不同枸杞扦插及水培生根能力比較分析

摘 要：【目的】通過研究扦插及水培條件下不同品系或品種枸杞的生根能力，篩選出易于繁殖推廣的枸杞材料，為枸杞的規模化繁育和高效培育提供科學參考。【方法】以14 個不同枸杞品系或品種為材料，分別進行扦插和水培試驗，測定扦插及水培后不同枸杞的生根指標：平均根粗（mm），平均根長（mm），平均生根數，生根率（%）和生根效果指數，進行評價分析。【結果】對不同枸杞品系或品種扦插生根的所有指標進行相關性分析表明，平均生根數與平均根長之間的相關性達到顯著水平（P ＜ 0.05），生根穗條數與平均根長、生根效果指數與平均生根數之間的相關性達到極顯著水平（P ＜ 0.01）。主成分分析結果表明，3 個主成分的累計貢獻率達94.674%，表明3 個主成分包含了大部分測定指標信息。根據主成分綜合得分，扦插生根能力最好的前3 個枸杞材料依次是C1（311.82）、C4（163.64）、C5（139.73）。對不同枸杞水培生根的所有指標進行相關性分析表明，平均根長數與平均根粗之間的相關性達到顯著水平（P ＜ 0.05），生根效果指數與平均根長數之間的相關性達到極顯著水平（P ＜ 0.01）。主成分分析結果表明，3 個主成分的累計貢獻率達到100%，說明3 個主成分可以涵蓋所有指標100%的信息。根據主成分綜合得分，水培生根能力較強的前3個枸杞品系或品種依次是C1（252.143）、C4（218.376）、C3（175.501）。C1、C4 這2 個枸杞材料的扦插和水培生根能力均較強。【結論】不同品系或品種的枸杞生根能力具有顯著差異，C1、C3、C4 這3 種葉用枸杞無論是在扦插還是水培的栽培方式下生根能力均較強，不同品系或品種的枸杞在扦插和水培的繁育方式下生根能力存在極顯著差異，同時葉用枸杞的生根能力明顯強于果用枸杞。

關鍵詞：枸杞；扦插；水培；生根率

中圖分類號：S665 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8981（2024）01—0140—10

枸杞Wolfberry 系茄科Solanaceae 枸杞屬Lycium 落葉多棘刺灌木植物，也是我國西北地區重要的經濟林樹種，人工栽培歷史悠久[1]，主要生于溫帶和亞溫帶地區的山坡、沙地，在全球約有80 種，呈現離散性分布[2]，中國有7 個種3 個變種，主產區在寧夏、甘肅、山西、新疆、青海等省（區）[3-4]。枸杞是“藥食兩用”植物資源，具有巨大的藥用和經濟價值[5-6]，其果實富含枸杞多糖、類黃酮、蛋白質和氨基酸等成分，可為人體提供豐富的營養物質[7-9]。

枸杞的主要繁育方式包括播種育苗、壓條育苗、組織培養、扦插育苗等。扦插作為一種無性繁殖技術被廣泛應用于生產實踐中，具有成本低、操作簡單易行、繁殖速度快等優點，但扦插成活的過程復雜，導致其生根率較低，生根能力仍是影響枸杞扦插繁殖技術的關鍵因素[10]。賈寶庫等[11]以葉用枸杞為材料，利用扦插繁殖技術進行試驗，通過葉片大小與生長量等指標初選出葉用枸杞無性系為H01、DA03、B03。蘇彩風等[12] 以6 份枸杞無性系為試材，通過描述枸杞生根形態的變化過程確定其生根類型，并對營養物質、酶活性等含量進行測定分析，初步探究了枸杞的扦插生根機理。水培是一種新興的植物無土栽培方式，具有清潔、高品質、高生長效率等特點[13]。目前，有關枸杞水培育苗生根的試驗主要以激素處理為主。盧文晉[14] 根據不同激素、營養液水平下枸杞水培的生根率及相關生理指標，確定了水培枸杞的最佳激素水平為萘乙酸（NAA，50 mg/L），最佳插穗的生根部位為莖尖。

目前，關于枸杞在扦插和水培繁育方面的研究仍然缺乏，自然狀態下的生根能力仍不清楚，因此本試驗通過探究不同枸杞資源在扦插和水培條件下的生根能力，比較分析得出優選枸杞資源，以期為枸杞高效培育及規模化繁育提供理論依據，推動枸杞產業高質量發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品系或品種為寧夏農林科學院枸杞研究所試驗基地收集的枸杞種質資源，共14 個枸杞種質材料，各品系或品種對應名稱及用途見表1。于2023 年3 月選取生長態勢良好、無病蟲害的木質化休眠枝條，去刺后帶回實驗室開展生根試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 扦 插

將選取好的枸杞枝條進行修剪處理，插穗上切口為平切口，下切口為斜切口，傾斜45°剪斷，插條長度為15 cm 左右。準備14 個花盆，分別加入適量基質（土壤），選取每個品系或品種插穗10 ～ 18 根，采用直插法插入花盆內并澆透水，插入深度以8 cm 為宜。放置于溫室內，保證適當的水分、光照、溫度和濕度，保持基質濕潤不干燥。觀察記錄生根穗條數。

1.2.2 水 培

將選取好的枸杞枝條進行修剪處理，插穗上切口為平切口，下切口為斜切口，傾斜45°剪斷，插條長度為15 cm 左右。準備14 個容量為500 mL的杯子，分別加入200 mL 的蒸餾水，選取每個品系或品種穗條7 ～ 15 根放入杯子中。水培時間為28 d，前7 天將試驗材料放置于人工氣候箱內，后21 天將其轉移至光照充足的地方繼續培養，每天換水1 次并觀察記錄生根穗條數。

1.3 項目測定

1.3.1 扦插表型

使用游標卡尺測定各品系或品種穗條的平均根粗（mm）、平均根長（mm），并估算統計其平均生根數。計算數據得到生根率以及生根效果指數。

各根系指標的計算公式[15] 如下：

平均根粗= 選取根粗的和/ 選取的根個數；

平均根長數= 選取根長的和/ 選取的根個數；

平均生根數= 生根總數/ 生根穗條數；

扦插生根率= 生根穗條數/ 總扦插穗條數；

水培生根率= 生根穗條數/ 總水培穗條數；

生根效果指數= 生根率× 平均生根數× 平均根長/ 生根插穗數。

1.3.2 水培表型

統計14 個品系或品種水培穗條的生根穗條數，根長及根粗均隨機選取10 個插條并用游標卡尺進行測量，測定其平均生根數。計算數據得到平均根粗（mm）、平均根長數（mm）、平均生根數、生根率以及生根效果指數。

1.4 數據處理

采用Excel 2013 軟件錄入試驗數據并進行統計處理；使用SPSS 25.0 軟件進行方差分析、相關性分析及主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同枸杞扦插生根能力比較分析

2.1.1 不同枸杞扦插生根能力表型差異

不同枸杞扦插表型差異比較見圖1。地上部長勢良好的有C1、C4、C5、C12，其中C1 長勢最佳，C2、C8、C13 展葉較少；其余品系或品種均已抽綠，但未展葉。

2.1.2 不同枸杞扦插生根能力比較分析

對不同枸杞的扦插生根能力進行比較分析，分析結果見表2。從表2 可看出，C1、C4、C12平均根粗均達0.40 mm 以上，其中平均根粗最大的是C12，除C2、C7 外，其余平均根粗均在0.20 mm 以上；平均根長最長的是C3，其余依次是C1、C4、C5、C12、C13，而其他品系或品種的平均根長均未達到10.00 mm；平均生根數較多的依次為C1、C5、C4、C12，均在20 條以上，C8、C13 的平均生根數均為1 條；C1、C2、C3、C4、C5、C12 的生根率都在50% 以上，分別為90%、83%、93%、100%、80%、78%； 生根效果指數最高的是C1，最低的是C8。由生根效果指數得出，扦插生根能力較強的3 個品系或品種依次是C1、C4、C5。再對不同枸杞的扦插生根指標進行方差分析，結果表明平均根粗、平均根長和平均生根穗條數3 個指標均達到極顯著水平（P ＜ 0.01）。由此表明，不同品系或品種枸杞在扦插生根能力方面存在較大差異。

2.1.3 不同枸杞扦插生根各指標的相關性分析

對不同枸杞種質扦插生根的所有指標進行相關性分析，結果見表3。從表3 可看出，平均生根數與平均根長之間相關性達到顯著水平（P ＜ 0.05），相關系數為0.689，生根穗條數與平均根長、生根效果指數與平均生根數之間相關性達到極顯著水平（P ＜ 0.01），相關系數分別為0.805、0.957。其他指標之間的相關性不顯著（P ＞ 0.05）。

2.1.4 不同枸杞扦插生根指標主成分分析

為評價14 個枸杞材料的扦插生根狀況，進一步探究其生根效果，利用主成分分析法對平均根粗、平均根長、平均生根數、生根穗條數、生根率以及生根效果指數6 個生根指標進行綜合評價。

由表4 可得到主成分的線性方程，用X1、X2、X3、X4、X5、X6 分別表示生根穗條數、平均根粗、平均根長數、平均生根數、生根率、生根效果數；用Y1、Y2、Y3 分別表示主成分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得到如下線性方程：

Y1=0.634X1+0.902X2+0.875X3+0.834X4+0.817X5+0.790X6；

Y2=0.076X1+0.127X2-0.453X3+0.525X4+0.330X5-0.601X6；

Y3=0.762X1-0.113X2-0.021X3+0.018X4-0.367X5-0.097X6。

2.1.5 不同枸杞扦插生根能力綜合得分及排名

由于各主成分的方差百分比不同，所以選它們的方差百分比作為計算綜合得分的權重，由表4 可知，各主成分的權重分別為66.139%、16.223%、12.313%。綜合評價得分計算公式如下：

W=66.139%×Y1+16.223%×Y2+12.313%×Y3。

經過計算后得到枸杞各品系或品種扦插生根的綜合得分以及排名情況見表5。由此可見，生根能力最好的前三個品系或品種依次是C1（311.82）、C4（163.64）、C5（139.73）。

2.2 不同枸杞水培生根能力比較分析

2.2.1 不同枸杞水培生根能力表型差異

不同枸杞水培后的生長情況見圖5。C1、C3、C4、C12 生根，其中C1、C3、C4 生根數量較多，其余品系或品種均未生根；展葉較多的品系或品種有C1、C3、C4、C12、C13，其中C4 的葉長勢最佳，而C2、C5、C6、C7、C11、C14 均未展葉。

2.2.2 不同枸杞水培生根能力差異比較分析

對不同枸杞水培生根能力進行比較分析，分析結果見表6。由表6 可以看出，在平均根最粗中C4（0.57mm）＞ C1（0.52mm）＞ C3（0.41mm） ＞C12（0.12mm）；在平均根長中C4（22.50mm）＞C1（21.70 mm）＞ C3（17.70 mm）＞ C12（14.20 mm）；C1、C3、C4、C12 的平均生根數分別為55.40 條、36.73 條、51.57 條、2.00 條；C1、C3、C4、C12的生根率分別為100%、92%、70%、11%；生根效果指數最高的是C1（120.23），最低的是C12（15.78）。由上述數據得出，水培生根能力較強的3 個枸杞材料依次是C1、C4、C3。之后對不同枸杞水培的生根指標進行方差分析，分析結果表明，在不同品系或品種之間，平均生根數和平均根粗2 個指標均達到極顯著水平（P ＜ 0.01）。而C1、C3、C4 的平均生根數與平均根粗與C12 存在顯著差異。由此表明，不同枸杞品系或品種在水培生根能力方面存在較大差異。

2.2.3 不同枸杞水培生根各指標的相關性分析。

對不同枸杞種質水培生根的所有指標進行相關性分析，結果見表7。平均根長數與平均根粗之間相關性達到顯著水平（P ＜ 0.05），相關系數為0.972，生根效果指數與平均根長數之間相關性達到極顯著水平（P ＜ 0.01），相關系數為0.991。其他指標之間的相關性不顯著（P ＞ 0.05）。

2.2.4 不同枸杞水培生根指標的主成分分析

對所有枸杞水培生根的各指標進行主成分分析，結果見表8。以特征值大于0.1 為標準提取3個主成分，累計貢獻率達到100%，說明選出來的3 個主成分可以涵蓋所有指標100% 的信息，故選取前3 個主成分進行分析。

由表8 可知：主成分Ⅰ中生根穗條數（0.840）、平均根粗（0.982）、平均根長（0.942）、平均生根數（0.998）、生根率（0.913）、生根效果指數（0.934）分別在3 個主成分中的特征值最高，故主成分Ⅰ可以代表這6 個指標。

由表8 可得到主成分的線性方程，用X1、X2、X3、X4、X5、X6 分別表示生根穗條數，平均根粗、平均根長數、平均生根數、生根率、生根效果指數；用Y1、Y2、Y3 分別表示主成分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得到如下線性方程：

Y1=0.840X1+0.982X2+0.9423+0.998X4+0.913X5+0.924X6；

Y2=0.542X1-0.133X2-0.334X3-0.060X4+0.402X5-0.339X6；

Y3=-0.026X1-0.137X2-0.022X3+0.010X4+0.068X5+0.112X6。

2.2.5 不同枸杞水培生根能力綜合得分及排名

由于各主成分的方差百分比不同，所以選擇它們的方差百分比作為計算綜合得分的權重。由表8 可知，各主成分的權重分別為87.668%、11.710%、0.623%。綜合評價得分計算公式如下：

W=87.668%×Y1+11.710%×Y2+0.623%×Y3。

經過計算后得到枸杞各品系或品種水培生根的綜合得分以及排名情況見表13。由此可見，生根能力最好的前3 個品系或品種依次是C1（252.143）、C4（218.376）、C3（175.501）。

2.3 同種枸杞不同栽培模式平均生根數T 檢驗分析

不同繁育方式下平均生根數進行T 檢驗分析，T 檢驗結果分析如圖3 所示，C1、C12 在扦插及水培中平均生根數達到了極顯著性差異（P ＜ 0.01），且扦插平均生根數明顯高于水培平均生根數；C3、C4 的平均生根數亦達到了極顯著性差異（P ＜ 0.01），但扦插處理的平均生根數小于水培處理。

3 討 論

扦插作為一種無性繁殖技術被廣泛應用于生產實踐中，然而一些植物的扦插生根率低，制約其規模化繁育及長足發展。黃銹賢等[16] 研究發現生長調節劑種類和濃度及浸泡時間共同影響麻竹扦插的生根效果。目前，研究發現加入氮肥、激素、植物生長調節劑等有利于植物扦插生根率的增加[17-18]。薛滿滿等[19] 通過研究發現扦插基質、枝條部位、生根促進劑種類、質量濃度和處理時間都對插穗生根率產生極顯著影響。枸杞喜光照，耐寒、耐旱、耐鹽堿，適應性強，以肥沃、排水良好的中性或微酸性輕壤土栽培為宜，現階段枸杞繁殖主要以扦插繁殖為主[20-21]。本試驗對14 個不同品系或品種的枸杞進行扦插，觀察其生根能力，試驗結果表明C1、C2、C3、C4、C5、C7、C8、C12、C13 扦插均能生根，生根能力較強的前4 個枸杞品系或品種分別是C1、C4、C5、C3。而長勢最好的是C1、C4、C5、C12；不同品系或品種枸杞扦插生根能力差異性顯著，對不同品系或品種枸杞扦插生根的所有指標進行相關性分析，結果表明平均生根數與平均根長之間相關性達到顯著水平（P ＜ 0.05），生根穗條數與平均根長、生根效果指數與平均生根數之間相關性達到極顯著水平（P ＜ 0.01）。這與前人的研究結果相似，如蘇彩風等[12] 在枸杞扦插生根及相關生理生化分析中發現，不同枸杞無性系扦插的生根率存在顯著差異，其中HT2017-02 枸杞無性系明顯優于其他無性系。梁曉婕等[17] 在枸杞根系發育及地上生長對不同施氮量的響應中發現，適宜的施肥量有助于枸杞根長、根體積、根投影面積以及根表面積的增加。張立磊等[18] 通過研究不同激素對黑枸杞扦插生根的影響，發現對粗枝條和細枝條使用不同濃度的激素浸泡，更有利于黑枸杞生根。高蕊[22] 在無果枸杞硬枝扦插生根中發現100 mg/L的GGR6 生根粉溶液處理插穗2 h 效果更佳。同時，扦插基質對生根率、最大根長具有極顯著影響，對不定根數和根系效果指數有顯著影響[23]。因此，后期可以進一步研究激素、植物生長調節劑、營養物質、酶活性等對枸杞扦插生根的影響[10]，篩選出適宜扦插的優良枸杞種質資源。

枸杞無性繁殖的方式較多，除扦插外，枸杞水培育苗是一種簡便且易操作的方法，對推動枸杞高效繁育，加快優異種質推廣利用具有重要意義。然而在枸杞水培方面的研究鮮有報道，亟待開展深入研究。水培簡單易行，成本低，建立枸杞水培體系，有利于推動枸杞水培的產業化發展。本試驗水培的14 個枸杞材料只有C1、C3、C4、C12 生根，其余均未生根。枸杞水培清潔衛生，不易滋生病菌，養護方便，其余8 個枸杞種質未生根的原因還需進一步研究。對不同品系或品種枸杞水培生根的所有指標進行相關性分析，結果表明平均根長數與平均根粗之間相關性達到顯著水平（P ＜ 0.05），生根效果指數與平均根長數之間相關性達到極顯著水平（P ＜ 0.01）。盧文晉[14]設立不同的激素、營養液水平以及不同枸杞插穗部位和清水做對照，通過測定生根率及相關的生理指標，從而確定水培枸杞的最佳激素水平和最佳插穗的生根部位，為枸杞水培育苗提供了理論依據。朱淑新采用不同濃度的生根促進劑處理玉樹根部，結果表明生根時間縮短，生根速度加快，生根數量以及根長增加[24]。曾慶鴻等[25] 在研究不同濃度的萘乙酸對辣椒插穗生根能力的影響時發現，適宜濃度的萘乙酸有助于增加水培扦插中辣椒插穗的生根能力。李可伊等[26] 通過研究不同激素種類、激素濃度和插條類型對繡球花水培苗的繁育影響發現，低濃度可以促進插條生根，但高濃度具有副作用。基于水培繁殖，未來枸杞可以向無土栽培轉型，無土栽培是一門新興并迅速發展的植物栽培種植技術，用水量大幅減少，易于管理，其推廣應用為農業生產提供了新的思路[27]。

同一枸杞在扦插和水培條件下的生根能力具有顯著性差異。對同種枸杞扦插水培生根能力進行綜合比較分析，發現C1 在扦插生根綜合得分與水培綜合得分中均為第一，C4 在二者中都位列第二，C1、C4 不論是扦插還是水培，生根能力較其他品系或品種都更強，C3 在扦插生根中得分124.56 排名第四，水培生根中得分175.50 排名第三，雖然在扦插中得分低于C5 的139.73 分，但C5 在水培條件下未生根，因此C3 的生根能力強于C5。在14 個枸杞品系或品種中，生根能力排名前三的依次是C1、C4、C3。C12 扦插水培均生根，而C6、C7、C9、C10、C11、C14 均不生根，C2、C8、C13 扦插生根，水培不生根。結果表明C1（P9）、C4（P19）2 個枸杞材料無論在扦插還是水培中生根能力均較強，其平均生根數均達到了極顯著性差異水平。葉用枸杞用途廣泛，可作為蔬菜、茶葉等，相較于果用枸杞，葉用枸杞具有易繁殖、成苗率高、產量高等優勢[28]。在14 個枸杞材料中，葉用枸杞和果用枸杞各7 個，其中葉用枸杞C1、C2、C3、C4、C8、C12 和C13 扦插均生根（ 占比100%），C1、C3、C4、C12 水培生根（占比57.14%）；果用枸杞包括C5、C6、C7、C9、C10、C11 和C14，除C5、C7 扦插生根（占比28.57%）而水培不生根外，其余5 個果用枸杞扦插水培均不生根。

枸杞的扦插和水培生根是一個復雜的過程，生根效果與許多因素相關，本試驗以14 個枸杞種質資源為研究材料，通過研究其在扦插水培中的生根能力，篩選出易于繁殖推廣的枸杞材料，為后續枸杞的高效繁育提供了科學參考。在試驗過程中為了解不同品系或品種枸杞的生根特性，未添加任何外源激素，今后應進一步研究溫度、營養物質、植物生長調節劑、激素以及激素濃度對枸杞生根的影響，以期揭示枸杞生根的機理。

4 結 論

為探究不同種類枸杞在扦插和水培下的生根能力差異，本試驗選取14 種不同枸杞品系或品種進行實驗，測定其平均根粗（mm），平均根長（mm），平均生根數，生根率（%），生根效果指數，并進行了方差分析和主成分分析，主要研究結論如下：

1）不同品系或品種的枸杞生根能力具有顯著差異；

2）C1、C3、C4 三種葉用枸杞無論是在扦插還是水培的栽培方式下生根能力均是最強的；

3）不同品系或品種的枸杞在扦插和水培的繁育方式下生根能力存在極顯著差異；

4）葉用枸杞的生根能力明顯強于果用枸杞。

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[ 本文編校：趙 坤]

基金項目：寧夏回族自治區重點研發項目（2022BBF02003）；寧夏大學人才引進項目（2023）；寧夏回族自治區自然科學基金項目（2023AAC05025）。