生根粉对丹参茎扦插生根的影响

马姗姗,刘云霞,张莉萍,杨紫璇,杜 鑫,韩硕妍,郑金双,*

(1 河北科技师范学院农学与生物科技学院 河北省作物逆境生物学重点实验室,河北 秦皇岛,066600,2 中央农业广播电视学校昌黎县分校)

丹参(SalviamiltiorrhizaBge.)为唇形科多年生草本植物,其以干燥根及根茎入药,为常用大宗中药材[1]。丹参广泛分布于全国各地,主要道地产区有:河南、山东、陕西、湖北、安徽、四川等地[2]。随着生态环境恶化、人为过度的无节制采挖,导致我国野生丹参资源濒临枯竭。冀东地区地处燕山南麓,地产野生药材质量优良,是丹参药材的道地产区之一。生产中,丹参以种子繁殖为主,自然条件下萌发率仅30%～40%。

丹参种子较小、不耐储存,播种深度浅,最适覆土厚度约为1.0 cm[3,4];种子繁殖子代分化程度高。利用营养繁殖技术,能保持优良特性,缩短生产周期,是优良种质繁育的重要手段。有学者采用分根营养繁殖,但根段保管不当易霉烂[5],且繁殖系数低[6]。2年生和3年生丹参非药用部位生物量占植株总生物量的60%～70%,若以茎段作为繁殖材料,合理利用资源,应用前景广阔。关于丹参茎段扦插繁殖技术研究,仅见李永胜等[7]采用茎段扦播、薄膜覆盖催芽移栽法移栽丹参,成活率达95%,但丹参茎段扦插生根机理未见报道。因此,笔者采用不同质量浓度、不同处理时间的生根粉处理丹参茎段,研究丹参扦插生根类型、生根率和根系现红时间,完善丹参茎扦插繁殖技术理论基础,以期为冀东地区丹参的高效生产与良种繁育提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

本次试验所用丹参茎段取自位于秦皇岛市昌黎县施各庄的河北科技师范学院(昌黎校区)农学与生物科技学院综合实验站丹参资源圃。本次试验选用生长旺盛、无病虫害的带芽茎段为材料。

1.2 方法

1.2.1基质的配制与消毒 基质选用珍珠岩,先用亮盾(先正达南通作物保护有限公司,规格:10 mL/袋,有效成分:精甲咯菌腈)1 000倍液均匀喷洒消毒;透明塑料杯(口径×高×底径:96 mm×106 mm×53 mm,360 mL)底部打4个孔,将基质充分混均后装入塑料杯中。装杯时不要镇压,保持基质的疏松透气。

1.2.2茎段处理 选择带芽的丹参侧枝为插条,及时带回温室喷水保湿;插条采集后,在温室遮荫处将其剪截成插穗,插穗长度约13～16 cm,每个插穗带1～2个芽,上端平切口,切口距芽1.0 cm以上,保留3～5片新鲜叶,下端斜切口,切口要整齐。插穗每30条1组,用不同质量浓度生根粉浸泡至茎段基部以上约3 cm处。

本次试验于河北科技师范学院(昌黎校区)农学与生物科技学院现代化智能温室进行,采用二因素(质量浓度×处理时间)随机区组试验设计,设置3个质量浓度:0.2 g/L(处理时间:6.0,12.0,18.0 h);0.5 g/L(处理时间:1.0,2.0,3.0 h);1.0 g/L(处理时间:0.5,1.0,1.5 h)(表1)。每个处理3次重复,每重复30条插穗。

表1 不同质量浓度和处理时间的生根粉处理丹参茎段试验设计

1.2.3扦插及插后管理 扦插时用直径约0.5 cm的木棍在基质上打孔,防止扦插时损伤插穗基部。插穗经不同质量浓度、不同处理时间的生根粉浸泡后,直插于基质中。扦插完立即浇透水,使插穗与基质充分接触;塑料杯置于穴盘托内,加水,保持水面高度浸没基质约1～2 cm。扦插后搭盖塑料小拱棚保持扦插环境的湿度。扦插生根期间,每天8:00～9:00,12:00～13:00观测塑料小拱棚内的温度,保持15～25 ℃室温,温度过高(晴天9:00)时,揭开塑料小拱棚两侧的塑料薄膜通风降温,17:00放下塑料薄膜。湿度管理需每天观察棚内湿度,按需浇水。当插穗大部分生根发芽后(约需30 d),适当减少浇水次数。

调查完成生根粉不同质量浓度和处理时间条件下丹参插穗生根率后,选取生根健壮且未被污染的插穗共88条,转移至用亮盾处理过的珍珠岩中。为防止损伤根系,先将丹参插穗放入塑料杯中,再填入珍珠岩。插完后将插穗周围基质轻轻镇压,并立即浇透水,使插穗与基质充分接触。搭塑料小拱棚保持环境湿度,当塑料小拱棚内的水分减少时适当浇水。每隔15 d观察根系现红情况。

1.2.4项目测定 本次试验于2021年10月21日开始扦插,各处理扦插10 d后,统计丹参茎的生根情况,不定根长度约0.1 cm即定义为已生根,生根率=(生根插穗数/插穗总数)×100%。同时观察不同处理茎段的生根类型。

于2021年12月27日～2022年6月19日,每隔15 d调查1次,随机选择15条插穗观察根现红情况,现红率=(现红插穗数/调查插穗总数)×100%。

1.3 数据处理

利用Excel 2019和DPS 9.01进行数据整理和统计分析,Photoshop CS3软件进行图片处理。

2 结果与分析

2.1 丹参茎扦插中不定根形成过程

观察不定根形成过程,发现扦插后第10天,腋芽下端和茎节处出现少量米粒状白色凸起,此时不定根已形成(图1 A);扦插后第20天,米粒状白色凸起伸长,形成白色晶莹状的幼小不定根(图1 B),基部形成愈伤组织,愈伤层较薄呈薄片状;扦插后第30天,不定根伸长至4～10 cm(图1 C),且数量开始增多;插穗基部愈伤组织明显增大,有的分化出不定根;扦插后第40天,不定根伸长至15 cm以上(图1 D),根系发达且不定根开始形成2～3级分支,颜色变深,呈白色至浅红色,并加粗生长,表皮出现皲裂,少数愈伤组织呈浅褐色且分化出的不定根开始伸长生长,呈簇生状(图1 E)。

图1 丹参茎段扦插中不定根的形成过程

2.2 丹参茎扦插生根类型

试验结果表明,丹参插穗生根类型共有4种,包括潜伏不定根原基生根型(图2 B)、腋(侧)芽基部分生组织根原始体生根(图2 A～图2 C)、愈伤组织生根(图2 D～图2 G)、皮部生根(图2 L),部分插穗同时出现2～3种生根方式的混合生根类型(图2 H～图2 K)。由此可知,丹参茎段扦插生根为综合性生根类型。

图2 丹参茎扦插中的生根方式注:A～C,腋(侧)芽基部分生组织根原始体生根;D～G,愈伤组织生根;H～K,腋(侧)芽基部分生组织根原始体生根及愈伤组织生根;L,皮部生根

2.3 生根粉不同处理对丹参茎扦插生根率的动态变化

生根粉不同质量浓度和处理时间条件下,丹参插穗生根率均呈现缓慢增加趋势,所有处理在第10天时均生根,在第40天时生根率趋于平稳(表2)。处理2和处理6的生根率增长趋势大致相同,均在第40天时生根率最高达100%,且这两个处理间差异不显著,与其他处理间差异极显著。扦插后第60天,处理1,处理2和处理6生根率均达到100%,且这3个处理间差异不显著,与其他处理差异极显著。

表2 生根粉处理丹参茎段对扦插生根率的影响 %

2.4 丹参插穗根系现红情况观察

扦插第40天后,有少量丹参根系现红,现红率为12.22%(图3)。此时根系均已开始膨大、表皮皲裂,根系红色较浅,出现在根基部端三分之一处(图3 A),然后红色逐渐加深,延长至三分之二处(图3 B)。扦插第168天后,丹参插穗根系现红率为54.55%。现红部位的根系均膨大,且表皮皲裂,颜色已变为深红褐色并逐渐加深,延长至不定根根尖处(图3 C)。

图3 丹参茎扦插根系现红情况注:A,浅红色;B,红色渐深;C,深红褐色

3 结论与讨论

扦插繁殖具有扩繁速度快、生产成本低、便于规模化管理、能保持亲本优良性状等优点[8～11]。但植物扦插生根是一个复杂的过程,受植物基因型、母株年龄与插穗木质化程度、内源激素等内源因子,以及扦插基质、外源激素应用等外源因子的综合影响。植物生根类型一般可分为潜伏不定根原基生根型、腋(侧)芽基部分生组织根原始体生根型、愈伤组织生根型和皮部生根型等4种类型[12],其中潜伏不定根原基生根型、腋(侧)芽基部分生组织根原始体生根型为易生根类型,愈伤组织生根型和皮部生根型为难生根类型[13]。笔者发现,丹参茎段扦插后第10天时,腋(侧)芽基部分生组织根原始体生根,且根系逐渐增大;扦插后第20天生成愈伤组织,但生根较少;皮部生根最少,表明丹参以腋(侧)芽基部分生组织根原始体生根为主的生根类型,属于易生根型。

生根粉不同质量浓度和处理时间对插穗生根有显著促进作用[14～16],生根难易决定不定根形成时间,且受外源激素影响[17,18]。有些植物由于从根原基分化到成活过程长而复杂,导致其扦插生根率较低,因此生根率是制约植物扦插繁殖技术的关键[19～21]。本次试验中,生根粉0.2 g/L处理6,12 h;0.5 g/L处理3 h时,丹参茎段生根率最高,达100%。从生产成本和时间成本考虑,生产中丹参茎段扦插建议采用生根粉0.2 g/L处理6 h。