文章信息
- 谢耀坚, 陈帅飞, 谭晓风.
- Xie Yaojian, Chen Shuaifei, Tan Xiaofeng.
- 不同营养液对水培桉树采穗条生长发育的影响
- Effects of Solutions of Different Formula on Growth of Eucalyptus Hydroponics Hedges
- 林业科学, 2007, 43(12): 144-148.
- Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(12): 144-148.
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文章历史
- 收稿日期:2007-08-10
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作者相关文章
2. 国家林业局桉树研究开发中心 湛江 524022
2. China Eucalyptus Research Center Zhanjiang 524022
桉树(Eucalyptus)已经成为我国南方发展速生丰产林的战略性树种(谢耀坚,2003)。据不完全统计,我国现有桉树人工林总面积已经达到190万hm2,每年新造林面积达几十万公顷,需要培育大量的优质苗木以满足桉树生产的需要(谢耀坚,2006)。目前桉树造林70%以上采用扦插苗,少量用组培苗,极少用种子苗。传统的大田采穗圃是将优良无性系组培苗(生产上叫母苗)种植在大田土壤中,不断地修剪和采穗,以繁殖扦插苗。但这种培养方式要存在以下几方面的问题:一是占地面积大,穗条生产效率低;二是大田环境复杂,难以对采穗母株(母苗长大后能提供穗条时叫母株)进行精准管理,穗条质量难以控制;三是受天气等自然因素影响大。基于以上原因,开展了桉树水培采穗圃前期技术的试验。
水培,又称营养液栽培,近15年来,国外在很多地方已经用于生产。国内研究和生产应用起步相对较晚(蒙格尔等,1987;张彩英,2001),目前水培技术已经广泛的应用于粮食、蔬菜、花卉、林木的生产实践,在苗木培育方面也有一定程度的发展(郭鸿英等,2003;张彩英,2001;Menzies et al., 2001)。桉树水培采穗圃一般能连续采条2年,扦插季节每10天可采1次穗条,水培采穗圃一般种植在温室的种植槽内,种植槽内定时注入营养液,以提供采穗母株需要的营养。开展桉树采穗圃水培技术,可以通过人为的精确控制来确保植物体平衡充足的营养供应,从而获得健壮的扦插穗条。水培生产的成功与否,在很大程度上取决于营养液配方(刘士哲,2001;赵兰勇,1999;杨旭,2003),即植物所需的必需元素的配比和浓度是否合适,植物生长过程的营养液管理能否满足各个不同生长阶段的要求。可以说营养液配方是水培生产的核心技术(刘士哲,2001;杨振超,2002;陈元镇,2002)。本文对不同配比营养液对桉树水培采穗条的生长发育的影响进行了研究。
1 材料与方法 1.1 试验区概况试验地设在广东湛江南方国家级林木种苗示范基地扦插荫棚中。地理位置为111°38 ′ E,21°30′ N,属北热带湿润大区雷琼区北缘,为海洋性季风气候,年平均气温23.1 ℃,极端最低气温为1.4~3.6 ℃,极端最高气温38.1 ℃,年降雨量1 567 mm,5—9月降雨量占全年的85.5%,年相对湿度80.4%。试验于2005年8月至2006年12月进行。
1.2 试验材料试验植物材料为桉树DH184-1无性系(尾赤桉E. urophylla×E. camaldulensis)组织培养苗。组培苗经过炼苗之后,定植在水培培育盘中,诱导出水生根后进行截顶处理。
1.3 化学药品及药剂分析纯化合物:硝酸钙,硝酸钾,硝酸铵,磷酸二氢铵,磷酸二氢钾,磷酸氢二钾,磷酸二氢钠,硫酸铵,七水合硫酸亚铁,乙二胺四乙酸二钠,七水合硫酸锌,一水合硫酸锰,硫酸铜,钼酸铵,钼酸钠,硼酸,氯化钙,氯化钾,尿素,碳酸氢铵等。化学纯化合物:氢氧化钠,盐酸,硫酸,高锰酸钾等。
秤取一定量的上述化学药品,分别配置10种N、P、K、Ca、Mg、S等大量元素含量不同(表 1)而Fe、Zn、Mn、Cu、Mo、B等微量元素相同(分别为2.87、0.05、0.5、0.02、0.01、0.5 mg·L-1)的营养液。将截顶处理后的桉树优株母苗分别置于10种不同配比的营养液中培育。营养液定期更换,用同期培育的大田母苗为对照。每个处理为12株母苗,重复4次,各重复均随机摆放,每棵母苗截顶后留4支穗条进行培育。待穗条培育至15 cm左右,剪下穗条测定各项生长指标。然后继续培育母苗,分4次对采自生长在不同营养液中的母株上的穗条进行扦插试验。
1.5 穗条扦插试验方法将基质装入苗盘,并对每个苗盘进行标记。苗盘放入苗盘架中,用清水将基质淋透,然后用0.3%的高锰酸钾消毒。在扦插前用清水淋洗,充分洗去高锰酸钾。在扦插时基部蘸以1 000 mg·L-1的IAA粉剂,以促进生根。插后覆盖塑料薄膜以保持相对湿度在90%左右,平均气温25 ℃,并加盖遮阳网减少阳光直射,保持叶片上有雾珠,视温度和基质水分状况进行适当的通风、喷水,每周用百菌清进行1次灭菌。第28天时进行生根率的测定。
1.6 测定因子穗条长度;穗条节数;穗条粗度;穗条鲜质量;穗条干质量;水生根系因子(以所有处理中最佳苗的水生根系因子为5,水生根系最差的为0,以此为依据,对水培苗水生根系状况进行鉴定,设定5、4、3、2、1、0 6个级别);穗条木质化程度(以大田采穗圃优良穗条的木质化程度为5,以所有处理中木质化程度最低穗条为0,以此为依据,对水培穗条以及大田采穗圃穗条进行木质化程度鉴定,设定5、4、3、2、1、0 6个级别);穗条扦插成活率。
2 结果与分析 2.1 不同营养液处理对母苗根系穗条生长的影响统计10种不同营养液配比以及大田的穗条各项生长因子,并对穗条进行扦插试验,然后分别对4组重复数据进行平均值计算,其统计结果如表 2、表 3、图 1所示。各水培营养液母苗穗条质量明显区别于大田培养的母苗穗条,各水培营养液处理培养的母苗之间也存在明显的差异。
从平均穗条长度看,无论在0.05上还是0.01水平上,处理号1~10各水培营养液母株上穗条明显大于大田培养母苗穗条长度(8.9 cm),在各种水培处理中,1号处理最高,达到19 cm,10号处理最低13.17 cm。方差分析表明,1~3号处理明显区别高于其他处理,在0.05水平,5和7号处理又明显地比号4、6、8、9、10处理高。
表 2、3所示,不同的处理平均穗条节数上与平均穗条长度显著相关(r=0.977),因此不同的处理之间平均穗条节数,与各处理间的平均穗条长度变化情况基本一致。同样平均穗条粗度与平均穗条长度和平均穗条节数相关,相关系数分别为0.962和0.979。因此在平均穗条粗度上,水培处理号培育的母树优于大田,在不同水培处理号之间,同样以1~ 3号处理较好,可以获得较粗的穗条。在4~10号处理中各穗条之间的差异逐渐减少,在0.0 5水平上,仅仅分为4类,而在0.01水平上没有明显的差异。
各处理之间平均穗条鲜质量的差异也变小,在0.01水平分为5类,平均穗条鲜质量由高至低各处理排序为3>1>2>7>4>5>10>6>9>8>11。对平均穗条鲜质量和平均穗条干质量的相关分析表明两者间相关性极显著(r=0.983),相关系数均高于它们与A、B、C之间的相关系数,除了处理4排序位有变化外,在平均穗条干质量由高至低其他处理与D排序一致。
不同配比的水培溶液所获得的桉树母树的平均苗水生根系指标F最大值为5号处理4.167,其次为8号处理(4.067),而最小值10号处理1.450,其他水溶液处理之间差别不大。相关分析表明F与其他穗条因子均呈负相关,但相关性不强。
穗条木质化程度与插穗的代谢强弱、内源生长素含量高低以及细胞分生能力强弱相关,是影响插穗成活率的一个重要因素(Bliss et al., 2002)。木质化程度低的嫩枝,代谢作用强、内源生长素含量高、细胞分生能力旺盛,有利于插穗生根(Einsmann et al.,1999;He.,2001)。但嫩枝抗逆性差,在夏季扦插时,常因气温高、水分和养分消耗大,易引起枝条枯萎死亡。这可以解释在一定范围内穗条木质化程度和穗条扦插成活率呈正相关性的主要原因。生产经验表明,半木质化穗条扦插生根率最高,可为另一角度的佐证。表 2显示,水培的穗条木质化程度均低于大田培育的穗条,且各水培处理之间的穗条木质化程度差异较小。表 3显示,穗条的木质化程度G与穗条其他形态因子A、B、C、D、E均呈显著负相关,因此穗条的木质化程度可以直接反映穗条生理状况。从扦插成活率比较,除了处理10外,其他水培溶液处理均比大田处理11要高,特别是处理6,成活率高达87.6%,其次处理8(85.17%),处理2、5、9成活率保持在70%左右,处理1、4、7成活率在6 0%左右。从相关系数看,插穗成活率与穗条的各因子的相关性不强,但与水培的生根系数因子G呈显著的正相关(r=0.788),因此生根系数因子G可以当作为水培溶液母树的一个较好的评价因子。
2.2 水培桉树穗条生长的主分量分析进一步对表 3中的各个指标进行主分量分析,各个指标间主分量分析得到主要特征向量与特征根和主分量分析的样本排序,见表 4、图 1。
如表 4所示,根据贡献率以及特征向量:第一主分量贡献率达71.09%,对应变量中X1、X2、X3、X4、X5、X7绝对值较大,其中前5个为负值,X7为正值,这反映出不同营养液处理下穗条间的差异主要表现为生物量和穗条的木质化程度,而且穗条的平均粗度、平均长度、平均节数、平均鲜质量、平均干质量与穗条的木质化程度之间呈负相关,而穗条的木质化程度与母苗水培根系情况、扦插成活率之间呈正相关;第二主分量贡献率为21.04%,对应变量中X6、X8绝对值较大,主要反映了水培根系情况与成活率情况,二者呈正相关。由图 1可知:1、2、3号营养液之间,5、6、8、9号营养液之间,各自水培效果相一致,分析对应营养液的元素组成,发现1、2、3号营养液氮元素相对磷、钾元素含量较多,5、6、8、9号营养液氮元素相对磷、钾元素含量较少。说明穗条各个因子是营养液不同配比直接作用的结果,所以进行营养液营养元素配比试验对穗条影响试验是很有实践意义的。
3 结论与讨论1) 桉树水培采穗圃与大田采穗圃培养出来的穗条质量尤其在生物量方面存在极显著差异。
2) 不同营养液培养出来的桉树穗条间的差异主要表现在生物量的大小和穗条的木质化程度方面,其中穗条的平均粗度、平均长度、平均节数、平均鲜质量、平均干质量与穗条的木质化程度负相关,而穗条的木质化程度与母苗水培根系情况、穗条扦插成活率之间正相关,水培根系情况与成活率二者呈正相关。
3) 根据水培效果可以把10种营养液分为3类:1、2、3号营养液;4、7、10号营养液;5、6、8、9号营养液。其中以5、6、8、9号营养液处理桉树水培穗条扦插效果为好,尤其以6号营养液培育出的桉树穗条茎干粗壮、长度合适、扦插成活率高。
4) 桉树水培采穗圃技术,在巴西、南非应用最早,我国没有试验研究报道。我们在参考国外经验的基础上进行了初步研究,生产出来的桉树穗条扦插成活率最高达到87.60%,达到了生产应用的要求。迄今我国未见有此类研究,本研究也是初步的,进一步试验有必要采用生产型的化肥直接用于水培,以便降低成本,简化操作工艺,真正做到在大规模生产中推广应用。
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