植物生長調(diào)節(jié)劑浸種對玉米種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

摘要：為探究不同生長調(diào)節(jié)劑浸種對3個玉米雜交種的處理應用效果，以4種生長調(diào)節(jié)劑赤霉素（200 mg/L）、矮壯素（500 mg/L）、多效唑（200 mg/L）、乙烯利（200 mg/L）分別處理3個玉米雜交種青農(nóng)8號、鄭單958、農(nóng)大108，研究不同生長調(diào)節(jié)劑對玉米種子發(fā)芽和形態(tài)指標的影響。結(jié)果表明，不同生長調(diào)節(jié)劑對3個玉米品種具有不同的調(diào)節(jié)作用，赤霉素浸種可以促進鄭單958和農(nóng)大108的發(fā)芽率，多效唑浸種對青農(nóng)8號的第二葉寬和根鮮重及根干重具有促進作用，可根據(jù)研究目的選擇最佳處理方法。

關(guān)鍵詞：植物生長調(diào)節(jié)劑；浸種；玉米；形態(tài)指標；發(fā)芽

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）12-3009-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.12.006

Abstract：To explore the effects of different growth regulators on three maize varieties， four plant growth regulators including gibberellin （200 mg/L），chlormequat chloride （500 mg/L），paclobutrazol （200 mg/L） and ethephon （200 mg/L） were used on three maize varieties Qingnong No. 8，Zhengdan 958 and Nongda 108. Effect of different growth regulators on the seed germination and morphological index of maize were studied. The results showed that different plant growth regulators had different effect on three maize varieties. Gibberellin was beneficial to the improvement of the germination percentage of Zhengdan 958 and Nongda 108. Paclobutrazol could increase the second leaf width， root fresh weight and root dry weight of Qingnong No. 8. Best seed soaking method can be selected based on research purpose.

Key words： plant growth regulator； seed-soaking； maize； morphological index； germination

20世紀80年代以來，化控技術(shù)已成為中國高產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)的主要技術(shù)之一。玉米是應用化控技術(shù)較多的作物之一。赤霉素、矮壯素、多效唑和乙烯利這幾種植物生長調(diào)節(jié)劑目前已在大田作物[1-5]、蔬菜[6]和林木[7]上應用。赤霉素可以打破種子休眠，促進種子胚的發(fā)育和種子發(fā)芽[8]。矮壯素和多效唑具有延緩植物生長、抑制莖稈伸長、縮短節(jié)間、增加植物抗逆性能、提高產(chǎn)量的效果[3，6，9-12]。乙烯利能使作物植株矮化，促進作物成熟，還可增加作物分蘗率，增加產(chǎn)量[13，14]。

本研究選用了4種市場上常見的生長調(diào)節(jié)劑，分別對3個玉米雜交種青農(nóng)8號、鄭單958和農(nóng)大108進行浸種，了解每種生長調(diào)節(jié)劑對3個玉米品種作用效果的差異，以期尋找適合不同玉米品種的最佳浸種劑，為適當使用化學調(diào)控物質(zhì)促進玉米生長發(fā)育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試玉米（Zea mays L.）材料青農(nóng)8號、農(nóng)大108、鄭單958由青島農(nóng)業(yè)大學分子育種實驗室提供。其中青農(nóng)8號為青島農(nóng)業(yè)大學于2010年育成的玉米新品種。

1.2 試驗方法

3個玉米品種分別用100 mL/L的次氯酸鈉溶液消毒10 min，去離子水沖洗3次。分別用4種生長調(diào)節(jié)劑赤霉素（200 mg/L）[15]、矮壯素（500 mg/L）[16]、多效唑（200 mg/L）[12]、乙烯利（200 mg/L）[17]及去離子水（CK）室溫下浸種24 h，去離子水漂洗3次，從中挑選大小一致、健壯飽滿的子粒置于鋪有2層濾紙的大培養(yǎng)皿內(nèi)（直徑16 cm），分別加入不同的處理液2 mL，每品種6個培養(yǎng)皿，每培養(yǎng)皿30粒，處理對照各3培養(yǎng)皿，每個處理3次重復。于25 ℃光照培養(yǎng)箱內(nèi)無土培養(yǎng)，每天補充適量的去離子水，培養(yǎng)后第2天開始記錄發(fā)芽數(shù)（以芽長超過種子1/2為發(fā)芽標準）后再測定發(fā)芽率、發(fā)芽勢、形態(tài)指標等項目。

1.3 指標測定

從玉米種子放入培養(yǎng)皿第2天開始每天統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)，第3天統(tǒng)計發(fā)芽勢，第7天統(tǒng)計發(fā)芽率。第12天測量第二葉長、葉寬、根長、根數(shù)、根干重、根鮮重、幼苗的節(jié)間高度等形態(tài)指標。

發(fā)芽率（GR）=Gt/T×100%

發(fā)芽勢（GE）=指定某天的發(fā)芽數(shù)/T×100%

式中，Gt表示t時間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，T表示種子總數(shù)[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007繪圖，采用DPS7.05統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長調(diào)節(jié)劑浸種對玉米種子萌發(fā)的影響

不同生長調(diào)節(jié)劑浸種對不同品種發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響存在差異，結(jié)果見圖1。不同生長調(diào)節(jié)劑都不同程度地降低了玉米品種青農(nóng)8號的發(fā)芽勢和發(fā)芽率，其中，赤霉素浸種對青農(nóng)8號發(fā)芽勢影響顯著，乙烯利浸種對青農(nóng)8號發(fā)芽率影響顯著（P<0.05）。不同生長調(diào)節(jié)劑均能提高玉米品種鄭丹958的發(fā)芽勢，但差異不顯著。不同生長調(diào)節(jié)劑對鄭丹958發(fā)芽率影響不同，赤霉素和矮壯素具有促進作用，而多效唑和乙烯利具有抑制作用。不同生長調(diào)節(jié)劑浸種對農(nóng)大108的發(fā)芽勢影響不顯著，赤霉素浸種后農(nóng)大108的發(fā)芽率顯著高于多效唑浸種。

2.2 生長調(diào)節(jié)劑浸種對不同玉米品種第二葉長和葉寬的影響

由圖2A可知，本試驗濃度的4種生長調(diào)節(jié)劑浸種對玉米的第二葉長（第12天）有一定影響，多效唑、乙烯利和矮壯素處理均減小了青農(nóng)8號的第二葉長，但矮壯素處理與對照差異不顯著，多效唑和乙烯利處理與對照相比差異顯著。赤霉素處理對青農(nóng)8號第二葉長有促進作用，但與對照相比差異不顯著。各處理對鄭單958第二葉長的影響與青農(nóng)8號一致。各處理對農(nóng)大108第二葉長均具有抑制作用，但赤霉素的影響不顯著，矮壯素、多效唑和乙烯利具有顯著影響。

由圖2B可知，本試驗濃度的4種生長調(diào)節(jié)劑浸種后玉米種子的第二葉寬有不同程度的增加或減少，多效唑、矮壯素處理的第二葉寬均高于對照，乙烯利、赤霉素處理的第二葉寬均低于對照，說明多效唑、矮壯素能夠不同程度地促進玉米第二葉寬，多效唑的促進作用最強，矮壯素次之；乙烯利、赤霉素能夠不同程度地抑制玉米第二葉寬，赤霉素抑制作用最強，乙烯利次之。各處理對不同品種玉米第二葉寬的影響也存在差異。赤霉素處理對青農(nóng)8號、鄭單958和農(nóng)大108的第二葉寬均具有顯著的抑制作用。多效唑處理對青農(nóng)8號和鄭單958的葉寬具有顯著的促進作用，對農(nóng)大108的第二葉寬影響不顯著。乙烯利處理對鄭單958第二葉寬具有顯著抑制作用，而對青農(nóng)8號和農(nóng)大108的第二葉寬影響不顯著。

2.3 生長調(diào)節(jié)劑浸種對玉米幼苗根長和根數(shù)（第12天）的影響

由圖3A可知，本試驗濃度的4種生長調(diào)節(jié)劑浸種后玉米苗期根長（第12天）有不同程度的增加或減少，赤霉素處理對青農(nóng)8號和鄭單958苗期根長影響不顯著，對農(nóng)大108苗期根長具有顯著抑制作用。矮壯素處理對青農(nóng)8號和鄭單958苗期根長具有促進作用，對農(nóng)大108苗期根長具有抑制作用。多效唑處理對青農(nóng)8號苗期根長影響不明顯，對鄭單958和農(nóng)大108苗期根長具有抑制作用。乙烯利對3個玉米品種的苗期根長均具有顯著抑制作用。

由圖3B可知，本試驗濃度的4種生長調(diào)節(jié)劑浸種后玉米苗期根數(shù)（第12天）有不同程度的變化，赤霉素處理顯著減少了青農(nóng)8號和鄭單958的幼苗根數(shù)，對農(nóng)大108的影響不顯著。矮壯素和多效唑處理對3個玉米品種苗期根數(shù)的影響較對照均不顯著。乙烯利處理顯著減少了青農(nóng)8號的苗期根數(shù)，但對鄭單958和農(nóng)大108影響不顯著。

2.5 生長調(diào)節(jié)劑浸種對玉米幼苗節(jié)間高度（第12天）的影響

由圖4可知，本試驗濃度的4種生長調(diào)節(jié)劑浸種后玉米幼苗節(jié)間高度（第12天）有不同程度的變化，赤霉素處理能顯著增加青農(nóng)8號和鄭單958的幼苗節(jié)間高度，對農(nóng)大108影響不顯著。矮壯素、乙烯利、多效唑處理均可降低幼苗節(jié)間高度，矮壯素對青農(nóng)8號和鄭單958影響不顯著，對農(nóng)大108影響顯著。多效唑和乙烯利對3個玉米品種幼苗節(jié)間高度均存在顯著的抑制作用。

2.6 生長調(diào)節(jié)劑浸種對玉米幼苗根鮮重和根干重（第12天）的影響

由圖5A可知，本試驗濃度的4種生長調(diào)節(jié)劑浸種后玉米幼苗根鮮重（第12天）有不同程度的變化，赤霉素處理的玉米幼苗根鮮重較對照減少，但差異不顯著。矮壯素和乙烯利處理對玉米幼苗根鮮重的影響與對照相比均不顯著。多效唑處理能顯著增加青農(nóng)8號的幼苗根鮮重，但對鄭單958和農(nóng)大108影響不顯著。

由圖5B可知，本試驗濃度的4種生長調(diào)節(jié)劑浸種后玉米幼苗根干重有不同程度的變化，赤霉素處理顯著降低了鄭單958的幼苗根干重，對其他兩個品種影響不顯著。矮壯素處理對3個玉米品種幼苗根干重影響均不顯著。多效唑處理能顯著增加青農(nóng)8號和鄭單958的玉米幼苗根干重，但對農(nóng)大108影響不顯著。乙烯利處理顯著降低了鄭單958的幼苗根干重，但對其他兩個品種影響不顯著。

3 小結(jié)與討論

應用植物生長調(diào)節(jié)劑進行浸種，可以打破種子休眠、促進種子萌發(fā)、改善種子在逆境下的生長以及提高幼苗的抗逆性和抗倒伏能力。但是，由于生長調(diào)節(jié)劑的濃度和試驗材料不同，浸種處理的效果也不同。赤霉素屬植物生長促進類激素，湯海軍等[18]的研究表明，濃度為0.05 g/kg的赤霉素浸種可以明顯增加玉米幼苗株高。本研究表明，赤霉素浸種能夠增加3個品種的幼苗節(jié)間高度，且對青農(nóng)8號和鄭單958影響顯著，這與前人研究一致。劉海艷[19]的研究表明，10～1 000 mg/L系列濃度的赤霉素處理種子，均能促進玉米種子萌發(fā)，顯著提高種子活力。沈雁等[20]的研究結(jié)果表明，不同濃度的赤霉素浸種處理對油莎豆發(fā)芽的影響不大。本研究表明，200 mg/L的赤霉素浸種能夠提高鄭單958和農(nóng)大108的發(fā)芽勢和發(fā)芽率，而對青農(nóng)8號具有抑制作用，因此，其他濃度的赤霉素對青農(nóng)8號發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響仍需進一步探討。

矮壯素是一種優(yōu)良的植物生長調(diào)節(jié)劑，可用于小麥、水稻、棉花、煙草、玉米及番茄等作物，抑制作物細胞伸長，但不抑制細胞分裂，能使植株變矮，莖稈變粗，葉色變綠，可使作物耐旱耐澇，防止作物徒長倒伏，抗鹽堿。張吉旺等[21]研究表明，在拔節(jié)期、小口期分別噴施助壯素（150 mL/hm2）明顯降低了玉米株高和穗位高，提高了玉米產(chǎn)量。陳靖等[16]的研究結(jié)果表明，矮壯素浸種對玉米幼苗第1節(jié)間高度有較明顯的抑制作用，對根數(shù)、根干重、鮮重都有促進作用。湯海軍等[18]的研究表明，硫酸鋅和矮壯素有利于玉米幼苗莖粗的增長。本研究結(jié)果表明，矮壯素浸種顯著降低了農(nóng)大108的第二葉長和幼苗節(jié)間高度，對其他品種的其他性狀沒有顯著影響，這與前人的部分研究結(jié)果一致，可能是由于不同生長調(diào)節(jié)劑濃度和品種具有不同的處理效果。

多效唑?qū)λ畬ρ砻鐕姙⒑?，能阻止秧苗頂端生長優(yōu)勢，促進側(cè)芽（分蘗）滋生。張永平[12]研究了多效唑浸種對農(nóng)大108在滲透脅迫下根邊緣細胞發(fā)生的影響，結(jié)果表明，多效唑浸種能夠增加根系鮮重，且增加根邊緣細胞黏膠層厚度。本研究結(jié)果表明，多效唑浸種對3個玉米品種的發(fā)芽勢和發(fā)芽率影響不顯著，對第二葉長具有顯著抑制作用，對第二葉寬具有促進作用。對農(nóng)大108的根長具有顯著抑制作用，對其他品種根長和根數(shù)影響不顯著。多效唑浸種顯著降低了3個品種的幼苗節(jié)間高度，對青農(nóng)8號根鮮重和根干重、鄭單958的根干重均具有顯著促進作用，這與張永平[12]的研究結(jié)果一致。

乙烯利是優(yōu)質(zhì)高效植物生長調(diào)節(jié)劑，具有促進果實成熟，刺激傷流，調(diào)節(jié)性別轉(zhuǎn)化等效應。在高種植密度條件下噴施乙烯利可以顯著提高玉米全株鮮物質(zhì)的產(chǎn)量，而且，種植密度越高乙烯利的使用效果越顯著[21]。有研究表明，100～800 mg/L的乙烯利浸種都能提高PEG6000脅迫下玉米種子的發(fā)芽率和幼苗長度[22]。本研究結(jié)果表明，乙烯利浸種對3個品種第二葉長、根長和幼苗節(jié)間高度具有顯著抑制作用，顯著降低了鄭單958的幼苗根干重，對其他性狀影響不顯著。這與前人研究結(jié)果不一致，可能是因為不同品種的差異所致。

本研究表明，不同生長調(diào)節(jié)劑對不同玉米品種的作用是不同的，應該根據(jù)不同品種，選擇不同濃度的生長調(diào)節(jié)劑。對鄭單958和農(nóng)大108，可以選擇200 mg/L的赤霉素浸種。對青農(nóng)8號來說，雖然多效唑?qū)Πl(fā)芽率和發(fā)芽勢不具有促進作用，但是，對第二葉寬和根鮮重及根干重具有促進作用，可根據(jù)實際情況選擇合適濃度進行浸種。

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