腐胺对枫桦和欧洲白桦嫩枝扦插生根及根茎养分含量的影响_周思雨.pdf

Vol.43 No.2Feb.2023第 43 卷 第 2 期2023 年 2 月中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Journal of Central South University of Forestry&Technologyhttp:/收稿日期：2022-08-31基金项目：国家重点研发计划省级资金资助项目（GX18B031）；中央高校基本科研业务费专项（2572020DR05，2572019CP16）；黑龙江头雁创新团队计划项目（森林资源高效培育技术研发团队）。第一作者：周思雨（），硕士研究生。通信作者：杨立学（ylx_），教授，博士，博士研究生导师。引文格式：周思雨,申方圆,常雪薇,等.腐胺对枫桦和欧洲白桦嫩枝扦插生根及根茎养分含量的影响J.中南林业科技大学学报,2023,43(2):67-75.ZHOU S Y,SHEN F Y,CHANG X W,et al.Effects of putrescine treatments on rhizogenesis and nutrient contents of Betula costata and Betula pendula cuttingsJ.Journal of Central South University of Forestry&Technology,2023,43(2):67-75.腐胺对枫桦和欧洲白桦嫩枝扦插生根及 根茎养分含量的影响周思雨1，申方圆1，常雪薇1，李春明1，初 冬2，杨立学1（1.东北林业大学 a.林学院；b.森林生态系统可持续经营教育部重点实验室；c.国家林业草原东北乡土树种工程技术研究中心，黑龙江 哈尔滨 150040；2.黑龙江库恩环境修复开发有限公司，黑龙江 哈尔滨 150090）摘 要：【目的】枫桦和欧洲白桦作为用材林、土壤修复和城市绿化的优良树种，具有重要的经济和生态价值，优树嫩枝扦插是加快枫桦和欧洲白桦良种快速扩繁的重要途径，腐胺作为一类具有高生物活性的含氮碱与插穗生根关系密切，近年来受到诸多学者关注。研究腐胺对 2 个树种嫩枝扦插生根过程中的根系性状和根茎非结构化碳水化合物含量变化的影响，探讨其对 2 个树种嫩枝扦插生根作用效果的最佳浓度。【方法】以同家系枫桦和欧洲白桦 2 年生嫩枝为试验材料，设置不同浓度梯度 T1、T2、T3（500、1 000、1 500 mgL-1）的腐胺溶液浸泡组和对照组（CK1 和 CK2）处理，测定插穗不定根生根率、生根数、根长、根质量和根茎非结构化碳水化合物含量，通过方差分析、相关性分析和隶属函数分析揭示腐胺对 2 个树种插穗生根和养分含量的影响。【结果】腐胺 对枫桦扦插生根促进效果最适浓度为 500 mgL-1，生根率达 26.7%，生根数达 5.3 个，平均根长达 9.4 cm；对欧洲白桦的最佳浓度为 1 000 mgL-1，生根率达 42.7%，生根数达 6.7 个，平均根长达 6.5 cm。而对于根茎非结构化碳水化合物含量，1 000 mgL-1浓度腐胺对枫桦根茎非结构化碳水化合物含量提升整体效果最佳，500 mgL-1浓度腐胺对欧洲白桦根茎非结构化碳水化合物含量的促进效果更好。【结论】腐胺浓度是影响 2 个树种扦插生根特性的关键因素，与传统处理方法 ABT（生根粉）或 IBA（吲哚丁酸）相比，腐胺不仅显著促进了 2 个树种插穗生根率、根长、根质量等性质，还对根茎非结构化碳水化合物含量具有提升作用，但通过隶属函数分析显示，腐胺+ABT（或 IBA）整体指标促进效果虽然最优，但较仅使用 ABT（或 IBA）处理组该优势并不明显。关键词：腐胺；枫桦；欧洲白桦；扦插；生根特性中图分类号：S792.15 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2023)02-0067-09Effects of putrescine treatments on rhizogenesis and nutrient contents of Betula costata and Betula pendula cuttingsZHOU Siyu1,SHEN Fangyuan1,CHANG Xuewei1,LI Chunming1,CHU Dong2,YANG Lixue1(1.a.College of Forestry;b.Key Laboratory of Sustainable Forest Ecosystem Management-Ministry of Education,c.Engineering and Technology Research Centre for Northeast Native Tree Species-National Forestry and Grassland Administration,Northeast Forestry University,Harbin 150040,Heilongjiang,China;2.Heilongjiang Coen Environmental Restoration Development Co.,Ltd,Harbin 150090,Heilongjiang,China)Abstract:【Objective】Betula costata and Betula pendula have substantial economic and ecological benefits as timber trees and they are excellent trees for soil rehabilitation and urban greening.The primary method of accelerating the rapid propagation of Betula costata and Betula pendula is to take cuttings from their elite trees.In recent years,putrescine is found to be closely related to cutting rhizogenesis as a nitrogenous base with high biological activities.Identifying the optimal concentration of putrescine during rhizogenesis and exploring its impact on root characteristics are crucial for popularizing these two tree species.【Method】The two-year-old shoots of Betula costata and Betula pendula from the same families were used as the experimental materials.The samples were treated with putrescine solutions with different concentration gradients of T1,T2,and T3(500,1 000,1 500 mgL-1),and the control groups Doi:10.14067/ki.1673-923x.2023.02.008周思雨，等：腐胺对枫桦和欧洲白桦嫩枝扦插生根及根茎养分含量的影响68第 2 期枫桦 Betula costata 和欧洲白桦 Betula pendula均为桦木科 Betulaceae 桦木属 Birch 阔叶乔木。枫桦主要分布于我国东北地区，常散生于小兴安岭、长白山林区的红松 Pinus koraiensis、鱼鳞云杉Picea jezoensis 组成的针阔混交林中，喜湿冷耐阴，树叶颜色随季节更替变化明显，常作为珍贵的绿化树种。此外，其心材黄褐色，边材白色，纹理通直，树高可达 30 m，是我国重要的阔叶用材树种1。欧洲白桦原产于欧洲和亚洲北部，由于其适应性强、耐寒易活等优点，为增加我国寒冷地区树种资源，在我国东北地区较早引种并相继开展繁育试验，并在土壤污染修复和园林绿化中发挥了重要作用2-3。无性繁殖是树木良种推广的重要途径，其中，扦插繁殖具有取材容易、方法简单和成本较低等特点，并且扦插获得的子代可以保持母本优良性状4，通过从优树取材扦插繁殖，能扩大上述树种的繁殖系数。扦插能否生根是决定扦插成活的关键因素之一5-6，枫桦和欧洲白桦扦插过程中以皮部生根型为主，兼具愈伤组织生根型和混合生根型。与插穗生根特性密切相关的外源活性物质，如外源激素、营养成分含量、多胺等，一直以来都是扦插生根的生理生化研究的热点问题之一4。多胺是一类含有多个氨基的化合物7，具有促进多种植物插穗不定根的形成和提高根系对无机离子的吸收等生理作用8-10，多胺种类交错，腐胺是其中具有重要生理功能的一类10。多胺类物质中只有腐胺处理对橄榄扦插生根具有显著的促进作用，而亚精胺和精胺则对橄榄扦插生根没有显著影响9。腐胺处理显著提高了沼泽小叶桦 Betula microphylla硬枝扦插生根率，但对苗木地径、苗高、根长和各器官生物量没有显著影响10。腐胺对扦插生根的促进作用可能源于其显著提高了插穗中的吲哚乙酸（IAA）的含量8。此外，有关外源腐胺处理对植物生长生理影响的研究多集中在蔬菜和水果类植物方面8-9。国内有关腐胺处理对于枫桦和欧洲白桦扦插生根特性影响的研究未见报道。鉴于此，本研究以 2 年生枫桦和欧洲白桦健壮嫩枝为扦插材料，采用不同浓度腐胺（500、1 000、1 500 mgL-1）和生根粉（ABT）、吲哚丁酸（IBA）溶液浸泡处理，通过比较插穗的生根率、不定根数、根长等生长指标以及根、茎中的非结构性碳水化合物（NSC）含量变化，探讨腐胺对枫桦和欧洲白桦扦插生根特性和根、茎 NSC 含量的影响以及腐胺处理的最适浓度，为完善枫桦和欧洲白桦扦插育苗技术体系提供理论与实践指导。1 材料与方法1.1 试验地概况试验地位于黑龙江省牡丹江市阳明区茂森苗木种植专业合作社（1294919E，443230N），气候类型为温带大陆性季风气候。春季干燥风大，夏季高温多雨，秋季降温迅速，冬季寒冷漫长。年平均气温 3.9，无霜期约为 156 d，年平均降水量为 692.5 mm。本试验插床规格为 1 m12 m，插床上设有拱棚，可布设大棚膜和遮阴网。1.2 试验设计试验于 2021 年 7 月中下旬进行。首先使用不同浓度的腐胺（T1：500 mgL-1、T2：1 000 mgL-1、T3：1 500 mgL-1）浸 泡 插 穗 30 min，再 用 500 mgL-1的 ABT（或 IBA）溶液浸泡 60 min 后进行扦插。对照分 2 组，其中 CK1 先用清水浸泡30 min，再用 ABT（或 IBA）浸泡 60 min，CK2前后均为清水浸泡 90 min。每组处理 3 次重复，每个重复含有 50 根插穗（表 1）。(CK1 and CK2)were set up.In this study,we determined the rooting rate,root number,root length,root weight and non-structured carbohydrates in the cuttings.The effects of putrescine on rhizogenesis and non-structured carbohydrate contents of the two tree species were revealed by ANOVA,correlation analysis,and membership function analysis.【Result】The op