森林与环境学报  2020, Vol. 40 Issue (6): 648-653   PDF    
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2020.06.012
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文章信息

邱子文, 林永盛, 向旭文, 吴少华, 李永裕, 杨超
QIU Ziwen, LIN Yongsheng, XIANG Xuwen, WU Shaohua, LI Yongyu, YANG Chao
基质和生根剂处理对千层金扦插繁育的影响
Effects of medium and rooting agents on cuttings of Melaleuca bracteata
森林与环境学报,2020, 40(6): 648-653.
Journal of Forest and Environment,2020, 40(6): 648-653.
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2020.06.012

文章历史

收稿日期: 2020-09-07
修回日期: 2020-10-10
基质和生根剂处理对千层金扦插繁育的影响
邱子文1 , 林永盛1 , 向旭文1 , 吴少华1,2 , 李永裕1,2 , 杨超1,2     
1. 福建农林大学园艺学院, 福建 福州 350002;
2. 福建农林大学园艺植物天然产物研究所, 福建 福州 350002
摘要:以多年生千层金植株为材料,采用小拱棚扦插育苗技术,通过L9(33)正交试验研究不同基质(草炭、蛭石、珍珠岩的不同质量配比)、生根剂浓度(100、200、400 mg·L-1)及处理时间(1、2、3 h)对千层金扦插生根率、平均根长、根系活力和叶绿素含量的影响。采用极差分析法和主成分分析法,初步筛选合适千层金扦插的基质配方、生根剂浓度和处理时间。结果表明:处理组合A1B2C3(基质为蛭石,在浓度为200 mg·L-1生根剂中处理3 h)扦插苗的生根率、根系活力和叶绿素含量均达到最高,分别为78.00%、63.69 mg·g-1·h-1、13.16 mg·g-1;处理组合A2B1C3(基质为m草炭m蛭石=1:1,在浓度为100 mg·L-1生根剂中处理3 h)扦插苗的平均根长最长,为10.00 cm。主成分分析表明,生根率是影响千层金扦插效果的主要指标,基质是影响千层金扦插成活及生根率的最关键因素。处理组合A1B2C3的综合得分最高,为1.06,是千层金扦插效果最好的组合。
关键词千层金    扦插    基质    生根剂    处理时间    
Effects of medium and rooting agents on cuttings of Melaleuca bracteata
QIU Ziwen1 , LIN Yongsheng1 , XIANG Xuwen1 , WU Shaohua1,2 , LI Yongyu1,2 , YANG Chao1,2     
1. College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;
2. Institute of Natural Products of Horticultural Plants, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
Abstract: Perennial Melaleuca bracteata branch cuttings are used as cutting seedlings of small arch shed by adopting cutting seedling technology. An orthogonal experimental design was used to study the effects of substrates(different ratios of peat, vermiculite, and perlite) and growth regulator concentrations(100, 200, 400 mg·L-1) on the survival rate and processing time, the rooting rate, chlorophyll content, and root vitality of the cuttings. The effects of the concentration ratio of rooting agents and processing time on rooting of M. bracteata cuttings were studied using an orthogonal experimental design and principal component analysis. The results showed that the rooting rate, root vitality, and chlorophyll content of cutting seedlings reached the highest levels of 78.00%, 63.69 mg·g-1·h-1, 13.16 mg·g-1, respectively, with the treatment combination A1B2C3 where the substrate was vermiculite, the cuttings were treated with a rooting agent concentration of 200 mg·L-1 for 3 h. The average root length of cutting seedlings reached the longest, at 10.0 cm, with the treatment combination A2B1C3(the cuttings were treated with 100 mg·L-1 rooting agent for 3 hours, and then cut into a mixed medium of peat soil: vermiculite at a ratio of 1:1). Principal component analysis showed that the rooting rate is the main indicator of the effect of M. bracteata cuttings, and the substrate is the most critical factor affecting the survival and rooting rate. The treatment group treated with vermiculite as the substrate and soaked with 200 mg·L-1 rooting agent concentration for 3 hours had the highest comprehensive score, which was 1.06. Therefore, A1B2C3 is the optimal treatment combination.
Key words: Melaleuca bracteata     cutting     medium     rooting agent     treatment time    

千层金(Melaeuca bracteata)别名黄金香柳、金叶串钱柳,为桃金娘科常绿乔木,其树形优美、主干直立、侧枝下垂、嫩枝红、老枝灰、叶片金黄、气味芳香、富含精油,是良好的彩叶芳香树种。此外,千层金适应性广,抗逆性强,能适应酸、碱性土壤,具有较强的抗病虫害、抗旱、抗涝能力,是沿海地区罕见的优秀园林绿化树种之一[1-5]。目前,主要采用高枝压条、组培快繁、扦插等无性繁殖的方法进行千层金的种苗繁育和推广应用。高枝压条数量有限,组培成本较高[6-7],而扦插繁殖方法具有繁殖速度快、繁殖系数高、经济且易于管理等优点,在生产上实用性强,应用前景好[8]

目前,已有千层金扦插繁育的相关研究:如贾立人等[9]发现,千层金用低浓度生长调节剂吲哚乙酸(indoleacetic acid,IAA)做长时间(20 h)浸根处理,生根率优于高浓度短时间处理;曲芬霞等[6]研究表明,基质和激素种类是影响扦插生根率的主要因素,其中以混合基质作为扦插基质的效果最好。本文在前人的研究基础上,研究混合基质中不同的基质配比、生根剂浓度和处理时间对千层金扦插繁育的影响,采用正交试验法L9(33)进行扦插生根效应研究,运用主成分分析法进行分析,以期优化千层金扦插繁育技术,为推广和发展千层金栽培提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验设计

选取基质(A)、生根剂浓度(B)、处理时间(C)3个因素,每个因素设置3个水平,不考虑各因素之间的交互作用,试验因素及水平见表 1,正交试验设计见表 2。每个处理50枝插穗,3次重复。

表 1 正交试验因素与水平 Table 1 Orthogonal test factors and levels
水平
Level
因素Factor
基质
Substrate
生根剂浓度
Rooting agent concentration/(mg·L-1)
处理时间
Treatment time/h
1 蛭石 100 1
2 m草炭:m蛭石=1:1 200 2
3 m草炭:m蛭石:m珍珠岩=1:1:1 400 3
表 2 L9(33)正交试验设计 Table 2 Orthogonal test design of L9(33)
编号
Number
基质
Substrate
生根剂浓度
Rooting agent concentration
/(mg·L-1)
处理时间
Treatment time
/h
处理组合
Process combination
1 蛭石 100 1 A1B1C1
2 蛭石 200 3 A1B2C3
3 蛭石 400 2 A1B3C2
4 m草炭:m蛭石=1:1 100 3 A2B1C3
5 m草炭:m蛭石=1:1 200 2 A2B2C2
6 m草炭:m蛭石=1:1 400 1 A2B3C1
7 m草炭:m蛭石:m珍珠岩=1:1:1 100 2 A3B1C2
8 m草炭:m蛭石:m珍珠岩=1:1:1 200 1 A3B2C1
9 m草炭:m蛭石:m珍珠岩=1:1:1 400 3 A3B3C3
1.2 插穗制作与扦插

试验于2019年4月中旬的9:00—11:00进行,选取长势均一,直径约0.4 cm的半木质化枝条,剪成长6~8 cm的穗条,每个穗条顶部保留3~4片叶,每组50根,用细线绑扎成捆。将准备好的插穗放入500倍多菌灵溶液中浸泡15 min,取出后用清水自然冲洗,然后将插穗下部(长度为插穗的1/4)插入不同浓度的生根剂中浸泡。将浸泡好的插穗,采用直插法,插在装有不同基质的50孔穴盘(540 mm×280 mm×85 mm)中,扦插前用细枝条在基质上打一小洞,然后放入插穗。扦插后一次性浇透水,并将插穗周围基质轻轻压实。

1.3 扦插后管理

扦插完成后将穴盘轻轻放进高约80 cm的小拱棚中,棚内铺以黑色地膜,防止杂草生长,相对湿度保持在80%,棚上部覆盖双层透明薄膜,起保湿作用。扦插2 d后按天气情况定时浇清水,晴天一天两次、阴天两天一次或一天少量浇水,浇水量以浸湿插穗根部, 保证基质湿润为宜。期间每隔1周用1 000倍多菌灵和0.3%高锰酸钾进行交替消毒, 每隔两周除1次杂草, 观察插穗生长情况。

1.4 指标测定

扦插60 d后,测定生根率、叶绿素含量及根系活力等生理指标。生根率/%=生根枝条/总枝条数×100;计算不定根数,用游标卡尺测量不定根长,取平均值;叶绿素含量和根系活力的测定参照王学奎[10]方法。

1.5 数据统计分析

采用Excel 2010、SPSS 22.0软件统计与分析试验数据。

2 结果与分析 2.1 试验结果

表 3可知,不同处理组合的生根率、平均根长、根系活力和叶绿素含量相差较大。其中2号处理组合的生根效率最佳,生根率达78.00%,和其他处理组合差异显著;5号和4号处理组合次之,生根率分别达75.00%和74.50%;生根率最低的是9号处理组合,为58.50%。4号处理组合的平均根长最长,达到10.00 cm,6号处理组合次之,为9.74 cm, 且4、6号处理组合与其他处理组合差异显著,平均根长最短的为7号处理组合,为4.52 cm。2号处理组合的根系活力最高,达到63.69 mg·g-1·h-1,和其他处理组合差异显著;根系活力最低的为7号处理组合(58.47 mg·g-1·h-1)。2号处理组合的叶绿素含量最多,达到13.16 mg·g-1,和其他处理组合差异显著,而7号处理组合的最少,为6.21 mg·g-1

表 3 不同处理组合扦插试验结果 Table 3 Results of cuttings experiment studying the effects of different treatments
编号
Number
处理组合
Process combination
生根率
Rooting rate/%
平均根长
Average root length/cm
根系活力
Root vitality/(mg·g-1·h-1)
叶绿素含量
Chlorophyll content/(mg·g-1)
1 A1B1C1 74.00±0.87b 6.54±0.22cd 61.04±1.21b 10.12±0.13cd
2 A1B2C3 78.00±1.51a 8.51±0.48b 63.69±0.96a 13.16±0.27a
3 A1B3C2 72.50±1.30b 7.14±0.62c 61.15±1.67b 7.20±0.35e
4 A2B1C3 74.50±1.32b 10.00±0.41a 61.57±1.96ab 11.39±0.30b
5 A2B2C2 75.00±2.78b 9.05±0.27b 60.40±0.27bc 9.64±0.14d
6 A2B3C1 73.50±2.29b 9.74±0.44a 61.46±1.46ab 10.46±0.67c
7 A3B1C2 60.00±1.12d 4.52±0.36e 58.47±0.58c 6.21±0.24f
8 A3B2C1 63.00±1.32c 5.93±0.37d 61.01±1.40b 7.60±0.26e
9 A3B3C1 58.50±1.00d 6.91±0.27c 62.52±0.71ab 7.80±0.40e
注:表中同列数据后不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。Note: different small letters in the same column indicate significant differences between processes (P < 0.05).
2.2 不同处理对千层金扦插效果的极差分析

表 4可知,不同因素及处理对千层金扦插苗生根率、平均根长、根系活力和叶绿素含量的影响各不相同。极差分析结果显示:生根率中,极差最大的为基质,最小为处理时间,说明对生根率影响最大的因素是基质,其次为生根剂浓度,得到最佳生根率处理组合为A1B2C3(基质为单一蛭石,在浓度为200 mg·L-1生根剂中处理3 h);对千层金扦插苗平均根长影响最大的因素是基质,其次为处理时间,生根剂浓度最小,得到平均根长最长的处理组合为A2B3C3(基质为m草炭:m蛭石=1:1,在浓度为400 mg·L-1生根剂中处理3 h);不同因素对千层金扦插苗的根系活力影响效应力也不同,影响最大的因素是处理时间,其次为生根剂浓度,基质最小,得到根系活力最高的处理组合是A1B3C3(基质为蛭石,在浓度为400 mg·L-1生根剂中处理3 h);对叶绿素含量影响最大的因素是基质,处理时间次之,生根剂浓度最小,得到叶绿素含量最多的处理组合为A2B2C3(基质为m草炭:m蛭石=1:1,在浓度为200 mg·L-1生根剂中处理3 h)。

表 4 千层金扦插结果的极差分析 Table 4 Range analysis on cutting results for bracteata
因素
Factor
生根率
Rooting rate/%
平均根长
Average root length/cm
根系活力
Root vitality/(mg·g-1·h-1)
叶绿素含量
Chlorophyll content/(mg·g-1)
基质Substrate K1 224.50 22.19 185.88 30.48
K2 223.00 28.79 183.43 31.49
K3 181.50 17.36 182.00 21.61
k1 74.83 7.40 61.96 10.16
k2 74.33 9.60 61.14 10.50
k3 60.50 5.79 60.67 7.20
R 14.33 3.81 1.29 3.29
生根剂浓度 K1 208.50 21.06 181.08 27.72
Rooting agent concentration K2 216.00 23.49 185.10 30.40
K3 204.50 23.79 185.13 25.46
k1 69.50 7.02 60.36 9.24
k2 72.00 7.83 61.70 10.13
k3 68.17 7.93 61.71 8.49
R 3.83 0.91 1.35 1.64
处理时间Treatment time K1 210.50 22.21 183.51 28.18
K2 207.50 20.71 180.02 23.05
K3 211.00 25.42 187.78 32.35
k1 70.17 7.40 61.17 9.39
k2 69.17 6.90 60.01 7.68
k3 70.33 8.47 62.59 10.78
R 1.17 1.57 2.59 3.10
2.3 主成分分析

为了综合评价3个因素(基质、生根剂浓度、处理时间)对千层金扦插繁殖的影响效应,进行了生根率、平均根长、根系活力、叶绿素含量4个扦插指标的主成分分析。由表 5可知,第1主成分的累计贡献率高达73.21%,蕴含了主要信息,故选用其作为评估千层金扦插效果的指标。

表 5 各主成分的特征值、贡献率和累积贡献率 Table 5 Eigenvalue, contribution rate, and cumulative contribution rates of each principal component
主成分
Principal component
特征值
Eigenvalue
贡献率
Contribution rate/%
累计贡献率
Cumulative contribution rates/%
第1主成分Principal component 1 2.928 73.211 73.211
第2主成分Principal component 2 0.660 16.497 89.708
第3主成分Principal component 3 0.284 7.110 96.817
第4主成分Principal component 4 0.127 3.183 100.000

主成分的表达式为:

$Y_{1}=0.293 X_{1}+0.300 X_{2}+0.247 X_{3}+0.323 X_{4} $ (1)

式中:X1为生根率(%);X2为平均根长(cm);X3为根系活力(mg·g-1·h-1);X4为叶绿素含量(mg·g-1)。

Y1表达式为千层金扦插效果指标综合评价模型Z,利用该表达式对插穗4个扦插指标进行综合评价,结果见表 6。2号处理组合的扦插效果最好;排名第2和第3的分别是4号和6号处理组合;排名靠后的是9、8、7号处理组合,扦插效果最差。从主成分分析法可以看出:千层金最适合的基质种类是蛭石和m草炭:m蛭石=1:1,效果最差的是m草炭:m蛭石:m珍珠岩=1:1:1;生根剂浓度受基质的影响,在一定范围内生根剂浓度越高扦插效果越好,当生根剂浓度低于200 mg·L-1时需延长浸泡时间。这与张沛健等[11]的研究结果一致。

表 6 不同处理扦插效果的综合评判 Table 6 Comprehensive evaluation of different treatments on cutting effects
编号
Treatment
处理组合
Process combination
主成分得分
Principal component score
综合得分
Comprehensive score
综合排名
Comprehensive ranking
1 A1B1C1 0.04 0.06 5
2 A1B2C3 1.59 1.06 1
3 A1B3C2 -0.35 -0.21 6
4 A2B1C3 0.63 0.68 2
5 A2B2C2 0.28 0.25 4
6 A2B3C1 0.78 0.51 3
7 A3B1C2 -1.89 -1.33 9
8 A3B2C1 -0.78 -0.61 8
9 A3B3C3 -0.30 -0.41 7
3 讨论与结论

扦插苗的不定根发生是植物扦插成活的关键因素[12],其扦插后的生长状况(扦插生根率、平均根长、叶绿素含量以及根系活力等)除受插穗自身情况以及扦插技术影响外,还受基质、生根剂浓度、处理时间等因素影响[13-14]。基质的选择对于扦插育苗至关重要,其不仅对扦插苗的生长起支撑作用,也是扦插苗吸收水分和营养的载体。本研究表明,基质是影响千层金扦插成活的最关键因素,这与前人的研究结果一致[6]。蛭石作为基质可以显著提高千层金扦插苗的生根率,因为蛭石体积、质量均较小,质地疏松透气,孔隙大且多,有较强的保水保肥性能,促进了愈伤组织的形成及根系的生长,故生根效果好。吴玉霞等[15]的研究同样表明,采用纯蛭石作为葡萄生根基质的苗木整体质量最好。

在生产上使用一定量的生根剂可以明显改善插穗内源激素的浓度和酶活性,有助于形成根原基来催化不定根的发生[16]。本研究表明,生根剂的浓度和处理时间同时影响千层金插穗的生长,生根剂浓度对扦插苗生根率的影响大小顺序是200 mg·L-1>100 mg·L-1>400 mg·L-1,生根剂浓度为200 mg·L-1时,处理的生根率最高,这与沈琼桃等[17]、吴君等[18]、李柠等[19]的研究结果一致,在一定的浓度范围内,生根效果与植物生长调节剂浓度呈正相关,但超过一定的浓度则呈负相关,出现抑制生根现象,甚至产生毒害作用。但也有研究表明高浓度的激素处理能够促进植物扦插生根效果,如赵云龙等[20]使用2 000 mg·L-1KNAA+2 000 mg·L-1KIBA处理野生糙叶杜鹃生根效果最好,扦插生根率最高,达到78.65%,这可能与不同植物的遗传特性密切相关。据此可知,不同物种最适生根剂浓度各不相同,选择合适的生根剂浓度有利于提高扦插效果[21]

从处理时间来看,低浓度生根剂处理时间越长,扦插生根率越高,说明时间不长,对生根剂吸收不够充分,相反,高浓度生根剂处理时间越长,扦插生根率越低,说明高浓度生根剂处理时间越长,抑制生根效果越明显。有研究表明,在适当浓度生根剂下,插穗的生根率随处理时间的延长呈现“先升后降”的现象[22-24]

综上所述,将生根率作为判断千层金扦插效果的主要影响因子,得出处理组合A1B2C3(以蛭石为基质,在浓度为200 mg·L-1生根剂中浸泡3 h)是千层金扦插效果最好的组合。但影响扦插效果的因素众多,在今后的研究中应适当增加多种试验因素(如扦插时节、插穗长度、添加不同生长调节剂种类等),设置更多梯度,扩大范围,不断优化千层金扦插的条件,为千层金的推广和发展提供理论依据。

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