不同磁场强度对刺槐硬枝扦插超声波育苗生根的影响

夏尚光+侯金波

摘    要：以刺槐硬枝插穗为试材，设置了600，800，和1 000 Gs等3种磁场处理强度，研究其成活生根情况。结果表明： （1）与对照相比，各处理根系长增加2～4 cm，生根条数增加5～8根，叶片数增加8～12个，其中，以800 GS磁场苗床的处理效果最佳。（2）在相同磁场强度下，采用托玛琳石处理与未用托玛琳石处理相比，各处理的插穗新根生长速度均明显加快，根系长度平均增加约1 cm，发根量增加2～3根，总叶量2～3片。由此表明，磁场和托玛琳石都对剌槐硬枝扦插生根生长有明显的增速效果。

关键词： 磁场;速生剌槐;超声波育苗;硬枝扦插;生根率

中图分类号：S685.99         文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.028

Effect on Rootage of Branchlets Ultrasonic Propagation for Robinia Pseudoacacia under Different Intensities of Magnetic Field

XIA Shang-guang1， HOU Jin-bo 2

（1. Academy of  Forestry， Hefei， Anhui 230031， China; 2. Anhui Hongsen Gaoke Ecological Development Company for Agriculture and Forest， Guoyang， Anhui 233602， China）

Abstract： This study takes branchlet cuttinGs of fast-growing Robinia  pseudoacacia var inermis Dc as testing material， sets three treatments of magnetic field of 600， 800 and 1 000 Gs， to compare the effects on rootage under different intensities of magnetic field. The results showed that root length of the treatments increased 2～4 cm longer， root number 5～8 more， leaf number 8 to 12 more， than those in control （not using seedbed of magnetic field， traditional ultrasonic seedling）， the effect of treatment with seedbed of magnetic field under 800 Gs is best. Then the growth speed increased to some extent， of treatments with Tourmaline， the average root length 1 cm longer， the root number 2～3 root more， leaf number increased 2～3 more， compared with treatments untreated with Tourmaline in the same densities of magnetic field. It suggests that the magnetic field and Tourmaline both have promoting effect on the growth of Robiaia pseudoacacia var inermis Dc.

Key words： magnetic field; Robiaia pseudoacacia; ultrasonic seedling; rootage

生物磁学是研究和应用物质的磁性和磁场与生物学特性之间相互联系和相互影响的一门新兴边缘学科。随着科学技术发展的突飞猛进，生物磁学也得到了大力扩展和深化， 目前已在医学、农业、食品、环保以及生物工程等领域得到广泛应用[1]。电磁辐射对生物生长、发育、遗传与分化的影响已经成为人们研究的热点[2]。国内外许多研究证明，磁场直接处理植物种子，可明显提高种子的发芽势与发芽率，促进种子生根等。植物种子受磁场照射可促进发芽，刺激生根和胚轴延长，细胞分裂指数增加[3] ，提高根系活力，为植物体内许多重要物质的生物合成提供更多的中间产物[4]。番茄种子在磁场处理下活力明显提高[5]。但磁场处理是否能促进木本树种穗条生根生长其研究鲜见报道，特别是对刺槐硬枝扦插。

速生剌槐（Robiaia pseudoacacia var.）是刺槐的一个自然变种，为防止乡土剌槐优良种质资源的丢失，自20世纪80年代始，安徽省林业科学院便注重其育种资源的收集、保存和利用研究，在自然杂交后，经后代重组，产生出新的异质型群体，经过多代的选择、分离、区划试验、对比研究而育成的优质速生剌槐新品种。剌槐异花授粉力强，天然杂交率高，种性不易保持[6]，并且成苗周期长[7]，它的穗条扦插是非常难生根的，一般扦插成活率很低，嫁接和埋根的成本又高，速度也慢，达不到快速繁殖目的。本试验以速生剌槐插穗为试材，采用600，800，1 000 Gs等3种磁场处理来促进扦插穗生根，意在改进速生剌槐超声波的育苗处理。通过试验研究，确定速生剌槐插穗生根的最佳磁场强度范围，促进树种穗条生根的电磁生物学研究，这对速生剌槐的规模化推广与应用具有重要的实践指导意义。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验设在涡阳县农业局下属农场速生剌槐育苗繁殖基地，气候处在暖温带南缘，属暖温带半湿润气候区，具有显著的过度性特征。季风明显，气候温和，光照充足，雨量适中，无霜期长，四季分明，春温多变，夏雨集中，秋高气爽，冬长且干。历年平均气温14.9 ℃，平均日照2 184 h，平均无霜期213 d，平均年降水量831 mm。地带性土壤为黄土性古河流沉积物所发育而成的砂姜黑土，土层深厚，肥沃，适宜多种植物生长发育。

1.2 试验设计

试验设置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4个处理，其中处理Ⅰ（CK）只应用超声波育苗，而不加磁场，具体处理：（1）选取剌槐健壮当年生硬枝，用利剪剪成上平下斜、具有两芽两叶、长6～8 cm的穗段。（2）将剪好的插穗下部1～2 cm，浸泡在事先配好的生根液中5 s左右。（3）用丝棉包裹已处理好的插穗根部，依次镶嵌到育苗箱顶部，株行距设计为10 cm×10 cm。（4）按5个时间段依次喷超声波气雾营养液：① 6：00—9：00，每0.5 h喷30 s;②9：00—12：00每15 min喷60 s;③12：00—15：00每5 min喷30 s;④15：00—18：00每15 min喷1 min;⑤18：00至次日6：00每2 h喷60 s。处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均在处理Ⅰ的基础上于育苗箱底部、离插穗60 cm处每平方米分别均匀放置600、800、1000高斯磁场强度磁铁4块作用于苗床。

托玛琳石再处理试材：在上述处理的基础上分别加入托玛琳石于雾化水中。

1.3 研究方法

试验从2013年5月18日—2013年6月18日，每2 d观测记录处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ插穗的生根及生长情况，包括生根率（%）、根系长（cm）、根条数（根）、叶片数（片）。测定再加托玛琳石后，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中在育苗的根系、长势。利用Excel表记录试验数据和处理试验结果。

2 结果与分析

2.1 不同磁场处理对速生剌槐插穗生根的影响

5月18日剌槐穗条扦插，至5月22日，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ剌槐插穗均未发新根。处理Ⅲ在5月24日首先发出第1个新根，长约0.2 cm;处理Ⅱ、Ⅳ到5月26日各发出第1个新根，均长约0.2 cm，而此时处理Ⅲ所发新根已长约0.5 cm;至5月28日，处理Ⅰ才发出第1个新根，长约0.2 cm，此时处理Ⅲ所发新根已长约0.8 cm，处理Ⅱ、Ⅳ均长约0.5 cm;到6月8日，处理Ⅲ率先发出第2个新根，长约0.2 cm，此时处理Ⅱ、Ⅳ所发新根均长约3.4 cm，处理Ⅰ所发第1个新根长约2.2 cm;到6月10日，处理Ⅱ、Ⅳ均发出第2个新根，均长约0.2 cm，此时处理Ⅲ所发新根已长约0.5 cm，处理Ⅰ所发第1个新根长约3.2 cm;6月12日，处理Ⅰ所发第1根新根长约0.2 cm，此时处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所发第2个新根分别长约0.5，1.2，0.5 cm;6月16日，处理Ⅲ仍率先发出第3个新根，长约0.2 cm，此时处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ所发第2个新根分别长约1.0，1.2，1.2 cm;至6月18日止，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ也未发出第3个新根，此时处理Ⅲ所发出第3个新根长约0.8 cm，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ所发第2个新根分别长约1.5，1.5，1.6 cm，具体如图1所示。

从图1可以看出，处理Ⅲ的促进作用最强，发新根最快、最长，也最多，说明处理Ⅲ是速生剌槐的适宜磁场处理;处理Ⅱ、Ⅳ除在试验最后一天的6月18日根长分别为1.5，1.6 cm外，其他处理时间二者均保持同步，体现在发新根的时间、所发根长均完全相同，说明速生剌槐存在一个最佳磁场处理，过高（处理Ⅳ）或过低（处理Ⅱ）的处理均不能将促进生根的作用最大化。而处理Ⅰ作为对照，至试验结束前倒数第3天的6月16日始终发新根最晚、最短，也最少;值得注意的是，在试验最后一天的6月18日，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ基本同步，三者间无明显差异，说明处理Ⅱ、Ⅳ此时对生根已无促进作用。并且从图1中可以看出，6月12日至6月18日，处理Ⅱ、Ⅳ所发第2个新根长的增速低于处理Ⅰ，如果进一步延长试验时间，处理Ⅱ、Ⅳ所发第2个新根长可能低于处理Ⅰ，试验时间超过30 d后，处理Ⅱ、Ⅳ对生根的作用可能会由促进转为抑制，说明磁场处理对速生剌槐生根的促进有一定的作用时间限制，超过这个时限，促进作用会消失，甚至可能反转为抑制作用。

2.2 磁场处理和托玛琳石试验对根系与叶片长势的影响

速生剌槐采用磁场苗床育苗，效果十分明显。与对照Ⅰ相比，应用600～1 000 Gs磁场苗床育苗，3个处理（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）的插穗根系长增加3～5 cm，根条数增加4～9根，叶片数增加5+12个（如表1）。从根系长、根条数、叶片数3个指标来比较处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下的各值，处理Ⅲ均为最大，其生根率更是达到了100%，说明其对生根与叶片长势的促进作用最强。

处理Ⅱ较处理Ⅰ，生根率、根系长、根条数和叶片数分别提高了18.8%，25.0%，75.0%和166.0%;处理Ⅲ分别提高了25.0%，125.0%，300.0%和300.0%;处理Ⅳ分别提高了22.5%，75.0%，133.0%和150.0%。说明处理Ⅲ的增速作用强于处理Ⅱ、Ⅳ，处理Ⅱ、Ⅳ间差异不明显。

从表2的生长量结果来看，采用托玛琳石的处理同表1中相同磁场强度的处理相比，生长均表现出一定程度的增速，根系长平均增加约1 cm，根量增加2～3根，叶片数增加2～3个。从根系长、根条数、叶片数3个指标来比较处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下的各值，处理Ⅲ均仍为最大，其生根率仍是达到了100%，说明其对生根与叶片长势的促进作用仍最强。

将表2与表1中各指标值进行相应的比较，表2的处理Ⅱ较表1，根系长、根条数和叶片数分别提高了16.7%，14.3%和25.0%;处理Ⅲ分别提高了12.5%，16.7%和6.25%;处理Ⅳ分别提高了16.7%，40.0%%和25.0%。说明采用托玛琳石的处理具有明显的增速作用。对生长量结果进行方差分析，区组内差异显著（P<0.05），区组间差异也极显著（P<0.01），这说明磁场和托玛琳石都对速生剌槐的生长有增速效果。

3 结论与讨论

通过磁场对黄精组培苗生长的影响研究，发现其表现出来的是促进作用[2]。与对照相比，速生剌槐硬枝插穗经磁场处理后，须根量明显增多，且长度增长。这可能是由于插穗生根成活后，持续受磁场环境影响而产生的苗期生理适应性。此结论与本试验中表现的磁场苗床对剌槐插穗成活及生长速率的提高，具有显著促进作用相吻合。磁场处理组与对照的相对值均为正值，表明适当强度磁场处理在一定程度上对剌槐须根生长起着加速与推进作用，而这种现象可能是通过改变剌槐疏导组织的疏导能力表现出来的[8]，磁化作用有可能会损伤植物的导管，但在磁场处理撤销后一段时间内，受损细胞能很快得到修复，而且在适宜的磁场处理下很有可能激活了植株生长的某条特定的代谢途径，或者某个关键性的酶，从而促进了植株的生长[1]。

本研究发现，促进速生剌槐生根的最佳磁场强度是800 Gs，在此磁场强度下，速生剌槐的生长速率最大，包括生根率、根系长、根条数、叶片数各指标均最大。而黄精生长试验中其须根的长度、直径最大化的最佳磁场处理强度为60 Gs，最大须根数的最佳磁场强度是120 Gs，最大根茎鲜质量的最佳磁场强度是170 Gs，均远低于本试验中的磁场强度，究其原因，一方面是由于组培苗较扦插穗幼嫩，另一方面从最大黄精须根长、须根直径所需磁场强度低于最大须根数，且均低于最大根茎鲜质量的磁场强度可以看出，植株各形态指标对磁场强度有着不同要求，总体规律是较低的磁场强度有利于须根的营养生长，而中等的磁场强度有利于须根的分化，增加须根数，较强的磁场强度则有利于包含须根长、须根直径、须根数的根茎鲜质量最大化。这对以后的磁场育苗有所启示：不同植物、不同部位对磁场强度都有不同的要求，针对不同的植物、不同的部位，要选择相应的磁场强度，这样才能精确发挥磁场作用，为不同的育苗目标提供最佳磁场强度。否则，在幼苗生长试验中，即使在强磁场作用下，也可能对白菜无效[9]，原因可能是磁作用量远偏最佳值，在这种情况下，其最佳用量还应通过进一步做试验来确定。

本试验在600～1 000 Gs的磁场强度基础上，再附加使用托玛琳石，进一步表明磁场对速生剌槐插穗生根生长具有更加明显的促进作用，这也说明在采用磁场处理刺槐硬枝扦插的同时，再加上托玛琳石叠加处理并不相冲突，两者对插穗生根生长的促进作用在功能上是可以相补的。但两者间的互补关系如何，值得进一步研究。

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