黑木相思優(yōu)良無(wú)性系組培苗生根技術(shù)及其生根機(jī)理

許文輝

(廣東省西江林場(chǎng)，廣東 肇慶 526020)

1 試驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x

黑木相思屬?gòu)?qiáng)陽(yáng)性樹(shù)種，含羞草科，金合歡屬常綠喬木，其樹(shù)高在相思類喬木中屬最高喬木之一。該樹(shù)生長(zhǎng)高度可到25 m，平均直徑達(dá)60 cm。原產(chǎn)地主要分布于澳洲南部、東部及塔斯馬尼亞州一帶。我國(guó)最早引進(jìn)該樹(shù)是在20世紀(jì)90年代，在福建南部、廣東南部、廣西南部、海南均有基地栽培。黑木相思多生長(zhǎng)于山坡、丘陵，喜光、耐旱、存活最低溫-6 ℃，根系發(fā)達(dá)，有固氮根瘤，樹(shù)木枯落物量大，可促進(jìn)貧瘠土地地力恢復(fù)，是污染地區(qū)山林綠化的優(yōu)良樹(shù)種，也是良好的綠肥資源。黑木相思切面花紋優(yōu)美別致，芯材質(zhì)量高，在高級(jí)家居裝飾、貼面板、木質(zhì)地板上應(yīng)用價(jià)值高。黑木相思耐旱，改土性能好，為我國(guó)當(dāng)前人工林產(chǎn)值問(wèn)題提供了一條選擇。不僅可作為杉木林長(zhǎng)期連栽，因?yàn)槠鋵?duì)土壤的增肥效果，還可當(dāng)做優(yōu)良生態(tài)防護(hù)林樹(shù)種和伴生樹(shù)種，改善和緩解樹(shù)木過(guò)度需求帶來(lái)的環(huán)境破壞問(wèn)題。

黑木相思無(wú)性系組培苗對(duì)比其他喬木繁殖存活率高、分支少、外貌美觀等特點(diǎn)使其成為人造林地市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。但目前主要面對(duì)的問(wèn)題是連栽后出現(xiàn)生產(chǎn)力降低、培育樹(shù)種缺少多樣化、土地肥力不足。土地肥的逐漸衰減，植物所需養(yǎng)分不足成為了影響林地生產(chǎn)力的主要原因，對(duì)人工林地的可持續(xù)發(fā)展造成了阻礙。本文對(duì)黑木相思優(yōu)良無(wú)性系組培苗進(jìn)行試驗(yàn)、研究。解決當(dāng)前植株培育遇到的問(wèn)題，提高生根率與存活率。并且對(duì)黑木相思生根機(jī)理進(jìn)行研究，給優(yōu)良無(wú)性系組培苗生根建立一條有效技術(shù)體系，為今后推廣應(yīng)用提供培苗技術(shù)支持。

2 優(yōu)良無(wú)性系組培苗生根技術(shù)研究

2.1 材料與方法

2.1.1 材料來(lái)源

黑木相思FM25號(hào)無(wú)性系由南寧市林科所提供優(yōu)良無(wú)性系組培苗。

2.1.2 培養(yǎng)條件

在培養(yǎng)室進(jìn)行生根培養(yǎng)，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)添加不同濃度與種類的促進(jìn)劑、MS母液、有機(jī)添加物，碳源采用20 g/L蔗糖，瓊脂6.8 g/L，培育室內(nèi)采用2000～3000 lx人工光照強(qiáng)度，周期12 h/d，培養(yǎng)基pH值5.8，室內(nèi)溫度控制在(25±2)℃。

2.1.3 生根影響因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

苗木生根促進(jìn)劑濃度和種類采用單因素設(shè)計(jì)，選取IBA、NAA、ABT-1三種生根促進(jìn)劑參試，設(shè)計(jì)試驗(yàn)濃度分別取：0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 L，培養(yǎng)基采用1/2MS，活性炭0.1 g/L，蔗糖15 g/L。30株每個(gè)，重復(fù)3次，40 d后觀察統(tǒng)計(jì)生根數(shù)據(jù)，詳情見(jiàn)表1。

表1 黑木相思不同生長(zhǎng)素對(duì)生根影響 mg/L

MS母液及用量采用單因素設(shè)計(jì)，分別選取MS、1/2MS、1/4MS、1/2改良(1)MS四個(gè)處理，配方為：ABT-1(2.0mg/L)+IBA(0.6mg/L)+AC(0.1mg/L)+糖(20g/L)，選擇生長(zhǎng)情況大體相同的組培苗再接入培養(yǎng)基，各30株，重復(fù)3次,30 d后統(tǒng)計(jì)處理各組培苗生根率、生根數(shù)、根長(zhǎng)，確定MS母液及用量的最佳選擇，詳情見(jiàn)表2。

表2 MS母液及用量試驗(yàn)方案

暗處理對(duì)無(wú)性系生根影響。培養(yǎng)基配方：1/2MS+ABT-1(2.0 mg/L)+IBA(0.6 mg/L)+AC(0.1 mg/L)+糖(20 g/L)，取生長(zhǎng)情況大致相同組培苗接入培養(yǎng)基，區(qū)分放置，4 d和8 d，全光照。各30株，重復(fù)3次，30 d后統(tǒng)計(jì)生根率、存活率、生根長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)。

單因素設(shè)計(jì)溫度控制，分別控制為22.5 ℃、25.0 ℃、27.5 ℃，培養(yǎng)基配方：1/2MS+ABT-1(2.0 mg/L)+IBA(0.6 mg/L)+AC(0.1 mg/L)+糖(20 g/L)，其他條件相同，采用生根一致組培苗培育，各30株，重復(fù)3次，30 d后統(tǒng)計(jì)生根數(shù)據(jù)。

有機(jī)物添加對(duì)無(wú)性系植株生根影響。配方：1/2MS+ABT-1(2.0 mg/L)+IBA(0.6 mg/L)+AC(0.1 mg/L)+糖(20 g/L)，添加胰蛋白胨、香蕉、椰汁3種參試因子，香蕉、椰汁濃度分別為100 g/L、200 g/L，胰蛋白胨1 g/L、2 g/L，各30株，重復(fù)3次，30 d后統(tǒng)計(jì)生根率、根長(zhǎng)等數(shù)據(jù)。

運(yùn)用Excel，DPSv15.10、SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析。

2.2 結(jié)果與分析

2.2.1 不同促進(jìn)劑和不同含量對(duì)組培苗生根的影響

與對(duì)照組比較，各濃度促進(jìn)劑生根率平均都大于76%。ABT-1(1.0 mg/L)和IBA(2.0 mg/L)生根效果最好，生根率超過(guò)94%；NAA(2.0 mg/L)生根率也超過(guò)90%。三者相比IBA于ABT-1的處理結(jié)果比NAA效果優(yōu)秀，所以，ABT+IBA生根促進(jìn)劑對(duì)黑木相思組培苗的生根培養(yǎng)效果最佳。詳細(xì)對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)圖1。

圖1 不同生根促進(jìn)劑種類和濃度對(duì)生根率的影響

2.2.2 MS母液選擇和劑量選擇對(duì)試驗(yàn)材料生根的影響

試驗(yàn)得知，F(xiàn)M25無(wú)性系組培苗生根概率情況如下，1/2MS和MS試驗(yàn)效果比1/4MS生根效果強(qiáng)，相差明顯。從培育植株根長(zhǎng)與培育根長(zhǎng)結(jié)果對(duì)比來(lái)看，1/2MS效果明顯優(yōu)于MS培養(yǎng)基和1/4MS培養(yǎng)基，1/2MS生根數(shù)量多，平均根長(zhǎng)良，存活率更高。另外，培養(yǎng)基中的鹽濃度的變化也影響試驗(yàn)組培苗的存活能力，因?yàn)辂}濃度的變化導(dǎo)致滲透壓的變化，組培苗根部對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收隨鹽濃度的下調(diào)，存活能力降低。由此可知，同一無(wú)性系在不同母液培養(yǎng)基中生根結(jié)果存在差異，黑木相思無(wú)性系使用1/2MS進(jìn)行生根培養(yǎng)是最佳選擇。

2.3 無(wú)性系生根與暗處理時(shí)間的關(guān)系

從圖2可以看出，無(wú)性系組培苗內(nèi)的激素受暗處理的影響，其生根率、生根數(shù)、根長(zhǎng)結(jié)果差異明顯。暗處理4 d效果最佳，從生根率上看，4 d與8 d相差無(wú)幾，但在生根數(shù)上游顯著差異，由此可見(jiàn)，暗處理時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)均不適合組培苗生根。所以，控制合理天數(shù)的暗處理對(duì)生根質(zhì)量的提高明顯。

圖2 暗處理時(shí)間不同對(duì)組培苗生根的影響

2.4 環(huán)境溫度的控制對(duì)生根的影響

溫度適宜決定了組培苗能否生根、生根質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)得知，同樣FM25無(wú)性系在不同溫度下生根率均不同，25 ℃下的生根率高達(dá)90%，生根數(shù)超過(guò)3，根長(zhǎng)接近2 cm。22.5 ℃生根率最低30%，生根數(shù)不到1.5，根長(zhǎng)1 cm。27.5 ℃下生根率接近90%，生根數(shù)超過(guò)2.5，根長(zhǎng)不到1.5 cm。三者條件相比較，本次試驗(yàn)黑木相思無(wú)性系組培苗生根的適宜溫度為25 ℃。

2.5 各有機(jī)添加物對(duì)生根的影響

添加椰汁、香蕉、胰蛋白胨三種有機(jī)添加物目前使用率最高，雖然其壯苗原因尚不知曉，但通過(guò)試驗(yàn)可看到其具有生根壯苗作用。本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)中得出，添加這幾類有機(jī)添加物的試驗(yàn)對(duì)象與對(duì)照組比較，生根效果都比較差，隨著濃度的增加生根率反而有所降低，綜合來(lái)看，黑木相思組培苗的生根培養(yǎng)不建議使此三類用有機(jī)添加。

3 優(yōu)良無(wú)性系生根機(jī)理研究

黑木相思生根的培養(yǎng)過(guò)程不僅與培養(yǎng)環(huán)境相關(guān)，培育對(duì)象自身差異也有作用。此試驗(yàn)為研究影響不同無(wú)性系組培苗中間的區(qū)別，為林地育苗給予技術(shù)理論參考。

3.1 材料與方法

3.1.1 材料來(lái)源

黑木相思FM25、黑木相思4號(hào)優(yōu)良無(wú)性系組培苗，由南寧市林科所提供。

3.1.2 試驗(yàn)方法

通過(guò)對(duì)兩種無(wú)性系組培苗的不同方式培育，對(duì)無(wú)性系組培苗內(nèi)激素水平、營(yíng)養(yǎng)元素、酶含量、酶活性、葉綠素測(cè)定、參數(shù)獲取與統(tǒng)計(jì)。

3.2 結(jié)果與分析

從獲取的測(cè)定參數(shù)可看出，隨著時(shí)間的推移發(fā)生著變化，兩種無(wú)性系組培苗生根過(guò)程里糖的儲(chǔ)備量存在差異。高含糖量更有利于生根。Fo、Fm、Fv/Fo和Fv/Fm在生根過(guò)程中進(jìn)行參數(shù)對(duì)比，及葉綠素?zé)晒鈪?shù)對(duì)比，F(xiàn)M25的Fo和Fm與株體生根情況為反相關(guān)，F(xiàn)v/Fm和Fv/Fo與株體生根為正相關(guān)。其具體生根機(jī)理尚不明確。

4 結(jié)論與討論

4.1 討論

優(yōu)良無(wú)性系組培苗在生根過(guò)程中受到的影響因素有許多。不同植物體內(nèi)激素水平不同，通過(guò)對(duì)外源激素的調(diào)節(jié)即可影響株體內(nèi)生長(zhǎng)素的濃度，活性炭濃度對(duì)生根率的提高沒(méi)有作用，添加活性炭反而會(huì)使生根率降低。氮、硫、氨基酸等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分是植物生長(zhǎng)的必需品。本試驗(yàn)得出1/2MS的無(wú)性系生根培訓(xùn)效果顯著，生根率、生根數(shù)、根長(zhǎng)數(shù)據(jù)明顯優(yōu)于MS和1/4MS，而有機(jī)成分中的Fe含量影響滲透壓，不利于生根。碳水化合物是植物組培苗的能量來(lái)源，試驗(yàn)通過(guò)對(duì)兩種組培苗蔗糖濃度的調(diào)整，得知株體在不同階段對(duì)其濃度的需求不同。通過(guò)試驗(yàn)得出培育時(shí)間和暗處理對(duì)組培苗生根也有著重要作用，另外，黑木相思優(yōu)良組培苗的最佳生長(zhǎng)溫度在25 ℃，生根率、長(zhǎng)度明顯高于其他溫度。常用有機(jī)添加物對(duì)黑木相思生根培養(yǎng)效果不顯著，與之前學(xué)者研究結(jié)果不同，猜測(cè)與株苗本身因素和試驗(yàn)前期操作有關(guān)。

4.2 結(jié)論

根據(jù)對(duì)黑木相思優(yōu)良無(wú)性系FM25與4號(hào)組培苗的試驗(yàn)對(duì)比，從培育環(huán)境、添加物等方面的數(shù)據(jù)對(duì)比，得出以下結(jié)論：黑木相思的生根最好選用IBA和ABT-1，IBA0.4 mg/L-0.6 mg/L和ABT-11.0 mg/L-2.0 mg/L+AC0.1 g/L在共同協(xié)作下，生根率更高。不同MS木業(yè)中，1/2MS是黑木相思生根培育的最佳選擇。黑木相思最適合的蔗糖濃度為10～20 g/L。暗處理4 d最適合優(yōu)良無(wú)性系生根。

4.3 建議

試驗(yàn)得出了黑木相思優(yōu)良無(wú)性系組培苗的合適生根溫度，不同時(shí)間段合適的添加物，為我國(guó)人工林地的喬木培育提供了科學(xué)數(shù)據(jù)參考。但對(duì)其生根培育技術(shù)及機(jī)理的研究還不完整，其中諸多影響因素仍不得而知。如繼代次數(shù)對(duì)優(yōu)良無(wú)性系培育的影響，生根培育中不同酶的變化，組培苗對(duì)培養(yǎng)基pH值的需求，以及植物內(nèi)部生物信息的傳導(dǎo)機(jī)制，需要繼續(xù)研究。