沼泽小叶桦硬枝扦插育苗技术研究毕业论文_林学毕业论文

沼泽小叶桦硬枝扦插育苗技术研究毕业论文

2021-04-21更新

摘 要

沼泽小叶桦(Betula microphylla var. paludosa)是我国绿化价值高、耐盐碱能力很强的国家二级重点保护树种,在我国西北盐碱地以及东部沿海地区盐碱地的绿化中具有很大的利用潜力。沼泽小叶桦种子很小,播种育苗比较困难,同时沼泽小叶桦扦插很难生根成活,影响了沼泽小叶桦的扩繁与推广应用。本研究以沼泽小叶桦1年生苗木为试验材料,采用L934正交试验设计方案,利用自动间歇喷雾管理技术,研究了扦插基质、植物生长调节剂、浓度、浸泡时间对沼泽小叶桦硬枝扦插生根的影响,并研究了扦插生根过程中插穗内氧化酶活性及营养物质含量变化。主要结果如下:

10个处理中,处理4、5、6、7、8、9扦插生根率高于对照,其中处理4(A2B1C2D3)生根率最大为97.5%,处理1(A1B1C1D1)扦插生根率最小为15%。基质类型、植物生长调节剂种类、浓度以及插穗浸泡时间都对扦插生根率产生一定影响,但4种因素的影响程度不同,主次关系为基质类型(A)、处理时间(D)、激素浓度(C)、激素类型(B);因素A、B、C、D分别以A2、B1、C3、D3水平为最好,理论最优组合为A2B1C3D3,即以珍珠岩作为扦插基质,在200ppm的α-萘乙酸溶液中浸泡24h。

扦插生根过程中,插穗的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、PPO活性、POD活性、IAAO活性均发生变化,10个处理的插穗可溶性蛋白含量明显高于初值,可溶性糖含量、IAAO活性均低于初值。

插穗生根率与插穗的可溶性糖含量之间呈显著的负相关,与可溶性蛋白含量、POD、PPO、IAAO活性之间相关性不显著。

关键词:沼泽小叶桦;硬枝扦插;生根率;正交设计;相关性分析

Study on Cutting Propagation Techniques for Betula microphylla ABSTRACT

Betula microphylla var. paludosa is an important national secondary protection tree species which has high value for ornamental landscaping and saline-alkali tolerance. It can be used for afforesting in saline-alkali soil in northwest and eastern coastal area China. It is difficult for cutting rooting and the seed is too small, therefore, the propagation and popularization of Betula microphylla var. paludosa are influenced. In this paper, it was studied on the rooting rates of cutting by the seedlings in one year old in automatic intermittent spraying system and other treatments. The cutting techniques and its physiological mechanism of rooting were also studied. The main results were as follows:

All the four factors had affects on the rates of cuttings with Agt;Dgt;Cgt;B, and the treatment of A2B1C2D3 was the best, and its rooting rate was 97.5%. However, the best treatment in theory was A2B1C3D3, which was the treatment by the perlite NAA 200ppm 24h.

Soluble sugar content, soluble protein content, the activities of POD, PPO and IAAO changed during treatment. Soluble protein content was higher than initial content. Soluble sugar content and IAAO activities were lower than the initial.

Relationships between the rooting rate of cuttings and soluble sugar content had significant negative correlation, while soluble protein content, POD, PPO, IAAO activity had no significant correlation with rooting rate.

Keywords: Betula microphylla; Hardwood cutting; Rooting rate; Orthographic design; Correlation analysis

目 录

前 言 1

1文献综述 2

1.1扦插繁殖技术相关研究 2

1.1.1北美红杉嫩枝扦插 2

1.1.2红栌、樱桃和石榴嫩枝扦插研究 2

1.1.3光皮桦扦插繁殖试验研究 3

1.1.4马尾松扦插技术研究 3

1.1.5青海云杉硬枝扦插研究 3

1.1.6福建山樱花扦插繁殖及其影响因子研究 3

1.2沼泽小叶桦相关研究 4

1.2.1嫩枝扦插研究 4

1.2.2光合和生理特征研究 4

1.2.3组培试管丛生芽生根研究 4

1.2.4组培不定芽的诱导和生根试验 4

1.2.5叶绿素和脯氨酸等物质含量的变化研究 4

1.3结语 5

2试验方法 6

2.1试验材料 6

2.2试验方案 6

2.3营养物质含量测定 6

2.3.1可溶性糖含量测定 6

2.3.2可溶性蛋白含量的测定 7

2.4氧化酶活性测定 7

2.4.1过氧化物酶(POD)活性的测定 7

2.4.2多酚氧化酶(PPO)活性的测定 8

2.4.3 吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性的测定 8

3结果与分析 9

3.1生根率统计分析 9

3.2可溶性糖含量变化 10

3.3可溶性蛋白含量变化 10

3.4 IAAO活性变化 11

3.5 PPO活性变化 12

3.6 POD活性变化 12

4结论与讨论 14

致 谢 16

参考文献 17

前 言

沼泽小叶桦(Betula microphylla Bunge var. Paludosa)为桦木科(Betulaceae)桦木属(Betula)小叶桦的新变种,天然分布于新疆阿勒泰地区,常生长于潮湿盐碱地及盐沼泽附近[1]

沼泽小叶桦为国家二级重点保护濒危植物,属于稀有的温带落叶阔叶树种,为了有效地保护与利用该珍稀植物,于2007年引种至上海,以丰富该地滨海城镇盐碱化地区的植被种类和植物景观多样性,现已逐渐适应上海的环境条件。但由于开花结实年限较长,种实量也较少,严重限制了沼泽小叶桦实生繁殖[2]。目前国内外关于沼泽小叶桦扦插繁殖的生理机制尚不清楚,成熟实用的扦插繁殖技术体系尚未形成。

1文献综述

1.1扦插繁殖技术相关研究

无性繁殖主要方式有扦插、压条、嫁接、组织培养等。扦插繁殖是植物无性繁殖的主要方式之一,因其操作简单、育苗周期短、繁殖系数高等特点而影响广泛。影响扦插成活率的内部因素主要有:采穗母树的年龄,采穗位置,种内、种间扦插生根率变异以及扦插季节等;外部环境条件主要是插穗的物理和化学处理、扦插基质、光照、温度、湿度等[3-4]。根据插条成熟度的不同,可将其分为硬枝与嫩枝两类。硬枝相较于嫩枝含有更加丰富的营养物质,但其同时也有较高含量的生根抑制物而阻碍生根。嫩枝的分生组织活性较高,生长调节功能较强,但也有嫩枝中的生长抑制物质较于硬枝含量更高的情况。

1.1.1北美红杉嫩枝扦插

我国于1972 年开始引种北美红杉,目前在上海、南京、浙江等地均有栽植。由于该树种种子缺乏,且发芽率低,仅4.5%~11.9%[5],多采用扦插繁殖。李福秀等为了找出影响北美红杉插穗生根的主导因素,用当年生半木质化枝条进行了3种基质26种处理的扦插试验,结果表明:不同扦插基质对北美红杉的生根率、根长、根径及生根条数均产生显著影响。以河沙∶泥炭=2∶1的基质扦插效果最佳,其次是珍珠岩∶泥炭=2∶1基质,山地红壤∶腐殖质土=2∶1基质效果最差。试验还显示不同基质对植物激素的种类和浓度有一定的选择性,北美红杉枝条经过不同种类和浓度的植物激素处理后,其对应不同扦插基质的生根效果也不相同。以ABT3号生根粉0.075 g/kg浸泡插穗基部2h的效果最佳,其次为NAA0.075 g/kg[6]

1.1.2红栌、樱桃和石榴嫩枝扦插研究

通过研究喷施MHS代谢调节剂对红栌、 樱桃和石榴嫩枝扦插生根的影响试验,王关林等发现:MHS对扦插难、易生根植物的生长均有显著促进作用,处理后的插条可延长保绿时间,增加生根几率,从而提高成活率。生根剂与MHS之间的协同作用可明显提高插条内的叶绿素含量并增强超氧化物歧化酶(SOD)活性[7]以提升防御能力,从而促进插条成活。MHS是通过调控其生理代谢活性来实现促进插条成活的[8]

1.1.3光皮桦扦插繁殖试验研究

通过对福建梁野山天然常绿阔叶林中的光皮桦优势树种进行扦插研究,发现: ABT生根粉能显著促进插条生根,基质类型对插穗成活率有显著影响,最优组合为ABT生根粉500ppm l2cm穗条 黄土与细河砂混合基质;同种基质下,光皮桦硬枝扦插成活率明显高于嫩枝和半木质化枝条;最佳扦插时间为春季,利于形成愈伤组织且插穗保水能力强,其次为秋季[9]

1.1.4马尾松扦插技术研究

众所周知,马尾松属于扦插极难生根树种,为解决其良种繁育障碍,俞能健等于1989~1991年进行了逐月扦插马尾松2~3年生插穗共计14次。试验结果表明:以幼树侧枝顶梢和侧枝修剪诱发萌芽枝作插穗的生根效果最好;以黄心土、山地火烧土或松林表上、沙子按比例混合的扦插基质效果最好;最佳扦插时间为秋季,扦插苗成活率和生长率均明显高于实生苗[10]

1.1.5青海云杉硬枝扦插研究

国外对欧洲云杉的扦插试验结果表明不同种类插条的生根力不同[11-12],且其生根力随着年龄的增长而逐渐下降[13]。而国内类似研究力度尚浅,为满足青海云杉的造林需求,使其无性系苗木能在实际生产中得到广泛运用,王军辉等[14]对青海云杉硬枝扦插进行了系统研究。结果表明,与红皮云杉[15]和欧洲云杉[12]相关研究结果一致,青海云杉硬枝扦插存在年龄效应,以7年生母株枝条作插穗效果最佳;青海云杉硬枝扦插还具有位置效应,一级侧枝穗条的生根情况优于二级侧枝和顶芽,树冠下部优于上部;以IBA浓度200ppm浸泡处理3h的插穗生根效果最好。

1.1.6福建山樱花扦插繁殖及其影响因子研究

由于福建山樱花野生资源日渐稀少,种果易为鸟食,种子难以采集[16],为探索其扦插繁殖方法以满足生产需求,吕月良等[17]对福建山樱花半木质化枝条进行了较为系统的扦插繁殖试验研究。结果表明,最佳扦插时期为早春,其次为秋插、夏插、冬插。最佳扦插基质是以素沙:粘性黄土=2:1(体积比)的混合基质,插穗经IBA 2500 mg/L 钙镁磷浸根、IBA 3750mg/L 钙镁磷浸根或IBA5000mg/L浸根处理均有良好的促进生根效果,其中以IBA 5000mg/L处理的生根效果最为显著。

1.2沼泽小叶桦相关研究

1.2.1嫩枝扦插研究

有祥亮等[2]利用沼泽小叶桦当年生半木质化嫩枝进行了扦插实验,研究表明,ABT生根粉不同浓度和不同浸泡时间对插条生根率的影响显著,并且两者存在互补关系。用浓度为50mg/L的ABT生根粉溶液浸泡插穗基部15min为最佳组合。

1.2.2光合和生理特征研究

目前国内外关于逆境胁迫对沼泽小叶桦的生理特征影响报道尚少,王斌等[18]为了解沼泽小叶桦在不同温度湿度下的生态适应状况及其适应的生理机理,进行了3种不同处理的研究。结果表明,高温高湿对沼泽小叶桦叶片的生理功能影响显著,但沼泽小叶桦对于短时间的高温高湿处理具有一定耐受性,能经过自身的生理调节以适应环境变化。

1.2.3组培试管丛生芽生根研究

为获得诱导沼泽小叶桦生根、移栽存活的最适条件,何小丽等[19]的试验结果表明,植物生长性状、培养基类型、植物生长调节剂浓度和蔗糖量四因素均对生根系数有极显著影响,对生根率均无显著影响。促进平均根长、生根系数、生根率的最佳丛生芽生根培养基为:健壮芽 WPM IBA 0.5mg/L 蔗糖 40 g/L 琼脂 0.7%;最佳移栽生长组合为:混合介质 健壮苗 3000 lx光照 20℃温度。

1.2.4组培不定芽的诱导和生根试验

为了研究沼泽小叶桦的抗逆机理,以实现规模化育苗,李术梅和李莉[20]以沼泽小叶桦顶芽和腋芽为外植体,进行了2种培养基、3种激素不同配比沼泽小叶桦不定芽的诱导和生根试验。研究发现:具有较高无机盐浓度的MS培养基最适合沼泽小叶桦快速繁殖;最佳增殖培养基为MS 6-BA 1.0mg/L;最佳生根培养基为1/2MS IBA 0.2mg/L。

1.2.5叶绿素和脯氨酸等物质含量的变化研究

为实现沼泽小叶桦异地保护利用,以改善滨海城镇盐碱化地的生态环境,王斌[21]通过对沼泽小叶桦进行不同浓度NaCl和Na2SO4处理试验来研究其渗透调节物质含量的变化。结果发现,在NaCl 和Na2SO4对沼泽小叶桦可溶性糖、叶绿素和脯氨酸含量的影响相似,叶绿素含量随着盐浓度的增加而显著下降,可溶性糖与脯氨酸含量均随之显著升高;在较低的Na 浓度下,叶片蛋白质含量表现为先降后升;高浓度NaCl环境中,其含量随时间的增加而降低;当Na 浓度相同时,NaCl胁迫下的叶片生理指标变幅较于Na2SO4胁迫时大,这可能因沼泽小叶桦长期生长于以硫酸盐为主的环境中已适应一定浓度的硫酸盐。

1.3结语

本研究目的是掌握沼泽小叶桦在春季进行硬枝扦插育苗的技术,并初步了解沼泽小叶桦在扦插生根过程中的内含物含量变化规律,为进一步掌握其生根机理、提高扦插成活率提供参考。研究内容主要包括:(1)扦插基质、激素种类、浓度、浸泡时间对沼泽小叶桦硬枝扦插成活率的影响;(2)沼泽小叶桦在扦插过程中的氧化酶活性及营养物质含量变化。

2试验方法

2.1试验材料

采用上海植物研究所提供的1年生沼泽小叶桦容器苗苗干作为扦插材料,于2017年3月25日扦插,插条要求生长状况良好,无病斑,芽饱满。将插条剪成10-11cm长度,每根插穗上保留1-2个芽,下切口尽量靠近芽;插穗扦插前置于不同种类、浓度植物生长调节剂浸泡,扦插容器为塑料穴盘。穴盘的规格为:长54cm、宽28cm、高11cm,共32个孔穴。扦插前,先将基质浇透水后填入穴盘,用2000mg/L的多菌灵消毒杀菌。扦插后,采用自动喷雾进行水分管理,喷雾系统每分钟用水量3L,8:00-21:00-每小时喷雾2min,21:00-7:00每2小时喷雾1min,每7d喷洒1次500mg/L多菌灵溶液对基质进行灭菌。分别于3月24日(第0次,插穗未经处理时)、4月6日(第1次)、4月20日(第2次)、4月28日(第3次)共4次取样做生理指标分析。

2.2试验方案

采用L934正交试验设计方案,并以珍珠岩为基质、清水处理24h作为对照处理,总共10种处理,每种处理重复3次,每个重复扦插30根采穗。

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