不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

馬 新，姜繼元，董 鵬，李 銘

(新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832003)

不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

馬 新，姜繼元，董 鵬，李 銘*

(新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832003)

為了篩選出文冠果種子催芽的最佳植物生長調(diào)節(jié)劑及其浸種時間，研究了吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA) 及ABT溶液對文冠果種子發(fā)芽特性及幼苗生長發(fā)育的影響。以相同濃度的3種植物生長調(diào)節(jié)劑分別進(jìn)行不同時間梯度的浸種處理，測定文冠果種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及幼苗生長狀況。結(jié)果表明：3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理下文冠果種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)均顯著高于清水對照(P<0.05)，且ABT處理效果好于NAA和IAA，ABT處理5 d的發(fā)芽勢、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)分別為79.1%、87.6%及326.7。植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果幼苗生長有良好的促進(jìn)作用，其中ABT處理效果明顯好于NAA和IAA處理，ABT溶液浸種5 d表現(xiàn)最好，其苗高、地徑、主根長及葉片數(shù)分別為13.4 cm、2.4 mm、12.5 cm及13片;同時植物生長調(diào)節(jié)劑處理也顯著提高了文冠果幼苗的地上部鮮(干)質(zhì)量和地下部鮮(干)質(zhì)量，且以ABT處理效果最好。綜合各項指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，ABT處理下文冠果種子的發(fā)芽特性及生長指標(biāo)均優(yōu)于其他處理,并且5 d為最佳浸種時間。

文冠果； 植物生長調(diào)節(jié)劑； 發(fā)芽特性； 幼苗生長； 生物量

文冠果(Xanthocerassorbifolia)又名木瓜、文登閣、文官果等，屬于無患子科文冠果屬，該屬僅一種，是我國特有的珍稀木本油料植物[1]。文冠果在我國北方分布廣泛，其根系發(fā)達(dá)，保水力強，耐干旱、嚴(yán)寒、貧瘠，具有在荒山、荒地、沙化等不良條件下生長的能力，因此，是山區(qū)綠化、退耕還林、防風(fēng)固沙的首選生態(tài)經(jīng)濟樹種[2]，具有巨大的開發(fā)和利用潛力[3-4]。

目前，文冠果的繁殖主要采用實生種子繁殖，但文冠果種子的外種皮有一層蠟狀物，水分不易浸透，且種子萌動須打破休眠，故自然發(fā)芽率低，僅為6%[5]，因此，種子的人為處理對提高發(fā)芽率顯得尤為重要。我國文冠果種植區(qū)文冠果種子貯藏及催芽沿用了大多數(shù)北方樹種采用的種子混沙層積處理，研究表明，通過此方法可以顯著提高種子發(fā)芽率[6]，但其對季節(jié)性要求較高，處理時間太久，耗時耗力。近年也有研究發(fā)現(xiàn)，使用某些植物生長調(diào)節(jié)劑浸種可以打破種子休眠，破壞妨礙種子萌發(fā)的活性物質(zhì)，從而有利于種子的吸水萌發(fā)，提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽整齊度[7-8]。目前，關(guān)于采用植物生長調(diào)節(jié)劑對文冠果種子進(jìn)行催芽尚缺乏系統(tǒng)研究，尤其是在對與之相對應(yīng)的種子發(fā)芽率與苗木生長勢方面更是缺乏系統(tǒng)研究[9-10]。鑒于此，開展文冠果營養(yǎng)袋播種試驗，系統(tǒng)研究了植物生長調(diào)節(jié)劑種類及其浸種時間對文冠果種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，力圖尋找能夠有效提高文冠果發(fā)芽率的快速催芽方法，為文冠果的生產(chǎn)實踐提供一定的指導(dǎo)作用。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年5月在兵團林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院試驗田 (44°17′N，85°51′E)進(jìn)行，該地位于新疆石河子市，屬典型的溫帶大陸性氣候，日照時間長，冬季長而嚴(yán)寒，夏季短而炎熱，年均氣溫7.5～8.2 ℃，年降雨量180～270 mm，空氣干燥。

1.2 試驗材料

供試文冠果種子于2015年秋季采集自新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第八師150團文冠果大田，種子采收后晾干，于陰涼通風(fēng)處保存。試驗所用藥品為吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)及中國林業(yè)科學(xué)研究院研發(fā)的ABT生根粉。

1.3 試驗方法

以清水為對照，采用NAA、IBA、ABT溶液浸種，浸種時間設(shè)置5個梯度(1、2、3、4、5 d)，共計20個處理，每處理重復(fù)3次。每處理浸種100粒飽滿無病蟲害的文冠果種子，每天定時更換浸種溶液，直至種子浸泡處理結(jié)束，3種溶液的質(zhì)量濃度均為300 mg/L。待浸泡結(jié)束后，進(jìn)行容器播種發(fā)芽試驗，容器為黑色聚乙烯袋，基質(zhì)為蛭石與草炭以1∶2體積比混合，每袋播2粒，深度2 cm，播后及時灑水，覆膜，進(jìn)行正常的撫育管理。

1.4 測定指標(biāo)和方法

1.4.1 發(fā)芽情況統(tǒng)計 從播種后第15天開始，每天觀察統(tǒng)計其發(fā)芽數(shù)，連續(xù)統(tǒng)計20 d，若連續(xù)5 d無種子發(fā)芽，即為該發(fā)芽試驗結(jié)束。發(fā)芽結(jié)束后，計算發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)[11]。

發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%，

發(fā)芽勢=發(fā)芽達(dá)到高峰期的種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%，

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt，

式中：Gt為不同時間的發(fā)芽數(shù)量，Dt為發(fā)芽時間。

1.4.2 生長指標(biāo)測定 發(fā)芽試驗結(jié)束后，從每個處理中隨機抽取3個營養(yǎng)袋的幼苗，測量其苗高(cm)、地徑(cm)、主根長(cm)、葉片數(shù)(個)、地上鮮質(zhì)量和干質(zhì)量(g)、地下鮮質(zhì)量和干質(zhì)量(g)。其中苗高和主根長利用直尺進(jìn)行測定，地徑利用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測定。測定幼苗鮮質(zhì)量時，為了得到完整的植株，將營養(yǎng)袋在水中浸泡0.5h，待袋中泥土完全松軟后，再取出苗，擦干，及時利用百分之一天平測定鮮質(zhì)量，然后分成地上及地下兩部分裝入牛皮紙袋，帶到實驗室，先105 ℃殺青30min，然后80 ℃再烘24h，取出及時稱量干質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和繪圖，利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析和不同處理間顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下文冠果種子的發(fā)芽狀況

發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)是評價種子發(fā)芽常用的指標(biāo)，反映種子發(fā)芽速度、發(fā)芽整齊度和幼苗生長潛勢[12]。不同植物生長調(diào)節(jié)劑及其不同浸泡時間處理對文冠果種子發(fā)芽特性的影響各不相同(表1)。與對照相比，NAA、IAA和ABT處理后的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)都有所改變，從整體來看，ABT的處理效果好于NAA和IAA，3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理的發(fā)芽勢、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)均高于對照。同一處理下文冠果發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)隨著浸泡時間(1～5 d)的延長，表現(xiàn)為依次增大趨勢，其中以ABT處理5 d表現(xiàn)最好，其數(shù)值分別為79.1%、87.6%和326.7，總體上顯著高于其他處理。綜上可知，3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果發(fā)芽均有明顯的促進(jìn)作用，其中，以ABT溶液處理5 d對文冠果種子發(fā)芽促進(jìn)作用最好。

表1 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果 種子發(fā)芽特性的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)到0.05顯著水平，下同。

2.2 不同處理下文冠果幼苗的生長狀況

由表2可知，不同植物生長調(diào)節(jié)劑及其不同浸泡時間處理對文冠果幼苗生長的影響各不相同。與

對照相比，NAA、IAA和ABT處理后的文冠果幼苗苗高、地徑、主根長及葉片數(shù)都有所改變，從整體來看，ABT處理的效果好于NAA和IAA，NAA和IAA處理表現(xiàn)較相近，且3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理下的文冠果幼苗長勢均優(yōu)于對照。同種植物生長調(diào)節(jié)劑處理下文冠果幼苗的各個生長指標(biāo)隨著種子浸泡時間(1～5 d)的延長，表現(xiàn)為依次增大趨勢，其中以ABT處理5 d表現(xiàn)最好，其苗高、地徑、主根長、葉片數(shù)分別為13.4 cm、2.7 mm、12.5 cm、13片，顯著高于其他處理。綜上可知，3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果幼苗生長均具有明顯的促進(jìn)作用，其中，以ABT溶液處理5 d效果最好。

表2 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果幼苗生長的影響

2.3 不同處理下文冠果幼苗的生物量

生物量是反映作物生長狀況的重要指標(biāo)[13]。由圖1可知，不同植物生長調(diào)節(jié)劑及其不同浸泡時間處理對文冠果幼苗生物量積累影響各不相同。與對照相比，NAA、IAA和ABT處理后的文冠果幼苗地上(莖和葉)和地下(根系)鮮質(zhì)量和干質(zhì)量都有所改變，從整體來看，ABT的處理效果好于NAA和IAA，NAA和IAA處理表現(xiàn)較相近，且3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理文冠果幼苗地上和地下鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均優(yōu)于對照。同種植物生長調(diào)節(jié)劑處理下文冠果幼苗的地上和地下鮮質(zhì)量、干質(zhì)量隨著種子浸泡時間(1～5 d)的延長，表現(xiàn)為依次增大趨勢，其中，ABT處理5 d表現(xiàn)最好，其地上部分鮮質(zhì)量、干質(zhì)量以及地下部分鮮質(zhì)量、干質(zhì)量分別為1.51 g、0.72 g以及0.73 g、0.37 g，顯著高于其他各個處理(P<0.05)。綜上可知，3種植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果幼苗的生物量積累有明顯的促進(jìn)作用，其中，以ABT溶液處理5 d作用效果最好。

圖1 不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果幼苗生物量的影響

3 結(jié)論與討論

種子的萌發(fā)過程由多種植物激素參與調(diào)節(jié)，植物激素能夠打破種子休眠，促進(jìn)細(xì)胞分裂，活化生長調(diào)節(jié)基因，進(jìn)而促進(jìn)種子萌發(fā)[14-15]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對文冠果種子發(fā)芽的促進(jìn)作用有明顯差異，選擇合適的植物生長調(diào)節(jié)劑對文冠果種子發(fā)芽具有顯著的促進(jìn)作用，效果最好的是ABT處理，其發(fā)芽、生長特性及生物量積累均顯著高于其他處理，這說明，ABT在改善種子發(fā)芽特性[16]和促進(jìn)植株生長[17]方面效果顯著。究其原因可能是，利用ABT浸泡種子可以調(diào)控、強化種子內(nèi)源激素和重要酶的活性，打破種子休眠，加快種子內(nèi)部的生理過程，促使種子提早萌發(fā)，進(jìn)而提高種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、出苗率，加快幼苗營養(yǎng)生長，增加生長量[18-19]。此外，IAA和NAA處理明顯好于對照，可能是IAA和NAA能影響細(xì)胞分裂、伸長和分化，這與韋榮昌等[20]對黑草、賀紅早等[21]對半夏、張福平等[22]對紫羅勒的研究中得到的結(jié)論基本一致，但本試驗更加系統(tǒng)地研究了幾種植物生長調(diào)節(jié)劑及其不同浸泡時間處理對文冠果種子發(fā)芽特性及生長的影響，在本研究的植物生長調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度(300 mg/L)下，隨著植物生長調(diào)節(jié)劑處理時間的延長，處理效果更好。

綜上可知，IAA、NAA和ABT 3種植物生長調(diào)節(jié)劑對文冠果種子萌發(fā)及生長有顯著影響，其中以ABT生根粉處理效果最好，可顯著提高種子發(fā)芽率并促進(jìn)植株生物量積累，且以ABT溶液處理5 d效果最好。該方法很好地打破了文冠果種子休眠，解決了文冠果種子直播后出苗時間長、出苗不整齊的問題，為文冠果種子萌發(fā)及育苗提供了理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，可以在生產(chǎn)實踐中推廣應(yīng)用，下一步將開展各植物生長調(diào)節(jié)劑濃度對文冠果種子萌發(fā)的影響等相關(guān)研究。

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Effects of Different Hormones on Seed Germination Characteristics and Seedling Growth ofXanthocerassorbifolia

MA Xin,JIANG Jiyuan,DONG Peng,LI Ming*

(Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science,Shihezi 832003,China)

In order to screen the optimum hormone and soaking time,this paper investigated the effects of indoleacetic acid(IAA),naphthalene acetic acid(NAA) and ABT growth regulators on the seed germination character and seedling growth ofXanthocerassorbifolia.The seeds were soaked in three different hormones at same concentration for different time,respectively,the germination energy,germination percentage,germination index and growth status were measured.Results showed that the germination energy,germination percentage and germination index under the three hormones were significantly higher than the control(P<0.05),and ABT treatment was the best of the three.On the fifth day,the germination energy,germination percentage and germination index of ABT treatment were 79.1%,87.6% and 326.7,respectively.In addition,hormones had a promotion effect on the seedling growth,and ABT treatment was also better than NAA and IAA treatments.Five days of soaking seeds later,the sprout height,ground diameter,root length and leaf numbers were 13.4 cm,2.4 mm,12.5 cm and 13.At the same time,hormones significantly increased the aboveground fresh and dry biomass,underground fresh and dry biomass ofXanthocerassorbifoliaseedlings(P<0.05),and ABT was better than others as well.Under ABT treatment,the seed germination characteristics and growth index were the best of the three,and the optimum soaking time was 5 d.

Xanthocerassorbifolia; hormone treatments; seed germination characteristics; seedling growth; biomass

2016-12-06

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201404712)；兵團科技攻關(guān)項目(2015AD024,2015AD019)

馬 新(1989-)，男，新疆博樂人，助理研究員，碩士，主要從事林業(yè)生態(tài)研究。E-mail:mx501393782@126.com

*通訊作者：李 銘(1965-)，男，新疆石河子人，研究員，本科，主要從事果樹栽培與生理生態(tài)的研究。 E-mail:lm0993@163.com

S667.9

A

1004-3268(2017)04-0104-04