消毒。采集粗壮、无病虫害的当年生石笔木枝条，选择枝条的顶梢和中部作为插穗，插穗长7～10 cm、下端为斜剪口、上端剪平且留2～3片叶（每片叶片剪掉1/3～1/2部分）。IAA、IBA、NAA按试验设计分别配置成1 000、500、100 mg/L的溶液，将插穗基部完全浸入上述生长调节剂溶液中；处理后的插穗扦插于对应的基质中，扦插深度为5～6 cm。试验共进行9组处理，每组处理60支插穗，扦插完成后浇透水。扦插苗床保持适宜温湿度，并搭建遮阴网，及时清理落叶，避免因落叶腐烂带来的病害。

1.4 统计分析

于6个月后对各正交试验处理组的石笔木插穗存活率、生根率、平均根数、抽芽率、平均抽芽数进行统计，利用游标卡尺对平均根长和平均芽长进行统计。

1.5 数据处理

运用Excel 2007软件对试验测定数据进行统计；利用SPSS 16.0软件对石笔木插穗的各项数据进行方差分析，分析比较各试验因素对其的影响；再通过隶属函数对石笔木插穗数据进行综合评价，探索石笔木插穗繁殖的最佳处理组合。

隶属函数计算公式为U（Xi）=（Xi-Xmi n）/（Xmax-Xmin）；平均隶属函数为U j=∑U（Xi）/n。式中，Xi为某一指标的测定值，Xma x、Xmin分别为所有参试材料某一指标的最大值和最小值；U j为平均隶属值，数值越大，表明扦插效果越好。

2 结果与分析

2.1 正交试验结果

石笔木插穗的愈伤组织于扦插后的30～45 d形成。根据表1的正交设计因素进行正交试验，结果见表2。由表2可知，各处理下的石笔木扦插效果有所差异，存活率为34.33%～86.00%，以A1B1C1组合（100 mg/L IAA+黄泥土基质）的存活率最高；生根率为42.86%～84.44%，以A1B1C1组合的生根率最高；平均根数为2.00～4.07条，以A1B2C2组合（500 mg/L IAA+黄泥土与河沙1∶1）的平均根数最多；平均根长为17.15～24.99 mm，以A3B3C1组合（1 000 mg/L NAA+黄泥土基质）的平均根长最大；抽芽率为21.43%～65.12%，以A2B3C2组合（1 000 mg/L IBA+黄泥土与河沙1∶1）的抽芽率最高；平均抽芽数为1.50～2.00，以A3B2C3组合（500 mg/L NAA+黄泥土与河沙2∶1）的平均抽芽数最多；平均芽长为5.45～14.96 mm，以A1B2C2组合（500 mg/L IAA+黄泥土与河沙1∶1）的平均芽长最大。

表2 正交试验结果

2.2 试验结果方差分析

由表3可知，各因素对石笔木插穗存活率的影响因素排序为B＞A＞C，即生长调节剂的不同浓度对石笔木插穗存活率影响最大，其次为生长调节剂种类，而基质类型对石笔木插穗存活率影响最小，其最佳组合为A2B1C3。

表3 各因素对石笔木插穗扦插存活率的极差分析

由表4可知，各因素对石笔木插穗生根率、平均根长的影响因素排序均为B＞A＞C，说明生长调节剂浓度对石笔木插穗扦插的生根率和平均根长影响最大，其次为生长调节剂种类，而基质类型对石笔木插穗扦插存活率影响最小。石笔木插穗扦插生根率最佳的组合为A2B1C2，平均根长最佳组合为A1B3C1。而在平均根数方面，各因素的影响大小排序则为C＞A＞B，说明基质类型对石笔木插穗扦插生根数影响最大，其次为生长调节剂种类，影响最小的为生长调节剂浓度，其最优的组合为A1B1C2。

根据表5各因素的极差结果可以发现，各因素对石笔木插穗扦插枝条的抽芽率、平均抽芽数的影响因素排序均为B＞A＞C，说明生长调节剂浓度对石笔木插穗扦插的抽芽率和平均抽芽数影响最大，其次为生长调节剂的类型，而影响最小的为基质类型。石笔木插穗扦插抽芽率最佳的组合为A2B1C2，平均抽芽数最佳组合为A3B1C3。在平均芽长方面，各因素的影响大小的排序为C＞B＞A，则说明基质类型对平均芽长影响最大，其次为生长调节剂浓度，影响最小的为生长调节剂种类，其最优的组合为A1B3C2。

表5 各因素对石笔木扦插抽芽的极差分析

2.3 不同因素对石笔木扦插的影响

通过不同因素对石笔木插穗扦插的各项指标进行方差分析，结果（表6）发现，生长调节剂种类、生长调节剂浓度、基质类型对石笔木插穗生根率有极显著影响（P＜0.01）。同时还发现，生长调节剂浓度对石笔木插穗扦插的抽芽率和平均抽芽数有显著影响（P＜0.05），且生长调节剂种类对平均抽芽数有显著影响（P=0.048）。各因素对石笔木插穗扦插的存活率、平均根数、平均根长、平均芽长的影响均不显著（P＞0.05）。

表6 不同因素对石笔木扦插各项指标的方差分析

2.4 石笔木扦插指标的隶属函数评价

从表7中可以看出，隶属函数均值的大小排序为：试验4＞试验1＞试验6＞试验7＞试验2＞试验9＞试验3＞试验5＞试验8。试验4（组合为A2B1C3）的隶属函数均值最高，为0.730。因此，该组合100 mg/L IBA+黄泥土与河沙2∶1可作为石笔木插穗较为理想的扦插方案。

表7 正交试验处理下石笔木扦插指标的隶属函数评价

3 小结与讨论

3.1 小结

1）正交试验和极差分析表明，生长调节剂种类、生长调节剂浓度、扦插基质对石笔木插穗的成活率、生根率、平均根数、平均根长、抽芽率、平均抽芽数及平均芽长的影响效果有一定的差异，因此，可根据生产中的需要（存活率、根系情况、抽芽情况等）选择相应的育苗处理技术。但总体来说，生长调节剂浓度对石笔木插穗成活率、生根率、平均根长、抽芽率与平均抽芽数影响效果最大，其次为生长调节剂种类，最小为扦插基质。

2）方差分析表明，生长调节剂种类、生长调节剂浓度、扦插基质对石笔木生根率的影响极显著。从生长调节剂种类来看，生根率的大小顺序为IBA＞IAA＞NAA，说明IBA较IAA与NAA更能促进石笔木插穗扦插生根；从生长调节剂浓度来看，生根率的大小顺序为100 mg/L＞1 000 mg/L＞500 mg/L，说明生长调节剂在100 mg/L时，石笔木插穗扦插生根率更高；从基质来看，黄泥土与河沙的比例为1∶1时的石笔木插穗扦插生根率更高。

3）隶属函数分析表明，组合4（100 mg/L IBA+黄泥土与河沙2∶1）的隶属函数均值最高，是石笔木扦插育苗较为理想的方案。

3.2 讨论

有研究认为，茶科植物（如金花茶）使用纯黄泥土作为基质进行扦插易出现板结的情况，从而导致插穗生根存活困难［10］。本研究中，在黄泥土中加入一定比例的河沙，可使石笔木插穗生根率升高，其可能与河沙可降低纯黄泥土板结情况，还保持了一定的透气性有关。

目前，市面上的生根剂多为NAA和IAA或IBA的混合制剂，在扦插中使用生根剂能促进插穗生根，提高存活率。肖复明等［9］利用0.01%的ABT 2号生根剂浸泡石笔木插穗1 h，扦插后的存活率较高。本研究中，利用IAA（吲哚乙酸）和IBA（吲哚丁酸）浸泡石笔木插穗，扦插后能获得较好的存活率和生根率，且不需要长时间的浸泡处理。

虽然本研究中考察了生长调节剂种类、生长调节剂浓度和基质对石笔木扦插的影响，但在试验组中，石笔木的存活率等各指标偏低，可能与考察的因素和水平偏少有关，为建立更有效的石笔木扦插体系，仍需进行进一步的试验研究。