三種外源激素處理對(duì)金佛山方竹種子發(fā)芽的影響

駱?biāo)妓?，李蓮芳，譚幫敏，羅 曦,3，張鳳艷，黃高霞，易正希

（1.西南林業(yè)大學(xué)，云南昆明 650224；2.水富市林業(yè)和草原局，云南水富 657800；3.水富市國(guó)有林場(chǎng)，云南水富 657800）

金佛山方竹（Chimonobambusa utilis）屬禾本科（Gramineae）竹亞科（Bambusoideae）寒竹屬（Chimonobambusa）植物，為復(fù)軸混生型小徑竹[1]，是西南地區(qū)特有的竹種，主要分布在云南省、貴州省、四川省，在海拔1 200～2 100 m 處可形成純林[2-3]。金佛山方竹筍材兼用，有較高的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值：其竹筍質(zhì)地晶瑩、筍肉肥厚、味美鮮嫩，有著極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，有“竹類之冠”的美譽(yù)[4]；竹材可用于造紙、制膠合板等；竹林可防止水土流失[5]。目前，針對(duì)金佛山方竹的研究主要集中于形態(tài)和生物學(xué)特征、繁殖和豐產(chǎn)栽培技術(shù)、出筍規(guī)律、低效低產(chǎn)林改造、密度調(diào)控、病蟲(chóng)害防治等方面，而關(guān)于種子發(fā)芽和外源激素處理種子的研究較為鮮見(jiàn)[6]。

植物激素可調(diào)節(jié)種子發(fā)芽，具有打破種子休眠、促進(jìn)種子發(fā)芽的作用，人工合成的外源激素處理種子具有與植物激素相同的功能[7-8]。赤霉素（3-Gibberellin，GA3）、吲哚丁酸（Indoly-Butyric Acid，IBA）和萘乙酸（1-Naphthaleneacetic Acid，NAA）等植物外源激素，多應(yīng)用于浸種，以促進(jìn)植物種子發(fā)芽[9-10]。王麗敏等研究GA3和NAA對(duì)鹽穗木（Halostachys caspica）種子發(fā)芽的影響，發(fā)現(xiàn)GA3和NAA 具有促進(jìn)鹽穗木種子發(fā)芽的功能[11]。袁蓮珍等指出，不同濃度的外源激素與浸種時(shí)間的組合對(duì)杉木（Cunninghamia lanceolata）種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響差異極顯著（P＜0.01）[12]。袁暢等采用3種激素濃度分別處理層積與未層積貯藏催芽的馬甲子（Paliurus ramosissimus）種子，發(fā)現(xiàn)激素處理可顯著促進(jìn)以上兩種貯藏方式的種子發(fā)芽[13]。綜上所述，適宜的外源激素種類及其濃度組合可有效促進(jìn)植物種子發(fā)芽。

因金佛山方竹種子發(fā)芽的相關(guān)文獻(xiàn)較少，在苗木培育的生產(chǎn)實(shí)踐中，缺乏采種量計(jì)算的依據(jù)，容易導(dǎo)致采種的盲目性，因此有必要開(kāi)展種子發(fā)芽的試驗(yàn)研究。本試驗(yàn)采用L16(45)正交設(shè)計(jì)分析IBA、GA3、NAA混合溶液及其浸種時(shí)間對(duì)金佛山種子發(fā)芽性狀指標(biāo)的影響，豐富金佛山方竹種子發(fā)芽的資料，為苗木培育采種量和進(jìn)一步的試驗(yàn)研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于云南省昭通市水富市兩碗鎮(zhèn)新灘村。水富市位于四川盆地與云貴高原、金沙江與長(zhǎng)江的過(guò)渡地帶，素有“萬(wàn)里長(zhǎng)江第一港、七彩云南北大門”的美譽(yù)，地理坐標(biāo)為104°03′～104°25′E、28°22′～28°39′N，海拔267.0～1 986.4 m；屬亞熱帶季風(fēng)氣候，冬暖、春早、夏熱，雨量充沛，秋多綿雨，無(wú)霜期長(zhǎng)，日照少，冬春有寒潮、春夏旱頻繁，兼有伏旱、暴雨、冰雹；年均降水量1 170 mm，日照時(shí)間約749 h，相對(duì)濕度82%左右，無(wú)霜期300～340 d；氣溫變化較大，極端最低溫度-5.9 ℃，極端最高溫度39 ℃。兩碗鎮(zhèn)位于水富市東南部，新灘村位于兩碗鎮(zhèn)北面，平均海拔600 m，年平均氣溫16.5 ℃，試驗(yàn)地海拔1 090 m。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

金佛山方竹種子于2022年4月25日采自貴州省桐梓縣黃蓮鄉(xiāng)大路井村，種子顆粒飽滿，無(wú)病蟲(chóng)害，千粒重為195.505 g，隨采隨播。試驗(yàn)因素包括IBA 濃度（A）、GA3濃度（B）、NAA 濃度（C）和浸種時(shí)間（D），每個(gè)因素含4 個(gè)水平（見(jiàn)表1），采用L16(45)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)自帶對(duì)照（處理組合1，清水浸種1 h），共16個(gè)處理組合，3次重復(fù)（見(jiàn)表2）。

表1 L16(45)因素水平表

1.2.2 播種

種子直接播種于無(wú)紡布容器內(nèi)，每處理播種30個(gè)容器，每個(gè)容器內(nèi)播種3 粒，共需無(wú)紡布容器1 440個(gè)、種子4 320 粒。試驗(yàn)實(shí)施前準(zhǔn)備苗床，根據(jù)無(wú)紡布容器袋的高度固定整地深度，盡可能保證無(wú)紡布容器袋口與地表面高度一致。根據(jù)試驗(yàn)地的大小與無(wú)紡布容器袋的規(guī)格布置其擺放位置，并分裝入基質(zhì)（苗圃土與森林土質(zhì)量比為75∶25，混合均勻后分裝），容器在苗床上排列整齊。種子先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的KMnO4浸種0.5 h，再用蒸餾水沖洗3 次。消毒后的種子按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)置于配制好的IBA、NAA 及GA3混合溶液中，按照對(duì)應(yīng)時(shí)間進(jìn)行浸種。浸種后在對(duì)應(yīng)的處理組合內(nèi)，每個(gè)無(wú)紡布容器袋中播種3 粒種子，然后蓋覆基質(zhì)約1 cm，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的KMnO4溶液代替第一次澆水，澆透至苗床有水分滲出為止，搭建小拱棚并覆蓋薄膜和遮陰網(wǎng)。發(fā)芽期間適時(shí)澆水、除草，在保持苗床濕潤(rùn)的同時(shí)確保無(wú)雜草。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)指標(biāo)與分析

播種后第11 d 種子開(kāi)始發(fā)芽，延續(xù)31 d 后發(fā)芽結(jié)束。從發(fā)芽之日起，記錄發(fā)芽種子數(shù)，直至發(fā)芽結(jié)束，計(jì)算種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和平均發(fā)芽時(shí)間。相關(guān)指標(biāo)計(jì)算公式為

（1）（2）（3）式中，n為觀察時(shí)間內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)，N為置床的種子數(shù)，N0為日發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到最高峰時(shí)正常發(fā)芽的種子數(shù)總和，i 為結(jié)束發(fā)芽的時(shí)間，Gt為第t天正常發(fā)芽的種子數(shù)，Dt為與Gt相應(yīng)的發(fā)芽的天數(shù)[14]。

采用Excel 和SPSS 26.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。處理組合和因素水平間差異達(dá)到顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01），則采用鄧肯氏（Duncan’s）法進(jìn)行多重比較[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子發(fā)芽率

如圖1 所示，各處理組合的種子平均發(fā)芽率為45.6%～65.6%（對(duì)照組發(fā)芽率為50.4%），其中，處理組合11（0.30 g·L-1IBA 和0.20 g·L-1GA3混合溶液浸種2 h）和處理組合12（0.30 g·L-1IBA、0.40 g·L-1GA3、0.05 g·L-1NAA 混合溶液浸種1 h）的發(fā)芽率極顯著高于其余處理組合（P=2.36×10-9＜0.01）。結(jié)果表明，采用處理組合11 和處理組合12 的浸種措施應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，可極顯著提高種子發(fā)芽率，節(jié)省種子用量。

圖1 不同因素水平組合的金佛山方竹發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率

如圖2 所示，0.15 g·L-1和0.30 g·L-1濃度的IBA 處理組發(fā)芽率顯著高于對(duì)照組（P=0.034＜0.05），隨著IBA濃度從0.00 g·L-1增加到0.30 g·L-1，發(fā)芽率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但繼續(xù)增加其濃度至0.60 g·L-1時(shí)，發(fā)芽率略降低，表明IBA 濃度在0.15～0.30 g·L-1有益于金佛山方竹種子發(fā)芽，可提高其發(fā)芽率；隨著GA3浸種溶液濃度的升高，種子發(fā)芽率隨之提高，各處理水平間差異極顯著，在本試驗(yàn)最高濃度的基礎(chǔ)上，繼續(xù)提高浸種濃度可能有助于進(jìn)一步提高種子發(fā)芽率；0.05 g·L-1的NAA 溶液浸種的種子發(fā)芽率極顯著高于其余3 個(gè)水平，表明低濃度的NAA 溶液浸種可提高種子發(fā)芽率，相對(duì)較高濃度的溶液浸種則抑制種子發(fā)芽，揭示金佛山方竹種子發(fā)芽對(duì)NAA 溶液浸種較為敏感；隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，種子發(fā)芽率呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，即采用IBA、GA3和NAA 混合溶液浸種，以浸種1～2 h 為宜；延長(zhǎng)浸種時(shí)間降低發(fā)芽率，這可能與其種子易于吸脹的結(jié)構(gòu)特征有關(guān)。

圖2 金佛山方竹種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)隨因素水平的變化

如表3 所示，影響金佛山方竹種子發(fā)芽率的主導(dǎo)因子是NAA濃度（C），其次是GA3濃度（B）。發(fā)芽率的理論優(yōu)水平組合為A3B4C2D1，即0.30 g·L-1IBA、0.40 g·L-1GA3、0.05 g·L-1NAA 混合溶液浸種1 h，與實(shí)際發(fā)芽率最高的處理組合11不一致，但與該處理組合發(fā)芽率無(wú)顯著差異的次高處理組合12（62.6%）相一致。這不僅是IBA 與GA3的交互作用極顯著地影響發(fā)芽率導(dǎo)致的（P=1.10×10-5＜0.01），也說(shuō)明理論或?qū)嶋H發(fā)芽率最高的處理組合均可應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。

表3 影響金佛山方竹種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的主導(dǎo)因子及其理論優(yōu)水平

2.2 種子發(fā)芽勢(shì)分析

由圖1 可知，各處理組合種子的平均發(fā)芽勢(shì)為21.8%～32.7%（對(duì)照組為24.0%），其中，處理組合12 的發(fā)芽勢(shì)極顯著高于其余處理組合（P=3.27×10-13＜0.01），即采用處理組合12 的浸種措施應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，可實(shí)現(xiàn)金佛山方竹種子發(fā)芽整齊一致。

因素水平間及IBA 和GA3的交互作用均對(duì)發(fā)芽勢(shì)產(chǎn)生極顯著的影響（P=2.96×10-9～1.00×10-6）。圖2顯示，各因素不同水平間的發(fā)芽勢(shì)變化趨勢(shì)與發(fā)芽率基本一致；IBA 在0.03 g·L-1時(shí)發(fā)芽勢(shì)極顯著高于其余水平，即有益于發(fā)芽勢(shì)的IBA 浸種濃度范圍（0.03 g·L-1左右）窄于發(fā)芽率（0.15～0.06 g·L-1）；隨著GA3浸種溶液濃度的提高，種子發(fā)芽勢(shì)逐漸提高，0.4 g·L-1處理組的發(fā)芽勢(shì)極顯著高于其余處理；低濃度（低于0.05 g·L-1）NAA 溶液浸種的處理組發(fā)芽勢(shì)極顯著高于高濃度組（超過(guò)0.15 g·L-1），且0.05 g·L-1處理組的發(fā)芽勢(shì)（52.6%）略高于不浸種處理組（49.8%），即低濃度的NAA 溶液浸種對(duì)提高金佛山方竹種子發(fā)芽勢(shì)十分必要；發(fā)芽勢(shì)隨浸種時(shí)間延長(zhǎng)而降低，應(yīng)控制浸種時(shí)間不超過(guò)2 h。

表3 數(shù)據(jù)顯示，與發(fā)芽率相一致，影響金佛山方竹種子發(fā)芽勢(shì)的主要因子是NAA 濃度（C），其次是GA3濃度（B）；理論優(yōu)水平組合也是A3B4C2D1。表明試驗(yàn)結(jié)果可靠，此措施可以提高金佛山方竹種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。

2.3 種子平均發(fā)芽時(shí)間

如表4 所示，各處理組合的平均發(fā)芽時(shí)間為11.1～16.7 d，與發(fā)芽勢(shì)相一致，處理組合12的平均發(fā)芽時(shí)間極顯著短于其余處理組合（P=1.172 2×10-18＜0.01）；處理組合間平均發(fā)芽時(shí)間呈現(xiàn)多樣性的變化，與對(duì)照相比較，不同激素濃度溶液與浸種時(shí)間的組合，既有縮短發(fā)芽時(shí)間的（組合4、5、7、11、12、14、15 和16），也有延長(zhǎng)發(fā)芽時(shí)間的（組合2、3、6、8、9、10 和13），即不同濃度IBA、GA3和NAA 混合溶液與浸泡時(shí)間的組合，對(duì)其發(fā)芽時(shí)間既有促進(jìn)效應(yīng)，也有抑制影響，最優(yōu)水平組合的選擇和應(yīng)用極為重要。

表4 處理組合的平均發(fā)芽時(shí)間

如表5 所示，影響種子平均發(fā)芽時(shí)間的主導(dǎo)因子為NAA濃度（C），其次是GA3濃度（B），理論優(yōu)水平組合也是A3B4C2D1；因素水平間及IBA 與GA3的交互作用都對(duì)平均發(fā)芽時(shí)間產(chǎn)生極顯著的影響（P=2.96×10-9～1.00×10-6＜0.01）；理論優(yōu)水平組合與發(fā)芽勢(shì)的相同，與實(shí)際平均發(fā)芽時(shí)間最短的處理組合相一致。數(shù)據(jù)分析表示試驗(yàn)結(jié)果可靠，采用最優(yōu)處理組合開(kāi)展金佛山方竹浸種，可全面提高種子發(fā)芽性狀指標(biāo)。

表5 平均發(fā)芽時(shí)間隨因素水平的變化 單位：d

3 結(jié)論與討論

適宜的激素浸種可提高種子的發(fā)芽率[7]。GA3可促進(jìn)云南松（Pinus yunnanensis）和野牛草（Buchloe dactyloides）種子發(fā)芽[16-18]；翟書(shū)華等的研究表明，隨IBA 和GA3濃度的增加，海菜花（Ottelia acuminat）種子的發(fā)芽率不斷提高[19]；李楊濤等采用U15(58)均勻設(shè)計(jì)開(kāi)展不同濃度IBA 溶液浸種對(duì)卡西亞松（Pinus kesiya）種子發(fā)芽的影響研究，發(fā)現(xiàn)0.15 g·L-1IBA 溶液浸種加速種子發(fā)芽并提高種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)[20]；一定質(zhì)量濃度的GA3、IBA 溶液浸種，可促進(jìn)催吐蘿芙木（Rauvolfia vomitoria）和楸（Catalpa bungei）種子的發(fā)芽[21-22]；張孟楠等分別設(shè)置不同溶液濃度的IBA、NAA、GA3，研究其在PEG6000脅迫下對(duì)金佛山方竹種子發(fā)芽特性的影響，發(fā)現(xiàn)多數(shù)濃度的激素浸種后有效提高了金佛山方竹種子發(fā)芽性狀指標(biāo)[23]；繆存忠等分別用不同質(zhì)量濃度的GA3、NAA 溶液處理油松（Pinus tabuliformis）種子，發(fā)現(xiàn)適宜濃度的GA3可提高油松種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，使種子發(fā)芽時(shí)間提前，但NAA 或者過(guò)高濃度的GA3則抑制種子發(fā)芽[24]；肖杰等指出，10 mg·L-1的IBA 或20～100 mg·L-1的GA3可顯著提高紫薇（Lagerstroemia indica）種子發(fā)芽性狀指標(biāo)（P＜0.05）[25]；王麗敏等的研究揭示，不同濃度的GA3和NAA 對(duì)鹽穗木種子萌發(fā)均有促進(jìn)作用，但呈現(xiàn)低濃度促進(jìn)、高濃度抑制的趨勢(shì)[11]。

采用L16(45)正交法開(kāi)展GA3、IBA、NAA 混合溶液及其浸種時(shí)間對(duì)金佛山方竹種子發(fā)芽性狀影響的試驗(yàn)。結(jié)果表明，16個(gè)處理組合的平均發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和平均發(fā)芽時(shí)間分別為45.6%～65.6%、21.8%～32.7%和11.1～16.7 d；NAA 濃度是影響種子發(fā)芽性狀的主導(dǎo)因子，因素水平及IBA 與GA3的交互作用顯著或極顯著影響種子發(fā)芽性狀；IBA、GA3和NAA 分別為0.30 g·L-1、0.40 g·L-1和0.05 g·L-1的混合溶液浸種1 h可極顯著提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，縮短種子發(fā)芽時(shí)間，實(shí)現(xiàn)種子整齊發(fā)芽，是金佛山方竹種子場(chǎng)圃發(fā)芽較優(yōu)的浸種措施，可用于生產(chǎn)實(shí)踐中壯苗培育的種子處理。

本文分析了外源激素（IBA、GA3、NAA）濃度及其浸種時(shí)間對(duì)金佛山方竹種子發(fā)芽性狀的影響，得出適當(dāng)濃度和浸種時(shí)間有利于種子發(fā)芽的結(jié)論與已有文獻(xiàn)類似；但本文采用混合溶液浸種，由于研究條件或物種不同，最佳條件范圍與已有文獻(xiàn)不完全相同。綜合文獻(xiàn)和本研究的結(jié)果，建議生產(chǎn)實(shí)踐中，采用激素浸種前，首先開(kāi)展相應(yīng)的試驗(yàn)研究，同時(shí)盡可能開(kāi)展多種激素的多因素試驗(yàn)，以期利用各因素的交互作用，實(shí)現(xiàn)低成本高效益的目標(biāo)，更好地服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐。

基于激素浸種對(duì)金佛山方竹種子平均發(fā)芽時(shí)間具有積極和消極雙重影響，建議在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用前開(kāi)展小范圍試驗(yàn)，采用具有加快發(fā)芽效果的處理組合浸種。有關(guān)金佛山方竹種子發(fā)芽的研究較少，建議多角度開(kāi)展促進(jìn)種子發(fā)芽的研究，支撐提高種子發(fā)芽性狀指標(biāo)的生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用。