龚益广 莫祟杏 杨锦昌 董明亮郑显澄 黎志泳
（1.广东省德庆林场, 广东 肇庆 526600; 2.中国林业科学研究院 热带林业研究所, 广东 广州 510520；
3.广东封开县渔涝镇林业站, 广东 肇庆 526537）
米老排Mytilaria laosensis为金缕梅科壳菜果属常绿乔木，又名壳菜果、三角枫、山桐油等，自然分布于我国广东、广西和云南3 个省份，境外主要分布于越南、老挝等东南亚国家，是热带和亚热带优良的速生用材树种[1]，其材质良好，色泽美观，经久耐用，适用于制作家具、胶合板、纸浆等[2]；
同时，米老排也是水土保持和土壤改良的优良树种，可有效改善土壤结构，减缓土壤酸化及提高土壤的养分循环速度[3]，故其广泛应用于南方速生用材林和生态公益林等人工林营建。目前米老排一般采用未经选育的实生苗进行人工造林[4]，但其果实两年一熟且实生子代表型变异较大，这在一定程度上阻碍了米老排人工林大面积栽植和林分生产力的提高。利用无性繁殖技术生产的苗木不仅出圃快，而且能够保持母本优良性状，故加强米老排无性繁殖技术研究是实现米老排无性系良种化和人工林高效培育的重要前提。
米老排无性繁殖技术近年来取得了较大进展。裘珍飞等[5]以优树当年生枝条为外植体，突破了“以芽繁芽”的组培快繁技术；
林能庆等[6]分析了7 种不同嫁接方法对穗条成活率的影响，鉴定了最优的嫁接方法；
白磊等[7]开展了5 种扦插措施对穗条生长影响的研究，构建了适用于嫩枝的扦插技术体系。相对于组培和嫁接，扦插具有繁殖速度快、方法易掌握、费用低等特点，是当前米老排无性繁殖的重要方式。但另一方面，扦插插穗的生根易受到枝条年龄的影响[8]，尤其是枝条完全木质化形成硬枝后，硬枝插穗的生根率显著低于嫩枝插穗[9]。目前，米老排嫩枝扦插繁殖技术已取得良好进展，幼苗插穗和萌条插穗的生根率均超过80%，但硬枝扦插技术尚未真正突破，据已有研究报道，2 年生硬枝插条生根率仅为4.44%，生根率和插穗年龄呈显著的负相关关系[7,10]。鉴于硬枝扦插在生产上可操作时间长、无需复杂设备控制外界环境、能充分利用树木修枝所产生的大量枝条和对母树生长影响小等特点，具有更广泛的利用空间，因此加强米老排硬枝扦插技术研究和完善米老排无性繁殖技术体系和促进该树种无性系良种化具有重要意义。
在自然生长条件下，一些植物可以自发地从脱离器官中产生不定根，但大多数情况下需要通过外源激素处理以促进插条不定根的形成[11]。大量研究表明，插穗年龄、外源激素种类、处理浓度和时间等因素均会影响林木的扦插效果[12-14]。其中，外源激素种类和浓度对扦插的愈伤率和生根率影响显著[15]。本研究在前人研究基础上，采集3 年生米老排幼树硬枝作为插穗，探索不同外源激素及浓度对硬枝扦插生根的影响并筛选最佳的外源激素处理方式，从而为完善米老排无性繁殖技术体系提供参考。
1.1 试验地和试验材料
试验于2019 年2 月24 日在广东省广州市中国林业科学研究院热带林业研究所（113°17′E，23°8′N）的温室大棚中进行。选取3 年生米老排，采集3 个米老排单株树冠中上部2 年生硬枝，剪成10～12 cm 的小段，采用下端斜切、上端平截和保留2 片1/3 叶的留叶方式进行插穗的制备。扦插容器为50 cm×31.5 cm×20 cm 规格的白色泡沫穴盘，每盘穴数为15 个，穴的表面直径和深度分别为9 cm 和11.5 cm；
扦插基质为黄心土和泥炭土的混合基质，体积比为3 ∶2；
外源激素种类包括中国林业科学研究院研制的 ABT 生根粉1 号（ABT1#）、萘乙酸（NAA）和吲哚丁酸（IBA）。
1.2 试验方法
采用完全随机区组设计，3 种外源激素设置4 个水平（表1），加上1 个清水处理（CK）为对照，共13 个处理，分别布置于3 个区组中，各区组每个处理的插穗数为15 株，共计585 株。
表1 米老排硬枝扦插试验外源激素水平设置Tab. 1 Levels of exogenous hormones setting in hardwood cutting experiment of M.laosensis
1.3 扦插管理
扦插前1 天，使用2.0 g·L-1的高锰酸钾溶液对扦插基质进行喷淋消毒，再覆盖塑料膜。扦插当天，将粗度基本一致的插穗浸泡于3.0 g·L-1的高锰酸钾溶液中30 min，取出后用清水洗净；
后将插穗下端斜切口放置于不同浓度的外源激素溶液中浸泡20 s，取出插穗后将其基部4～5 cm 长度插入装满基质的穴盘中并适当压实；
扦插后使用塑料膜覆盖，并采用50%遮阳率的遮阴网于上方遮盖。严格控制温室大棚内的温度和湿度，保持棚内温度20 ～30 ℃，根据天气情况进行每日1～2次喷淋，保持湿度在70%左右。每周用3.0 g·L-1的多菌灵溶液消毒，插穗长出新芽后，每周喷施0.1%复合肥水溶液2 次，并定期清理插床上的落叶和腐烂插穗。
1.4 生根指标测定
试验于扦插后90 天结束。将插穗从穴盘中取出，去土和水洗后，在每个区组中，分别对13个处理的生根率（RR）、偏根率（OSRR）、根长（RL）、根径（RD）、生根数（RN）和根系效果指数（REI）[16]进行测定和计算：（1）生根率 =生根的插穗数量/插穗总数（15 株）×100%；
（2）生根数 = 插穗生根总条数/生根的插穗数量；
（3）根长(mm) = 插穗不定根总长度/生根的插穗数量；
（4）根径(mm) = 插穗不定根总直径/生根的插穗数量；
（5）根系效果指数 = (根系数量×根系长度)/总插穗数（15 株）；
（6）偏根率为插穗基部表面上没有根分布的部分占整个根的圆周比值。
1.5 数据处理
生根率和偏根率经反正弦转换后，利用SPSS 26.0 软件对各指标进行levene 方差齐性检验、方差分析及Duncan 多重比较，使用R 语言软件包psych 和factoextra 及FactoMineR 进行主成分分析与图形绘制。
采用主成分分析和隶属函数法对扦插生根质量进行综合评价：
（1）主成分分析法：根据13 个处理的各项生根指标，提取特征值大于1 的主成分，获得各处理的主成分得分，以主成分的方差贡献率为权重计算各处理的综合得分，分值越高表示该处理生根质量越好。在数据准备过程中，将偏根率转换为匀称率（SR），公式为匀称率=1-偏根率[17]。
2.1 不同种类外源激素对插穗生根的影响
不同外源激素处理间生根指标的Duncan 多重比较结果（表2）表明，在生根率与根长方面，ABT1#表现分别为最优与最差，分别为58.88%与21.2 mm，CK 组则相反，分别为最差与最优，分别为20%与31.82 mm，IBA 与NAA 两个处理表现差异不显著（P＞0.05）。CK 组在偏根率方面有最大值，为83.33%，但与IBA 处理的差异不显著（P＞0.05），ABT1#与NAA 处理之间的差异也不显著（P＞0.05）。在根径方面，所有处理之间的差异均不显著（P＞0.05）。在生根数与根系效果指数方面，CK 组均有最小值（2.06 条与0.44），且与ABT1#和NAA 均有显著差异（P＞0.05），NAA 处理均有最大值（13.57 与2.42），且均与其他处理有显著差异（P＞0.05），ABT1#与IBA 处理均无显著差异（P＞0.05）。
表2 不同外源激素对各生根指标的影响Tab.2 The effects between rooting indexes treated by different exogenous hormones
2.2 不同水平外源激素处理对米老排生根的影响
如表3 所示，ABT1# 各处理生根率随浓度的提高呈先升高后降低趋势，1 500 mg·L-1（A2）处有最大值（82.22%），远高于CK 处最小值（20.00%）且和其他处理均有显著差异；
在ABT、NAA 和 IBA 不同水平处理中，插穗偏根率随浓度的增加分别呈下降、先降低后增加和无明显变化的趋势，1 000 mg·L-1NAA（N3）处理偏根率最低（20.67%）且显著低于CK 处的最大 值（83.33%）；
在ABT1#、NAA 和 IBA 各 处理中，插穗根长随浓度的增加分别呈无明显变化、先降低后增加和先增加后降低的趋势，1 500 mg·L-1NAA（N4）处理最长（30.56 mm），但低于CK 值（31.82 mm）；
上述不同水平外源激素处理的根径在500 mg·L-1NAA（N1）处有最大值（0.96 mm），和CK 处值（0.85 mm）无显著差别；
3 种不同水平外源激素处理的生根数随浓度的增加分别呈升高、先升高再降低和先降低后升高再降低的趋势，1 000 mg·L-1NAA（N3）处有最大值（16.4）且显著高于CK 处的最小值（2.06）。在所有处理中，ABT、NAA、IBA 处理插穗生根效果指数随浓度的增加分别呈升高、先升高后不变和先降低后升高再降低的趋势，1 000 和1 500 mg·L-1NAA（N3 和N4）处有最大值（2.8）且显著高于CK 处的最小值（0.44）。
表3 不同水平外源激素处理米老排硬枝扦插生根指标差异Tab.3 Changes in rooting indexes of hardwood cuttings treated with different level of exogenous hormones on M.laosensis
2.3 根系形态指标的相关性分析
对不同激素处理的根系指标进行相关性分析（表4），生根率和根长呈显著负相关（P＜0.05），但与根系效果指数呈正相关（P＜0.01），生根数与偏根率呈显著负相关（P＜0.01），根径和其他根系指标之间相关性均未达到显著水平。根系效果指数和根长未达到显著正相关，而和生根率与生根数呈显著正相关（P＜ 0.01）。
表4 米老排硬枝扦插不同生根指标间的相关性分析Tab.4 The correlation analysis between different rooting indexes of hardwood cuttings on M.laosensis
2.4 米老排硬枝扦插生根质量的综合评价
2.4.1 基于主成分分析的综合评价法 主成分分析共提取出3 个主成分，各主成分方差贡献率由高到低分别为37.7%、28.8%和18.6%，累计贡献率达到85.1%（图1A）。图1 中B～D 显示，第一主成分别以根长、匀称率、根系效果指数的贡献较大，超过红线代表的平均贡献率（16.67%）；
第二主成分中生根数和生根率贡献较大，贡献率分别为42.43%和35.17%；
第三主成分中根径贡献最大，远超各指标的平均贡献率（16.67%）。结合第一、二主成分和第二、三主成分的散点图(图2)，可以发现N4、A2 和N1 处理分别在第一、第二和第三主成分上得分最高，CK 处理在第一和第二主成分上得分较低，在第三主成分得分一般。在此基础上再计算各处理的综合得分，在13 个处理中，对照组（CK）的综合得分最低，为-1.242；
1 500 mg·L-1ABT1#（A2）处理的综合得分最高，为0.833；
1 250 和750 mg·L-1NAA（N4 和N2）处理所得综合分也较高。IBA 各处理的综合得分较低（-0.56），一定程度上反映出ABT1#（0.45）与NAA（0.42）在促进米老排硬枝插穗生根上优于IBA。
图1 各主成分贡献率与变量贡献率Fig. 1 Principal component contribution rate and variables contribution rate
图2 主成分散点图Fig.2 Scatter diagram of principal components
2.4.2 基于隶属函数值的综合评价法 使用隶属函数法对各处理插穗生根状况进行综合评价，发现1 500 mg·L-1ABT1#（A2）处理隶属函数值最高（0.443），CK 处理隶属函数值最低（0.194），1 750 mg·L-1和2 000 mg·L-1ABT1#（A3 和A4）处理隶属函数值也较高，1 250 mg·L-1ABT1#（A1）处理隶属函数值远低于其余ABT1#处理，IBA 激素处理隶属函数均值（0.27）低于NAA（0.37）和ABT1#（0.36）激素处理隶属均值，一定程度上反映出IBA 在促进米老排硬枝插穗生根上表现较差。
2.4.3 两种综合评价方法比较 两种评价方法不同处理间的排名具有一定的差异，N4、N2、A3、A4 处理排名有所变化，但均反映IBA 促进米老排硬枝扦插生根效果较差，且在各水平激素处理上，两种评价方法的最佳排名保持一致，均表明1 500 mg·L-1ABT1#(A2)处理的总排名最高，生根效果最佳，生根率较13 个处理的平均值高95%，偏根率低10%。
表5 米老排不同处理硬枝扦插生根质量的综合评价Tab.5 Comprehensive evaluation of rooting quality of hardwood cutting with different treatments on M.laosensis
试验发现，除根径外，外源激素对米老排硬枝扦插生根的各指标影响均显著：在生根率方面，所有处理的生根率均显著高于对照组，以ABT1#处理最佳，最优浓度为1 500 mg·L-1，和白磊等[7]米老排嫩枝扦插结果存在差异，表明木质化不同程度，同树种插穗生根效果最佳浓度也会不同。但本研究的NAA 和IBA 处理的生根率同白磊[7]发表结果类似，皆远低于杨霄霞[10]报道的米老排扦插生根率（80%），对比发现前两者相应激素处理浓度远高于后者，类似的状况在栓皮栎[19]Quercus variabilis、假柿木姜子[20]Litsea monopetala等树种的扦插中也有发现，推测可能与本试验NAA 和IBA 两种外源激素浓度设置过高有关。同时本研究发现各水平激素处理的根长均低于清水对照组（表3），而高浓度外源激素抑制金叶银杏[21]Ginkgo biloba插穗根长及低浓度IBA 促进挪威云杉[22]Norway spruce根系生长也从侧面反映本试验所采取的外源激素浓度可能过高了。偏根率、根径、生根数和生根指数均以NAA 处理最佳，和墨脱花椒[23]Zanthoxylum motuoense和黑果枸杞[24]Lycium ruthenicum扦插试验中NAA 促进生根增多和根径增大结果类似，说明该外源激素具有一定的促进根径生长的效果。
本试验中根长与生根率存在显著负相关关系，根径与其他生根指标均无显著相关性，分别与木槿[25]Hibiscus syriacus、红厚壳[26]Calophyllum inophyllum报道结果有所差别，可能是树种间扦插生根机理不同。生根率分别与根系效果指数、根长呈显著正相关与负相关，生根数与根系效果指数、偏根率存在显著的正相关或负相关关系，在进行生根效果评价时，采用生根率和生根数代替根长和偏根率、根系效果指数更加简便。插穗根系不同生长指标对同一外源激素处理有不同的响应强度和规律，单一或少数指标无法全面地反映各处理的扦插效果[27]，应采用多个指标综合评价。本试验采用主成分分析法和隶属函数法综合评价，不同处理间的排名具有一定的差异，这可能与两种评价方法各生根指标所占权重差异有关。在主成分评价法中，匀称率、根长和生根指数对第一主成分贡献较大，生根率和生根数对第二主成分贡献较大，根径对第三主成分贡献较大，而在隶属函数评价法中，各生根指标的权重是一致的。尽管如此，两种方法均发现1 500 mg·L-1ABT1#（A2）处理是米老排硬枝扦插的最佳处理方式，清水处理则是最差的。可见，两种方法在评价米老排硬枝扦插生根质量方面具有稳定性，均适用于筛选出扦插生根最佳的处理方式。
对于扦插生根而言，适当种类和配比的外源激素混合施用的效果往往优于单一生根剂。IBA与NAA 两者混合优于两者单独对非洲马铃果[28]Voacanga african等树种的插条生根效果，长蕊杜鹃[29]Rhododendron stamineum插穗生根率在IBA和NAA 配比为2 : 1 与4 : 1 时有明显差异。本试验中最适扦插处理为1 500 mg·L-1ABT1#，由配比为3 : 2 的IAA 和NAA 混合而成，这可能是ABT1#处理总体上优于NAA 与IBA 的原因，但其与树头菜[30]Crateva unilocularis硬枝扦插最佳比例接近1 : 1 不同，可能与树种的特异性有关，米老排硬枝扦插最佳的外源激素混合种类及比例仍有待进行探究。
猜你喜欢外源生根根系果树根系修剪的作用现代园艺(2022年7期)2022-11-19具有外源输入的船舶横摇运动NARX神经网络预测舰船科学技术(2022年11期)2022-07-15洮河流过生根的岩石(外二章)散文诗(2021年22期)2022-01-12雅安市：织密根治欠薪“根系网”四川劳动保障(2021年3期)2021-06-09外源铅胁迫对青稞生长及铅积累的影响西藏农业科技(2019年3期)2019-11-04国外的微水洗车模式如何在本地“生根”消费导刊(2018年8期)2018-05-25外源钙对干旱胁迫下火棘种子萌发的影响现代园艺(2018年3期)2018-02-10根系分泌物解铝毒作用研究进展现代园艺(2017年13期)2018-01-19外源添加皂苷对斑玉蕈生长发育的影响上海农业学报(2017年3期)2017-04-10长期膜下滴灌棉田根系层盐分累积效应模拟中国农业文摘-农业工程(2016年5期)2016-04-12