不同南荻繁殖體幼苗生長研究

魏 娟，肖 亮，王學華，易自力

（1湖南農業大學農學院，長沙410128；2湖南農業大學生物質醇類燃料湖南省工程實驗室，長沙410128；3湖南農業大學生物科學技術學院，長沙410128）

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不同南荻繁殖體幼苗生長研究

魏 娟1，肖 亮2*，王學華1，易自力3

（1湖南農業大學農學院，長沙410128；2湖南農業大學生物質醇類燃料湖南省工程實驗室，長沙410128；3湖南農業大學生物科學技術學院，長沙410128）

摘 要：為給南荻（Miscanthus lutarioriparius）大規模繁殖和生產實踐提供參考，以南荻不同地下莖繁殖體（1年生切段、1年生頂芽、3年生切段、3年生頂芽、6年生切段）為材料，通過對出苗率、株高、葉數、倒3葉長等指標的觀察，研究了繁殖母體對南荻幼苗生長的影響。結果表明：不同繁殖母體長成的幼苗在出苗率、株高、葉數、倒3葉、地下芽長和地下部干重上都表現為地下莖切段>地下莖頂芽、1年生>3年生>6年生，說明南荻幼苗繁殖以年限較短的地下莖切段作為繁殖材料效果較好。

關鍵詞：南荻；繁殖；地下莖；頂芽；切段

南荻（Miscanthus lutarioriparius）為禾本科（Gramineae）、荻屬的一種以無性繁殖為主、有性繁殖為輔的水陸兩生植物，為我國所特有［1］，主要分布、種植于我國長江中下游的廣大蓄洪區及直流河岸邊，如湖南洞庭湖區、湖北江漢平原云夢澤湖區、安徽巢湖、江西鄱陽湖區和江蘇南部的一些湖區［2］。南荻是一種高光效的C4植物，有植株高大、根狀莖發達、生長迅速、生物質產量高、易成活的優點，具有水土保持、凈化環境、固堤防洪、維護自然生態系統等作用［3］。南荻早期主要用作造紙、編織、蓋房屋、制成人造棉和人造板，后來用南荻根狀莖熬糖、釀酒、作藥材，用其花序作掃帚、枕心和保溫用品等［4，5］。近年來，在能源危機和全球氣候變暖危機的重壓下，南荻作為一種理想的纖維素乙醇原料正在被廣泛關注和開發。

目前對南荻的研究開發還處于初級階段，國內外研究還比較少，主要集中在南荻雜交種選育、南荻生理生化特性研究、南荻栽培技術研究和南荻的人工開發利用方面［6～9］，對其繁殖方法的研究也大多集中在組織快繁技術上［2］，其他繁殖方式的研究少有報道。南荻可以有性繁殖，也可以無性繁殖，即可通過種子進行繁殖或者通過地上莖稈和地下根狀莖進行生長繁衍。南荻種子自然結實率低，生命周期短，30～50 d內發芽率為85%～95%，60 d后種子活力迅速下降，發芽率極低［11］；南荻地上莖稈扦插苗入土后，筍芽迅速生長，2個月左右株高可達2～3 m，但是經過多代無性繁殖后，易造成種性退化，甚至病毒積累，且取材時期也受到限制［12］。所以，為保證遺傳性穩定，確保豐產和縮短生長周期，南荻一般采用根狀莖繁殖。本研究特以南荻的根狀莖為材料，研究了5種繁殖體的發芽率、植株高度、植株葉數、莖粗和地上部植株數等指標，了解其繁殖效果及其生長狀況，以為南荻大規模繁殖和生產實踐提供參考。

1 材料與方法

1. 1 材料

供試驗的南荻采自湖南農業大學芒屬植物資源圃和湖南農業大學瀏陽芒屬植物試驗點。

1. 2 方法

以5類繁殖體供試：一年生根狀莖切段（A1）、1年生根狀莖頂芽（A2）、3年生根狀莖切段（A3）、3年生根狀莖頂芽（A4）和6年生根狀莖切段（A5），長度8～12 cm。2015年3月23日將以上5類繁殖母體分別種植在苗圃內的5個沙床里，沙埋深度10 ～15 cm，母體間距7～10 cm，每個類別種植50根，3次重復，共150根。

1. 3 測定項目與方法

2015年4～6月，從開始發芽的第一天開始記錄，每3 d觀測記錄發芽數，每隔7 d觀測記錄生長狀態。各重復隨機選取10株，連續觀測2個月，計算各類繁殖體的發芽率、地下芽數、芽長、高度，測定植株地上部和地下部干重。

株高：用直尺測量植株基部到葉尖的距離。莖粗：用游標卡尺測量植株莖稈最窄邊的距離。出苗率：發芽數/母體數×100%。干重：將1根幼苗從沙床中取出，洗凈泥土后分成根系與地上部于80℃烘干至恒重，千分之一天平稱重。均重復3次，取平均值。

1. 4 數據處理

用Excel 2003整理數據，DPS 6. 50軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2. 1 不同繁殖體對南荻萌發的影響

如圖1所示，材料種下約4 d，即3月27日A2和A4處理開始發芽，3月30日所有繁殖體材料都開始發芽；A1處理到4月5日發芽停止，A2處理到4月8日發芽停止，A3和A5處理發芽持續到4月20日左右；A1、A2、A3發芽較集中，發芽時間短，持續1～2周發芽完成，其余兩種繁殖體發芽較慢，持續期約1個月；A5處理發芽最慢，且發芽率最低，顯著低于其他處理（p <0. 05）。綜上，地下莖切段發芽比地下莖頂芽快，年限短的繁殖體發芽較快、出苗率較高。

圖1 不同繁殖體的南荻萌發情況Fig. 1 Germination of Miscanthus lutarioriparius from different propagules

2. 2 不同繁殖體對南荻株高的影響

如圖2所示，A5處理幼苗在生長發育期間植株生長緩慢，大致成直線生長，各時期株高都顯著低于其他各處理；4月21日至4月28日，A2處理植株最高，顯著高于其他處理，其次為A1處理，各處理間株高差異極顯著（p <0. 01）；到5月5日及以后，各處理南荻株高不同，A1處理植株最高，顯著高于其他處理，其次為A2處理；5月19日，A1處理植株最高，依次為A2、A3、A4和A5，A1和A2處理顯著高于A5處理。綜上，南荻株高與母體年限和部位有關，年限越短植株越高，地下部切段比地下部頂芽植株高。

圖2 不同繁殖體繁殖的南荻株高動態Fig. 2 Dynamics of plant height of Miscanthus lutarioriparius from different propagules

2. 3 不同繁殖體對南荻葉數的影響

如圖3所示，A5處理各時期葉數均少于其他各處理；4月21日，各處理間葉數有顯著差異（p < 0. 05）；4月28日至5月5日，A1和A2處理葉數顯著高于A3和A4處理，極顯著高于A5處理，其中A2處理葉數最高；5月12日，A2處理植株葉數最多，其次為A1處理；5月19日，A1處理葉數最多，高于A2處理，A1、A2、A3和A4處理之間沒有顯著差異，但都顯著高于A5處理?？傮w而言，南荻葉數與母體年限有關，年限越短葉數越多。

圖3 不同繁殖體繁殖的南荻葉片數Fig. 3 Leaf number of Miscanthus lutarioriparius from different propagules

2. 4 不同繁殖體對南荻倒3葉長度的影響

如圖4所示，A5處理倒3葉在各生長時期都短于其他處理；至4月21日，A2倒3葉最長，顯著長于其他處理（p < 0. 05），其他依次為A1、A4、A3和A5處理；4月28日，A2處理倒3葉最長，與A1、A3 和A4處理沒有顯著差異，但顯著長于A5處理；5 月5日，A1處理倒3葉最長，顯著長于其他處理；5 月12日，A1和A2處理倒3葉顯著長于A4和A5處理，極顯著長于A5處理；至5月19日，A1處理倒3葉最長，其他依次為A2、A3、A4和A5處理，前4者間無差異，但都顯著長于A5處理。綜上，倒3葉長與母體年限和部位有關，年限越短倒3葉越長，地下部切段比地下部頂芽長。

圖4 不同繁殖體繁殖的南荻倒3葉葉長Fig. 4 Leaf length of the 3rd leaf from the top of Miscanthus lutarioriparius from different propagules

2. 5 不同繁殖體對南荻莖粗的影響

如圖5所示，A2處理的幼苗莖粗在各個時期都顯著高于其他處理（p < 0. 01），每個測量時期莖粗的高低順序都依次是A2、A1、A4、A3和A5；4月21日，A1、A3和A4處理間莖粗沒有顯著差異，A5處理莖粗極顯著低于其他處理；4月28日，各處理間莖粗都存在極顯著差異；5月5日以后，A2處理莖粗明顯高于A1處理，A4處理莖粗明顯高于A3處理，A1和A2處理莖粗明顯高于A3和A4處理，極顯著高于A5處理。綜上，南荻苗莖粗與母體的年限和部位有關，年限越短莖越粗，地下莖頂芽粗于地下莖切段。

圖5 不同繁殖體繁殖的南荻莖粗情況Fig. 5 Stem diameter of Miscanthus lutarioriparius from different propagules

2. 6 不同繁殖體對南荻幼苗其他指標的影響

從表1可知，不同繁殖體幼苗地下芽個數不同，A2處理最多（6個），極顯著多于A4和A5處理；各處理的地上植株數和地下部干重沒有極顯著差異，但A5處理地上部干重顯著低于其他處理（p < 0. 05），地上部干重的大小順序依次為A2、A1、A3、A4和A5，前3者明顯重于后兩者；A2處理的地下芽最粗（0. 22 mm），與A1和A3處理都明顯粗于A4和A5處理；A1處理地下芽最長（11. 97 cm），明顯長于其他處理，A2和A3處理明顯長于A4和A5處理。綜上，地上植株數與母體無關，地下芽個數、芽粗、地上部干重、地下部干重和芽長都受到繁殖母體的年限和部位的影響。

表1 不同繁殖體的幼苗生長情況Table1 Seeding growth of Miscanthus lutarioriparius from different propagules

3 小結與討論

地下莖繁殖是植物進行繁殖的重要方式，有很多植物都用地下莖進行繁殖，如蘆竹［12］、奇崗［13］、皇草［14］等。本文研究了不同繁殖體（1年生地下莖切段、1年生地下莖頂芽、3年生地下莖切段、3年生地下莖頂芽和6年生地下莖切段）南荻幼苗生長情況，結果表明：年限越短繁殖體發芽速度越快，出苗率和植株越高，倒3葉越長，莖越粗，母體為地下莖切段的幼苗這5個指標都表現出1年生>3年生> 6年生，說明繁殖母體對南荻幼苗生長有很大影響，年限越短越好，且地下切段優于地下頂芽。

地上植株數、地下芽個數、地下芽芽粗、地上部干重和地下部干重是影響南荻產量的重要因素，也是南荻進行繁殖育苗時很重要的母體來源，所以觀察記錄這些指標對南荻的生產種植具有一定的指導作用。周存宇［15］關于荻的無性繁殖試驗結果表明，繁殖母體為一年生根狀莖切段時發芽率是最高的，并且這種方法容易繁殖，新生芽的數量最多，新的植株和根狀莖都能很好的生長。本試驗研究發現，地上植株數與繁殖母體無關，地下部干重和芽長都受到繁殖母體的年限和部位的影響，表現為年限越短越好，切段比頂芽好；地下芽個數、芽粗和地上部干重則與年限有關，年限越短越好。目前關于南荻地下繁殖母體的研究還沒有報道，只有同屬植物荻有少量報道。本試驗通過對南荻不同繁殖母體的發芽狀況和新生植株的生長狀態的研究，比較各母體在繁殖效果上的優劣，發現幼苗繁殖以年限較短的地下莖切段作為繁殖材料效果較好，這一結果對南荻無性繁殖在生產上的應用有一定的指導作用。

南荻是多年生宿根植物，很適合用地下莖繁殖，此種方法也是目前最常用的方法之一［16～18］。地下莖的價格便宜，栽培和收獲可以使用機械化，具有取材方便、省工省時的優點，并且地下莖繁殖的植株越冬性也很好［19］。但是用地下莖進行繁殖育苗時，存在運輸困難、大面積種植所需種苗繁殖費時費工、運輸成本相對高的問題，所以今后的研究方向除了研究南荻地下莖繁殖的生理生化機理外，還要對提高出苗率、出苗速度、縮短苗期、提高越冬存活率等進行深入研究，并且可以研究地下莖長度、大小和重量等對出苗的影響。

參考文獻：

［1］ 郭夏宇.南荻高效再生系統建立及纖維素合成相關基因的克?。跠］.長沙：湖南農業大學碩士學位論文，2011.

［2］ 易自力，周樸華，儲成才，等.南荻遺傳轉化系統的建立及轉基因植株的獲得［J］.高技術通訊，2001（4）：20 -24.

［3］ 杜希夷，易自力.低溫脅迫對5種南荻抗寒性生理指標影響的研究［J］.湖南農業科學，2013（21）：13 -15.

［4］ 孫 逸，賀稚非.纖維素發酵生產酒精的研究進展［J］.農產品加工，2009（4）：70 -73.

［5］ 柳建良，于新.南荻資源的人工開發利用［J］.仲愷農業技術學院學報，2004，17（2）：63 -67.

［6］ 洪艷云，黃志剛，易圖永，等.南荻CCoAOMT基因的克隆與生物信息學分析［J］.中南林業科技大學學報，2011，31（10）：94 -99.

［7］ 黨 寧，黃志剛，李合松.纖維型植物南荻的生物學及其應用研究進展［J］.熱帶亞熱帶植物學報，2012 （4）：253 -258.

［8］ 張 闖，黃志剛，童建華，等.南荻纖維素合成的相關生理特性［J］.植物生理學報，2014（3）：303 -308.

［9］ 黨 寧.不同施氮量對南荻生長發育的影響研究［D］.長沙：湖南農業大學碩士學位論文，2012.

［10］劉 亮，朱 明，朱太平.芒荻類植物資源的開發和利用［J］.自然資源學報，2001（6）：562 -563.

［11］伍賢進，王依清，李勝華，等.南方玉竹規范化栽培技術規程［J］.安徽農業科學，2014（6）：1669 - 1670，1677.

［12］張 燕，覃耀冠，陸文科，等.纖維素類草本植物——蘆竹生物學特性及其開發利用前景［A］. / /中國草學會能源草類專業委員會.能源草產業發展戰略暨學術研討會論文集［C］.中國草學會能源草類專業委員會，2014. 10.

［13］陳慧萍.奇崗無性繁殖技術研究［D］.北京：中國農業大學碩士學位論文，2005.

［14］趙明坤，韓永芬，劉正書.皇草種根繁殖技術研究［J］.貴州農業科學，1999（5）：42 -43.

［15］周存宇，楊朝東.不同生境中荻草根狀莖擴展速率及地上莖生長的研究［J］.安徽農業科學，2009（22）：10482 -10483.

［16］陳鵬飛，張錫亭.南荻根狀莖中可溶性糖、淀粉含量的季節變化［J］.湘潭師范學院學報（社會科學版），1994（3）：48 -52.

［17］楊朝東，張 霞，萬 勇，等.荻草根系統擴展能力和固土作用的研究［J］.長江大學學報（自然科學版）農學卷，2009（3）：19 -23，111.

［18］周存宇，楊朝東，任雙寶.不同荻繁殖體地下部分生長的初步研究［J］.安徽農學通報，2008（21）：56 -57，60.

［19］宋群雁，殷奎德，劉希全，等.文冠果無性繁殖技術的研究進展［J］.黑龍江八一農墾大學學報，2011（6）：8 -11.

Research on Growth of Seedlings from Different Propagules of Miscanthus lutarioriparius

WEI Juan1，XIAO Liang2*，WANG Xuehua1，YI Zili3
（1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；2 Biomass Alcohol Fuel Engineering Laboratory of Hunan Province，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；
3 College of Biological Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Abstract：To provide theoretical basis for the large - scale propagation and production of Miscanthus lutarioriparia，different rhizomes propagules of Miscanthus lutarioriparia，1 - year old segments，1 - year old terminal bud，3 - year old segments，3 - year old terminal bud and 6 - year old segments，were used as materials to study the effects of propagules on seedling growth of Miscanthus lutarioriparia by investigation on germination rate，plant height，leaf number，length of the 3rd leaf from the top and so on. The results showed that the germination rate，plant height，leaf number，length of the 3rd leaf from the top，length of underground buds and undeground dry weight of seedlings from different propagules showed the trend of rhizome segments > rhizome terminal bud，and 1 - year old material > 3 - year old material > 6 - year old material，which indicated that the optimal material for seedlings propagation of Miscanthus lutarioriparia was the shorter years old rhizome segments.

Keywords：Miscanthus lutarioriparia；propagation；rhizome；terminal bud；segment

基金項目：國家科技支撐計劃（2013BAD22B01，2013BAD22B02）。

作者簡介：魏 娟（1991 -），女，碩士研究生，Email：weijuan1114@163. com。*通信作者。

收稿日期：2015 09 03

文章編號：1001-5280（2016）01-0058-05

DOI：10. 16848/ j. cnki. issn. 1001-5280. 2016. 01. 016

中圖分類號：S564+. 2

文獻標識碼：A