不同包埋处理对东方百合鳞片再生小鳞茎的影响

王伟东胡新颖白一光周俐宏李雪艳杨迎东

(辽宁省农业科学院花卉研究所,辽宁 沈阳 110161)

百合(Liliumspp.)为百合科百合属多年生球根花卉。东方百合花朵硕大、香味浓郁、观赏价值高,深受消费者喜爱。目前我国东方百合切花生产用种球几乎完全依赖进口,每年进口约3亿粒,价值约10亿人民币[1～2]。虽然我国育种者已经选育出一批具有自主知识产权的百合新品种,但是种球规模化繁殖技术不过关,大大影响新品种推广进程。加快种球繁殖技术研究,尽快实现百合种球国产化,是急需解决的产业问题。

百合的繁殖方法主要包括种子繁殖、分球繁殖、茎生小鳞茎繁殖、珠芽繁殖、鳞片繁殖和组织培养等。种子繁殖后代变异性大、周期长;茎生小鳞茎繁殖获得的种球质量好,但繁殖系数低;组织培养繁殖系数高,但对设施设备要求高;鳞片繁殖成本低、操作方便,繁殖系数高,是目前种球商品化生产最常用的技术途径[3]。生产上如何提高小鳞茎繁殖系数、促进鳞茎膨大、减少腐烂率、降低生产成本非常重要。

东方百合‘西伯利亚’(Siberia),花色纯白,花朵大,香味宜人,耐运输,是市场上最受欢迎的白色品种之一。国内关于百合鳞片繁殖技术研究有很多报道[4～10],但不同品种差异性大,对主栽品种‘西伯利亚’鳞片繁殖技术还缺乏系统的研究。本文以东方百合‘西伯利亚’为试验材料,探讨了不同消毒药剂、不同激素处理及不同包埋基质对百合鳞片再生小鳞茎的影响,以期为百合种球规模化生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种:西伯利亚鳞片,母球周径为16～18 cm,由辽宁省农业科学院花卉研究所提供。

供试药剂:甲基硫菌灵(有效成分含量70%,天津市汉邦植物保护剂有限责任公司);咪鲜胺锰盐(有效成分含量50%,苏州富美实植物保护剂有限公司);多菌灵(有效成分含量80%,天津市汉邦植物保护剂有限责任公司);恶霉灵(有效成分含量≥95%,北京清大科威尔化工科技有限公司);多·福(多菌灵15%、福美双15%,黑龙江省齐齐哈尔四有化工有限公司);申嗪霉素(有效成分含量1%,上海农乐生物制品股份有限公司)。

供试激素:赤霉素(Gibberellin A3,GA3)、吲哚丁酸(Indole-3-Butytric acid,IBA)、萘乙酸(Naphthaleneacetic acid,NAA)、水杨酸(salicylic acid,SA)、苄基腺嘌呤(6-Benzylaminopurine,6-BA),所有试剂均为分析纯,购自沈阳市东兴试剂厂。供试基质:草炭、蛭石、椰糠、珍珠岩。

1.2 试验方法

1.2.1 消毒药剂试验

试验采用单因素随机区组设计,以不同消毒药剂配方为唯一考察因素,以清水处理为对照(CK),共设7个处理,各处理详见表1。挑选健康无病斑的中层鳞片,分别用表1所述消毒药剂浸泡30 min,阴干后包埋。将基质和鳞片混拌均匀放入60 cm×40 cm×20 cm的塑料箱中,每个处理100片,3次重复,装箱后放在25 ℃±2的培养室中催芽处理,60 d后调查鳞片腐烂率、小鳞茎数量、鲜重、生根数量等指标。

表 1 不同消毒药剂Table 1 Different disinfectants

1.2.2 激素处理试验

试验采用单因素随机区组设计,以不同激素种类和浓度为唯一考察因素,以清水处理为对照(CK),共设16个处理,各处理详见表2。挑选健康无病斑的中层鳞片,消毒晾干后分别按表2所述处理浸泡鳞片2 h,阴干后包埋。将基质和鳞片混拌均匀放入60 cm×40 cm×20 cm的塑料箱中,每箱100片,3次重复,装箱后放在25 ℃±2的培养室中催芽处理,60d后调查小鳞茎数量、周径、鲜重、生根数量等指标。

表 2 不同激素处理Table 2 Different hormone treatments

1.2.3 包埋基质试验

试验采用单因素随机区组设计,以不同基质配方为唯一考察因素,共设8个处理,详见表3。挑选健康无病斑的中层鳞片,消毒阴干后包埋,基质按表3所述比例混拌均匀,用多菌灵500倍液消毒,基质湿度为50%～60%。将基质和鳞片混拌均匀放入60 cm×40 cm×20 cm的塑料箱中,每个处理100片,3次重复,装箱后放在25 ℃±2的培养室中催芽处理,60 d后调查小鳞茎数量、周径、鲜重、生根数量等指标。

表 3 不同基质配方Table 3 Different matrix formulations

1.3 调查内容与方法

试验处理60 d后,每个处理随机抽取30片,调查小鳞茎总数量、腐烂鳞片数量、各规格小鳞茎数量、小鳞茎鲜重、生根数量等指标。鳞茎发生率=产生小鳞茎片数/鳞片总数×100%;平均增殖系数=小鳞茎数量/鳞片总数;鳞片腐烂率=腐烂鳞片数/鳞片总数×100%;各规格小鳞茎所占比例=各规格小鳞茎数量/鳞茎总数×100%。

1.4 数据统计与分析

利用模糊数学中的隶属函数法对各项指标进行综合评价。隶属函数值计算公式[11]:R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。式中Xi为指标测定值,Xmin、Xmax为所有参试材料某一指标的最小值和最大值。如果为负相关,则用反隶属函数进行转换,计算公式为:R(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。通过每项指标的隶属函数计算出所有指标隶属函数的平均值,其结果越接近0越差,越接近1越好。

运用Microsoft Excel和SPSS软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同消毒药剂对百合鳞片再生小鳞茎的影响

由表4可知,处理7清水对照鳞片腐烂率最高,达8.13%,与使用消毒药剂处理差异显著,处理2消毒效果最好,鳞片腐烂率最低为0%,与其它处理差异显著。鳞茎发生率以处理2最高为100%,与对照差异显著,与处理1、3、4、5、6差异不显著。处理2百合鳞茎繁殖系数最高为2.9,与其它处理差异显著。相对小鳞茎平均鲜重和生根数量而言各处理间差异都不显著。不同消毒药剂对百合鳞片繁殖影响的各项指标进行隶属函数分析,鳞片腐烂率为负相关,其它指标为正相关,从表5表可以看出,隶属函数平均值排序为处理2＞处理1＞处理5＞处理4＞处理6＞处理3＞处理7,说明百合鳞片消毒处理最佳药剂为咪鲜胺锰盐1 000 mg/L。

2.2 不同激素处理对百合鳞片再生小鳞茎的影响

由表6可知,处理1、2、3、4、7、8、9、11、12、13、14、15、16小鳞茎发生率都较高,最高为100%,各处理与清水对照差异不显著,处理5、6鳞茎发生率和增殖系数都显著低于清水对照并差异显著,说明NAA浓度高于50 mg/L时对小鳞茎的生成有明显的抑制作用,繁殖系数最高的为处理11,达3.22,与处理10、15差异不显著,与其余处理差异显著。处理15周径＞2 cm鳞茎数量所占比例最高为59.94%与处理7差异不显著,与其它处理差异显著,处理10、11、12周径＞2 cm鳞茎数量所占比例较低,都低于清水对照,说明IBA处理不利于小鳞茎的膨大。鳞茎平均鲜重以处理15、14较高,分别为0.34 g、0.31 g,二者之间差异不显著,处理6、9、10、12鳞茎鲜重都显著低于清水对照。不同激素处理对鳞片根系生长影响较大,IBA 3种浓度处理生根数量都较多,IBA 200 mg/L平均生根数量最多为23.68条,NAA也有利于鳞片生根,平均根数为8～13条,GA3、SA处理生根数量与清水对照差异不显著平均根数为3条左右,6-BA浓度高于50 mg/L鳞片几乎不生根。对各项指标进行隶属函数分析,表7显示处理15隶属函数平均值最高,综上本试验中‘西伯利亚’鳞片再生小鳞茎的最佳外源激素处理为SA 200 mg/L。

2.3 不同包埋基质对百合鳞片再生小鳞茎的影响

由表8可以看出,处理3、7、8小鳞茎发生率都为100%与处理2、5、6差异不显著,处理4鳞茎发生率最低为81.13%与处理1差异不显著,与其它处理差异显著。处理8鳞片的增殖系数最高为2.89,与其它处理差异都显著,说明包埋基质为草炭∶蛭石∶珍珠岩=6∶2∶1最有利于‘西伯利亚’鳞片的增殖。周径＞2 cm鳞茎数量以处理2所占比例最高为55.37%,与处理1、3、5、6、7差异不显著,与处理4、8差异显著。处理2小鳞茎平均鲜重最高,但各处理间差异都不显著。处理7鳞片生根数量最高,与处理2、5、6、8差异不显著,与处理1、3、4差异显著。从表9隶属函数分析显示,处理2包埋基质为椰糠隶属函数平均值最高,处理8包埋基质为草炭∶蛭石∶珍珠岩=6∶2∶1隶属函数平均值排名第4,从生产实际考虑,若以提高小鳞茎繁殖数量为目标,包埋基质以草炭∶蛭石∶珍珠岩=6∶2∶1为最佳,若以提高小鳞茎大小为目标,包埋基质以椰糠为最好。

表 4 不同消毒药剂对百合鳞片再生小鳞茎的影响Table 4 Effects of different disinfectants on lily bulblet regeneration

表 5 不同消毒药剂处理隶属函数分析Table 5 Analysis of membership function of different disinfectants

表 6 不同激素处理对百合鳞片再生小鳞茎的影响Table 6 Effects of different hormone treatments on lily bulblet regeneration

表 7 不同激素处理隶属函数分析Table 7 Membership function analysis of different hormone hreatments

表 8 不同基质配方对百合鳞片再生小鳞茎的影响Table 8 Effects of different matrix formulations on lily bulblet regeneration

表 9 不同基质处理隶属函数分析Table 9 Membership function analysis of different substrate treatments

3 结论与讨论

综上所述,东方百合‘西伯利亚’鳞片再生小鳞茎最佳消毒药剂为咪鲜胺锰盐1 000 mg/L;最佳外源激素处理为SA200 mg/L;包埋基质以草炭∶蛭石∶珍珠岩=6∶2∶1有利于提高小鳞茎的繁殖数量,基质为椰糠有利于生成较大规格的鳞茎。

本试验消毒药剂处理可以明显降低鳞片腐烂率,这与罗建让的研究结论一致,咪鲜胺锰盐1 000 mg/L处理小鳞茎的繁殖系数最高,与清水对照差异显著,但消毒药剂对小鳞茎鲜重和生根数量的影响都不显著[12]。

不同激素处理对百合鳞片繁殖影响较大,郑大江与张丹等研究了不同植物生长调节剂对兰州鳞片扦插繁殖的影响,结果显示IBA能显著提高鳞片繁殖系数与生根数量,与本试验结论相一致,但IBA处理小鳞茎都偏小[13,14]。周秀玲等与李益锋等认为6-BA不宜用于卷丹百合及龙牙百合扦插繁殖,本试验也证实6-BA不宜用于西伯利亚百合的鳞片繁殖,6-BA浓度高于50 mg/L鳞片几乎不生根,并且产生的小鳞茎畸形[15,16]。NAA浓度高于50 mg/L时对小鳞茎的生成有明显的抑制作用,但对生根有明显的促进作用。GA3和SA对小鳞茎的膨大与增重都有明显的促进作用,以SA 200 mg/L处理效果最好。景艳莉研究发现0.01 mmol/L的SA浸球处理对百合鳞茎增重和膨大效果显著,并显著提高了鳞茎蛋白质含量[17]。还有研究指出0.05～1.0 mg/L的水杨酸能显著提高观赏百合试管鳞茎的数量,在培养基中加入SA对百合鳞茎的膨大无明显作用[18],本研究结果水杨酸处理能提高鳞片繁殖小鳞茎的数量,又对小鳞茎膨大增重有明显的促进作用,可能与SA的浓度与使用方法有关。

鳞片繁殖对基质的要求较高,既要有较好的通气性,又要有很好的保水性。不同基质对不同百合品种鳞片繁育影响较大[19～20],庄倩倩等研究认为毛百合鳞片扦插最佳基质配比为腐殖土∶河沙=2∶1[21]。还有研究指出东方百合‘Sorbonne’鳞片繁殖最佳基质为锯木屑[22]。本试验将草炭、椰糠、蛭石、珍珠岩按不同体积配比小鳞茎繁殖系数以草炭∶蛭石∶珍珠岩=6∶2∶1最高,基质为椰糠产生大规格鳞茎数量较多。