植物生长调节剂对艾草全光照自动间歇喷雾扦插苗根系的影响

刘 瑞，范长有，曹 双，张秋月，欧保红，田花丽，阴志刚

（南阳市科学院/河南省伏牛山道地中药材开发工程研究中心，河南南阳 473000）

艾草（Artemisia argyiLevl.et Vant.）是菊科蒿属植物，具有强烈的香味。《本草纲目》记载，艾以叶入药，性温、味苦、无毒、纯阳之性、通十二经、具回阳、理气血、逐湿寒、止血安胎等功效，亦常用于针灸，故又被称“医草”［1］。艾草主要含有挥发油类、黄酮类、多糖类、多酚类、三萜类等多种化学成分，现代药理研究显示艾草具有抗虫、抗菌、抗病毒、抗癌、抗过敏、止咳平喘等多种药理作用［2］。艾草的种植面积不断扩大，但仍不能满足市场需求。艾草有多种繁殖方式，可通过种子进行有性繁殖，也可通过扦插、根茎分株进行无性繁殖。扦插育苗能够保留母体植株优势，变异小，生长整齐，缩短育苗时间，繁殖系数高，可为开展现代工厂化育苗和大面积种植奠定基础。

全光照自动间歇喷雾育苗法是利用全光照喷雾自动控制仪在全光照的条件下，自动进行喷雾托插育苗。不仅能提高空气湿度，降低温度，减少蒸腾作用，而且可以接受自然光照射，使插条充分的进行光合作用，促进发根，与常规的扦插育苗法相比，繁殖周期短、成活率高、易于管理，是快速育苗的新方法，已成为植物无性繁殖和工厂化育苗的重要组成部分［3，4］。本研究采用全光照自动间歇喷雾育苗法，对艾草扦插繁殖进行正交试验，探索插穗部位，植物生长调节剂种类、浓度及浸泡时间对扦插生根效果的影响，确定出艾草扦插繁殖的最佳处理，以期为艾草的工厂化育苗提供理论基础和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取无病虫害、生长健壮、粗度一致、当年生未花芽分化且高度大于80 cm 的艾草植株。试验于2022 年5 月24 日开始。地点为南阳市农业科学院（南阳市科学院）扦插育苗试验基地，试验期间室外温度为25～35 ℃。

1.2 试验方法

1.2.1 正交试验设计 以不同部位插穗、不同浓度NAA、IBA 和IAA、不同浸泡时间作为试验因素，每个因素取4 个水平，按照L16（45）正交表（表1）安排试验，共16 个处理，每个处理扦插40 棵，重复3 次。

表1 正交试验因素水平

1.2.2 育苗盘准备 将营养土∶河沙∶蛭石以1∶1∶1（质量比）的比例配置，混匀后平铺于5 cm×10 cm 的育苗盘内并压实，用800 倍的多菌灵溶液浇透。

1.2.3 插穗制备 顶稍带第一片展开叶为第一节，第四片展开叶为第四节，第七片展开叶为第七节，第十片展开叶为第十节。截取长度为5～7 cm 不同部位的插穗，上下部切口均为平切面，上切口距保留腋芽0.5～0.8 cm。

1.2.4 扦插及插后养护管理 按照正交试验设计，将不同部位插穗在配制好的植物生长调节剂混合溶液中浸泡后，竖直扦插于育苗盘中，每穴1 个，扦插深度为2～3 cm。扦插后采用全光照间歇喷雾育苗法，每天8：30 至17：30 间歇喷雾，晴天每间隔15～20 s 喷雾5～10 s，阴天每间隔30～40 s 喷雾5～10 s，雨天不喷雾。待生根后逐渐增加喷雾间隔时间。

1.3 指标收集及数据分析

2022 年5 月24 日开始扦插后，不断观察插穗生根情况。21 d 后每个处理随机抽取20 株，调查每个处理的发根棵数、每个枝条的发根数、最长根长，每个处理所发根的总干重，其中发根率=（发根棵数/20）×100%，根系平均干重=总干重/发根数。试验数据用Excel 2010 软件初步整理，采用SPSS 22 软件进行方差分析、极差分析及Duncan’s多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 5 个因素的正交试验结果

5 个因素正交试验结果见表2。由表2 知，处理3 和处理4 的发根率最低，分别为83.3%和25.0%，显著低于其他处理（P＜0.05），处理6 至处理10、处理12、处理13、处理15 的发根率均达到了100%；处理7发根数最多，为53.8 根，显著高于其他处理（P＜0.05），处理11 的 发 根 数 最 少，为6.4 根，处 理7（A2B3C4D1E2）的发根率与发根数综合效果最佳；处理6 根系平均干重最高，为0.138 9 g，处理1 最小，为0.038 9 g；处理11 的最长根长最大，为16.6 cm，综合根系平均干重与最长根长，处理6（A2B2C1D4E3）效果较佳。

表2 5 个因素正交试验结果

2.2 5 因素的主效应分析和方差分析

5 个因素的主效应分析和极差分析结果见表3。由表3 可知，插穗部位对4 个观察指标的影响均达显著水平，NAA 浓度、浸泡时间对发根率、发根数、根系平均干重影响3 个指标均达显著水平，IBA 浓度对发根率、发根数、最长根长影响均达显著水平；IAA浓度对发根率、发根数2 个指标均达显著水平，因此，插穗部位对扦插效果的影响最大，而IAA 浓度则影响最小。结合极差分析结果，NAA 浓度、IBA 浓度和浸泡时间3 个因素对发根率的影响顺序为浸泡时间＞NAA 浓度＞IBA 浓度，对发根数影响顺序为IBA 浓度＞浸泡时间＞NAA 浓度，对根系平均干重影响顺序为浸泡时间＞NAA 浓度＞IBA 浓度，对最长根长影响顺序为IBA 浓度＞NAA 浓度＞浸泡时间。综上所述，5 个因素对艾草扦插生根效果的影响排序为插穗部位＞浸泡时间＞IBA 浓度＞NAA 浓度＞IAA 浓度。

表3 5 个因素的主效应分析和极差分析结果

2.3 5 个因素的多重比较分析

进一步分析5 个因素不同水平对扦插效果的影响，结果见表4。

表4 各因素不同水平对扦插效果的影响

2.3.1 插穗部位 由表4 可知，第四节的发根率、发根数、根系平均干重均为最佳，第七节和第四节最长根长显著长于第一节（P＜0.05）。综合插穗部位对扦插效果的影响，第四节为最优水平，其次为第七、第十节，第一节的生根效果最差。

2.3.2 NAA 浓度 由表4 可知，随着NAA 浓度的升高，发根率呈先升后降的趋势，当NAA浓度为50 mg/L时发根率最高，为98.7%，发根数随NAA 浓度的升高呈下降趋势；NAA 浓度为50 mg/L 时，根系平均干重最高，为0.096 1 g，显著高于100 mg/L处理（P＜0.05），略高于0、200 mg/L 处理，但差异不显著；不同浓度NAA 处理的最长根长间无显著差异，其中100 mg/L处理的最长根长最大，为14.5 cm。因此，NAA 的最优选浓度为50 mg/L，其次为0、100 mg/L，200 mg/L处理的生根效果最差。

2.3.3 IBA 浓度 由表4可知，IBA 浓度为0、50 mg/L时，发根率、最长根长显著高于200 mg/L 水平（P＜0.05），略高于100 mg/L，但差异不显著；发根数随IBA 浓度水平升高而升高；4 个浓度水平根系平均干重无显著差异。综合所有指标分析结果，IBA 的最优选浓度为50 mg/L，其次为0、100 mg/L，浓度为200 mg/L 生根效果最差。

2.3.4 IAA 浓度 由表4可知，IAA 浓度为0、50 mg/L时发根率显著高于200 mg/L 处理（P＜0.05）；不同浓度水平发根数、根系平均干重、最长根长均无显著差异。IAA 浓度为0 mg/L 时，发根数、根系平均干重指标略优于50 mg/L 水平，因此，IAA 最优选浓度为0 mg/L，其次为50 mg/L。

2.3.5 浸泡时间 由表4 可知，浸泡时间为12 h 的发根率要显著低于其他处理（P＜0.05）；浸泡时间为1 min 发根数要显著低于其他水平处理（P＜0.05）；浸泡时间为6 h 的根系平均干重显著高于1 min 水平（P＜0.05），略高于3、12 h 处理，但差异不显著；4 个水平的浸泡时间的最长根长效果无显著差异；综合分析可知，浸泡时间的最优选为6 h，其次为3 h。

3 讨论

3.1 基础设施及优化试验因素对扦插的影响

使用常规法扦插，易插品种的成活率80%～90%，一般为60%～70%，用全光照自动间歇喷雾装置设备，可提高成活率，苗木健壮［4］。本研究除处理3、处理4 外，其他处理组的发根率均在95.0%以上，相较于一般易插品种，成活率有一定提高，其他处理的发根率、发根数、根系平均干重、最长根长相较处理1（未用植物生长调节剂处理）都有一定改善。

3.2 插穗部位对扦插的影响

采用当年生的艾草嫩枝进行扦插，嫩枝中植物生长调节剂含量高，组织幼嫩，分生组织活跃，顶芽和叶子有合成生长素与生根素的作用，可促进愈伤组织产生和生根，容易成活［5］。插穗部位对发根率、发根数、根系平均干重的影响都达到了极显著水平，显著影响最长根长。同一插穗梢部因顶端优势，植物生长调节剂含量不同，且地径分化程度较低，较易生根［6］。但不同物种、不同处理方式的扦插效果存在差异。本研究中处理3 和处理4 采用第一节插穗，用高浓度植物生长调节剂处理却降低了生根率，而第四、七、十节用高浓度植物生长调节剂处理发根率却未受抑制，是因为顶部分泌的植物生长调节剂比其他部位高，施用高浓度的植物生长调节剂，超出了最佳植物生长调节剂浓度范围，产生了抑制效应。因此，对于艾草扦插，梢部不适宜用高浓度的植物生长调节剂。此外，插穗的直径、长度、叶数、枝位、营养物质含量等对生根也有影响［7］。第四节扦插生根效果最好，其次为第七、十节，而顶部效果最差，说明中下部插穗生根效果好。研究者分别对不同植物分别进行扦插试验发现，选用中部作插穗生根效果最好［8-10］，与本研究结果一致。中下部枝条发育充实、贮藏养分多，在合适浓度的外源植物生长调节剂刺激下，为生根提供了有利因素；而梢部枝条细弱，不能为发根提供充足的养分。

3.3 植物生长调节剂种类与浓度对扦插的影响

扦插育苗中外源植物生长调节剂可通过调节插穗内部与不定根生成相关的内源植物生长调节剂和多种酶类，促进插条中营养物质向基部转移，加快插穗的营养代谢进而促进生根［11，12］。NAA 常用来诱导外植体产生愈伤组织，IAA 和IBA 能促进不定根的发生。2 种及以上植物生长调节剂混合处理比单一植物生长调节剂处理更优，其生根效果比单一植物生长调节剂好。IBA 是最佳的扦插生根剂，在植物体内转化成IAA，被广泛应用于植物扦插中［13］。本研究中根据主次效应分析结果也发现，IBA 的生根效果最优，其次为NAA，IAA 最弱。

植物生长调节剂浓度高低对发根进程至关重要。Laubscher 等［14］研究发现，低浓度处理有益于愈伤组织诱导，中高浓度促进插穗生根及根系生长，但过高的浓度对插穗组织造成伤害，影响生根和扦插苗生长。艾草扦插使用中低浓度NAA、IBA、IAA时发根率更高，说明中低浓度植物生长调节剂处理更有利于插穗发根；中浓度更有利于根系生长，而浓度过高则会抑制发根；IAA 浓度为0 时，更易发根且根系生长更佳，NAA 和IBA 浓度均为50mg/L，IAA 浓度为0 更适艾草扦插生根与根系生长。

3.4 浸泡时间对扦插的影响

浸泡时间与扦插生根效果有重要的关系。浸泡时间过短，只有少量植物生长调节剂被吸收，插穗中植物生长调节剂含量达不到促进发根的最佳水平，而浸泡时间过长，不仅烂根的风险增加，而且插穗中的植物生长调节剂水平也越高，对插穗生根具有抑制作用［15］。本研究中随着浸泡时间的增长，发根率下降。浸泡时间过短，则发根数少，同时根系干重也较低。综合分析发现，植物生长调节剂浸泡时间以6 h 为宜。

4 结论

不同因素对艾草扦插生根的效果不同，其中插穗部位和浸泡时间的影响最大，IBA、NAA 对生根的影响大于IAA，综合分析发现，最佳组合为A2B2C2D1E3，即第四节插穗在50 mg/L NAA和50 mg/L IBA 混合液中浸泡6 h。使用全光照间歇喷雾法，按照最佳组合扦插，不仅生根效果好，而且利于推广，对于艾草的工厂化育苗以及大面积推广种植具有重要的意义。