生根粉對丹參莖扦插生根的影響

馬姍姍,劉云霞,張莉萍,楊紫璇,杜 鑫,韓碩妍,鄭金雙,*

(1 河北科技師范學院農學與生物科技學院 河北省作物逆境生物學重點實驗室,河北 秦皇島,066600,2 中央農業廣播電視學校昌黎縣分校)

丹參(SalviamiltiorrhizaBge.)為唇形科多年生草本植物,其以干燥根及根莖入藥,為常用大宗中藥材[1]。丹參廣泛分布于全國各地,主要道地產區有:河南、山東、陜西、湖北、安徽、四川等地[2]。隨著生態環境惡化、人為過度的無節制采挖,導致我國野生丹參資源瀕臨枯竭。冀東地區地處燕山南麓,地產野生藥材質量優良,是丹參藥材的道地產區之一。生產中,丹參以種子繁殖為主,自然條件下萌發率僅30%～40%。

丹參種子較小、不耐儲存,播種深度淺,最適覆土厚度約為1.0 cm[3,4];種子繁殖子代分化程度高。利用營養繁殖技術,能保持優良特性,縮短生產周期,是優良種質繁育的重要手段。有學者采用分根營養繁殖,但根段保管不當易霉爛[5],且繁殖系數低[6]。2年生和3年生丹參非藥用部位生物量占植株總生物量的60%～70%,若以莖段作為繁殖材料,合理利用資源,應用前景廣闊。關于丹參莖段扦插繁殖技術研究,僅見李永勝等[7]采用莖段扦播、薄膜覆蓋催芽移栽法移栽丹參,成活率達95%,但丹參莖段扦插生根機理未見報道。因此,筆者采用不同質量濃度、不同處理時間的生根粉處理丹參莖段,研究丹參扦插生根類型、生根率和根系現紅時間,完善丹參莖扦插繁殖技術理論基礎,以期為冀東地區丹參的高效生產與良種繁育提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本次試驗所用丹參莖段取自位于秦皇島市昌黎縣施各莊的河北科技師范學院(昌黎校區)農學與生物科技學院綜合實驗站丹參資源圃。本次試驗選用生長旺盛、無病蟲害的帶芽莖段為材料。

1.2 方法

1.2.1基質的配制與消毒 基質選用珍珠巖,先用亮盾(先正達南通作物保護有限公司,規格:10 mL/袋,有效成分:精甲咯菌腈)1 000倍液均勻噴灑消毒;透明塑料杯(口徑×高×底徑:96 mm×106 mm×53 mm,360 mL)底部打4個孔,將基質充分混均后裝入塑料杯中。裝杯時不要鎮壓,保持基質的疏松透氣。

1.2.2莖段處理 選擇帶芽的丹參側枝為插條,及時帶回溫室噴水保濕;插條采集后,在溫室遮蔭處將其剪截成插穗,插穗長度約13～16 cm,每個插穗帶1～2個芽,上端平切口,切口距芽1.0 cm以上,保留3～5片新鮮葉,下端斜切口,切口要整齊。插穗每30條1組,用不同質量濃度生根粉浸泡至莖段基部以上約3 cm處。

本次試驗于河北科技師范學院(昌黎校區)農學與生物科技學院現代化智能溫室進行,采用二因素(質量濃度×處理時間)隨機區組試驗設計,設置3個質量濃度:0.2 g/L(處理時間:6.0,12.0,18.0 h);0.5 g/L(處理時間:1.0,2.0,3.0 h);1.0 g/L(處理時間:0.5,1.0,1.5 h)(表1)。每個處理3次重復,每重復30條插穗。

表1 不同質量濃度和處理時間的生根粉處理丹參莖段試驗設計

1.2.3扦插及插后管理 扦插時用直徑約0.5 cm的木棍在基質上打孔,防止扦插時損傷插穗基部。插穗經不同質量濃度、不同處理時間的生根粉浸泡后,直插于基質中。扦插完立即澆透水,使插穗與基質充分接觸;塑料杯置于穴盤托內,加水,保持水面高度浸沒基質約1～2 cm。扦插后搭蓋塑料小拱棚保持扦插環境的濕度。扦插生根期間,每天8:00～9:00,12:00～13:00觀測塑料小拱棚內的溫度,保持15～25 ℃室溫,溫度過高(晴天9:00)時,揭開塑料小拱棚兩側的塑料薄膜通風降溫,17:00放下塑料薄膜。濕度管理需每天觀察棚內濕度,按需澆水。當插穗大部分生根發芽后(約需30 d),適當減少澆水次數。

調查完成生根粉不同質量濃度和處理時間條件下丹參插穗生根率后,選取生根健壯且未被污染的插穗共88條,轉移至用亮盾處理過的珍珠巖中。為防止損傷根系,先將丹參插穗放入塑料杯中,再填入珍珠巖。插完后將插穗周圍基質輕輕鎮壓,并立即澆透水,使插穗與基質充分接觸。搭塑料小拱棚保持環境濕度,當塑料小拱棚內的水分減少時適當澆水。每隔15 d觀察根系現紅情況。

1.2.4項目測定 本次試驗于2021年10月21日開始扦插,各處理扦插10 d后,統計丹參莖的生根情況,不定根長度約0.1 cm即定義為已生根,生根率=(生根插穗數/插穗總數)×100%。同時觀察不同處理莖段的生根類型。

于2021年12月27日～2022年6月19日,每隔15 d調查1次,隨機選擇15條插穗觀察根現紅情況,現紅率=(現紅插穗數/調查插穗總數)×100%。

1.3 數據處理

利用Excel 2019和DPS 9.01進行數據整理和統計分析,Photoshop CS3軟件進行圖片處理。

2 結果與分析

2.1 丹參莖扦插中不定根形成過程

觀察不定根形成過程,發現扦插后第10天,腋芽下端和莖節處出現少量米粒狀白色凸起,此時不定根已形成(圖1 A);扦插后第20天,米粒狀白色凸起伸長,形成白色晶瑩狀的幼小不定根(圖1 B),基部形成愈傷組織,愈傷層較薄呈薄片狀;扦插后第30天,不定根伸長至4～10 cm(圖1 C),且數量開始增多;插穗基部愈傷組織明顯增大,有的分化出不定根;扦插后第40天,不定根伸長至15 cm以上(圖1 D),根系發達且不定根開始形成2～3級分支,顏色變深,呈白色至淺紅色,并加粗生長,表皮出現皸裂,少數愈傷組織呈淺褐色且分化出的不定根開始伸長生長,呈簇生狀(圖1 E)。

圖1 丹參莖段扦插中不定根的形成過程

2.2 丹參莖扦插生根類型

試驗結果表明,丹參插穗生根類型共有4種,包括潛伏不定根原基生根型(圖2 B)、腋(側)芽基部分生組織根原始體生根(圖2 A～圖2 C)、愈傷組織生根(圖2 D～圖2 G)、皮部生根(圖2 L),部分插穗同時出現2～3種生根方式的混合生根類型(圖2 H～圖2 K)。由此可知,丹參莖段扦插生根為綜合性生根類型。

圖2 丹參莖扦插中的生根方式注:A～C,腋(側)芽基部分生組織根原始體生根;D～G,愈傷組織生根;H～K,腋(側)芽基部分生組織根原始體生根及愈傷組織生根;L,皮部生根

2.3 生根粉不同處理對丹參莖扦插生根率的動態變化

生根粉不同質量濃度和處理時間條件下,丹參插穗生根率均呈現緩慢增加趨勢,所有處理在第10天時均生根,在第40天時生根率趨于平穩(表2)。處理2和處理6的生根率增長趨勢大致相同,均在第40天時生根率最高達100%,且這兩個處理間差異不顯著,與其他處理間差異極顯著。扦插后第60天,處理1,處理2和處理6生根率均達到100%,且這3個處理間差異不顯著,與其他處理差異極顯著。

表2 生根粉處理丹參莖段對扦插生根率的影響 %

2.4 丹參插穗根系現紅情況觀察

扦插第40天后,有少量丹參根系現紅,現紅率為12.22%(圖3)。此時根系均已開始膨大、表皮皸裂,根系紅色較淺,出現在根基部端三分之一處(圖3 A),然后紅色逐漸加深,延長至三分之二處(圖3 B)。扦插第168天后,丹參插穗根系現紅率為54.55%?，F紅部位的根系均膨大,且表皮皸裂,顏色已變為深紅褐色并逐漸加深,延長至不定根根尖處(圖3 C)。

圖3 丹參莖扦插根系現紅情況注:A,淺紅色;B,紅色漸深;C,深紅褐色

3 結論與討論

扦插繁殖具有擴繁速度快、生產成本低、便于規?；芾?、能保持親本優良性狀等優點[8～11]。但植物扦插生根是一個復雜的過程,受植物基因型、母株年齡與插穗木質化程度、內源激素等內源因子,以及扦插基質、外源激素應用等外源因子的綜合影響。植物生根類型一般可分為潛伏不定根原基生根型、腋(側)芽基部分生組織根原始體生根型、愈傷組織生根型和皮部生根型等4種類型[12],其中潛伏不定根原基生根型、腋(側)芽基部分生組織根原始體生根型為易生根類型,愈傷組織生根型和皮部生根型為難生根類型[13]。筆者發現,丹參莖段扦插后第10天時,腋(側)芽基部分生組織根原始體生根,且根系逐漸增大;扦插后第20天生成愈傷組織,但生根較少;皮部生根最少,表明丹參以腋(側)芽基部分生組織根原始體生根為主的生根類型,屬于易生根型。

生根粉不同質量濃度和處理時間對插穗生根有顯著促進作用[14～16],生根難易決定不定根形成時間,且受外源激素影響[17,18]。有些植物由于從根原基分化到成活過程長而復雜,導致其扦插生根率較低,因此生根率是制約植物扦插繁殖技術的關鍵[19～21]。本次試驗中,生根粉0.2 g/L處理6,12 h;0.5 g/L處理3 h時,丹參莖段生根率最高,達100%。從生產成本和時間成本考慮,生產中丹參莖段扦插建議采用生根粉0.2 g/L處理6 h。