不同處理對紅豆杉扦插的影響

任小燕，柳迪，趙吉桃，潘平新，馬彥軍

(甘肅農業大學林學院，甘肅 蘭州 730070)

無性系林業是以近代遺傳育種學為指導，在選種基礎上選取一些植株作為無性系原株，通過無性繁殖，生產無性系苗木的一種營林方式，科學地在林地配置這些無性系，可達到集約化經營的目的[1].在無性繁殖中，扦插繁殖是利用離體的植物營養器官，如根、莖、葉、芽等的一部分，在一定條件下插入土和沙等其他基質中，經過人工培育使之發育成完整的新植株的繁殖方法，有硬枝扦插和軟枝扦插、春插和秋插，扦插過程是誘導不定根形成的過程.扦插繁殖相對于實生苗繁殖與組培育苗來說，不僅可以增加種苗來源，獲得大量相對整齊的幼苗[2]，還具有操作容易、無季節限制、成本低且能保持母株優良特性[3]等特點，因而在無性系林業研究中受到越來越多的重視[4].

近年來，學者們對扦插進行了大量深入研究，張天翔等[5]發現百香果中部半木質化莖段，用300 mg/L的NAA溶液浸泡20 min，插入泥炭與黃壤(1∶1)混合基質時效果最為理想.劉郁林等[6]發現影響越南安息香生根的主次因素為插穗部位>插穗年齡>激素濃度,較適處理為1年生基部插穗，300 mg/L生根劑，速蘸10 s.邱子文等[7]發現基質是影響千層金扦插成活及生根率的最關鍵因素.李波等[8]發現50 mg/L IBA對具鱗水柏枝嫩枝扦插生根效果最佳.鄭鑫華等[9]發現50 mg/L的ABT-1、200 mg/L的NAA和200 mg/L的IAA混合，不僅能顯著提高樹頭菜的扦插成活率、促進其扦插苗的生長，還能提高其各器官的生物量.高林等[10]發現石生茶藨子綠枝扦插時用700 mg/L的ABT+IBA+NAA (V∶V∶V=1∶1∶1)處理效果最好.林治國[11]發現GGR、ABT及NAA生根素對深秋紅幼苗的生根率、苗高及地徑生長有明顯的促進作用.宋祥蘭等[12]發現油橄欖不論夏季扦插還是秋季扦插均能保持油橄欖的特性.說明扦插適合多種植物的繁殖，不同植物對插穗類型、基質、植物生長調節劑種類、濃度以及扦插時間的響應不同.

紅豆杉 (Taxusmairei) ，又名紫杉，或赤柏松紅豆杉，隸屬于紅豆杉科(Taxaceae)、紅豆杉屬(TaxusLinn)[13]，是第四世紀冰川時期孑遺植物，在地球上已有250萬年的歷史，號稱植物王國“活化石”[14]，它不僅是一種珍惜瀕危樹種，也是國家一級保護植物，素有“植物黃金”“樹木大熊貓”的美譽，除具有保健價值外，藥用價值也非常高[15]，其提取物-紫杉醇對癌癥的神奇療效，使其成為世界公認的抗癌藥物，也讓人們對其日益關注，以致野生數量迅速減少[16].同時紅豆杉還是一種很好的觀賞植物，其木材可用于建筑、家具制造和雕刻等[17].紅豆杉多以實生苗繁殖和扦插繁殖兩種方式來進行[3]，但由于種子休眠期長，在自然條件下，往往需要經過二冬一夏才能萌發[17]，且種子若在苗圃地內時間過久，還易腐爛變質或遭鼠害，使發芽率降低，給實生苗繁殖帶來較大的負面影響[18]，因此扦插繁殖是解決紅豆杉種質資源緊缺的有效途徑[2].余應鵬等[19-24]發現，適合的插穗類型、基質、植物生長調節劑以及浸泡時間等，可以不同程度的提高紅豆杉扦插的效果，但他們多限于一、兩種因素的結果比較，針對3種及以上因素對紅豆杉扦插的影響試驗較少.因此本研究設插穗類型、基質、生根粉質量濃度及浸泡時間4種因素，旨在探討多因素及其交互效應對紅豆杉扦插的影響，彌補以上學者研究中的不足，以期更加科學地篩選最優處理組合，為紅豆杉優質苗木的生產提供技術支撐.

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年7月12日在甘肅農業大學林學院校內試驗地進行，地理坐標為E 103.41′46″，N 36.5′23″，海拔1 528.1 m，屬溫帶大陸氣候，年均氣溫10.3 ℃，夏無酷署，冬無嚴寒，年均日照時數2 446 h，無霜期180 d，年均降水量327 mm，主要集中在6～9月.

1.2 試驗材料

試驗當天清晨，從甘肅農業大學百草園，10年生、高1.0 m左右、冠幅30～40 cm、生長健壯、無病蟲害紅豆杉母樹，外圍下部剪取長度為15 cm左右的枝條，用清水浸泡標記帶回實驗室處理.

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 該試驗采用正交設計，設插穗類型、基質、生根粉質量濃度及浸泡時間4個因素，分別用A、B、C、D表示，插穗類型與生根粉質量濃度設2個水平，其他兩因素設3個水平.以長10～12 cm，上切口為平口，下切口為斜口，上部留1/3葉片的當年生半木質化嫩枝(A1)及2年生枝條(A2)為插穗；當年生半木質化嫩枝用500 mg/L (C1)、100 mg/L( C2)質量濃度的BBT生根粉分別浸泡0.5(D1)、1(D2)、1.5 h(D3)，2年生枝條用相同質量濃度的BBT生根粉分別浸泡2(D4)、4(D5)、6 h(D6)后，插入裝有3種基質(森林土與河沙(B1)、蛭石(B2)、腐殖質(B3)按1∶1比例混合配置)的育苗缽中，共36個處理，每個處理30盆，每盆1個插穗，重復3次，共3 240盆.

1.3.2 苗床準備 試驗前一天進行苗床平整、清除雜草等，搭建大小2 m×4 m的2個小拱棚，用500倍多菌靈將配置好的基質進行滅菌后裝入10 cm× 10 cm塑料育苗缽，整齊擺放在150～170 cm長，50～60 cm寬的苗床上，床與床之間留30 cm寬步道，并澆一次透水.

1.3.3 插穗處理 插穗每30個一小捆用0.5%的高錳酸鉀溶液對基部浸泡30 s進行滅菌，再在預設的不同質量濃度生根粉中浸泡后插入裝有3種基質的育苗缽，插前用玻璃棒在缽中央進行打孔以免在扦插時將插穗表皮插破，采用直插法，深度為整個枝條的2/3，插后用手壓實，使基質與插穗充分接觸，再次進行澆透水處理，并搭遮蔭網.

1.3.4 后期及越冬管理 適宜的溫度和濕度是紅豆杉扦插成活的重要條件，為此小拱棚內各放置溫濕度計一個，隨時觀察棚內的溫濕度變化，溫度控制在20～25℃，過高給予通風處理；濕度在85%以上，每天進行葉面噴水，以少量多次為宜，保持苗床濕潤；及時清除雜草并預防控制病蟲害.

每年10月份天氣轉涼，為保證幼苗安全越冬，在10月底，將育苗缽及床面澆足底水，防止苗木遇生理干旱而死亡，并加蓋高溫棚布，有條件的在棚面覆蓋稻草或作物秸稈進行御寒，于翌年土壤解凍后，撤去覆蓋物.

1.3.5 指標測定 扦插3個月后統計成活率，并在每個處理中隨機抽取15盆統計愈傷組織產生率及生根率，公式參照[25].

(1)

(2)

(3)

1.3.6 綜合評價 采用隸屬函數值對不同因素下的成活率、愈傷組織產生率及生根率進行綜合評價，公式參照[26].

隸屬函數值=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(4)

式中：X表示毎個指標的測定值,Xmax和Xmin分別為不同處理組中該測定指標的最大值和最小值.

1.4 數據處理

利用Excel 2013對不同因素、不同水平下的成活率、愈傷組織產生率及生根率數據進行整理、極差分析及制表，并用SPSS 21.0對其進行均值、差異性比較及方差分析.

2 結果與分析

2.1 不同因素對紅豆杉扦插的方差分析

2.1.1 不同因素對紅豆杉A1插穗扦插的方差分析 從表1方差分析結果可以看出，對A1插穗來說，基質、生根粉質量濃度以及它們的交互效應對成活率有顯著的影響(P<0.05)，浸泡時間以及浸泡時間與基質、生根粉質量濃度的交互效應對成活率無顯著影響(P>0.05)；基質對愈傷組織產生率也有顯著影響(P<0.05)，生根粉質量濃度、浸泡時間以及二者與基質的交互效應均對愈傷組織產生率無顯著影響(P>0.05)；生根粉質量濃度對生根率有顯著影響(P<0.05)，但它與基質、浸泡時間的交互效應對生根率卻無顯著影響(P>0.05)，基質與浸泡時間及它們交互效應對生根率也無顯著影響(P>0.05).

2.1.2 不同因素對紅豆杉A2插穗扦插的方差分析 從表1方差分析結果可知，對A2插穗類型來說，基質對成活率有顯著影響(P<0.05)，生根粉質量濃度、浸泡時間以及它們之間的交互效應無顯著影響(P>0.05)；基質以及它與生根粉質量濃度、浸泡時間的交互效應對愈傷組織產生率有顯著影響(P<0.05)，生根粉質量濃度、浸泡時間，以及它們交互效應對愈傷組織產生率均無顯著影響(P>0.05)；基質對生根率也有顯著影響(P<0.05)，但生根粉質量濃度、浸泡時間以及與它們的交互效應對生根率無顯著影響(P>0.05).

表1 不同因素對紅豆杉扦插的方差分析

2.2 不同因素對紅豆杉扦插的影響

2.2.1 不同因素對紅豆杉A1插穗扦插的影響 從表2可知，不同基質、生根粉質量濃度及浸泡時間對A1插穗扦插的影響中，只有愈傷組織產生率在組合8、17中B2與B1、B3顯著差異(P<0.05)，其他均無顯著差異(P>0.05).從A1插穗在3種類型基質中的成活率、愈傷組織產生率及生根率來看(表4)，B1、B3的成活率均值(98.89%)高于B2(94.45%)，愈傷組織產生率及生根率兩者均值都以B1(98.89%、66.67%)最高；就不同生根粉質量濃度中的成活率、愈傷組織產生率及生根率均值而言，成活率C2(99.13%)，高于C1(95.19%)，然而愈傷組織產生率及生根率則是C1(94.81%、65.93%)高于C2(91.11%、51.85%)；此外，從不同浸泡時間對成活率、愈傷組織產生率及生根率的影響來看，成活率均值D2、D3(97.78%)高于D1(96.67%)，但愈傷組織產生率及生根率均值分別以D2(94.45%)、D1(67.78%)最高.

2.2.2 不同因素對紅豆杉A2插穗扦插的影響 從表3可以看出，不同基質、生根粉質量濃度及浸泡時間對A2插穗扦插的影響中，除愈傷組織產生率在組合2、8中B2與B1、B3差異顯著(P<0.05)，組合10、11中B1、B2與B3差異顯著(P<0.05)，組合14、15中B2、B3與B1差異顯著(P<0.05)；生根率在組合8中B2(0)與B1、B3差異顯著(P<0.05)外，其他均無顯著差異(P>0.05).從3種類型基質對A2插穗成活率、愈傷組織產生率及生根率的影響來看(表4)，三者均值大小順序皆為B1>B3>B2；然而就不同生根粉質量濃度對3個指標的影響來說，成活率C1>C2，但愈傷組織產生率及生根率卻是C2>C1；此外不同浸泡時間對成活率、生根率的影響為D4> D6> D5，對愈傷組織產生率的影響為D4> D5> D6.

表2 不同因素對紅豆杉A1插穗扦插的影響

表3 不同因素對紅豆杉A2插穗扦插的影響Table 3 The effects of different factors for A2 cutting slips of Taxus mairei cutting

2.3 不同因素對紅豆杉扦插的極差分析

2.3.1 不同因素對紅豆杉A1插穗扦插的極差分析 從紅豆杉A1插穗扦插的極差分析結果可知(表4)，在影響成活率的3個因素中基質與生根粉質量濃度的極值ER(4.44)大于浸泡時間的極值(1.11)，可知基質、生根粉質量濃度與成活率之間有顯著的相關性，對其影響最大，浸泡時間影響最小，優選方案基質1、基質3+生根粉質量濃度2+浸泡時間2、浸泡時間3或生根質量粉濃度2+基質1、基質3+浸泡時間2、浸泡時間3，優化組合B1C2D2或B3C2D3；從對愈傷組織產生率的影響看，則基質的極值FR(13.33)最大，生根粉質量濃度(3.7)居中，浸泡時間(3.34)最小，表明基質與愈傷組織產生率相關性最大，生根粉質量濃度次之，最小浸泡時間，優選方案基質1+生根粉質量濃度1+浸泡時間2，優化組合B1C1D2；就對生根率的影響來看，基質與浸泡時間的極值GR(16.67)大于生根粉質量濃度的極值(14.08)，說明基質、浸泡時間與生根率顯著相關，優選方案基質1+浸泡時間1+生根粉質量濃度1或浸泡時間1+基質1+生根粉質量濃度1，優化組合B1C1D1.

2.3.2 不同因素對紅豆杉A2插穗扦插的極差分析 從紅豆杉A2插穗扦插的極差分析結果可知(表4)，成活率中基質、生根粉質量濃度、浸泡時間的極值ER分別為8.33、1.48、5，說明基質與成活率的關聯性是最顯著的，其次是浸泡時間，生根粉質量濃度影響最小，優選方案基質1+浸泡時間1+生根粉質量濃度1，優化組合B1C1D4；就愈傷組織產生率而言，基質、生根粉質量濃度、浸泡時間的極值FR分別為34.45、5.92、8.89，表明基質與愈傷組織產生率的相關性最大，其次是浸泡時間，生根粉質量濃度對它的影響最小，優選方案基質1+浸泡時間1+生根粉質量濃度2，優化組合B1C2D4；此外從生根率的情況看，3個因素對它的影響與成活率、愈傷組織產生率一致，優選方案、優化組合與愈傷組織產生率一致.

2.4 不同因素對紅豆杉扦插的綜合分析

從表2來看，在A1插穗扦插中組合10的隸屬函數均值最大，組合2、8、14、15、17.的隸屬函數值最小，綜合(表4)成活率、愈傷組織產生率及生根率，優選方案基質1+生根粉質量濃度1+浸泡時間1，優化組合B1C1D1；從表3來看，在A2插穗扦插中，組合4、12、13的隸屬函數均值最大，組合2、8、14的隸屬函數均值最小，綜合(表4)3個指標優選方案基質1+浸泡時間2+生根粉質量濃度1，優化組合B1C1D5.

表4 不同因素對紅豆杉扦插的極差分析

3 討論

3.1 插穗類型對扦插的影響

插穗類型影響著插穗的生根成活[21].不同部位的插穗由于木質化程度、營養狀態不同會對插穗生根產生重要影響[27]，同時插穗的成熟度對營養物質的運輸也有較大影響[28].本研究的兩種插穗類型其成活率、愈傷組織產生及生根率均不同，這與侯瀟棐等[21]的研究結果一致，這可能是因為不同類型插穗的內源激素、營養物質含量以及酶活性不同.本試驗中A1插穗的成活率、愈傷組織產生率及生根率均較A2高，這與趙媛媛等[4，29-31]的研究結果一致，這是由于當年生半木質化嫩枝的細胞分生能力強，傷口容易愈合產生愈傷組織，以及植物生長過程中營養物質的積累存在頂端優勢，越靠近上部位置，內源激素、營養物質的含量越高，酶活性越強；而木質化程度過高，會導致扦插生根困難[5，31].

3.2 基質對扦插的影響

基質對扦插環境的影響極大，基質類型不同，通氣透水性也有所不同[32-33]，理想的扦插基質應具備最佳的孔隙度來滿足氧氣的擴散和氣體交換，同時具備足夠的水分氧分儲備來滿足插穗生根，合適的基質是扦插成功的關鍵[34-35].河沙通氣排水性好，有利于氧氣擴散和不定根的形成[34]，蛭石離子交換性能優異，對土壤營養的提高有一定的作用，但其本身的營養物質含量不夠豐富[36]，腐殖質保水性強[37].本試驗表明基質是影響紅豆杉扦插的主要因素，這與邱志文等[7]、王書勝等[34]的結果一致，然而3種類型基質的成活率、愈傷組織產生率及生根率均以B1(森林土+河沙)最好，這是由于森林土+河沙組合土壤質地較緊密，能夠使插穗基部切面與土壤緊密結合，有利于愈傷組織的形成，提高扦插成活率、生根率[31].這與邱志文、王書勝的結果不一致，邱志文發現蛭石可以顯著提高千層金扦插苗的生根率；而王書勝發現純河沙對云錦杜鵑扦插生根效果最佳，這是因為不同物種對基質的要求不同.

3.3 生根粉質量濃度對扦插的影響

生根粉通過調節插穗內源激素的含量來增強組織的再生能力，提高酶活性，加速淀粉、蛋白質水解和糖的代謝，來誘導根源基的發生，從而有利于植物根的形成[38]；不同種類的生根粉及質量濃度對扦插指標的影響不同[39].本研究顯示，C1有利于A1插穗的愈傷組織產生率及生根率的提高，C2則有利于其成活率的提高；而C1有利于A2插穗成活率的提高，但C2卻影響愈傷組織產生率及生根率的提高，這與閆海霞、陳麗英等[40-41]的研究結果一致，說明不同物種及同一物種不同指標對生根粉濃度的響應不同[40].

3.4 浸泡時間對扦插的影響

浸泡時間與扦插有著密切的聯系，浸泡時間過短，插穗只能吸入少量生根粉，不能完全被利用，浸泡時間過長，生根粉含量過高，則會對扦插起到一定的抑制作用，且容易導致插穗腐爛[30].本研究發現，D1對A1插穗的生根率有影響，D2、D3對A1插穗的成活率，D2還對其愈傷組織產生率有影響；D4對A2插穗扦插的成活率、愈傷組織產生率、生根率均有影響，這與易慧琳等[30、41-42]的研究結果一致，可能是因為時間過短不足以調控內源激素及酶活性，時間過長會產生不利影響.

4 結論

為進一步確定不同因素對紅豆杉扦插的影響以篩選最優組合，對36個不同因素、不同水平下處理的成活率、愈傷組織產生率及生根率進行極差及隸屬函數均值分析.極差中的值越大，說明該因素對所研究指標的影響越大[43]；隸屬函數的均值越大，說明該組合越優.在A1插穗中B1C2D1組合的隸屬函數均值最大，B1C1D1次之，在A2插穗中B1C1D5、B3C2D4、B1C2D5組合的隸屬函數值最大，極差綜合分析表明B1C1D1組合有利于A1插穗扦插，B1C1D5組合有利于A2插穗扦插.

綜上所述，紅豆杉扦插繁殖時用當年生半木質化嫩枝做插穗，以森林土與河沙(1∶1)混合為基質，用500 mg/L BBT生根粉浸泡0.5 h為宜.