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微域环境因子对落基山圆柏插穗生根的影响
孟鹏, 李玉灵, 尤国春, 张硕
植物生态学报    2011, 35 (7): 779-788.   DOI: 10.3724/SP.J.1258.2011.00779
摘要   (2173 HTML1 PDF(pc) (612KB)(1836)  

以8年生落基山圆柏(Juniperus scopulorum)的嫩枝为试验材料, 采用不同扦插密度和基质等处理措施, 研究了微域环境因子对插穗生根的影响。结果表明, 两种不同扦插密度的生根部位、愈伤率、生根率、炼存率、生根效果指数(root effect index, REI)、离散度指数(rooting dispersion index, RDI)和分形特征均存在显著差异。综合分析生根率、炼存率、REIRDI等发现, 密插处理的效果好于稀插, 稀插处理的插穗生根能力较差, 生根性状离散度较大。密插处理的插穗的根系平均分形维数是稀插处理的1.24倍, 两者差异极显著(p < 0.01)。不同扦插密度下插穗的生根部位和生根机制不同: 插穗在密插处理下形成诱生根, 在稀插处理下形成原基根。不同的扦插密度造成了落基山圆柏微域环境的显著差异, 但同一密度下不同基质种类对微域环境因子的调控作用有限。密插处理下插穗的微域环境相对湿度较高(最高可达83.5%), 温度较低, 光合有效辐射较小。这些环境因子的差异导致密插处理下插穗的净光合速率(Pn)较高, 蒸腾速率(Tr)较低。在0-60天内, 密插和稀插处理的插穗的Pn均呈上升趋势, 并且二者相差的幅度随着试验时间的延长而迅速增大; 在60天以后, 二者均呈下降趋势, 相差幅度基本保持不变。密插处理下的Tr值在0-30天内基本保持不变, 而此时稀插处理下的Tr迅速增加。在30-60天内密插处理下的Tr快速增加, 60天时达到最大值, 但仍低于稀插处理。这些结果表明, 外部微域环境因子对插穗生根的影响是通过影响其内在生理指标来实现的, 插穗营养状况的差异是造成生根机制不同的主要原因。



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图2 稀插处理的平均生根状态(原基根, 大多数插穗只产生愈伤组织)。
正文中引用本图/表的段落
密插处理下生出第一个根的时间为扦插后第30天, 稀插处理下要推迟10天。密插处理下的插穗在扦插127天后依然健康, 叶片大部分为绿色(图1), 而稀插处理下的插穗叶片多枯黄, 生根的苗木也表现出亚健康状态(图2)。同时, 稀插处理下的插穗虽然切口处形成了愈伤组织并且膨大, 而生根却大都发生在皮部, 属皮部生根类型, 密插处理下的都是愈伤组织生根类型。
不同扦插密度下, 插穗的愈伤率、生根率、炼存率、REIRDI均表现出一定差异, 除愈伤率外, 其他4个指标差异显著(p < 0.05)。密插处理下落基山圆柏的前4个指标均高于稀插处理, RDI低于稀插处理, 而且生根后苗木更加健康, 叶片充水饱满、鲜绿如初(图1)。分形维数反映了根系的复杂程度, 根系发育程度越高, 分形维数越高; 根系越简单, 分形维数越小(杨小林等, 2009)。通过分形维数可以看出, 密插处理下的插穗根系发达且均匀, 稀插处理下的根系多数欠发达, 这与REI的结果一致; 通过分形维数还可以看出, 稀插处理下的插穗根系离散程度较高, 这与稀插处理的RDI值较高的结果一致。可见分形维数携带了根系结构的大部分信息, 是调查根系形态特征的有效手段。不同扦插密度下生根部位的差异, 揭示了落基山圆柏插穗生根的组织学起源不同, 即有两个根生长点: 一个是切口形成的愈伤组织(诱生根); 另一个是皮部上插穗主干和个别分枝之间的交叉点, 即分枝的基部(原基根), 其根原基起源于茎髓射线末端细胞的分裂分化。本研究发现稀插处理下的插穗多为原基根(图2), 着生在分枝的基部, 切口处虽形成了膨大的愈伤组织(直径为8 mm), 但没有形成根系。密插处理下的插穗全是愈伤组织生根型(图1), 其愈伤组织直径平均为5 mm。
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