遮蔭、微波輻射和IBA浸種對云南松苗木生長的影響

郭 樑，李蓮芳，孫 昂，蘇 檸，于國棟，王文俊，張 薇，鄭書綠，鮑雪纖，王文靜

(西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224)

遮蔭、微波輻射和IBA浸種對云南松苗木生長的影響

郭 樑，李蓮芳，孫 昂，蘇 檸，于國棟，王文俊，張 薇，鄭書綠，鮑雪纖，王文靜

(西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224)

采用遮蔭(全光照、遮蔭75%)裂區(qū)下的L9(34)正交設(shè)計對云南松種子進(jìn)行微波輻射(A1、A2、A3分別為0、5、10 s)、IBA浸種(B1、B2、B3分別為0、0.10、0.20 g·L-1)試驗，探究其對云南松苗木地徑和苗高生長的影響。結(jié)果表明，因受微波輻射與IBA極顯著交互作用的影響，在全光照條件下，苗木地徑的實際優(yōu)水平組合為A2B1(微波輻射5 s+清水浸種)、A3B2(微波輻射10 s+IBA 0.10 g·L-1浸種)，與理論優(yōu)水平組合A1B1(對照)不符；遮蔭75%條件下，理論優(yōu)水平組合與實際優(yōu)水平組合一致，均為A1B3(無輻射+IBA 0.20 g·L-1浸種)。2種小環(huán)境苗高的優(yōu)水平組合均為A1B2(無輻射+IBA 0.10 g·L-1浸種)，與實際結(jié)果相一致。微波輻射抑制云南松苗木生長；與之相反，IBA浸種促進(jìn)苗高生長，IBA 0.10 g·L-1浸種效果最好。在其他條件一致的情況下，全光照苗木的平均地徑極顯著大于遮蔭苗木的平均地徑，而平均苗高極顯著低于遮蔭苗木的平均苗高。

云南松；裂區(qū)設(shè)計；正交試驗；地徑；苗高

云南松(Pinusyunnanensis)為松科(Pinaceae)喬木樹種，廣泛分布于北緯23°—29°、東經(jīng)98°—106°之間[1]，是我國西南地區(qū)特有的樹種。據(jù)報道，云南省的云南松森林面積、蓄積量分別約500萬 hm2和3億 m3，占云南省森林總面積的70%，總蓄積量的32%，云南松是云貴高原的主要用材樹種和荒山造林的先鋒樹種[2-3]。同時，云南松可提供松花粉和林下多種野生食用菌類等非木材林產(chǎn)品[4-5]。云南松可分布于土壤瘠薄、巖石裸露或陡峭的山坡上，在生態(tài)環(huán)境建設(shè)中起著極其重要的作用。然而，大量研究表明該樹種苗期存在明顯的“蹲苗”現(xiàn)象，這一時期根系生長比較迅速，而地上部分生長極其緩慢；林業(yè)生產(chǎn)中，苗木質(zhì)量不理想會導(dǎo)致造林成活率低[6]，不僅影響造林保存率，而且影響幼林生長及造林質(zhì)量[7]。

吲哚丁酸(IBA)能促進(jìn)細(xì)胞分裂與生長；種子微波輻射主要引起生物體的生理、生化功能的變化，從而影響種子發(fā)芽及其苗木發(fā)育和生長等[8]。周安佩等[9]對云南松種子進(jìn)行微波輻射和IBA浸種的研究結(jié)果表明，微波輻射抑制云南松種子的發(fā)芽但對胚根胚軸的伸長無顯著影響，采用IBA 0.2 g·L-1溶液浸種則能顯著促進(jìn)胚根伸長[10]。為探究微波輻射、IBA浸種對云南松苗木地徑和苗高生長的影響，本試驗采用裂區(qū)下的正交試驗設(shè)計對云南松種子進(jìn)行微波輻射、IBA浸種研究，以期為培育云南松優(yōu)質(zhì)壯苗提供參考，達(dá)到縮短“蹲苗”期、促進(jìn)苗期生長的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

云南松種子采集于昆明市宜良縣祿豐村林場的尖山林區(qū)，種子的室內(nèi)發(fā)芽率為95%；IBA為分析純；微波輻射在微波爐內(nèi)進(jìn)行，頻率為2450 MHz；75%的遮蔭網(wǎng)作為遮蔭材料。試驗在西南林業(yè)大學(xué)智能溫室外的苗圃中實施。

1.2 試驗方法

試驗的因素包括強度5～10 s的微波輻射(A)、IBA浸種(B)、遮蔭(C)，其分別包含3、3、2個水平(表1)。根據(jù)因素水平表，A、B、2個因素采用L9(34)正交試驗設(shè)計(表2)，C因素進(jìn)行二裂區(qū)的裂區(qū)試驗設(shè)計，即L9(34)的正交試驗分別在遮蔭和不遮蔭條件下實施。

表1 試驗因素水平表

表2 L9(34)正交試驗表

試驗在全光照、遮蔭75%條件下分別設(shè)4、3次重復(fù)，每重復(fù)9個處理組合，共63個處理組合，每個處理組合播種30袋容器苗；每袋播種3粒種子，每重復(fù)共播種270袋，共播種5670粒。播種基質(zhì)按苗圃土∶菌根土∶有機肥為3∶1∶1的比例配制。

此批種子的千粒重為20.541 g，故稱取126 g(約6100粒)種子，平均分成9等分，即每份14 g，用紗布包裹后一起放入0.5%的高錳酸鉀溶液中消毒30 min，取出在50 ℃的清水中浸泡24 h。根據(jù)正交表中的試驗安排，先采用微波按設(shè)計要求進(jìn)行輻射，然后在相應(yīng)的IBA溶液中浸泡2 h，取出播種。

種子結(jié)束場圃發(fā)芽率觀測時，開始統(tǒng)一計算苗齡。苗齡45 d時，從每個重復(fù)的每個處理組合中隨機選取30株具有代表性的苗木統(tǒng)一測定地徑和苗高。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel、SPSS 13.0進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和方差分析[11]，應(yīng)用鄧肯氏(Duncan′s)[12]法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理組合對苗木生長的影響

苗齡45 d時，全光照條件下9個處理組合苗木的平均地徑、苗高分別為0.95～1.05 mm、1.71～2.02 cm，遮蔭75%條件下平均地徑、苗高分別為0.85～0.91 mm、1.73～2.39 cm(表3)，表明全光照的地徑比遮蔭75%的地徑略大，而遮蔭75%的苗高比全光照的苗高略高。分別對全光照、遮蔭75%條件下處理組合間地徑、苗高進(jìn)行方差分析(表4)，結(jié)果表明：除遮蔭條件下處理組合間地徑差異不顯著外，處理組合間的其它指標(biāo)差異極顯著(P全光照(地徑)=0.002<0.01；P全光照(苗高)=2.47E-08<0.01；P遮蔭75%(地徑)=0.297>0.05；P遮蔭75%(苗高)=2.46E-22<0.01)。

表3 云南松苗木的平均地徑、苗高統(tǒng)計

*：不同大寫字母為差異極顯著(a=0.01)；總平均的多重比較為全光照條件下與遮蔭條件下比較。

表4 處理組合間地徑、苗高的方差分析

*：*為差異顯著(P<0.05)；**為差異極顯著(P<0.01)。下同。

全光照條件下處理組合6(A2B1)、9(A3B2)的平均地徑均為1.05 mm，極顯著大于平均地徑最小的處理組合2(A1B2)的平均地徑(0.95 mm)；其余處理組合間平均地徑差異均不顯著(表3)，這也許與測定時苗齡較小，不同水平組合對苗木地徑的差異影響未充分表現(xiàn)有關(guān)。遮蔭75%條件下，9個處理組合間地徑均無顯著差異。但全光照下的平均地徑極顯著大于遮蔭75%條件下的平均地徑。

苗高與地徑不同，全光照條件下，處理組合2的苗高極顯著地高于除處理組合4(A2B2)和8(A3B1)以外的其他處理組合，而處理組合1(1.71 cm)、6(1.75 cm)則極顯著地矮于其他處理組合(表3)。遮蔭75%條件下，平均苗高最高的是處理組合2，這與全光照條件下的表現(xiàn)一致，均極顯著地高于處理組合6、9；無論是全光照還是遮蔭75%，處理組合6的苗高均最矮，且與其他處理組合差異極顯著。苗高在全光照、75%遮蔭條件下最高、最矮的處理組合基本一致，這可能與IBA浸種可促進(jìn)苗高生長有關(guān)。

2.2 影響地徑和苗高的主導(dǎo)因子及其優(yōu)組合

分別對云南松苗在全光照、遮蔭75%條件下的地徑、苗高進(jìn)行極差分析(表5)，以確定影響苗木生長的關(guān)鍵因子和優(yōu)組合。

表5 不同處理組合地徑和苗高的極差分析

由表5可知，全光照、遮蔭75%條件下，影響地徑生長的主要因子分別是微波與IBA浸種的交互作用(A×B，RA×B=0.042>RB=0.030>RA=0.008)、微波輻射(A，RA=0.36>RA×B= 0.016>RB=0.011)。說明在全光照條件下，同時采用微波輻射和IBA浸種對地徑生長的影響比單獨采用其中1種處理的影響大，結(jié)合因素的優(yōu)水平組合為A1B1，可推導(dǎo)出其交互作用對地徑生長為負(fù)效應(yīng)，這也是導(dǎo)致理論與實際的最優(yōu)處理組合不一致的原因；與全光照的不同，遮蔭75%條件下，地徑理論最優(yōu)組合為A1B3(無輻射+IBA 0.20 g·L-1浸種)，與實際的結(jié)果相一致(表3)，表明IBA溶液浸種在遮蔭75%條件下可促進(jìn)地徑生長。

影響2種小環(huán)境苗高生長的主導(dǎo)因子均為IBA浸種(全光照，RB=0.135>RA×B=0.127>RA=0.027；遮蔭75%，RB=0.215>RA=0.200>RA×B=0.135)，其優(yōu)水平理論組合均為A1B2，與實際試驗結(jié)果相一致。說明IBA溶液浸種可促進(jìn)云南松苗高生長。

2.3 不同因素水平對地徑、苗高的影響

分別對全光照、遮蔭75%小環(huán)境下不同因素水平間的地徑和苗高進(jìn)行方差分析(表6)，并進(jìn)一步采用綜合平衡法分析各因素水平之間地徑、苗高隨因素水平變化的趨勢(圖1)。

表6 不同因素水平間地徑、苗高影響的方差分析

圖1 平均地徑和苗高隨因素水平變化趨勢

在全光照、遮蔭75%條件下，A、B 2個因素的不同水平及其交互作用對苗木地徑生長均無顯著影響；微波輻射的各處理僅在遮蔭75%條件下，對苗高具有極顯著的影響(P遮蔭75%(A)=3.02E-08<0.01)；IBA浸種處理、微波與IBA的交互作用對2種小環(huán)境下的苗高均具有極顯著的影響(P全光照(B)=2.73E-05<0.01，P遮蔭75%(B)=5.93E-08<0.01；P全光照(A×B)≈0.000<0.01，P遮蔭75%(A×B)=0.001<0.01)。IBA 0.10 g·L-1浸種的苗高，在全光照(1.914 cm)、遮蔭75%(2.235 cm)條件下均極顯著高于其他2個水平處理(圖1)，說明IBA 0.10 g·L-1浸種最有利于出苗初期苗高生長。由圖1可知，遮蔭75%條件下，苗高隨微波輻射時間的增加而呈下降趨勢，且均極顯著低于對照(無輻射處理，2.270 cm)，佐證了微波輻射在遮蔭75%條件下抑制苗木苗高生長的結(jié)論。

2.4 全光照、遮蔭對處理組合苗木生長的影響

將遮蔭與否作為主區(qū)，處理組合作為副區(qū)進(jìn)行方差分析，了解遮蔭與否對處理組合苗木的地徑、苗高生長的影響。方差分析結(jié)果(表7)表明，遮蔭與否對地徑、苗高的生長均具有極顯著的影響(P主區(qū)(地徑)=3.58E-32<0.01；P主區(qū)(苗高)=2.11E-49<0.01)，全光照條件下平均地徑(1.01 mm)極顯著大于遮蔭條件下平均地徑(0.89 mm)；平均苗高與地徑相反，遮蔭條件下苗高(2.14 cm)極顯著高于全光照條件下苗高(1.83 cm，表3)。處理組合間平均地徑、苗高的差異也極顯著(P副區(qū)(地徑)=0.002<0.01，P副區(qū)(苗高)=2.71E-25<0.01，表7)，與全光照的相一致。同時，主區(qū)與副區(qū)間的交互作用對苗高具有極顯著的影響(P=1.16E-08<0.01)，說明處理組合置于全光照與遮蔭條件下對苗高生長的影響不一致。

表7 遮蔭與否對處理組合地徑、苗高影響的方差分析

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

研究遮蔭、微波輻射和IBA浸種對云南松苗木生長的影響結(jié)果表明：①除遮蔭75%條件下，不同組合間地徑差異不顯著外，其它條件下，不同處理組合間的苗高、地徑差異極顯著(P=2.47E-08～0.002<0.01)。②全光照條件下，地徑的理論優(yōu)水平組合為A1B1(對照)，但因A與B因素有交互作用，實際試驗中地徑最大的是A2B1(微波輻射5 s+清水浸種，1.05 cm)和A3B2(微波輻射10 s+IBA 0.10 g·L-1浸種，1.05 cm)；遮蔭75%條件下，地徑的理論優(yōu)組合則為A1B3(無輻射+IBA 0.20 g·L-1浸種)，理論與實際試驗結(jié)果相一致。2種小環(huán)境下，苗高優(yōu)水平理論組合均為A1B2(無輻射+IBA 0.10 g·L-1浸種)，試驗結(jié)果與之相一致。③各因素水平間的方差分析結(jié)果顯示，微波輻射的各處理間僅在遮蔭75%條件下，對苗高具有極顯著的影響(P遮蔭75%(A)=3.02E-08<0.01)；IBA浸種處理對2種小環(huán)境下的苗高均具有極顯著的影響(P全光照(B)=2.73E-05<0.01，P遮蔭75%(B)=5.93E-08<0.01)；同時，微波與IBA的交互作用也極顯著地影響2種小環(huán)境下苗高的生長(P全光照(A×B)≈0.000<0.01，P遮蔭75%(A×B)=0.001<0.01)。④在其它處理條件一致的條件下，全光照苗木的平均地徑(1.01 mm)極顯著大于遮蔭的苗木地徑(0.89 mm)，而平均苗高(1.83 cm)極顯著低于遮蔭苗木的平均苗高(2.14 cm)。⑤微波輻射抑制云南松苗木生長，與之相反，IBA浸種促進(jìn)苗木生長，IBA 0.1 g·L-1浸種最適宜。

3.2 討論

近年來，云南松林的分布面積隨著國家天然林保護(hù)和退耕還林工程的實施逐年擴大，為此，云南松林的培育與保護(hù)已成為云貴高原可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)之一[13]。據(jù)報道，使用處于“蹲苗”階段的苗木造林，其根系生長比較迅速，地上部分生長極其緩慢，導(dǎo)致造林后的頭3 a苗木仍繼續(xù)“蹲苗”而嚴(yán)重抑制高生長[6]，一旦幼林撫育(主要是除草)強度達(dá)不到要求，將導(dǎo)致造林失敗。

微波輻射對人類健康具有潛在的威脅[14]，其輻射云南松種子，對苗木生長也許與其對人的影響類似，對早期苗木生長具有抑制作用，有待進(jìn)一步的研究獲得足夠的證據(jù)。

利用植物生長調(diào)節(jié)劑可以影響植物內(nèi)源激素的系統(tǒng)、調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育過程，使其朝著人們預(yù)期的方向和程度轉(zhuǎn)變[15]。IBA作為重要的植物生長調(diào)節(jié)劑之一，參與了許多植物的生長發(fā)育過程，如根和莖的生長、維管束組織的形成和分化等[16]，IBA用于云南松播種前浸種，可促進(jìn)其根系發(fā)育并保證有充足的激素運往地上部分[17-18]，從而達(dá)到促進(jìn)生長的目的。已有研究指出，吲哚乙酸(IAA)、IBA浸種有明顯促進(jìn)云南松實生苗生長和生物量積累的作用，而且，IAA和IBA配合浸種較單獨使用效果更為明顯，生長量和生物量的積累隨激素用量的增大而呈先上升后下降的趨勢[19]，與本試驗的結(jié)果類似，即適當(dāng)濃度的IBA浸種可以促進(jìn)云南松苗木的生長。

試驗中影響地徑的理論優(yōu)水平組合與實際最佳處理組合不一致，與微波輻射和IBA浸種2個因素間的交互作用影響有關(guān)。今后進(jìn)一步研究激素的濃度梯度對云南松苗木地徑生長的影響，為解決云南松“蹲苗”問題、促進(jìn)苗期生長和壯苗快繁提供技術(shù)參考。

*：林學(xué)雙外語2011級同學(xué)參與了試驗實施，致以誠謝。

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Effects of Shading，Microwave Radiating and IBA Solution Presoaking Seeds on the Growth ofPinusyunnanensisseedlings

GUO Liang，LI Lian-fang，SUN Ang，SU Ning，YU Guo-dong，WANG Wen-jun，ZHANG Wei，ZHENG Shu-lv，BAO Xue-xian，WANG Wen-jing

(SouthwestForestryUniversity，Kunming650224，Yunnan，China)

The L9(34) orthogonal design was applied to find out the effects of microwave radiating(A1，A2and A3were 0，5 and 10 s) and IBA solution presoaking seeds(B1，B2and B3were 0，0.10 and 0.20 g·L-1) on basal diameter (BD) and seedling height (SH) growth ofPinusyunnanensisseedlings under shading split plots(Sunshining nursery and 75% shading).The results showed that the optimal BD treatment combination (TC) were A2B1(microwave radiating 5 s+warer presoaking seeds) and A3B2(microwave radiating 10 s+0.10 g·L-1IBA solution presoaking seeds) under sunshining nursery，which differed the theory optimal TC of A1B1(CK) since there was significant interaction effect between microwave radiating and IBA solution presoaking seeds；and the theoretic and practical optimal TC of the BD was A1B3(no microwave radiating+0.20 g·L-1IBA solution presoaking seeds) under 75% shading nursery.The optimal SH TC of the theory and practice was A1B2(no microwave radiating+0.10 g·L-1IBA solution presoaking seeds) under the both microsites.Microwave radiating seeds restrained the growth ofPinusyunnanensisseedlings.In contract，The IBA solution presoaking seeds promoted the growth of SH，the best concentration was 0.1 g·L-1.The BD under the sunshining nursery was significantly greater than the 75% shading nursery.However，the SH was significantly shorter than which of the 75% shading nursery.

Pinusyunnanensis；splitting plot；orthogonal experiment；basal diameter；seedling height

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.03.022

2013-09-06；

2013-10-28

國家自然科學(xué)基金(云南松蹲苗機理的研究，31170585)；西南林業(yè)大學(xué)重點基金(云南松扦插繁殖基礎(chǔ)研究，111001)

郭樑(1988—)，女，山西平遙人，西南林業(yè)大學(xué)碩士研究生，從事森林培育方面的研究。E-mail：guoliang082@126.com。

李蓮芳(1964—)，女，云南墨江人，西南林業(yè)大學(xué)教授，博士，從事森林培育、林木遺傳育種及與林學(xué)相關(guān)的教學(xué)和科學(xué)研究。E-mail：llianf@126.com。

S791.257

A

1002-7351(2014)03-0100-06