3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)的影響

雷 雄， 白史且， 游明鴻， 閆利軍

（1．西南民族大學(xué)青藏高原研究院， 成都610041； 2．四川省草原科學(xué)研究院， 成都611731）

阿壩垂穗披堿草（Elynus nutans Griseb．cv．Aba）為禾本科披堿草屬多年生牧草，是國(guó)內(nèi)僅有的3個(gè)國(guó)審垂穗披堿草品種之一。該品種具有牧草產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良、抗寒性強(qiáng)、適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種品質(zhì)優(yōu)良的飼用牧草［1－2］，并于2012年被四川省政府確定為四川省首批突破性牧草新品種，形成了“政府購(gòu)買品種、企業(yè)集中繁育、項(xiàng)目配套轉(zhuǎn)化”的突破性牧草新品種的大面積應(yīng)用推廣模式。自2012年以來(lái)，每年推廣種子達(dá)500 t，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。然而，種子生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)阿壩垂穗披堿草存在種子休眠期長(zhǎng)、發(fā)芽率低，幼苗活力較低等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了該品種的推廣與應(yīng)用。因此，研究如何提高阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)的條件具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

采用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（Plant growth regulator）浸種以改善休眠種子的理化特性、提高發(fā)芽率和幼苗的抗逆能力，并以投入成本小、見效快、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物、花卉、草坪草、牧草等種子萌發(fā)研究［3－5］。然而目前使用外源激素對(duì)阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)及活力方面的研究還未見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)采用不同濃度細(xì)胞分裂素（6－BA）、多效唑（PP 333）、矮壯素（CCC）浸種處理阿壩垂穗披堿草種子，旨在探索3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)其種子萌發(fā)、生理活性以及幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為促進(jìn)阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)和提高幼苗存活力提供依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1．1 實(shí)驗(yàn)材料

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（6－BA，PP 333和CCC）均采購(gòu)于上海伊卡生物制藥有限公司；供試種子于2014年在阿壩州紅原縣二農(nóng)場(chǎng)四川省草原科學(xué)研究院試驗(yàn)地采集。

1．2 實(shí)驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2015年3月進(jìn)行，選擇若干籽粒飽滿、大小一致的種子，經(jīng)1%次氯酸鈉溶液滅菌消毒5 min，蒸餾水清洗數(shù)次后晾干。在室溫下，分別用不同濃度（0，10，20，30，40 mg／L）的 6－BA、PP 333（0，50，100，150，200 mg／L）、CCC（0，1，2，3，4 g／L）浸種24 h，滅菌蒸餾水浸種作為對(duì)照（ck），然后將種子撈出，蒸餾水清洗數(shù)次晾干后備用。

采用紙上發(fā)芽［6］，蒸餾水浸濕濾紙，將處理好的種子置于已消毒的培養(yǎng)皿中，于光照培養(yǎng)箱中發(fā)芽（白天20℃，8 h，照度1 000 lx；晚上15℃，16 h、照度0 lx）。每個(gè)處理4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50粒種子。定時(shí)給培養(yǎng)皿中加蒸餾水，保證有充足的水分。每天09：00～10：00時(shí)觀察統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)數(shù)，以胚芽達(dá)到種子長(zhǎng)度的一半以上或胚根達(dá)到種子長(zhǎng)度記為發(fā)芽［7］。第7天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，在第14天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率；統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率的同時(shí)，在每個(gè)處理中隨機(jī)選取10株幼苗測(cè)其胚芽和胚根長(zhǎng)。

1．3 測(cè)定指標(biāo)

1）發(fā)芽率：從放入種子之日起至第14天止，統(tǒng)計(jì)正常發(fā)芽種子粒數(shù)占供試種子總數(shù)的百分率，即發(fā)芽率（GR）（%）＝（N0／N）×100%。式中，N0為發(fā)芽終期全部發(fā)芽的種子數(shù)；N為供試種子數(shù)。

2）發(fā)芽勢(shì)：從放入種子之日起至第7天止，統(tǒng)計(jì)正常發(fā)芽種子粒數(shù)占供試種子總數(shù)的百分率，即發(fā)芽勢(shì)（GE）（%）＝（n7／N）×100%。式中，n7為種子發(fā)芽第7天的正常種子發(fā)芽數(shù)；N為供試種子數(shù)。

3）發(fā)芽指數(shù)（GI）＝∑G t／D t，式中：G t為當(dāng)天的發(fā)芽數(shù)，D t為發(fā)芽日數(shù)。

4）活力指數(shù)（VI）＝S×GI，式中S為發(fā)芽t時(shí)間時(shí)胚根及胚軸的總長(zhǎng)度，GI為發(fā)芽指數(shù)。

5）芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)：隨機(jī)取10個(gè)正常生長(zhǎng)的幼苗，用直尺分別測(cè)胚芽和胚根的長(zhǎng)度（cm）。

1．4 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)初期處理采用 Microsoft Excel 2013，圖形制作采用sigmaplot軟件，統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 19進(jìn)行多重比較、方差分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 6－BA對(duì)阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動(dòng)態(tài)的影響

不同濃度的6－BA處理下，阿壩垂穗披堿草種子的發(fā)芽動(dòng)態(tài)見圖1。由圖1可以看出，所有處理均在第5天開始發(fā)芽，隨著發(fā)芽天數(shù)的增加，種子的日發(fā)芽數(shù)整體呈先降后增再降的趨勢(shì)。即在5～7 d為發(fā)芽最高峰，第8天迅速降低，在9～10 d出現(xiàn)發(fā)芽小高峰，到第11天發(fā)芽數(shù)降低，直到第14天發(fā)芽結(jié)束。濃度為10，30 mg／L處理與對(duì)照均在第6天日發(fā)芽數(shù)最高，分別達(dá)到11．75、11．00和9．75。濃度為20 mg／L和40 mg／L處理在第5天日發(fā)芽數(shù)最高，分別為12．75和10．25。

圖1 6－BA處理下阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動(dòng)態(tài)

2．2 PP 333對(duì)阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動(dòng)態(tài)的影響

圖2 PP 333處理下阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動(dòng)態(tài)

阿壩垂穗披堿草種子在不同濃度多效唑（PP 333）處理下，其種子的發(fā)芽動(dòng)態(tài)與對(duì)照差異顯著（見圖2）。隨著發(fā)芽天數(shù)的增加，對(duì)照組的日發(fā)芽數(shù)整體呈降低趨勢(shì)，在第5天開始發(fā)芽，第6天日發(fā)芽數(shù)最高，為9．75，到第14天發(fā)芽結(jié)束，平均日發(fā)芽數(shù)為8．2。各試驗(yàn)組日發(fā)芽趨勢(shì)一致，均在第9天開始發(fā)芽，較對(duì)照推遲了4 d，且種子的日發(fā)芽數(shù)顯著低于對(duì)照。試驗(yàn)組在50 mg／L處理下，平均日發(fā)芽數(shù)最高，為1．1；各試驗(yàn)組均在第10天達(dá)到發(fā)芽高峰，其中以在100 mg／L處理下最高，日發(fā)芽數(shù)也僅為2．0。

表1 不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑各濃度處理下阿壩垂穗披堿草種子的萌發(fā)特征

2．3 CCC對(duì)阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動(dòng)態(tài)的影響

圖3 CCC處理下阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動(dòng)態(tài)

由圖3可以看出，各處理均在第5天開始發(fā)芽，CCC處理供試材料整體發(fā)芽趨勢(shì)與6－BA處理的發(fā)芽趨勢(shì)類似。即在第5～7天日發(fā)芽數(shù)較高，在發(fā)芽第8天時(shí)迅速下降，第9～10天日發(fā)芽數(shù)則迅速增加，在第11～14天逐漸下降直至日發(fā)芽率為0。在發(fā)芽第6天時(shí)，對(duì)照組的日發(fā)芽數(shù)達(dá)到最高，為9．75；試驗(yàn)組均在發(fā)芽第7天出現(xiàn)第一個(gè)發(fā)芽小高峰，其中以1 000 mg／L處理日發(fā)芽數(shù)最高，為8．75；在發(fā)芽第10天，對(duì)照組與試驗(yàn)組均出現(xiàn)第二個(gè)發(fā)芽高峰期，此時(shí)試驗(yàn)組的日發(fā)芽數(shù)達(dá)到最大值，并且顯著高于對(duì)照組。

2．4 3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)效果的影響

由表1可知，10 mg／L 6－BA 處理下供試種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)顯著高于對(duì)照組（p＜0．05），分別比對(duì)照提高了14．2%和20．8%；種子的發(fā)芽勢(shì)和活力指數(shù)與對(duì)照差異不顯著，其中發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照相同，均為52．0%，活力指數(shù)略高于對(duì)照；10 mg／L 6－BA 處理下能夠促進(jìn)芽的生長(zhǎng)，同時(shí)顯著抑制了根發(fā)育（p＜0．05）。在20 mg／L和30 mg／L 6－BA 處理下對(duì)供試種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均有一定的促進(jìn)作用，但與對(duì)照差異不顯著。在40mg／L 6－BA處理下顯著抑制了發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)。PP 333在50～200 mg／L范圍內(nèi)，浸種顯著抑制了阿壩垂穗披堿草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)（p＜0．05），其抑制效果隨著PP 333濃度的增加而增加。PP 333各濃度處理下，阿壩垂穗披堿草胚芽長(zhǎng)和胚根長(zhǎng)均受到抑制，其抑制效果與對(duì)照相比，芽長(zhǎng)降低了 64．5% ～65．24%，根長(zhǎng)降低了 37．56% ～33．03%，且與對(duì)照存在顯著差異（p＜0．05）。

CCC在1～4 g／L范圍內(nèi)，除1 g／L濃度處理的種子發(fā)芽率和對(duì)照差異不顯著外，其它各指標(biāo)與對(duì)照相比顯著降低（p＜0．05）；其余各處理與對(duì)照相比顯著降低了阿壩垂穗披堿草的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)，其抑制效果隨著濃度的增加而增加。CCC各濃度處理下阿壩垂穗披堿草胚芽長(zhǎng)和胚根長(zhǎng)對(duì)照也存在顯著差異（p＜0．05），其抑制效果與對(duì)照相比，芽長(zhǎng)降低了92．56%～82．48%，根長(zhǎng)降低了69．68%～65．38%。

3 討 論

3．1 6－BA對(duì)種子萌發(fā)的影響

在生產(chǎn)過(guò)程中，為提高種子發(fā)芽率、增強(qiáng)幼苗的抗逆性，常用的方法之一則是采用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑浸種［4］。這是因?yàn)橹参锷L(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能夠調(diào)節(jié)種子內(nèi)源激素的分泌與合成、打破種子的休眠，提高種子內(nèi)淀粉酶活性，加快種子代謝活動(dòng)，從而提高種子發(fā)芽能力［11－13］。本試驗(yàn)中，6－BA 對(duì)阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)表現(xiàn)出低濃度（10～30 mg／L）促進(jìn)種子的萌發(fā)，高濃度（40 mg／L）抑制其萌發(fā)，10～30 mg／L的6－BA能夠有效提高阿壩垂穗披堿草的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、芽長(zhǎng)和活力指數(shù)，這與李魏飛［8］、龍治堅(jiān)［9］的研究結(jié)果相一致；朱霞等［10］研究決明種子的萌發(fā)結(jié)果也得出類似結(jié)論。前人研究表明，6－BA具有解除種子休眠、促進(jìn)種子萌發(fā)和細(xì)胞分裂，誘導(dǎo)芽的分化，促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)等作用［11］。這可能是促進(jìn)阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)的原因。本試驗(yàn)還得出，6－BA顯著抑制了胚根的生長(zhǎng)，其抑制作用隨著濃度的升高而增加。然而蒙真鋮認(rèn)為，在20 mg／L濃度范圍內(nèi)的6－BA對(duì)毛萼紫薇幼苗的株高、側(cè)根數(shù)、最長(zhǎng)側(cè)根長(zhǎng)度均有促進(jìn)作用［5］，這與本試驗(yàn)得出的結(jié)果略有不同，這是否是因?yàn)樵囼?yàn)的條件或試驗(yàn)材料不同而造成6－BA使用濃度的差異，還有待于進(jìn)一步研究。

3．2 PPP 333對(duì)種子萌發(fā)的影響

多效唑（PP 333），是一種抑制內(nèi)源赤霉素合成的三唑類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，其抑制機(jī)理是阻抑貝殼杉烯形成貝殼杉烯酸酶促反應(yīng)中酶的活性從而抑制赤霉素的生物合成［12］。已有研究表明：用多效唑浸種可以加快稻種的萌發(fā)進(jìn)程，提高稻種的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)［13］，矮化壯秧、提高成秧率及種子產(chǎn)量［14］。劉芳芳也指出，在干旱脅迫條件下，低濃度的多效唑可以提高黑麥草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、促進(jìn)對(duì)根系的生長(zhǎng)，但顯著抑制胚芽的生長(zhǎng)，且抑制作用隨著多效唑質(zhì)量濃度升高而加強(qiáng)［15］。而本試驗(yàn)中，使用多效唑浸種顯著抑制了阿壩垂穗披堿草胚芽的生長(zhǎng)和種子的萌發(fā)，這可能是因?yàn)榘未顾肱麎A草種子對(duì)多效唑的耐受能力較差，從而使種子赤霉素合成受到抑制，降低了細(xì)胞酶活性從而抑制了種子的萌發(fā)。

3．3 CCC對(duì)種子萌發(fā)的影響

矮壯素（Chlormequat chloride，CCC）是一種季銨鹽類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，主要作用是抑制赤霉酸的生物合成，其作用機(jī)理是抑制占巴焦磷酸生成貝殼杉烯，致使內(nèi)源赤霉酸的生物合成受到阻抑。其重要生理作用是控制植株徒長(zhǎng)、使節(jié)間縮短，促進(jìn)生殖生長(zhǎng)，改善種子品質(zhì)，提高某些作物的抗逆性等［16－17］。本試驗(yàn)中，矮壯素浸種處理對(duì)抑制了幼苗的生長(zhǎng)，這與高曉旭［18］提出矮壯素浸種處理能顯著降低黃瓜幼苗下胚軸的長(zhǎng)度相一致；低濃度的矮壯素有利于種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的提高，而高濃度的CCC則抑制其種子的萌發(fā)，這與湯海軍對(duì)小麥［19］和水稻［20］的研究結(jié)果相一致。

4 結(jié) 論

在6－BA不同濃度處理下，所有處理均在第5天開始發(fā)芽，隨著發(fā)芽天數(shù)的增加，種子的日發(fā)芽數(shù)整體呈先降后增再降的趨勢(shì)。10～30 mg／L的6－BA可以促進(jìn)種子萌發(fā)和胚芽的生長(zhǎng)，提高種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和種子活力，其中以10 mg／L處理效果最佳。

PP 333與CCC降低種子日發(fā)芽數(shù)、延遲了種子的萌發(fā)，顯著降低了發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，抑制了種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)，其抑制效果隨著其濃度的增加而增加。

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