水温双层控制扦插棚及激素处理提高蒙古栎插穗生根能力研究

颜廷武，李 涛，朱 健，陈若楠，冯 健

（1.辽宁省林业科学研究院，辽宁 沈阳 110032；2.辽宁冰砬山森林生态系统国家定位观测研究站，辽宁 铁岭 112404；3.国有西丰县冰砬山林场，辽宁 铁岭 112404；4.国有清原满族自治县城郊林场，辽宁 抚顺 113300）

蒙古栎Quercus mongolica为壳斗科栎属植物，在我国主要分布于东北和华北地区以及山东、陕西和内蒙古等地[1]。蒙古栎为集用材、生态、能源和景观绿化于一体的多用途树种，具有极高的研究和利用价值，因此如何提高其苗木质量备受关注[2]。扦插作为良种扩繁的方式之一，具有操作简单、成本低等优点，然而以往研究表明，蒙古栎扦插生根率较低[2]。如闫文涛等[3]研究表明蒙古栎生根率仅为3.3%；郭艳婷[4]研究蒙古栎繁育时发现其生根率尚未达到1%；虞家昕等[5]研究蒙古栎扦插最高生根率为21.1%，提高扦插生根率成为蒙古栎扦插育苗技术亟需突破的问题。插穗生根是一个复杂的过程，不仅与采穗母树、穗材质量、生根剂（种类、浓度、浸泡时间）等有关，还与扦插环境（温度、湿度、光照）和基质等外部环境有关[6]。目前，在扦插实验研究中主要采用露地扦插、全光雾插、遮阴塑料大棚、大棚套小棚、温室大棚、智能温室等环境及设施[7-10]。蒙古栎属于难生根树种，目前对扦插繁殖技术研究主要集中在扦插基质、扦插时间和激素处理等方面[2]，扦插环境对蒙古栎扦插生根的影响研究较少。本研究改进传统遮阴塑料大棚，设计棚内水分、棚外温度双层独立控制系统，以期通过有效控制扦插环境及合理使用激素，共同促进蒙古栎扦插生根，为蒙古栎扦插育苗体系构建提供科技支撑，也为难生根树种扦插研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

辽宁冰砬山森林生态系统国家定位观测研究站位于辽宁省铁岭市西丰县振兴镇（125°3′13″E，42°34′39″N），属中温带亚湿润区季风型大陆性气候，年均气温5.1 ℃，年均降水量738 mm，无霜期135 d 左右。

1.2 试验材料

以2 年生蒙古栎苗为母株，春季平茬，以当年生半木质化萌生条顶段（带顶芽）为试验材料，保留1/2 叶片，制成8～12 cm 长插穗，30 株为1 捆。

1.3 扦插棚制作

扦插棚采用塑料薄膜拱棚设计，薄膜拱棚以上1 m 高度处覆盖遮光率为60% 的遮阴网。扦插棚设置水、温双层控制系统：扦插棚内（简称棚内）设置自动喷雾水分控制系统；扦插棚外（简称棚外）设置自动喷水降温控制系统，温度传感器布设在扦插棚中部、插穗以上30 cm 高度处。基质采用基础层、通气排水层和基质层3 层设计，以粗河沙为基础层，以空心砖为通气排水层，以河沙与珍珠岩等体积比混合为基质层[11]。

1.4 试验设计

如表1 所示，以激素种类、激素质量浓度、处理时间为3 因素，设计激素处理试验（1#～10#），以清水为对照（CK），速蘸和浸泡穗材基部1～2 cm；分别以5 000 mg·kg-1ABT1 号生根粉（简称ABT1）和吲哚丁酸钾速蘸为激素处理，设计棚内（4#、9#）、棚外（11#、12#）对比试验。每个处理3 次重复，每个重复扦插30 株。

表1 扦插环境及扦插激素处理

1.5 扦插管理

扦插时间为6 月24 日。

基质消毒：扦插前用0.5% 高锰酸钾溶液喷淋插床，消毒24 h 后再用清水淋洗。

水分管理：扦插后水分控制视天气而定。晴天每天分别在9：00、12：00、15：00 各喷雾1 次，每次1 min；阴雨天可适当减少喷雾次数。扦插1 个月后逐渐减少喷雾次数。

温度控制：采用棚外自动喷水方式降温，超过33 ℃开始喷水，30 ℃停止喷水。

喷施叶面肥：扦插20 d 后，每10 d 喷施1 次高磷型大量元素水溶肥500 倍液。1 000 g 水溶液加入碧护0.2 g，喷施3～4 次。8 月下旬开始，喷施1次高钾型大量元素水溶肥500 倍液。

1.6 调查与统计分析

棚内、外空气温湿度采用HOBO U23-001 温湿度自动数据采集器观测。9 月4 日即扦插后72 d，按试验处理及重复区域调查插穗的生根率、愈伤率、偏根率、二级根率、根数、最长根长、最长根粗等。采用Excel 2007、SPSS 22.0 软件对数据进行统计分析，生根率、愈伤率、偏根率、二级根率方差分析及多重比较采用其反正弦转换数据。

2 结果与分析

2.1 扦插棚对蒙古栎扦插生根的影响

2.1.1 棚内、外空气温度

如图1 所示，基于数理统计，将温度分成18组，每组表示2 ℃的范围，即大于左侧组标记温度小于本组标记温度。6 月24 日至9 月4 日期间，扦插棚内空气温度基本符合正态分布，气温控制在14～36 ℃，其中20～22 ℃的时间最多，占总时间的15.3%；18～24 ℃的时间占总时间的62.2%，16～32 ℃的时间占总时间的94.2%。

图1 扦插棚内空气温度分布

如图2 所示，扦插棚内气温与扦插棚外气温存在线性正相关，即扦插棚内气温随着扦插棚外气温的升高而升高。同时，扦插棚内平均气温为23.2 ℃，显著高于扦插棚外平均气温21.6 ℃，差值1.6 ℃（P＜0.01）；扦插棚内最高气温为35.3 ℃，高于扦插棚外最高气温33.5 ℃，差值1.8 ℃；扦插棚内最低气温为14.0 ℃，高于扦插棚外最低气温10.1 ℃，差值3.9 ℃。

图2 扦插棚内气温与扦插棚外气温关系

2.1.2 棚内、外空气湿度

如图3 所示，与温度不同，棚内、外空气湿度没有相关性。同时，棚内平均湿度为99.8%，显著高于棚外平均空气湿度82.9%（P＜0.01），差值16.9%；棚内、外最大空气湿度均为100%；棚内最低空气湿度79.0%，高于棚外最低空气湿度23.0%，差值56.0%；棚内空气湿度标准差1.1%，低于棚外空气湿度标准差19.7%，棚内空气湿度变化幅度小于棚外空气湿度变化幅度。

图3 扦插棚内外空气湿度

2.1.3 棚内、外蒙古栎插穗生根指标

如表2 所示，分别以5 000 mg·kg-1ABT1 和吲哚丁酸钾为激素速蘸处理，除愈伤率、最长根粗以外，棚内和棚外的插穗其它各指标间存在显著差异（P＜0.05）。棚内插穗平均生根率、愈伤率、偏根率、二级根率、根数、最长根长、最长根粗分别为扦插棚外插穗的8.7 倍、0.7 倍、0.4 倍、3.1 倍、3.3 倍、1.3倍、1.1 倍。棚内插穗生根效果明显优于棚外插穗生根效果。

表2 扦插棚内、外蒙古栎扦插生根情况

2.2 外源激素处理对蒙古栎插穗生根的影响

2.2.1 外源激素处理后蒙古栎插穗生根情况

如表3 所示，1#～10#激素处理插穗生根率为55.6%～73.3%，愈伤率为13.3%～34.5%，偏根率23.8%～56.8%，二级根率 77.7%～95.4%，根数3.3～5.5 条，最长根长9.2～11.4 cm，最长根粗1.1～1.5 mm。除愈伤率和最长根粗外，激素处理（1#～10#）与清水处理（CK）插穗生根其它各指标存在显著差异（P＜0.05）。外源激素处理显著提高了蒙古栎插穗生根率，促进了根生长，降低了偏根率，激素处理（1#～10#）平均生根率、愈伤率、偏根率、二级根率、根数、最长根长、最长根粗分别为61.9%、25.4%、44.5%、85.5%、4.4 条、10.3 cm、1.3 mm，分别为清水对照（CK）的9.3 倍、1.2 倍、0.4 倍、3.1 倍、3.1 倍、2.5倍、0.9 倍。

表3 激素处理与清水处理蒙古栎插穗生根情况

2.2.2 外源激素质量浓度对蒙古栎插穗生根影响

如表4 所示，ABT1 质量浓度显著影响蒙古栎插穗生根率、偏根率和根数（P＜0.05），插穗生根率和根数由高至低依次均为4#＞1#＞5#，偏根率则相反，由高至低依次为5#＞1#＞4#。

表4 不同质量浓度ABT1处理对蒙古栎扦插生根影响

如表5 所示，吲哚丁酸钾速蘸处理（6#、9#、10#）插穗生根率、愈伤率、偏根率、二级根率、根数、最长根长差异不显著（P＞0.05）；9#处理的5 000 mg·kg-1插穗根最粗，显著高于6#（2 000 mg·kg-1）和10#（10 000 mg·kg-1）处理插穗最长根粗（P＜0.05）。

表5 不同质量浓度吲哚丁酸钾处理对蒙古栎扦插生根影响

2.2.3 外源激素种类对蒙古栎插穗生根的影响

如表6 所示，ABT1 处理生根率最高的4#与吲哚丁酸钾处理生根率最高的9#相比，ABT1 处理蒙古栎插穗偏根率为23.8%，显著低于吲哚丁酸钾处理蒙古栎插穗偏根率48.4%（P＜0.05）。除偏根率外，两个处理的其他生根指标差异不显著（P＞0.05）。ABT1 与吲哚丁酸钾均为蒙古栎扦插生根较适宜的外源激素，生根率分别为73.3%和71.1%。

表6 不同激素处理对蒙古栎扦插生根影响

2.2.4 外源激素处理时间对蒙古栎扦插生根影响

如表7 所示，无论是2 000 mg·kg-1ABT1 速蘸（1#）、浸泡0.5 h（2#）、浸泡1 h（3#），还是吲哚丁酸钾2 000 mg·kg-1速蘸（6#）、浸泡0.5 h（7#）、浸泡1 h（8#），插穗生根率、愈伤率、偏根率、二级根率、根数、最长根长、最长根粗差异均不显著（P＞0.05）。

表7 不同激素处理时间对蒙古栎扦插生根影响

3 结论与讨论

以往研究表明，因受插穗内在因素限制而扦插生根困难的树种，通过调控外部环境，可提高其生根能力[12]，因此很多学者研究环境对扦插生根率的影响。杨粟艳等[8]研究表明，通过塑料大棚的使用，可提高罗汉松、桂花、大叶女贞、喜树的扦插生根能力；邓华平等[13]研究表明，大棚遮光扦插可提高金丝楸嫩枝扦插生根率，平均达到67%，分别比大棚套小棚扦插和全光雾插成活率高46.7% 和56.3%；冯月霞等[14]利用全光自动喷雾扦插设施研究蓝冰柏嫩枝扦插育苗技术，认为全光下喷雾能保证插穗在生根过程中的水分和全光照，生根效果好；张道辉等[15]研制蓝莓扦插光温湿半自动联控系统，扦插生根率97%，比常规露地扦插提高蓝莓生根率82%；牛梁山[7]研究沙棘硬枝扦插得出大棚比露天环境提高沙棘扦插生根率21%。本研究表明，分别以5 000 mg·kg-1ABT1 和吲哚丁酸钾速蘸处理插穗，平均生根率、偏根率、二级根率、根数、最长根长等5 个指标均表现为棚内扦插生根显著好于棚外扦插生根（P＜0.05）。塑料大棚可以使棚内环境保持相对稳定，适宜的温度、湿度环境有利于插穗生根和根系发育。另外，塑料大棚还具有防风防雨的作用，减少这些外部因素对插穗和基质的冲击，保证了扦插苗根系的正常生长[8]。本试验设计扦插棚塑料薄膜与遮阴网上下分离，避免遮阴网直接贴覆塑料膜表面向棚内热传导。扦插棚外设置自动喷水降温控制系统，有效控制扦插棚内平均气温（23.2 ℃），同时避免因棚内喷水降温导致基质水分过大。扦插棚内自动喷雾水分控制系统，有效控制棚内平均湿度（99.8%），同时维持基质湿度。

本研究发现，外源激素处理能显著提高蒙古栎扦插生根率，促进根的生长，且降低偏根率。这一研究结果与其他扦插生根研究相一致[7，16]。激素种类对蒙古栎插穗偏根率影响显著（P＜0.05），激素质量浓度对生根率、偏根率、最长根粗影响显著（P＜0.05）。5 000 mg·kg-1ABT1 速蘸处理插穗生根率最高达到73.3%。本研究中扦插棚内激素处理实验插穗生根率均高于闫文涛等[3]、郭艳婷[4]、裘晓梅[17]、虞家昕等[5]，可能是本试验与以往研究不同，以往实验采用激素最高浓度为1 000 mg·kg-1[3-5，17]，本试验采用了2 000 ～10 000 mg·kg-1激素处理，可能高质量浓度激素更有利于蒙古栎插穗生根。本试验还改进了遮阴大棚，设计了水温双层控制系统，试验环境的改善也促进了蒙古栎插穗生根。在扦插生根过程中，喷施叶面肥也为蒙古栎扦插生根提供了所需营养。