多肉植物康平寿叶插繁殖技术的优化

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　　摘要：【目的】優化多肉植物康平寿（Haworthia emelyae）叶插繁殖技术，为其叶插种苗繁殖和推广种植提供科学依据。【方法】测定不同土壤水含率（A）、植物激素（B）和扦插基质配比（C）处理康平寿的叶插存活率、出芽率、出芽数、生根率、生根数及总根长等指标，采用L9（34）正交试验设计筛选适宜康平寿叶插繁殖的土壤水含率、植物激素和扦插基质配比最优水平组合。【结果】不同植物激素处理康平寿的叶插存活率差异不显著（P>0.05，下同），但在生根率、出芽率、出芽数、生根数间和总根长方面存在显著（P<0.05，下同）或极显著（P<0.01）差异;土壤水含率和扦插基质配比对各生根和出芽指标均无显著影响。出芽率、出芽数和总根长受各因素影响的主次顺序均为B>C>A，存活率和生根数受各因素影响的主次顺序均为A>B>C，生根率受各因素影响的主次顺序为B>A>C。存活率、出芽率和出芽数、生根率和生根数及总根长的最优水平组合分别为A1B2C3、A2B1C3、A1B1C1和A1B1C3。综合指数分析结果表明，各因素对综合指数影响效应的主次顺序为B>C>A，综合指数的最优水平组合为A1B1C3。【结论】影响康平寿扦插繁殖效果的试验因素排序为植物激素>扦插基质配比>土壤水含率;0～10%土壤水含率、25.0 mg/L NAA和扦插基质配比2∶3∶0（腐叶土：蛭石：泥炭土）是康平寿叶插繁殖的最优水平组合。
　　关键词： 康平寿;叶插繁殖;正交试验;综合指数
　　中图分类号： S682.36                        文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2019）02-0350-07
　　Abstract：【Objective】The leaf insertion and propagation technology of succulent plant Haworthia emelyae was optimized to provide scientific basis for the leaf-cutting seedlings propagation and promotion of the plant. 【Method】Determination of H. emelyae leaf cutting survival rate，germination rate，germination number，rooting rate，number of roots and total root length treated by different soil water contents（A），different plant hormone（B） treatments，and different cutting matrix ratios（C） were conducted. L9（34） orthogonal test design was used to analyze and screen the optimal level combinations of soil water content，plant hormone and cutting matrix for H. emelyae leaf cutting. 【Result】There was no significant difference in the survival rate of H. emelyae leaf inserted in different plant hormone treatments（P>0.05，the same below），but there were significant difference（P<0.05， the same below） or extremely significant difference（P<0.01） in rooting rate，germination rate，germination number，number of roots，and total root length. Soil moisture content and cutting matrix had no significant effects on the rooting indexes and budding indexes. The germination rate，germination number and total root length were affected by the same experimental factors，the rank was B>C>A. The survival rate and number of roots were affected by the same experimental factors，the rank was A>B>C. The influence on the rooting rate affected by each experimental factor was B>A>C. The optimal level combinations of survival rate，germination rate and germination number，rooting rate and rooting number， and total root length were A1B2C3，A2B1C3，A1B1C1，and A1B1C3，respectively. Comprehensive indexes analysis indicated that， the influence of each factor on comprehensive indexes presented B>C>A， the optimal level combination of comprehensive index was A1B1C3. 【Conclusion】The experimental factors affecting the propagation effect of succulent plant H. emelyae cuttings are ranked as plant hormone>cutting matrix ratio>soil moisture content. The optimal level combination for H. emelyae leaf cutting is 0-10% of soil moisture content，25.0 mg/L NAA treatment and erishable soil∶vermiculite∶peat soil ratio 2∶3∶0. 　　Key words： Haworthia emelyae; leaf cutting propagation; orthogonal test; comprehensive index
　　0 引言
　　【研究意义】近年来，十二卷属（Haworthia）多肉植物已逐渐成为花卉市场的新贵（严霖等，2018）。康平寿（Haworthia emelyae）为百合科（Liliaceae）十二卷属软叶系珍贵多肉植物（周群，2002），因其外形精巧美观、叶片网状脉纹清澈奇特而备受栽培者和园艺爱好者青睐（兑宝蜂，2007;翟恒华等，2012）。十二卷属植物具有自交不亲和性（夏时云等，2004;陆文佳，2016），以常规分株方法繁殖速度较慢，而采用组培技术进行快速繁殖得到的组培苗存在长势较弱、不易生根及难以开花等问题（兑宝峰，2016;金燕等，2018）。叶插繁殖技术易于操作，得到的叶插苗根系完整，定植后成活率高，长势好，且能较好保持植株的优良性状（周太久等，2012），但目前对康平寿叶插繁殖技术尚不清楚。因此，筛选康平寿叶插繁殖技术，对其叶插种苗繁殖和满足市场需求具有重要意义。【前人研究进展】周群（2001）研究认为，种子珍贵稀少或繁殖生长缓慢的多肉植物适宜采用叶插方式進行繁殖。郭毓平（2004）研究发现，琉璃殿锦（H. limifoli）叶插可达到多繁快繁目的，叶插后4～6个月每片叶能萌生1～3株小苗。孙涛等（2003）以成年康平寿的春生花茎为外植体成功培育获得康平寿再生植株。宋晓涛等（2007）开展西山寿（H. mutica）、左志宇等（2007）开展克里克特寿（H. bayeri）组培研究，成功获得其组培瓶苗，且移栽成活率均在90.0%以上。黄素华等（2014）以水晶掌（H. cymbiformis）叶片为外植体，采用MS为基本培养基，附加不同植物生长调节剂组合，建立了水晶掌试管苗无性繁殖体系。郭生虎等（2016）研究发现，适当的6-苄氨基嘌呤（6-BA）和α-萘乙酸（NAA）浓度配比有利于玉露（H. obtuse）丛生芽分化。赵祥宇（2016）研究发现，多肉植物在半湿润条件下的叶插生根状况优于湿润和干旱条件。李媛和侯可雷（2017）研究认为，选取万象（H. maughanii）的幼嫩叶片作为外植体进行组织快繁，取材方便且对母体损伤少。叶珺林等（2017）研究表明，具有一定保水能力兼具通气性好的基质较适宜多肉植物叶插生长。【本研究切入点】至今，针对康平寿叶插繁殖的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】测定不同土壤水含率、植物激素和扦插基质配比条件下康平寿的叶插存活率、生根率、生根数、总根长、出芽率和出芽数，进行L9（34）正交试验，筛选出康平寿叶插繁殖最优水平组合，为其叶插种苗繁殖和推广种植提供科学依据。
　　1 材料与方法
　　1. 1 试验地概况
　　试验在广西南宁市广西大学林学院苗圃（东经108°17′、北纬22°50′）大棚内进行，属湿润的亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，霜少无雪，气候温和，夏长冬短，年均气温约21.6 ℃，夏季最热月为7—8月，月均气温28.2 ℃，极端最高气温40.4 ℃，冬季最冷月为1月，平均气温12.8 ℃，极端最低气温 -2.1 ℃，年均相对湿度79%，年均日照时数1584.7 h，年均有霜日数4.3 d （黄承标等，2010）。
　　1. 2 试验材料
　　供试康平寿购自福建省龙海市九湖昌茂园艺场，选取生长状况健康良好、规格一致、无病虫害且肥厚的成熟叶片为插穗。
　　1. 3 试验方法
　　1. 3. 1 试验设计 经预试验并参考植中桢等（2011）、赵祥宇（2016）、吴睆迪等（2017）、叶珺琳等（2017）的方法，采用3次重复的L9（34）正交试验设计，以土壤水含率（A）、植物激素（B）、扦插基质配比（C）为试验因素，土壤水含率设0～10%（A1）、10%～20%（A2）和20%～30%（A3）3个水平（土壤水含率范围通过土壤湿度计检测控制浇水量来确定）;植物激素设25.0 mg/L NAA（B1）、500.0 mg/L吲哚丁酸（IBA，B2）和清水（B3）3个水平;扦插基质由腐叶土、蛭石和泥炭土组成，设配比（质量配比，下同）2∶3∶1（C1）、3∶2∶1（C2）和2∶3∶0（C3）3个水平，共9个处理（表1），每处理扦插10个插穗，重复3次，共270个插穗。
　　1. 3. 2 插穗处理 选取规格为34 cm×18 cm的长条形有孔塑料盆作为扦插容器。试验前将配好的扦插基质铺在容器盆中，用0.5%高锰酸钾溶液对基质进行消毒后，日光曝晒1 d，在扦插前1 d将基质灌透水备用。将选取的叶片用多菌灵1000倍液浸泡10 min后，在阳光下晾晒2～3 h，让伤口完全愈合，再在通风的散射光条件下放置3～4 d使伤口封闭并产生愈伤组织，利于生根发芽。
　　1. 3. 3 插穗扦插与管理 于2017年9月21日进行扦插。扦插前，将扦插基质进行平整，用园艺小铲在基质表面划一道深约1 cm的小沟槽，槽间距3～4 cm。先将晾晒好的叶片基部在配好的溶液（25.0 mg/L NAA+500.0 mg/L IBA）或清水中浸蘸5～10 s，然后将叶片与基质平面成20o斜角放入小槽，叶片腹面朝上，背面朝下，使叶片基部充分接触基质。扦插后按设定的扦插基质相对湿度进行浇水，浇水时注意避免水珠溅到叶片上，以免发生烂叶现象。
　　1. 3. 4 测定指标及方法 能体现康平寿叶插存活、生根和出芽状况的指标有6个，即反映插穗存活能力的存活率（SR）（尚未腐烂或化水的叶片均视为存活）、反映发芽能力的出芽率（BR）和出芽数（BN）及反映生根能力的生根率（RP）、生根数（RN）和总根长（RL）。计算公式如下：
　　存活率（%）=每处理每次重复完好插穗数/每处 　　 理每次重复插穗总数×100
　　生根率（%）=每处理每次重复生根插穗数/每处
　　 理每次重复插穗总数×100
　　出芽率（%）=每处理每次重复出芽插穗数/每处
　　 理每次重复插穗总数×100
　　参考董艳芳等（2018）的试验结果，扦插后120 d结束试验时小心挖出叶片插穗，使用精度为1.0 mm的软尺测量根长，统计康平寿叶插试验的存活插穗数、生根插穗数、不定根数、发芽插穗数和不定芽数。
　　1. 4 统计分析
　　试验数据采用Excel 2010进行统计、直观分析和方差分析;参考刘新生等（2003）的方法，对测定的康平寿叶插繁殖6个指标进行量纲化处理，依据专家评判法确定各评价指标的权重，计算叶插繁殖指标的综合指数，筛选康平寿叶插繁殖效果的优水平组合。综合指数=Σ（单项指标指数×该指标权数），单项指标指数=（单项指标测定值/该项指标所有处理的平均值）。
　　2 结果与分析
　　2. 1 康平寿叶插试验结果
　　由表1可知，不同土壤水含率、植物激素和扦插基质配比处理康平寿的叶插存活率均值均在50.0%及以上，其中处理2和9的叶插存活率最高，均为83.3%，处理4的叶插存活率最低，为50.0%;处理7的出芽率最高，為26.7%，处理9的出芽率最低，为0;处理7的出芽数最多，为3.3个，处理9的出芽数最少，为0;处理1的生根率最高，为63.3%，处理8 的生根率最低，为23.3%;处理1和7的生根数最多，均为14.7条，处理8的生根数最少，仅3.0条;处理7的总根长最长，为26.3 cm，处理8的总根长最短，为8.0 cm。
　　2. 2 各因素及水平对康平寿生根和出芽指标的影响
　　由表2可知，各因素对康平寿存活率的影响均未达显著水平（P>0.05，下同）;除B因素（植物激素）对发芽能力2个指标（出芽率和出芽数）的影响达显著水平（P<0.05，下同）、对生根能力3个指标（生根率、生根数和总根长）的影响达极显著水平（P<0.01）外，其他因素[A（土壤水含率）和C（扦插基质配比）]对该5个指标的影响均未达显著水平，但具有促进作用。从表2还可看出，康平寿的叶插存活率、生根数、出芽率、出芽数和总根长受各因素的影响效应不同，其中对叶插存活率和生根数影响效应的主次顺序为A>B>C，对出芽率、出芽数和总根长影响效应的主次顺序为B>C>A，对生根率影响效应的主次顺序为B>A>C。根据各因素水平的偏差均值分析可知，出芽率与出芽数的最优水平组合相同，为A2B1C3，说明10%～20%土壤水含率、25.0 mg/L NAA、扦插基质配比2∶3∶0（腐叶∶土蛭石∶泥炭土）对康平寿的叶插出芽效果最佳;生根率与生根数的优水平组合相同，为A1B1C1，说明0～10%土壤水含率、25.0 mg/L NAA、扦插基质配比2∶3∶1（腐叶土∶蛭石∶泥炭土）对康平寿的叶插生根效果最佳;存活率和总根长的最优水平组合分别为A1B2C3和A1B1C3，说明0～10%土壤水含率、500.0 mg/L IBA、扦插基质配比2∶3∶0（腐叶土∶蛭石∶泥炭土）和0～10%土壤水含率、25.0 mg/L NAA、扦插基质配比2∶3∶0（腐叶土∶蛭石∶泥炭土）分别对康平寿的叶插成活和根长生长效果最佳。
　　2. 3 各因素及水平对综合指数的影响
　　叶插存活状况是衡量康平寿叶插繁殖效果的最重要指标，其次是发芽能力的2个指标和生根能力的3个指标，其中存活率、出芽率、出芽数、生根率、生根数和总根长的权重分别为0.40、0.20、0.10、0.16、0.07和0.07（表3）。由表3可知，处理7的综合指数最高，为1.487;处理1次之，为1.313;处理8和处理9的综合指数较低，分别为0.636和0.729。说明20%～30%土壤水含率、25.0 mg/L NAA和扦插基质配比2∶3∶0（腐叶土∶蛭石∶泥碳土）是较佳的康平寿叶插繁殖组合。
　　进一步对综合指数进行分析发现，各因素对综合指数影响效应的主次顺序为B>C>A，说明对康平寿叶插繁殖影响效应最大的因素是植物激素（B），扦插基质配比（C）的影响效应次之，土壤水含率（A）的影响效应最小，即影响康平寿扦插繁殖效果的试验因素排序为植物激素>扦插基质配比>土壤水含率。方差分析结果表明，除植物激素（B）对综合指数的影响达显著水平外，其他因素对综合指数的影响均未达显著水平，且土壤水含率（A）和植物激素（B）的3个水平梯度对综合指数的偏差值均呈递减趋势。根据各因素水平的偏差值，综合指数的最优水平组合为A1B1C3，说明0～10%土壤水含率、25.0 mg/L NAA、扦插基质配比2∶3∶0（腐叶土∶蛭石∶泥炭土）对康平寿的叶插繁殖效果最佳。
　　3 讨论
　　土壤水含率是保证插穗存活的关键因素（梁惠敏和陈如波，2001）。本研究中的综合指数分析结果表明，土壤水含率对康平寿叶插繁殖效果具有明显影响;3个水平梯度土壤水含率对应综合指数的偏差值呈递减趋势，说明0～10%土壤水含率对康平寿叶插繁殖效果的影响最佳，而10%～20%土壤水含率对康平寿叶插繁殖的促芽效果最好，即在康平寿叶插繁殖期间需动态管理土壤水分，应根据不同繁殖阶段要求保持一定土壤水含率。
　　选择适宜的外源植物激素能显著提高插穗的生根效果（郑健等，2007;闫海霞等，2008;仲兆清和潘春香，2014;郑先波等，2017）。本研究中，使用NAA处理的康平寿叶插繁殖效果优于使用IBA或不使用激素处理，且能提高插穗的生根率、促进根数增加和根系生长，进而提高插穗的出芽率和出芽数，与邓小梅等（2007）对棱角山矾的研究结果相似。综合指数分析结果表明，植物激素对康平寿叶插繁殖效果具有显著影响，说明外源植物激素能影响康平寿插穗内部养分的调配，刺激细胞分裂，同时促进分生细胞伸长以促使插穗发根、发芽和调节愈伤组织形态建成。此外，本研究结束时许多扦插叶片仍存活但未生根和出芽，为获得更准确的试验结果，后续研究可考虑延长试验时间。 　　扦插基质质量是影响插穗生根成活率及根系活力的重要因素之一，且不同扦插基质在持水力、透气和透水性等方面各具特点（黄绍辉等，2007）。张小芳等（2018）研究认为，基质组成及其物理性状决定植株的生根和出芽环境，而理想的扦插基质在具备最佳空气孔隙度以满足氧气扩散和气体交换的同时，还应具有足够的水分和养分储备以满足插穗吸水生根及根系发育。本研究中的综合指数分析结果表明，不同配比扦插基质对康平寿叶插繁殖效果的影响不显著，对各指标具有促进作用但差异不显著，其中，配比为2∶3∶0（腐叶土∶蛭石∶泥炭土）的扦插基质透气性好、保湿能力强，对提高康平寿插穗存活率、出芽率、出芽数和总根长等指标的效果最佳，配比为2∶3∶1（腐叶土∶蛭石∶泥炭土）的扦插基质对促进生根和根数增加的效果最好，配比为3∶2∶1（腐叶土∶蛭石∶泥炭土）的扦插基质因腐叶土所占比例过大，容易随时间推移而板结，不利于根系呼吸和生长，故对康平寿叶插繁殖效果不佳。说明康平寿叶插后其基部形成愈伤组织时喜欢透气性好、保湿能力强的基质，当插穗进入生根和发芽阶段，疏松透气和肥力良好的基质亦可促进康平寿叶插不定根和不定芽形成，与唐健民等（2017）对小果核果茶的研究结果相似。
　　本研究还发现，土壤水含率、植物激素和扦插基质配比对康平寿叶插存活率的影响均不显著，但各处理的存活率均值均在50.0%及以上，说明康平寿适宜进行叶插繁殖，而土壤水含率和扦插基质配比对康平寿叶插繁殖效果影响不显著可能与康平寿自身品质有关，也可能受大棚温度、空气湿度和光照强度等外部因素影响，具体原因有待进一步探究。
　　4 结论
　　影响多肉植物康平寿扦插繁殖效果的因素排序为植物激素>扦插基质配比>土壤水含率，0～10%土壤水含率、25.0 mg/L NAA和扦插基质配比2∶3∶0（腐叶土∶蛭石∶泥炭土）是康平寿叶插繁殖的最优水平组合。
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