珍稀濒危植物领春木扦插繁殖技术

Cutting Propagation Techniques of Rareand Endangered Plant Euptelea pleiospermum

摘要

为优化珍稀濒危树种领春木（Euptelea pleiospermum）扦插生根困难的技术问题，以领春木1年生半木质化枝条为扦插材料，采用正交试验设计，通过对生根率、根系效果指数等指标的测算，探究不同基质、外源激素、激素质量浓度、处理时间对领春木扦插生根的影响，并应用隶属函数值法对16个处理组合（基质类型、激素种类、质量浓度、激素处理时间4个因素，每因素4个梯度）的生根效果进行综合评价，为领春木的扦插扩繁提供技术参考。4种扦插基质配比（100%泥炭；V（泥炭）∶V珍珠岩= 5∶2；V（泥炭）∶V（蛭石）=5∶2；V（泥炭）∶V（珍珠岩）∶V（蛭石）=5∶2∶2，V代表体积比）中，泥炭∶珍珠岩=5∶2生根效果最好，其生根率、平均根长、最长根长、平均生根数、根平均直径分别达56.67%、6.74 cm、7.47 cm、5.73条/穗、0.31 cm，根系效果指数为1.74，远高于其他3种基质配比（P<0.05）。正交试验结果表明，用质量浓度1.0 g/L的生根粉（ABT-1）速蘸5 s的插穗生根效果最佳，生根率达65.73%，平均根长7.38 cm，平均生根数7.59条/穗，最长根长7.52 cm，根平均直径0.35 cm，根系效果指数为1.87。综合分析表明，生根效果最佳的处理组合为泥炭、珍珠岩体积比5∶2为基质、在质量浓度为1.0 g/L的ABT-1号中速蘸5 s的平均隶属函数值最大，最低处理组合为泥炭、蛭石体积比5∶2为基质、在质量浓度为0.8 g/L的吲哚丁酸（IBA）中浸泡12 h。

Abstract

In order to optimize the technical problems of cutting rooting of rare and endangered tree species Euptelea pleiospermum， using 1-year-old semi lignified branches of E. pleiospermum wood as cutting materials， an orthogonal experimental design was adopted to explore the effects of different substrates， exogenous hormones， concentrations， and treatment times on the rooting of E. pleiospermum wood cutting through the calculation of rooting rate， root effect index， and other indicators （Matrix type、hormone type， mass concentration， hormone treatment time were four factors， and each factor had four gradients）. The membership function numerical method was used to comprehensively evaluate the rooting effect of 16 treatment combinations， providing technical reference for the expansion of E. pleiospermum wood. Among the four cutting substrate ratios （100% peat；V （peat）∶V （perlite）=5∶2； V （peat）∶V （vermiculite）=5∶2； V （peat）∶V （perlite）∶V （vermiculite）=5∶2∶2， V represents the volume ratio）， peat： perlite （5∶2） had the best rooting effect， with a rooting rate， average root length， longest root length， average root number， and average root diameter of 56.67%， 6.74 cm， 7.47 cm， 5.73 stripes/ears， and 0.31 cm， respectively. The root effect index reached 1.74， which was much higher than the other three substrate ratios （P<0.05）. The results of the orthogonal experiment showed that the rooting effect of cuttings soaked with ABT-1 at a concentration of 1 g/L for 5 seconds was the best， with a rooting rate of 65.73%， an average root length of 7.38 cm， an average number of 7.59 stripes/ears， a maximum root length of 7.52 cm， an average root diameter of 0.35 cm， and a root effect index of 1.87. Comprehensive analysis showed that the optimal treatment combination for rooting effect was （peat to perlite volume ratio 5∶2 as substrate， with the highest average membership function value in ABT-1 at a medium speed of 1.0 g/L for 5 seconds）， and the lowest treatment combination was （peat to vermiculite volume ratio 5：2 as substrate， soaked in 0.8 g /L indole butyric acid （IBA） for 12 hours.

关键词

领春木 / 扦插繁殖 / 外源激素 / 隶属函数 / 生根效果

Key words

Euptelea pleiospermum / cutting propagation / exogenous hormone / subordinate function / rooting effect

0 引言

领春木（Euptelea pleiospermum）是领春木科（Eupteleaceae）领春木属（Euptelea）的落叶灌木或小乔木，高可达15 m。该属共有2种，另1种分布于日本和朝鲜，我国仅有1种^［1］。领春木是第3纪孑遗植物和古老珍稀植物之一，对研究植物的系统发育、古植物区系和古代地理气候有重要的科学研究价值^［2-3］。同时，领春木可提取单宁、制作高档家具或仪器表盒等，也可栽植在庭院和植物园作为观赏树种^［4］。由于领春木的生态习性，喜阴且湿度较大的环境，北坡数量分布比南坡多，呈零散分布，少见极小种群分布，受人为干扰和生境破坏，领春木的数量逐渐减少，加之人工林建设中未对领春木等珍稀苗木进行育苗造林，自然群体数量正在锐减，物种保护形势严峻，已走向濒危^［3］。造成其群体数量日趋下降的另一个客观原因则是该树种种子为翅果，而翅果中含有的抑制物质抑制种子发芽，新成熟的种子（翅果）对光照、温度、水分和土壤养分要求较高，在林下繁殖困难，天然更新较弱，对环境要求高且具有明显的地域性和生态脆弱性。目前，关于领春木的研究主要集中在形态结构及分布规律^［4-5］、种子繁殖及栽培技术^［6-9］、生长发育规律^［10］、种群调查及生命表分析^［11-12］、萌发特性^［13-14］、生态及遗传多样性^［15-16］等方面的基础研究。对于领春木无性扩繁技术，也有学者进行研究，但研究内容相对较少。邢世海等^［17］以领春木茎段为外植体成功地诱导出了愈伤组织；冉佳鑫等^［18］通过领春木种子幼胚在琼脂培养基繁育出正常的领春木植株；高云等^［19］从植物激素种类、激素质量浓度及浸泡时间进行领春木扩繁技术研究，发现领春木插穗在质量浓度为50~ 1 000 mg/L的萘乙酸（NAA）中浸泡5~30 min，扦插生根效果最好，激素质量浓度及浸泡时间范围较大。

为保持亲本优良遗传性状，缓解种源稀少和采种困难的现状^［20］，进一步进行抢救性保护、繁育、扩大领春木种群，做好珍稀濒危植物的保育工作，降低消失速度，在前人研究的基础上，通过增加影响领春木繁殖的因素，探究影响领春木生根率及根系生长的外部因素，并采用隶属函数计算均值的方法综合评价领春木插穗生根效果^［20-21］，筛选确定适宜领春木扦插生根指标的最优组合^［20-21］，从而有效保护和繁育领春木这一原始孑遗珍稀树种^［22］。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2023年7月15日在小陇山山门林场进行，采用全光照间歇喷雾方式进行扦插。试验用扦插容器为11 cm×14 cm的无纺布育苗袋，添加基质后直径6.3 cm×10.5 cm。本试验中萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）购自杭州茉钡特生物科技有限公司，生根粉（ABT-1）购自北京艾比蒂生物科技有限公司。插穗采自甘肃省小陇山林区李子林场境内，选取树龄约为10~15年生的壮龄领春木母树，剪取当年生木质化或半木质化健壮枝，剪成长15~20 cm的插穗、顶端保留2片叶，每个插穗留3个及以上芽眼、上切口距芽1 cm处平切（有顶芽者保留），下切口斜剪马蹄形，保证切口平滑无破损。注意在林区剪取枝条后要喷水保湿，以防失水枝条失水变干，插穗于当天随剪随处理，并将制备好的插穗置于0.5%的高锰酸钾水溶液中浸泡消毒3 min，然后根据试验设计进行扦插，为防止插穗擦伤皮和芽，扦插前用扦插棒插洞5 cm深再插入插穗，扦插后进行间歇喷雾，空气相对湿度保持在80%左右，为避免日光暴晒，用搭建遮阴网的方法控制温湿度^［22-24］。

1.2 试验设计

本试验采取4水平4因素16处理的正交试验设计，见表1。设置基质类型（A）、激素种类（B）、质量浓度（C）、激素处理时间（D）4个因素，每因素4个梯度^［12］。试验设置每处理组合为30根插穗，重复 3次，共扦插1 440根穗条。

1.2.1 基质选用及处理

基质为泥炭、珍珠岩、蛭石按比例（体积比）进行配置，并将制备好的插穗用质量浓度为1 g/L的NAA溶液浸泡插穗20 min，扦插于配比好的4种扦插基质中。

1.2.2 不同植物激素质量浓度及时间处理试验

不同外源激素种类处理试验。将1 g植物激素与75%的乙醇150 mL溶解，边加乙醇边搅拌直至完全溶解，溶解完后兑水至所需质量浓度（0.2、0.4、0.6、0.8 g/L），将制备好的插穗分别在NAA（1 g/L）、IBA（1 g/L）、ABT-1（1 g/L）和m（NAA）∶m（IBA）（m代表质量比）=1∶1（1 g/L）4种植物激素中速蘸10 s，扦插于V（泥炭）∶V（珍珠岩）=5∶2的基质中。

不同外源激素处理时间试验。试验将处理好的插穗置入质量浓度为1 g/L的ABT-1溶液中，进行快速处理（速蘸5 s、浸泡0.5 h）和慢速处理（浸泡 5 h、浸泡12 h），扦插于V（泥炭）∶V（珍珠岩）=5∶2的混合基质中^{［22，24］}。

2 数据处理

扦插100 d后，测量并统计各处理生根指标^［24］，表中数据为“平均值±标准差”，数值精确到0.01。将插穗取出，清水冲洗后，测量各项生根指标。生根率用Excel 2016进行统计，用DPS数据处理系统19.05软件对各项指标进行处理，并用邓肯氏法（Duncan）进行差异显著性分析。利用隶属函数法计算各项生根指标^{［20，25-26］}。

根系效果指数计算公式为

I=L\times n/N。（1）

式中：I为根系效果指数；L为平均根长，cm；n为根系数量，个；N为总插穗数量，棵。

隶属函数值（R（X_i ））计算公式为

R(X_i)=(X_i-X_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}})/(X_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}-X_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}})。（2）

式中：X_i为第i个指标的测定数值；X_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}和X_{\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}}为第i个指标的最大值和最小值。

以生根相关的各项指标为基础，各指标的隶属函数值累加取平均值。

结合隶属函数法综合评价16个处理组合，按照均值大小对各处理组合的生根效果排序，根据数值大小综合评价生根效果^［27-28］。

3 结果与分析

3.1 不同基质对领春木插穗生根的影响

全光照间歇喷雾^［29］扦插100 d后，对不同基质中领春木插穗生根情况进行观测和分析，见表2。由表2可知，4种扦插基质对领春木插穗的各项生根指标均产生显著性影响。插穗生根率最高的为A₂（泥炭∶珍珠岩=5∶2），平均根长（6.74 cm）、最长根长（7.47 cm）、根平均直径（0.31 cm）、生根率（56.67%）、根系效果指数（1.74）极显著高于其他 3种基质配比。A₁处理各生根指标略低于其他处理，A₁和A₂差异显著，A₁、A₃处理差异较为显著；综合分析表明A₂配比的生根效果最佳。

3.2 不同种类外源激素处理对领春木插穗生根的影响

研究表明，不同外源激素对领春木插穗生根效果的影响不同，见表3。方差分析结果显示，插穗经B₃（ABT-1）处理插穗的生根率（65.73%）、平均根长（7.38 cm）、最长根长（7.52 cm）、根平均直径（0.35 mm）、根系效果指数（1.87）均为最优，显著高于B₁、B₂和B₄处理；B₂处理后领春木插穗的生根率显著高于B₄处理，但其平均生根数、最长根长、根平均直径和根系效果指数指标普遍较B₄处理低；B₂处理诱导生根的能力显著高于B₁和B₄，但生根后根平均直径指标不理想；B₁处理生根率最差，各指标值最低。综合分析各处理后领春木插穗生根的各项指标，发现B₂处理扦插繁殖的效果优于其他各处理。

3.3 不同质量浓度的外源激素对领春木插穗生根的影响

不同质量浓度的外源激素处理领春木插穗生根影响不同，见表4。最长根长、根平均直径之间差异不显著，领春木插穗的生根率、平均生根数量、 平均根长和根系效果指数^［31-32］等指标差异显著。 由表4可知，随着质量浓度的增加，各项生根指标均呈上升趋势；C₃处理对插穗生根率、平均生根数、平均根长、根系效果指数的影响显著高于C₁、C₂处理（P<0.05）；各生根指标值C₁最低，C₄最高。综合分析得出，质量浓度是促进领春木插穗生根的主要因子。

3.4 不同外源激素处理时间对领春木扦插生根能力的影响

试验研究表明，不同外源激素处理时间对领春木插穗扦插生根情况影响不同，见表5。各处理对插穗生根影响较小的指标为平均根长、最长根长、根平均直径，影响最大的为生根率和平均生根数。高质量浓度的外源激素处理时间短，领春木插穗的生根效果要越好，试验中D₁处理生根率（52.86%）与D₂处理（48.75%）无显著差异，显著高于D₃、D₄处理（P<0.05）；D₄处理生根率仅为3.67%，生根效果最差；D₁处理平均生根数为7.59条，显著性水平高于D₃、D₄处理（P<0.05），与D₂处理无显著差异；根长表现最好为D₂处理，D₁处理次之，D₄最低；根平均直径D₁表现最好（0.38 mm），D₄（0.17 mm）最低；根系效果指数表现为D₁>D₂>D₃>D₄。

3.5 不同处理组合领春木扦插生根能力综合评价

采用隶属函数法分别计算各生根指标隶属函数值，再累加求其平均值后综合评判，值越大表明扦插效果越好，见表6。评价结果表明，生根效果最好的为A₂B₃C₄D₁处理组合，平均隶属函数值（2.93、生根率（64.57%）、平均生根数（10.68条）、根平均直径（0.47 mm）、平均根长（7.22 cm）、最长根长 （8.42 cm）、根系效果指数（2.57）在16个处理组合中均最大；A₂B₄C₃D₂隶属函数值次之，根系效果指数约为A₂B₃C₄D₁处理组合的1/2，除生根率变化不大外，每条插穗的平均生根条数也相对较少，其他各项指标都相对较小；A₃B₁C₃D₄生根效果最差，平均隶属函数值0.37，生根率（3.71%）、平均生根数（2.32条）、平均根长（1.95 cm），最长根长（2.56 cm）、根平均直径（0.13 cm）高于A₁B₁C₁D₁^{［12，21-22］}。表明领春木扦插生根的最优处理组合为A₂B₃C₄D₁，即1.0 g/L的ABT-1速蘸5 s，扦插于泥炭：珍珠岩配比5∶2的基质生根效果最好。

4 讨论

本研究通过基质、激素种类、激素质量浓度、浸蘸时间4个因素进行正交试验设计，筛选影响领春木扦插生根的主要因素，对于进一步降低育苗成本和领春木的扩繁技术研究具有重要的意义。扦插繁殖是截取植物营养器官作为插穗插入泥炭土、蛭石、河沙和蛭石等基质中重新分化出新的营养器官的一种无性繁殖方法^［29-31］。

由于基质性能稳定、投资少、管理较易，更关键的是基质能固定植物、延伸根系、保水透气、吸附危害根系的有害物质、提供矿质营养元素等作用^［32-35］，因此基质是无土栽培、育苗、扦插的主要场所，无土栽培的常见固体基质有河沙、砾石、锯末、蛭石、珍珠岩、河沙和泥炭等。4种基质配比中，泥炭∶珍珠岩（体积比5∶2）组合根系效果指数是泥炭的2.26倍，领春木生根效果最好。

外源激素的使用使得一些很难生根的树种插穗生根。4种植物外源激素配比中，ABT-1处理领春木扦插生根效果最好，有研究表明，使用ABT-1时杈杷果插穗生根效果优于其他激素种类，不同质量浓度促进生根效果表现结果也不尽相同^［39］。本试验中北京艾比蒂生物科技有限公司ABT-1的主要组成成分（IAA和NAA），IAA激素在扦插中的效果高于IBA，有研究报道，IAA处理云南松插穗生根率比IBA效果更好^［40］。为更好地探索领春木扦插生根的最佳激素配比，后期也可使用IAA、IBA 2种激素处理领春木枝条进行扦插，而不宜单独使用IBA。

外源激素处理时间上的差异影响插穗生根的各项指标，试验中高质量浓度处理速蘸领春木扦插生根效果优于其他浸泡时间多的处理，说明高质量浓度的外源激素处理插穗时间越短生根率越高，处理时间越长生根率越低。在植物扦插中激素质量浓度高以快速浸蘸为宜，质量浓度低以慢浸为宜，时间过长不仅起不到生根的作用还会破坏插穗的生根组织，导致插穗基部发黑腐烂导致组织坏死而丧失生根能力，总体来看速蘸比浸泡试验生根效果好。这与不同激素处理长柄双花木扦插生根试验中基本一致^{［40-41，43］}。

研究繁殖技术体系和保护濒危珍稀植物，应 在可比性相一致的条件下进行质量浓度配比扞 插育苗试验，筛选领春木穗条扞插生根和生根性状较好的最优激素类型及其最佳质量浓度，以期能 为珍稀濒危林木树种的繁育提供苗木培育的技术保障^{［37，40］}。

5 结论

领春木插穗生根影响的4个因素中，外源激素种类对枝条生根的影响最大，其次为扦插处理时间、外源激素质量浓度，而基质类型对领春木扦插效果的影响较小。综合评价各处理指标，采用正交试验对不同种类的植物激素，不同质量浓度的激素、不同处理时间、不同基质进行分析得出最优试验组合为：采用1.0 g/L的ABT-1处理的领春木插穗速蘸5 s后在泥炭与珍珠岩（体积比为5∶2）的混合基质扦插生根效果最好。

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基金资助

甘肃省科技计划资助(22JR5RA767)