GA3對3種香草植物種子發(fā)芽和幼苗生長的影響

張全鋒，儲博彥，尹新彥，賈紅姍

(1.河北省林業(yè)科學(xué)研究院，河北 石家莊 050061；2.河北省林木良種工程技術(shù)研究中心，河北 石家莊 050061)

香草植物(Aromatic herbs)，多為一年或多年生草本植物或常綠小灌木[1]，是富含香味、兼具觀賞性和實用性的經(jīng)濟植物群體的合稱[2]。近年來，城市向著綠化、香化、彩化的多元化方向發(fā)展，香草植物以其秀麗的群體景觀效果以及迷人的香氣，在園林景觀應(yīng)用方面展現(xiàn)巨大潛力和發(fā)揮重要作用[3-4]。通常，香草植物多用播種繁殖，但一般未經(jīng)處理的種子發(fā)芽率僅5%-10%，在精選和外源激素等處理后，也僅能提高到35%-40%[5-6]。因此，提高種子發(fā)芽率，促進幼苗生長是香草植物在園林中應(yīng)用亟待解決的繁殖問題。

已有研究指出，影響芳香植物種子發(fā)芽的主要內(nèi)因有種胚發(fā)育不全或存在休眠特性、種皮的限制和種子內(nèi)存在發(fā)芽抑制物質(zhì)[7]。GA3是種子中的重要內(nèi)源激素，其在促進種子發(fā)育及調(diào)控種子休眠和發(fā)芽中具有十分重要的作用[8]，這在許多花卉和蔬菜甚至果樹種子發(fā)芽方面都取得了顯著的效果[9-11]。本研究以藍花鼠尾草(Salviafarinacea)、法國百里香(Thymusvulgaris)和狹葉薰衣草(Lavandulaangustifolia)3種香草植物的種子為材料，通過研究GA3不同濃度及不同時間對種子發(fā)芽及幼苗生長的影響，以期篩選出促進3種香草植物種子發(fā)芽的最佳處理，為香草植物的高效繁殖提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以藍花鼠尾草、法國百里香和狹葉薰衣草3種香草植物種子為試材，在河北省林業(yè)科學(xué)研究院苗圃內(nèi)進行播種試驗。

1.2 試驗方法

采用兩因素完全隨機試驗設(shè)計，分別對3種香草植物開展GA3濃度及其浸種時間的種子發(fā)芽試驗。GA3設(shè)4個濃度(100mg/L、300mg/L、500mg/L和800mg/L)；浸種時間為4h、6h、8h和12h。先將種子用蒸餾水浸泡2h，再分別用GA3處理，最后用0.2% KMnO4消毒15min，播于24cm×12cm穴盤中，基質(zhì)選用以0.2% KMnO4消過毒的苗圃土。播后用蛭石覆蓋，從底部灌水浸透基質(zhì)。以僅用蒸餾水浸泡2h的處理為對照(CK)，每種植物總計17個處理組合。每處理組合30粒種子，分別設(shè)3次重復(fù)。

1.3 發(fā)芽和生長測定

播后每天記錄種子發(fā)芽狀況。藍花鼠尾草、法國百里香、狹葉薰衣草分別于播后12d、12d和25d時發(fā)芽結(jié)束，統(tǒng)計發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗高、根長和鮮重等指標，并計算發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等指標。苗高、根長和鮮重分別于發(fā)芽結(jié)束日當天進行測定，其中鮮重為整株植株自然狀態(tài)下的重量，采集后應(yīng)立刻測量。發(fā)芽勢=日發(fā)芽種子數(shù)達到最高峰時，發(fā)芽的種子總數(shù)占播種總數(shù)的百分率；發(fā)芽率=發(fā)芽種子總數(shù)/播種總數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)=發(fā)芽總數(shù)/發(fā)芽天數(shù)×100%；活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×鮮重[12-13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel進行表格記錄與數(shù)據(jù)運算。用SPSS Statistics軟件進行單因素方差分析(0ne-way ANOVA)、Duncan(D)多重比較法和一般線性模型(多變量)進行數(shù)據(jù)分析，小寫字母均表示0.05差異水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 GA3對藍花鼠尾草種子發(fā)芽的影響

由表1和表2可知，GA3不同濃度及不同處理時間對藍花鼠尾草種子發(fā)芽及幼苗生長影響顯著。17個處理組合的發(fā)芽勢為10.00%-46.67%，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理14的發(fā)芽勢最高，高于處理1和處理3，但差異不顯著；顯著地高于處理4、處理5、處理7、處理8、處理11、處理12、處理13、處理16和處理17(CK)。處理13發(fā)芽勢最低，低于處理4、處理5、處理8、處理11、處理12、處理16和處理17，但差異不顯著；顯著地低于其他各處理。17個處理組合的發(fā)芽率為13.33%-46.67%，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理1和處理14的發(fā)芽率最高，高于處理2、處理3、處理6、處理7、處理9、處理10、處理12、處理14和處理15，但差異不顯著；顯著地高于處理4、處理5、處理8、處理11、處理13、處理16和處理17(CK)。處理8和處理13發(fā)芽率最低，低于處理4、處理16和處理17，但差異不顯著；顯著地低于其他各處理。17個處理組合的發(fā)芽指數(shù)為0.15-0.67，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理14的發(fā)芽指數(shù)最高，高于處理1、處理3和處理10，但差異不顯著；顯著地高于其他各處理。處理13發(fā)芽指數(shù)最低，低于處理4、處理5、處理7、處理8、處理11、處理16和處理17，但差異不顯著；顯著地低于其他各處理。

表1 藍花鼠尾草方差分析表

表2 GA3不同處理對藍花鼠尾草種子發(fā)芽及幼苗生長的影響

由表1和表2可知，17個處理組合的活力指數(shù)為0.009-0.042，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理14的活力指數(shù)最高，高于處理3，但差異不顯著；顯著地高于其他15個處理。處理8活力指數(shù)最低，低于處理4、處理7、處理11、處理13、處理16和處理17，但差異不顯著；顯著地低于其他10個處理。17個處理組合的苗高為1.52-3.00cm，不同處理組合間具有顯著的差異(P=0.048<0.05)，其中處理1和處理2苗高最長，顯著地高于處理4；高于其他14個處理，但差異不顯著。處理4苗高最短，顯著地低于處理1、處理2和處理9；低于其他13個處理，但差異不顯著。17個處理組合的根長為1.84-4.78cm，不同處理組合間差異不顯著(P=0.112>0.05)，其中處理9根長最長，處理2根長最短。

綜合17個處理組合的發(fā)芽效果，最佳處理組合為處理14，即GA3800mg/L處理6h。

2.2 GA3對法國百里香種子發(fā)芽的影響

由表3和表4可知，GA3不同濃度及不同處理時間對法國百里香種子發(fā)芽及幼苗生長影響顯著。17個處理組合的發(fā)芽勢為36.67%-85.19%，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000 <0.01)，其中處理3的發(fā)芽勢最高，高于處理2、處理6、處理10、處理15和處理16，但差異不顯著；顯著高于其他11個處理。處理9發(fā)芽勢最低，顯著低于其他16個處理。17個處理組合的發(fā)芽率為62.50%-86.67%，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理15的發(fā)芽率最高，顯著高于處理1、處理2、處理4、處理5、處理9、處理11、處理12和處理14；高于其他8個處理，但差異不顯著。處理4發(fā)芽率最低，顯著低于處理3、處理6和處理16；低于其他13個處理，但差異不顯著。

表3 法國百里香方差分析表

由表3和表4可知，17個處理組合的發(fā)芽指數(shù)為0.49-1.17，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理10的發(fā)芽指數(shù)最高，高于處理15，但差異不顯著；顯著高于其他15個處理。處理9發(fā)芽指數(shù)最低，低于處理1、處理4、處理5、處理7、處理12、處理14和處理17，但差異不顯著；顯著低于其他9個處理。17個處理組合的活力指數(shù)為0.002 7-0.008 9，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理15的活力指數(shù)最高，高于處理6和處理10，但差異不顯著；顯著高于其他14個處理。處理9的活力指數(shù)最低，低于處理1和處理14，但差異不顯著；顯著低于其他14個處理。17個處理組合的苗高為1.68-2.45cm，不同處理組合間差異不顯著(P=0.427>0.01)，其中處理17的苗高最長，處理9的苗高最短。17個處理組合的根長為1.03-2.18cm，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理17的根長最長，顯著高于處理9；高于其他15個處理，但差異不顯著。處理9的苗高最短，顯著低于處理14、處理15和處理17；顯著低于其他13個處理。

GA3濃度為100mg/L、300mg/L、500mg/L時，隨處理時間的延長，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、苗高和根長均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。GA3濃度為800mg/L時，隨處理時間的延長，發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均先降低后升高，發(fā)芽率和苗高則是先升高后降低，根長則逐漸下降。可見，GA3各濃度處理6-8h可有效促進種子發(fā)芽。綜合17個處理組合的發(fā)芽效果，最佳處理組合為處理15，即GA3800mg/L處理8h。

表4 GA3不同處理對法國百里香種子發(fā)芽及幼苗生長的影響

2.3 GA3對狹葉薰衣草種子發(fā)芽的影響

由表5和表6可知，GA3不同濃度及處理時間對狹葉薰衣草種子發(fā)芽及幼苗生長影響顯著。17個處理組合的發(fā)芽勢為0.00-46.67%，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理15的發(fā)芽勢最高，高于處理12和處理14，但差異不顯著；顯著高于其他14個處理。處理1和處理2發(fā)芽勢最低，為0，低于或顯著低于其他15個處理。17個處理組合的發(fā)芽率為0.00-56.67%，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理15的發(fā)芽率最高，高于處理14，但差異不顯著；顯著高于其他15個處理。處理1和處理2發(fā)芽率最低，為0，低于或顯著低于其他15個處理。17個處理組合的發(fā)芽指數(shù)為0.000-0.472，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理15的發(fā)芽指數(shù)最高，高于處理14，但差異不顯著；顯著高于其他15個處理。處理1和處理2發(fā)芽指數(shù)最低，為0.000，低于或顯著低于其他15個處理。17個處理組合的活力指數(shù)為0.000-0.018，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理15的活力指數(shù)最高，顯著高于其他16個處理；處理1和處理2活力指數(shù)最低，為0.000，低于或顯著低于其他15個處理。17個處理組合的苗高為0.00-4.72cm，不同處理組合間具有顯著的差異(P=0.043<0.05)，其中處理16的苗高最長，顯著高于處理1、處理2、處理3、處理4、處理6、處理9 和處理17；高于其他9個處理，但差異不顯著。處理1和處理2苗高最短，為0.00，低于處理17，但差異不顯著；顯著低于其他14個處理。17個處理組合的根長為0.00-2.22cm，不同處理組合間具有極顯著的差異(P=0.000<0.01)，其中處理5根長最長，顯著高于處理1、處理2和處理17；高于其他13個處理，但差異不顯著。處理1和處理2根長最短，為0.00，低于處理17，但差異不顯著；顯著低于其他14個處理。另外，17個處理組合中，除處理1和處理2外，處理3-16的始發(fā)芽天數(shù)均低于處理17，使種子發(fā)芽時間提前6-13d，其中處理15和處理16始發(fā)芽時間最短，5d后即開始發(fā)芽。

綜合17個處理組合的發(fā)芽效果，最佳處理組合為處理15，即GA3800mg/L處理8h。

表5 狹葉薰衣草方差分析表

表6 GA3不同處理對狹葉薰衣草種子發(fā)芽及幼苗生長的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

通過對藍花鼠尾草、法國百里香、狹葉薰衣草種子發(fā)芽的測定和分析，結(jié)果表明，GA3濃度及其處理時間對3種香草植物種子的萌發(fā)及幼苗生長均起到了顯著的促進作用。藍花鼠尾草種子的最優(yōu)處理組合為處理14，即GA3800mg/L處理6h，發(fā)芽率達46.67%，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)分別為0.67、0.042，苗高、根長分別為2.56cm、3.26cm。法國百里香種子的最優(yōu)處理為處理15，GA3800mg/L處理8h，發(fā)芽率高達86.67%，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)分別為1.05、0.008 9，苗高、根長分別為2.34cm、2.16cm。狹葉薰衣草種子的最優(yōu)處理為處理15，即GA3800mg/L處理8h，種子始發(fā)芽時間較對照提前13d，發(fā)芽率達56.67%，發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)分別為0.472、0.018 0，苗高、根長分別為4.38cm、1.82cm。可見，GA3濃度過低(100-500mg/L)，處理時間過長(12h)或過短(4h)均不利于3種香草植物達到最大發(fā)芽效果。

3.2 討論

藍花鼠尾草種子用GA3800mg/L處理6h，發(fā)芽效果最優(yōu)，這與李守嶺等[13]的研究結(jié)果不同，其研究發(fā)現(xiàn)鼠尾草種子的最佳GA3處理為500mg/L處理24h，且GA3各處理苗高和根長均顯著高于對照?？梢?，GA3濃度不同，處理時間不同，所達到的發(fā)芽效果亦不同，當濃度較高時，可適當縮短處理時間。本研究中藍花鼠尾草種子最高發(fā)芽率達46.67%，雖顯著高于對照的26.67%，但仍達不到高效播種繁殖的要求，究其原因，與種子純度不無關(guān)系。另外，楊建等[14]、劉麗等[15]和趙碩等[16]研究發(fā)現(xiàn)，鼠尾草種子的發(fā)芽還受到溫度、濕度、光照和土壤鹽分的影響。因此，在后續(xù)的試驗中，應(yīng)在提高種子純度的基礎(chǔ)上，綜合研究植物生長調(diào)節(jié)劑、溫度和光照等的影響，盡快篩選出高效的藍花鼠尾草種子發(fā)芽方法。

法國百里香種子用800mg/L處理8h，發(fā)芽效果最優(yōu)，這與張穎婷等[6]的研究結(jié)果不同，其研究發(fā)現(xiàn)GA350mg/L處理，發(fā)芽效果最優(yōu)，且其發(fā)芽率達48.3%，而本研究中發(fā)芽率最高達86.67%，顯著優(yōu)于其結(jié)果，且800mg/L的處理結(jié)果顯著優(yōu)于100-500mg/L，可見，高濃度的GA3能顯著提高法國百里香種子的發(fā)芽率。另外，相關(guān)研究結(jié)果表明[17-20]，溫度、播種密度、覆土厚度、光照以及栽培基質(zhì)均會對法國百里香的種子發(fā)芽和幼苗生長產(chǎn)生影響。

狹葉薰衣草種子除GA3100mg/L處理4h和6h外，各處理結(jié)果均顯著優(yōu)于對照，其種子最優(yōu)處理為800mg/L處理8h，這與馮美等[21]和江宇飛等[22]的研究結(jié)果相似。另外，張福平等[23]研究發(fā)現(xiàn)，植物生長激素GA3、IAA、IBA與6-BA浸泡均可以有效提高薰衣草的發(fā)芽率，使其發(fā)芽時間提前3-7d，而本研究GA3800mg/L處理8h，種子發(fā)芽時間較對照提前13d?？梢姡珿A3能有效打破狹葉薰衣草種子的休眠并顯著提高其種子發(fā)芽率，處理效果顯著地優(yōu)于IAA和6-BA等藥劑。另外，本研究中，狹葉薰衣草種子最高發(fā)芽率達56.67%，顯著高于對照13.33%，但要想達到高效播種繁殖的要求，仍需對植物生長調(diào)節(jié)劑及溫度、光照等因素進行進一步綜合研究。

綜上所述，本研究中法國百里香的種子發(fā)芽率高達86.67%，藍花鼠尾草和狹葉薰衣草的發(fā)芽率僅46.67%和56.67%，可見，大部分香草植物種子發(fā)芽率普遍偏低，要想建立高效的香草植物種子育苗技術(shù)體系，提高種子發(fā)芽率是亟待解決的問題。法國百里香種子細小，提高其發(fā)芽率可從提高種子純度入手；藍花鼠尾草種子浸水后表面產(chǎn)生凝膠物質(zhì)覆蓋種子，而這種凝膠物質(zhì)是否阻礙種子的發(fā)芽，還需進一步深入地研究；狹葉薰衣草種子存在短暫的休眠，打破其種子休眠是提高發(fā)芽率的關(guān)鍵。

另外，隨GA3濃度及處理時間的變化，試驗數(shù)據(jù)未呈現(xiàn)出明顯的可歸類的變化趨勢，可見，GA3濃度和處理時間兩因素的復(fù)合及交互作用較為明顯，在后續(xù)的相關(guān)研究中，應(yīng)對GA3濃度和處理時間加以綜合研究，以篩選出種子發(fā)芽的最佳處理組合，進而形成高效的播種繁殖技術(shù)體系。

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