不同磁場強度對刺槐硬枝扦插超聲波育苗生根的影響

夏尚光+侯金波

摘 ? ?要：以刺槐硬枝插穗為試材，設置了600，800，和1 000 Gs等3種磁場處理強度，研究其成活生根情況。結果表明： （1）與對照相比，各處理根系長增加2～4 cm，生根條數增加5～8根，葉片數增加8～12個，其中，以800 GS磁場苗床的處理效果最佳。（2）在相同磁場強度下，采用托瑪琳石處理與未用托瑪琳石處理相比，各處理的插穗新根生長速度均明顯加快，根系長度平均增加約1 cm，發根量增加2～3根，總葉量2～3片。由此表明，磁場和托瑪琳石都對剌槐硬枝扦插生根生長有明顯的增速效果。

關鍵詞： 磁場;速生剌槐;超聲波育苗;硬枝扦插;生根率

中圖分類號：S685.99 ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.028

Effect on Rootage of Branchlets Ultrasonic Propagation for Robinia Pseudoacacia under Different Intensities of Magnetic Field

XIA Shang-guang1， HOU Jin-bo 2

（1. Academy of ?Forestry， Hefei， Anhui 230031， China; 2. Anhui Hongsen Gaoke Ecological Development Company for Agriculture and Forest， Guoyang， Anhui 233602， China）

Abstract： This study takes branchlet cuttinGs of fast-growing Robinia ?pseudoacacia var inermis Dc as testing material， sets three treatments of magnetic field of 600， 800 and 1 000 Gs， to compare the effects on rootage under different intensities of magnetic field. The results showed that root length of the treatments increased 2～4 cm longer， root number 5～8 more， leaf number 8 to 12 more， than those in control （not using seedbed of magnetic field， traditional ultrasonic seedling）， the effect of treatment with seedbed of magnetic field under 800 Gs is best. Then the growth speed increased to some extent， of treatments with Tourmaline， the average root length 1 cm longer， the root number 2～3 root more， leaf number increased 2～3 more， compared with treatments untreated with Tourmaline in the same densities of magnetic field. It suggests that the magnetic field and Tourmaline both have promoting effect on the growth of Robiaia pseudoacacia var inermis Dc.

Key words： magnetic field; Robiaia pseudoacacia; ultrasonic seedling; rootage

生物磁學是研究和應用物質的磁性和磁場與生物學特性之間相互聯系和相互影響的一門新興邊緣學科。隨著科學技術發展的突飛猛進，生物磁學也得到了大力擴展和深化， 目前已在醫學、農業、食品、環保以及生物工程等領域得到廣泛應用[1]。電磁輻射對生物生長、發育、遺傳與分化的影響已經成為人們研究的熱點[2]。國內外許多研究證明，磁場直接處理植物種子，可明顯提高種子的發芽勢與發芽率，促進種子生根等。植物種子受磁場照射可促進發芽，刺激生根和胚軸延長，細胞分裂指數增加[3] ，提高根系活力，為植物體內許多重要物質的生物合成提供更多的中間產物[4]。番茄種子在磁場處理下活力明顯提高[5]。但磁場處理是否能促進木本樹種穗條生根生長其研究鮮見報道，特別是對刺槐硬枝扦插。

速生剌槐（Robiaia pseudoacacia var.）是刺槐的一個自然變種，為防止鄉土剌槐優良種質資源的丟失，自20世紀80年代始，安徽省林業科學院便注重其育種資源的收集、保存和利用研究，在自然雜交后，經后代重組，產生出新的異質型群體，經過多代的選擇、分離、區劃試驗、對比研究而育成的優質速生剌槐新品種。剌槐異花授粉力強，天然雜交率高，種性不易保持[6]，并且成苗周期長[7]，它的穗條扦插是非常難生根的，一般扦插成活率很低，嫁接和埋根的成本又高，速度也慢，達不到快速繁殖目的。本試驗以速生剌槐插穗為試材，采用600，800，1 000 Gs等3種磁場處理來促進扦插穗生根，意在改進速生剌槐超聲波的育苗處理。通過試驗研究，確定速生剌槐插穗生根的最佳磁場強度范圍，促進樹種穗條生根的電磁生物學研究，這對速生剌槐的規模化推廣與應用具有重要的實踐指導意義。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗設在渦陽縣農業局下屬農場速生剌槐育苗繁殖基地，氣候處在暖溫帶南緣，屬暖溫帶半濕潤氣候區，具有顯著的過度性特征。季風明顯，氣候溫和，光照充足，雨量適中，無霜期長，四季分明，春溫多變，夏雨集中，秋高氣爽，冬長且干。歷年平均氣溫14.9 ℃，平均日照2 184 h，平均無霜期213 d，平均年降水量831 mm。地帶性土壤為黃土性古河流沉積物所發育而成的砂姜黑土，土層深厚，肥沃，適宜多種植物生長發育。

1.2 試驗設計

試驗設置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4個處理，其中處理Ⅰ（CK）只應用超聲波育苗，而不加磁場，具體處理：（1）選取剌槐健壯當年生硬枝，用利剪剪成上平下斜、具有兩芽兩葉、長6～8 cm的穗段。（2）將剪好的插穗下部1～2 cm，浸泡在事先配好的生根液中5 s左右。（3）用絲棉包裹已處理好的插穗根部，依次鑲嵌到育苗箱頂部，株行距設計為10 cm×10 cm。（4）按5個時間段依次噴超聲波氣霧營養液：① 6：00—9：00，每0.5 h噴30 s;②9：00—12：00每15 min噴60 s;③12：00—15：00每5 min噴30 s;④15：00—18：00每15 min噴1 min;⑤18：00至次日6：00每2 h噴60 s。處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均在處理Ⅰ的基礎上于育苗箱底部、離插穗60 cm處每平方米分別均勻放置600、800、1000高斯磁場強度磁鐵4塊作用于苗床。

托瑪琳石再處理試材：在上述處理的基礎上分別加入托瑪琳石于霧化水中。

1.3 研究方法

試驗從2013年5月18日—2013年6月18日，每2 d觀測記錄處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ插穗的生根及生長情況，包括生根率（%）、根系長（cm）、根條數（根）、葉片數（片）。測定再加托瑪琳石后，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中在育苗的根系、長勢。利用Excel表記錄試驗數據和處理試驗結果。

2 結果與分析

2.1 不同磁場處理對速生剌槐插穗生根的影響

5月18日剌槐穗條扦插，至5月22日，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ剌槐插穗均未發新根。處理Ⅲ在5月24日首先發出第1個新根，長約0.2 cm;處理Ⅱ、Ⅳ到5月26日各發出第1個新根，均長約0.2 cm，而此時處理Ⅲ所發新根已長約0.5 cm;至5月28日，處理Ⅰ才發出第1個新根，長約0.2 cm，此時處理Ⅲ所發新根已長約0.8 cm，處理Ⅱ、Ⅳ均長約0.5 cm;到6月8日，處理Ⅲ率先發出第2個新根，長約0.2 cm，此時處理Ⅱ、Ⅳ所發新根均長約3.4 cm，處理Ⅰ所發第1個新根長約2.2 cm;到6月10日，處理Ⅱ、Ⅳ均發出第2個新根，均長約0.2 cm，此時處理Ⅲ所發新根已長約0.5 cm，處理Ⅰ所發第1個新根長約3.2 cm;6月12日，處理Ⅰ所發第1根新根長約0.2 cm，此時處理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所發第2個新根分別長約0.5，1.2，0.5 cm;6月16日，處理Ⅲ仍率先發出第3個新根，長約0.2 cm，此時處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ所發第2個新根分別長約1.0，1.2，1.2 cm;至6月18日止，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ也未發出第3個新根，此時處理Ⅲ所發出第3個新根長約0.8 cm，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ所發第2個新根分別長約1.5，1.5，1.6 cm，具體如圖1所示。

從圖1可以看出，處理Ⅲ的促進作用最強，發新根最快、最長，也最多，說明處理Ⅲ是速生剌槐的適宜磁場處理;處理Ⅱ、Ⅳ除在試驗最后一天的6月18日根長分別為1.5，1.6 cm外，其他處理時間二者均保持同步，體現在發新根的時間、所發根長均完全相同，說明速生剌槐存在一個最佳磁場處理，過高（處理Ⅳ）或過低（處理Ⅱ）的處理均不能將促進生根的作用最大化。而處理Ⅰ作為對照，至試驗結束前倒數第3天的6月16日始終發新根最晚、最短，也最少;值得注意的是，在試驗最后一天的6月18日，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ基本同步，三者間無明顯差異，說明處理Ⅱ、Ⅳ此時對生根已無促進作用。并且從圖1中可以看出，6月12日至6月18日，處理Ⅱ、Ⅳ所發第2個新根長的增速低于處理Ⅰ，如果進一步延長試驗時間，處理Ⅱ、Ⅳ所發第2個新根長可能低于處理Ⅰ，試驗時間超過30 d后，處理Ⅱ、Ⅳ對生根的作用可能會由促進轉為抑制，說明磁場處理對速生剌槐生根的促進有一定的作用時間限制，超過這個時限，促進作用會消失，甚至可能反轉為抑制作用。

2.2 磁場處理和托瑪琳石試驗對根系與葉片長勢的影響

速生剌槐采用磁場苗床育苗，效果十分明顯。與對照Ⅰ相比，應用600～1 000 Gs磁場苗床育苗，3個處理（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）的插穗根系長增加3～5 cm，根條數增加4～9根，葉片數增加5+12個（如表1）。從根系長、根條數、葉片數3個指標來比較處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下的各值，處理Ⅲ均為最大，其生根率更是達到了100%，說明其對生根與葉片長勢的促進作用最強。

處理Ⅱ較處理Ⅰ，生根率、根系長、根條數和葉片數分別提高了18.8%，25.0%，75.0%和166.0%;處理Ⅲ分別提高了25.0%，125.0%，300.0%和300.0%;處理Ⅳ分別提高了22.5%，75.0%，133.0%和150.0%。說明處理Ⅲ的增速作用強于處理Ⅱ、Ⅳ，處理Ⅱ、Ⅳ間差異不明顯。

從表2的生長量結果來看，采用托瑪琳石的處理同表1中相同磁場強度的處理相比，生長均表現出一定程度的增速，根系長平均增加約1 cm，根量增加2～3根，葉片數增加2～3個。從根系長、根條數、葉片數3個指標來比較處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下的各值，處理Ⅲ均仍為最大，其生根率仍是達到了100%，說明其對生根與葉片長勢的促進作用仍最強。

將表2與表1中各指標值進行相應的比較，表2的處理Ⅱ較表1，根系長、根條數和葉片數分別提高了16.7%，14.3%和25.0%;處理Ⅲ分別提高了12.5%，16.7%和6.25%;處理Ⅳ分別提高了16.7%，40.0%%和25.0%。說明采用托瑪琳石的處理具有明顯的增速作用。對生長量結果進行方差分析，區組內差異顯著（P<0.05），區組間差異也極顯著（P<0.01），這說明磁場和托瑪琳石都對速生剌槐的生長有增速效果。

3 結論與討論

通過磁場對黃精組培苗生長的影響研究，發現其表現出來的是促進作用[2]。與對照相比，速生剌槐硬枝插穗經磁場處理后，須根量明顯增多，且長度增長。這可能是由于插穗生根成活后，持續受磁場環境影響而產生的苗期生理適應性。此結論與本試驗中表現的磁場苗床對剌槐插穗成活及生長速率的提高，具有顯著促進作用相吻合。磁場處理組與對照的相對值均為正值，表明適當強度磁場處理在一定程度上對剌槐須根生長起著加速與推進作用，而這種現象可能是通過改變剌槐疏導組織的疏導能力表現出來的[8]，磁化作用有可能會損傷植物的導管，但在磁場處理撤銷后一段時間內，受損細胞能很快得到修復，而且在適宜的磁場處理下很有可能激活了植株生長的某條特定的代謝途徑，或者某個關鍵性的酶，從而促進了植株的生長[1]。

本研究發現，促進速生剌槐生根的最佳磁場強度是800 Gs，在此磁場強度下，速生剌槐的生長速率最大，包括生根率、根系長、根條數、葉片數各指標均最大。而黃精生長試驗中其須根的長度、直徑最大化的最佳磁場處理強度為60 Gs，最大須根數的最佳磁場強度是120 Gs，最大根莖鮮質量的最佳磁場強度是170 Gs，均遠低于本試驗中的磁場強度，究其原因，一方面是由于組培苗較扦插穗幼嫩，另一方面從最大黃精須根長、須根直徑所需磁場強度低于最大須根數，且均低于最大根莖鮮質量的磁場強度可以看出，植株各形態指標對磁場強度有著不同要求，總體規律是較低的磁場強度有利于須根的營養生長，而中等的磁場強度有利于須根的分化，增加須根數，較強的磁場強度則有利于包含須根長、須根直徑、須根數的根莖鮮質量最大化。這對以后的磁場育苗有所啟示：不同植物、不同部位對磁場強度都有不同的要求，針對不同的植物、不同的部位，要選擇相應的磁場強度，這樣才能精確發揮磁場作用，為不同的育苗目標提供最佳磁場強度。否則，在幼苗生長試驗中，即使在強磁場作用下，也可能對白菜無效[9]，原因可能是磁作用量遠偏最佳值，在這種情況下，其最佳用量還應通過進一步做試驗來確定。

本試驗在600～1 000 Gs的磁場強度基礎上，再附加使用托瑪琳石，進一步表明磁場對速生剌槐插穗生根生長具有更加明顯的促進作用，這也說明在采用磁場處理刺槐硬枝扦插的同時，再加上托瑪琳石疊加處理并不相沖突，兩者對插穗生根生長的促進作用在功能上是可以相補的。但兩者間的互補關系如何，值得進一步研究。

參考文獻：

[1] 毛寧，黃諺諺.磁生物學效應的研究[J].生物學通報，2000，35（5）：6-9.

[2] 梁華.磁場處理對黃精組培苗影響的研究[D].合肥：安徽農業大學，2007.

[3] MI X J. Study of the effect of tomato seeds physiology and biochemistry with magnetic field treatment[J].Bulletin of Botanical Research，1999，19（1）：68-74.

[4] LIN S X. Biological effect on seeds germination of several crop under the magnetic field[J].Plant Physiology Communications，1983（6）：24-26.

[5] 夏麗華，郭繼勛. 磁場對羊草過氧化物酶的激活效應及同工酶分析[J].應用生態學報，2000，11（5）：609-702.

[6] 趙新民.速生剌槐硬枝扦插育苗技術[J].甘肅林業科技， 1985（4）：21-22.

[7] 趙云，李鳳嗚，王金發，等. 刺槐硬枝扦插育苗試驗[J]. 吉林林業科技， 1995（2）：10-11.

[8] NARDINI A， TYREE M T， SALLEO S. Xylem cavitation in the leaf of prumls lanroeeraans and its impact oil leaf hydraulics[J].Plant Physiology（Rockville），2001，125（4）：1700-1709.

[9] 齊鳳春. 磁場對某些農作物生長影響的實驗研究[J].生物磁學，2004（4）：16-19.

[10] 云興福，肖艷輝，劉婧，等.磁場抑制洋蔥鱗莖萌發的生理機制的研究[J].華北農學報，2003（3）：44-49.

[11] 韓杰，蘇潤洲.穩恒梯度磁場對大豆和玉米生物效應及過氧化物酶的影響[J].山西農業科學，2014（3）：227-230，241.