植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

蘭琳英，李以同，周 杰，徐艷芳，姚亞合，艾 葉，劉江楓

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院，福建 福州 350002； 2.福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院，福建 福州 350002； 3.福州市于山風(fēng)景區(qū)管理處，福建 福州 350001；)

海州常山(Clerodendrumtrichotomum)為馬鞭草科(Verbenaceae)大青屬落葉灌木或小喬木，其自然分布區(qū)域通常在海拔2400 m以下的溪邊、路旁和山坡[1]。海州常山花序大而艷麗，花香四溢，果形奇特，花期6—10月，果實(shí)成熟期9—11月，具有極高的觀賞價(jià)值，是秋季觀花、觀果的優(yōu)良樹種[1-2]。海州常山還具有耐瘠薄、耐干旱、耐鹽堿和抗污染等特點(diǎn)，是干旱瘠薄荒山、礦區(qū)廢棄地植被恢復(fù)與重建及鹽堿地綠化的優(yōu)良樹種[2-3]。此外，海州常山具有極高的藥用價(jià)值，在降壓、抗炎、抗氧化、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜等方面功效顯著，葉片與嫩枝是民間治療風(fēng)濕病痛、半身不遂等疾病的常用藥物[4]。

海州常山作為一種藥食同源的野生植物，極具開發(fā)利用價(jià)值。海州常山種子具有休眠現(xiàn)象，自然條件下發(fā)芽率相對(duì)較低[5]，不利于其栽培及開發(fā)利用。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是一種人工合成或篩選的具有類似植物激素化學(xué)結(jié)構(gòu)和生理活性的物質(zhì)，能夠打破種子休眠、促進(jìn)種子萌發(fā)[6]。目前，已有較多關(guān)于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不同種子萌發(fā)影響的研究，且都取得了良好效果[7-10]，然而關(guān)于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)海州常山種子萌發(fā)影響的研究卻鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)旨在通過研究不同的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其不同濃度對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響，探索提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的途徑，以期為海州常山的播種育苗提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料：海州常山成熟果實(shí)采摘自福建省寧德市，選擇健康無(wú)病蟲害的果實(shí)。供試試劑：0.3%的高錳酸鉀(KMnO4)溶液；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑：赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、6-芐基腺嘌呤(6-BA)、激動(dòng)素(KT)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 海州常山果實(shí)及種子形態(tài)觀察與質(zhì)量測(cè)定 鮮果百粒重測(cè)定：隨機(jī)選取100粒海州常山新鮮果實(shí)為1組，重復(fù)稱量10組果實(shí)，記錄每組的質(zhì)量，求取平均值，即為果實(shí)百粒重；鮮果形態(tài)觀察與測(cè)量：隨機(jī)選取海州常山果實(shí)20粒，測(cè)量果實(shí)的長(zhǎng)、寬、高，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，求取平均值，即為果實(shí)的大?。环N子千粒重測(cè)定：隨機(jī)選取100粒海州常山種子為1組，重復(fù)10組，測(cè)量種子百粒重后取平均值，推算其千粒重；種子形態(tài)觀察與測(cè)量：隨機(jī)選取20粒海州常山種子測(cè)量長(zhǎng)、寬、高，求取平均值，即為種子的大小。

1.2.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理海州常山種子 將健康飽滿的海州常山種子浸于0.3%的高錳酸鉀溶液中消毒處理2 h，用蒸餾水洗凈后再用吸水紙將種子表面的水分吸干，然后用不同濃度的GA3、IAA、NAA、6-BA、KT等5種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)行浸種處理24 h。各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的處理濃度見表1。每個(gè)處理隨機(jī)選30粒種子為1組，放入1個(gè)鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，每組3個(gè)重復(fù)，均以滅菌蒸餾水作為對(duì)照組(CK)，把培養(yǎng)皿放入25 ℃培養(yǎng)箱中，定期向培養(yǎng)皿加入蒸餾水以保持濕潤(rùn)，日光照12 h。

1.3 指標(biāo)測(cè)定與數(shù)據(jù)分析

每日12∶00對(duì)培養(yǎng)皿進(jìn)行觀察，記錄下每個(gè)培養(yǎng)皿的發(fā)芽情況，發(fā)芽以下胚軸長(zhǎng)度達(dá)0.2 mm為準(zhǔn)。發(fā)芽勢(shì)計(jì)算公式：發(fā)芽勢(shì)(%)=(10 d發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù))×100%；發(fā)芽率計(jì)算公式：發(fā)芽率(%)=(25 d發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù))×100%。

采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和圖表的制作，用IBM SPSS Statistics 22.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。

表1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理濃度

2 結(jié)果與分析

2.1 海州常山果實(shí)與種子的形態(tài)學(xué)分析結(jié)果

海州常山果實(shí)成熟時(shí)外果皮藍(lán)紫色，核果近球形(圖1A)，種子為紅褐色小顆粒狀(圖1B)。經(jīng)過分析測(cè)量可知，海州常山果實(shí)百粒重為(13.531±1.664) g，縱徑為(6.93±0.86) mm，橫徑為(6.55±0.76) mm，高徑為(6.74±0.78) mm；種子千粒重為(0.045+0.005) g，長(zhǎng)為(0.35±0.05) mm，寬為(0.68±0.08) mm。

2.2 不同濃度GA3處理對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

由表2可知，經(jīng)不同濃度GA3處理的海州常山種子發(fā)芽勢(shì)除了GA320 mg·L-1處理顯著低于CK(滅菌蒸餾水)處理外，其它處理與CK均無(wú)顯著差異(P>0.05)，表明GA3對(duì)海州常山種子的發(fā)芽勢(shì)無(wú)顯著作用。與CK的發(fā)芽率相比，GA350～200 mg·L-1處理下種子發(fā)芽率均高于CK，而經(jīng)GA310、20 mg·L-1處理的種子發(fā)芽率均低于CK。其中GA3200 mg·L-1處理的效果最好，發(fā)芽率高達(dá)到91.11%，比CK高出17.78%，與CK差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)；發(fā)芽率最低的為GA320 mg·L-1處理，只有54.4%，與CK差異顯著(P<0.05)。GA320 mg·L-1處理下種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均顯著低于其它處理(P<0.05)，推測(cè)是由于試驗(yàn)誤差導(dǎo)致。由此可知，對(duì)海州常山種子萌發(fā)作用較好的GA3質(zhì)量濃度范圍為50～200 mg·L-1，其中GA3200 mg·L-1對(duì)海州常山種子萌發(fā)的促進(jìn)效果最好。

2.3 不同濃度IAA對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

由表3可知，不同濃度IAA處理海州常山種子，發(fā)芽勢(shì)與CK相比均無(wú)顯著差異(P>0.05)，表明IAA對(duì)海州常山種子的發(fā)芽速度無(wú)顯著影響。在IAA 10～50 mg·L-1范圍內(nèi)，海州常山種子發(fā)芽勢(shì)隨著IAA濃度增大呈先降低后升高的趨勢(shì)，其中IAA 50 mg·L-1處理組的發(fā)芽勢(shì)最高，達(dá)到了44.44%，比CK高出6.66%；當(dāng)IAA大于50 mg·L-1時(shí)，發(fā)芽勢(shì)隨IAA濃度的升高而降低，其中IAA 200 mg·L-1時(shí)發(fā)芽勢(shì)最低，為34.44%，比CK低3.34%。在IAA的各處理組中，發(fā)芽率并無(wú)明顯變化規(guī)律，IAA 50 mg·L-1時(shí)發(fā)芽率最高，為87.78%，比CK高出14.45%，且與CK差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)；其它處理組發(fā)芽率與CK差異不顯著(P>0.05)。由此可見，IAA 10～200 mg·L-1對(duì)海州常山種子萌發(fā)均有不同程度的促進(jìn)作用，其中以IAA 50 mg·L-1處理組效果最佳。

2.4 不同濃度NAA對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

由表4可知，經(jīng)不同濃度NAA處理后，海州常山種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均隨著NAA濃度增加呈先升高后降低的趨勢(shì)。其中NAA 0.5 mg·L-1處理組的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均最高，分別比CK高出11.11%、5.55%，但與CK無(wú)顯著差異(P>0.05)；其余處理組的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率與CK基本相同甚至比CK更低，NAA 0.01 mg·L-1處理組的發(fā)芽勢(shì)最低，為2.22%，比CK低35.56%，與CK差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)；NAA 2.0 mg·L-1處理組的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率顯著低于CK(P<0.05)。這可能是由于過低和過高濃度的NAA抑制了海州常山種子萌發(fā)。綜上可知，NAA 0.5 mg·L-1對(duì)海州常山種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用，但其促進(jìn)效果不顯著，而其它處理濃度則表現(xiàn)不促進(jìn)作用甚至起抑制作用。

表2 GA3處理不同濃度對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

表3 不同濃度IAA對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

表4 不同濃度NAA對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

2.5 不同濃度6-BA對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

由表5可知，與CK相比，除了6-BA 2.0 mg·L-1處理的海州常山種子發(fā)芽勢(shì)與CK無(wú)顯著差異(P>0.05)，其它處理均顯著低于CK(P<0.05)，尤其是6-BA 0.01、1.0 mg·L-1處理的種子發(fā)芽勢(shì)低至1.11%，表明該濃度下6-BA對(duì)海州常山種子的發(fā)芽勢(shì)有著較明顯的抑制作用。6-BA 0.5、2.0 mg·L-1對(duì)海州常山種子的發(fā)芽率有促進(jìn)作用。當(dāng)6-BA 0.5 mg·L-1時(shí)種子發(fā)芽率最高，比CK高出12.23%，但與CK并無(wú)顯著差異(P>0.05)；當(dāng)6-BA 0.1 mg·L-1時(shí)種子發(fā)芽率最低，為34.44%，與CK差異顯著(P<0.05)。由此可知，6-BA 0.5 mg·L-1對(duì)海州常山種子萌發(fā)的促進(jìn)作用最好。

2.6 不同濃度KT對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

由表6可知，隨著KT濃度的增加，海州常山種子的發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率也逐漸增加，不同濃度的KT對(duì)海州常山種子萌發(fā)的總體作用表現(xiàn)為先抑制后促進(jìn)。

表5 不同濃度6-BA對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

表6 不同濃度KT對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響

相比CK，當(dāng)KT為10 mg·L-1時(shí)種子幾乎不發(fā)芽；KT 20、50 mg·L-1處理下顯著抑制海州常山種子萌發(fā)；當(dāng)KT為100 mg·L-1時(shí)開始表現(xiàn)為促進(jìn)作用；而當(dāng)KT為200 mg·L-1時(shí),對(duì)種子萌發(fā)的促進(jìn)效果非常明顯，發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率都達(dá)到最高，顯著高于CK(P<0.05)，分別比CK高出43.33%、14.45%。表明低濃度(10～50 mg·L-1)KT對(duì)海州常山種子萌發(fā)具有抑制作用，較高濃度(100、200 mg·L-1)KT對(duì)海州常山種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用。綜上可知，在本試驗(yàn)設(shè)定的濃度范圍內(nèi)，KT促進(jìn)海州常山種子萌發(fā)的最佳濃度為200 mg·L-1。

3 結(jié)論與討論

采用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑浸種是打破種子休眠、促進(jìn)種子萌發(fā)、培養(yǎng)壯苗的一種簡(jiǎn)捷的有效方法[11]。使用GA3處理種子能使細(xì)胞分裂分化而促進(jìn)種子胚的發(fā)育和促進(jìn)種子解除休眠，提早發(fā)芽，從而提高發(fā)芽率[12]。已有前人對(duì)大白杜鵑[13]、光皮樺[14]、杜鵑紅山茶[15]等種子使用GA3進(jìn)行浸種處理，研究結(jié)果表明種子的發(fā)芽率隨著GA3濃度增大呈逐漸上升的趨勢(shì)。本研究得出類似結(jié)論，在10～200 mg·L-1范圍內(nèi)，GA3濃度越大，海州常山種子的發(fā)芽率越高。鄭艷冰等[16]研究表明，不同濃度的IAA可以顯著促進(jìn)玉米種子萌發(fā)，且隨著IAA濃度增大，玉米種子的發(fā)芽率表現(xiàn)為先增加后下降，這與本試驗(yàn)得出的結(jié)論略有不同。本試驗(yàn)中，不同濃度IAA都可以促進(jìn)海州常山種子萌發(fā)，提高發(fā)芽率，但各濃度影響沒有明顯一致的規(guī)律，這可能與試驗(yàn)設(shè)置的IAA濃度有關(guān)。NAA可以促進(jìn)細(xì)胞分裂和組織分化，誘導(dǎo)形成不定根；6-BA具有促進(jìn)細(xì)胞分裂、增大增長(zhǎng)和促進(jìn)種子發(fā)芽的作用[12]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)濃度適宜時(shí)，NAA、6-BA對(duì)海州常山種子的萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，但促進(jìn)作用并不顯著，這與靳祖石等[17]研究發(fā)現(xiàn)NAA、6-BA對(duì)薄葉雞蛋參種子萌發(fā)具有顯著促進(jìn)作用的結(jié)論有所不同，推測(cè)是因?yàn)椴煌参锓N子對(duì)不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的敏感程度不同。KT是一種能夠促進(jìn)細(xì)胞分裂、分化、生長(zhǎng)的細(xì)胞分裂素，具有促進(jìn)種子萌發(fā)的作用[18]。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，隨著KT濃度增大，海州常山種子的發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率逐漸上升，低濃度(10～50 mg·L-1)會(huì)抑制海州常山種子萌發(fā)，較高濃度(100、200 mg·L-1)可以促進(jìn)海州常山種子萌發(fā)。袁鳳英等[18]指出高濃度的KT有抑制種子萌發(fā)的作用，而適宜濃度的KT浸泡種子，可提高發(fā)芽率；田再民等[19]研究發(fā)現(xiàn)適宜的KT濃度可以打破玉米種子的休眠，促進(jìn)芽的分化，而高濃度的KT則會(huì)抑制芽的分化，其活力指數(shù)也相應(yīng)降低，與本研究結(jié)果不一致。這可能是不同植物種子對(duì)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的響應(yīng)程度不同，另外，不同人對(duì)高低濃度的定義不同。本研究中，GA3、IAA、NAA、6-BA、KT 5種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)海州常山種子均有不同程度的促進(jìn)作用，其中以GA3200 mg·L-1、IAA 50 mg·L-1、NAA 0.5 mg·L-1、6-BA 0.5 mg·L-1、KT 200 mg·L-1處理對(duì)海州常山種子萌發(fā)有較好的促進(jìn)作用；其中各處理組間海州常山種子發(fā)芽率均無(wú)顯著差異(P>0.05)；發(fā)芽勢(shì)中，KT 200 mg·L-1處理組顯著高于其它處理組(P<0.05)，6-BA 0.5 mg·L-1處理組顯著低于其它處理組(P<0.05)。因此，以KT 200 mg·L-1進(jìn)行浸種處理時(shí)，海州常山種子的萌發(fā)效果最好。故在海州常山播種育苗時(shí)可選用KT 200 mg·L-1進(jìn)行浸種處理，以提高海州常山種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率。

影響種子萌發(fā)的因素很多，既有種子本身?xiàng)l件，也有外界環(huán)境條件。本試驗(yàn)利用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)海州常山種子進(jìn)行浸種處理，探討不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其不同濃度對(duì)海州常山種子萌發(fā)的影響，發(fā)現(xiàn)不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)海州常山種子的萌發(fā)具有不同的影響，不同濃度的同種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑產(chǎn)生的影響也不同，關(guān)于外界條件類似于溫度、光照等對(duì)海州常山種子萌發(fā)的研究還有待進(jìn)一步深入。