水楊酸處理對(duì)八月瓜種子萌發(fā)及苗木生長(zhǎng)生理的影響

陳 姣，徐仕琴，普翠梅，莫麗玲，張永福

(昆明學(xué)院 農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650214)

八月瓜(HolboellialatifoliaWall.)為木通科(Lardizabalaceae)八月瓜屬常綠木質(zhì)藤本植物[1]，因其在農(nóng)歷八月成熟而得名．八月瓜的果實(shí)為漿果，其味香甜可口，風(fēng)味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，果肉中含有豐富的糖、維生素C和多種人體不能合成的氨基酸．此外，八月瓜全株亦可入藥，近幾年在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用較好，能夠治療多種疾病[2-3]．長(zhǎng)期以來(lái)，由于八月瓜扦插生根難度大，成活率低，且繁殖效率極低，難以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求．因此，其在生產(chǎn)上主要采用種子繁殖．然而，八月瓜作為野生水果，掛果量少且種子易遭受鳥(niǎo)獸危害，難以采集到優(yōu)質(zhì)種子[4]．此外，八月瓜種子發(fā)芽率低、生長(zhǎng)勢(shì)弱，導(dǎo)致育苗困難，植株瘦弱，生長(zhǎng)發(fā)育不良，難以形成壯苗，從而影響市場(chǎng)對(duì)苗木的需求．大量研究[5-6]表明，水楊酸浸種可促進(jìn)種子發(fā)芽，提高種子出芽率和幼苗存活率．而水楊酸為酚酸類(lèi)物質(zhì)，其作為新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，可調(diào)節(jié)植物細(xì)胞分裂和伸長(zhǎng)，從而促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，這一現(xiàn)象已在多種作物中被發(fā)現(xiàn)[7-8]．呂培澤[8]研究表明，1.0 mmol/L水楊酸浸泡白菜型冬油菜種子可以增強(qiáng)幼苗中過(guò)氧化物酶活性．然而，到目前為止，尚未見(jiàn)到用水楊酸處理八月瓜種子的相關(guān)研究報(bào)道．因此，本研究擬采用不同質(zhì)量濃度(1.0，0.1，0.01 mmol/L)的水楊酸來(lái)處理八月瓜種子和幼苗，并通過(guò)測(cè)定種子發(fā)芽指標(biāo)、幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)及相關(guān)生理指標(biāo)，闡明水楊酸對(duì)八月瓜種子萌發(fā)及苗木生長(zhǎng)生理的影響，旨在探索一種提高八月瓜種子萌發(fā)率和成苗率的方法，從而滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)八月瓜苗日益增長(zhǎng)的需求．

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2019年9月八月瓜成熟時(shí)，從云南省丘北縣采摘成熟的野生八月瓜果實(shí)，把種子從果實(shí)中分離出來(lái)，清洗干凈后挑選飽滿(mǎn)種子進(jìn)行試驗(yàn)．

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)配置3個(gè)質(zhì)量濃度的水楊酸處理液，即T1、T2和T3，其中：T1為 1.00 mmol/L；T2為 0.10 mmol/L；T3為 0.01 mmol/L；以蒸餾水為對(duì)照(CK)．處理方法為挑選飽滿(mǎn)的種子分別用3個(gè)質(zhì)量濃度的水楊酸和蒸餾水浸種，5 h 后，用清水沖洗3次，除去表面藥液，然后均勻播種于V(草炭)∶V(蛭石)∶V(珍珠巖)=3∶1∶1的基質(zhì)中，每個(gè)處理播種4盆(盆直徑 40 cm、高 30 cm)，每盆50粒種子，同時(shí)做好養(yǎng)護(hù)管理工作，并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率以及計(jì)算發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)．

種子萌發(fā)后，每 7 d 澆1次霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液,待幼苗生長(zhǎng)到 20 cm 左右時(shí)進(jìn)行移栽，此時(shí)正是播種后的第 72 d．從移栽當(dāng)天開(kāi)始，分別在上述處理和CK中各選擇10株生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲(chóng)害的植株，葉面噴施對(duì)應(yīng)質(zhì)量濃度的水楊酸和蒸餾水(每次藥劑噴施用量以葉片均勻濕潤(rùn)為準(zhǔn))，每周?chē)娛?次，并測(cè)量1次植株高度，連續(xù)噴施10周，在第10周摘取中間成熟葉片檢測(cè)各項(xiàng)生理指標(biāo)．試驗(yàn)重復(fù)3次．

1.3 各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定方法

1.3.1 發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)

發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的公式為：

發(fā)芽率=(發(fā)芽種子數(shù)/待測(cè)種子數(shù))×100%；

發(fā)芽勢(shì)=(發(fā)芽高峰期內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/總被測(cè)種子數(shù))×100%．

發(fā)芽指數(shù)指種子發(fā)芽過(guò)程中每日發(fā)芽種子數(shù)除以發(fā)芽種子經(jīng)歷的發(fā)芽日數(shù)所得到的商的總和，即

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)，

其中，Gt指第t天種子的發(fā)芽數(shù)量，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽時(shí)間[9]．

1.3.2 苗期指標(biāo)測(cè)定

株高用鋼卷尺測(cè)量；過(guò)氧化物酶(POD)活性用愈創(chuàng)木酚-過(guò)氧化氫顯色法測(cè)定；超氧化物歧化酶(SOD)活性用氮藍(lán)四唑光氧化法測(cè)定；葉綠素含量用酒精提取法測(cè)定；蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定；可溶性糖含量用苯酚-硫酸法測(cè)定；淀粉含量用酸解法測(cè)定；總氮含量用納氏比色法測(cè)定[10]．

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)用SPSS17.0進(jìn)行鄧肯氏新復(fù)極差檢測(cè)(P<0.05)，用Excel 2010軟件作圖．

2 結(jié)果與分析

2.1 水楊酸處理對(duì)八月瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的影響

由表1可知，從播種后的第 30 d 開(kāi)始，每 7 d 統(tǒng)計(jì)1次八月瓜種子的發(fā)芽率．每次統(tǒng)計(jì)的發(fā)芽率均為 0.10 mmol/L 水楊酸處理的最高，1.00 mmol/L 水楊酸處理的發(fā)芽率始終顯著低于其余處理(P<0.05)；而從第 51 d 至第 72 d，0.10 mmol/L 水楊酸處理后的發(fā)芽率均顯著高于其他處理(P<0.05)．可見(jiàn)，0.10 mmol/L 水楊酸處理對(duì)提高八月瓜種子的發(fā)芽率效果較好．

從圖1可看出，T2處理的八月瓜種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)最高，分別達(dá)到25.75%和15.23，比CK提高了47.14%、54.78%，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；T1處理則顯著降低了八月瓜的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)，與對(duì)照相比分別降低了28.57%、32.93%；T3處理的八月瓜種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)分別比CK提高了7.14%、22.56%．可見(jiàn)，0.10 mmol/L 水楊酸處理對(duì)提高八月瓜種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的效果最佳．

2.2 水楊酸處理對(duì)八月瓜植株高度的影響

八月瓜幼苗移栽時(shí)間為播種后第 72 d．從表2可看出，八月瓜栽培后，T2和T3處理對(duì)八月瓜苗木的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，但T2處理的效果優(yōu)于T3，而T1處理則對(duì)八月瓜苗木的生長(zhǎng)有抑制作用；到移栽后的第 63 d，T2處理的植株高度分別比T1、T3處理和CK高51.06%、17.12%和25.93%，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；移栽后 63 d，與CK相比，T1處理后八月瓜植株高度下降了16.64%，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)．可見(jiàn)，1.00 mmol/L 高質(zhì)量濃度水楊酸處理會(huì)抑制八月瓜植株的生長(zhǎng)；0.01 mmol/L 低質(zhì)量濃度水楊酸處理對(duì)八月瓜植株的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，但效果不明顯；而 0.10 mmol/L 適中質(zhì)量濃度水楊酸處理對(duì)促進(jìn)八月瓜植株生長(zhǎng)的效果最佳．

表1 水楊酸處理后八月瓜種子的發(fā)芽率 %

圖1 水楊酸處理后八月瓜種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)

表2 水楊酸處理后八月瓜的植株高度 cm

2.3 水楊酸處理對(duì)八月瓜苗木葉片中有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

如圖2所示，T2處理的可溶性糖含量最高，達(dá) 85.51 mg/g，比CK提高了19.03%，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；T3處理的可溶性糖含量最低，與CK相比降低了29.68%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)．T1處理的淀粉含量最高，達(dá) 0.41 mg/g，比CK提高了46.43%；T2、T3處理的淀粉含量均比CK低，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)．T1、T2和T3處理的蛋白質(zhì)含量分別比CK增加了751.52%、745.45%、893.94%，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)．水楊酸處理后，總氮含量的變化趨勢(shì)與蛋白質(zhì)相似，T1、T2和T3處理的總氮含量分別比CK增加了23.52%、25.15%、48.43%，且與CK之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)．可見(jiàn)，較高質(zhì)量濃度(1.00 mmol/L 和 0.10 mmol/L)的水楊酸處理對(duì)提高八月瓜苗木葉片中碳素營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的效果較佳，而各質(zhì)量濃度的水楊酸處理對(duì)提高八月瓜苗木葉片中氮素營(yíng)養(yǎng)均有較好的效果．

圖2 水楊酸處理后八月瓜苗木葉片中有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量

2.4 水楊酸處理對(duì)八月瓜苗木葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量的影響

如圖3所示，T1處理的八月瓜苗木葉綠素a含量最高，達(dá) 1.51 mg/g，T2處理比CK提高了9.17%，而T3處理則比CK降低了15.02%，三者與CK之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)．T1、T2、T3處理均大幅度增加了八月瓜幼苗木葉綠素b含量，三者與CK相比分別提高了273.81%、142.86%、28.57%，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)．T1處理的葉綠素(a+b)含量最高，達(dá) 3.08 mg/g，與CK相比顯著增加了157.01%(P<0.05)；T2處理比CK高78.7%(P<0.05)；而T3則與CK之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)．T1、T2、T3處理與CK相比均大幅度降低了八月瓜苗木葉片類(lèi)胡蘿卜素含量，降幅分別為85.91%、85.45%和90.14%，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)．可見(jiàn)，水楊酸處理可有效提高八月瓜苗木葉綠素含量，但卻大幅度降低了其類(lèi)胡蘿卜素含量．

2.5 水楊酸處理對(duì)八月瓜苗木葉片SOD和POD活性的影響

由圖4可見(jiàn)，T3處理與CK相比降低了八月瓜苗木葉片的SOD活性，降幅為44.36%，且與CK差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而T1和T2處理的SOD活性與CK之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)．水楊酸處理后，T1、T2和T3處理的POD活性大幅度上升，分別比CK提高了179.49%、144.59%和183.33%，且與CK差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)．可見(jiàn)，水楊酸處理對(duì)提高八月瓜苗木POD活性效果顯著．因此，可通過(guò)提高POD活性來(lái)加速苗木枝梢和嫩葉的成熟老化，從而增強(qiáng)其抗逆性．

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

種子質(zhì)量可用發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)來(lái)衡量．種子發(fā)芽率越高，其出苗率也越高；種子發(fā)芽勢(shì)越高，其發(fā)芽速度越快；發(fā)芽指數(shù)反映種子發(fā)芽的一致性，其數(shù)值越高，種苗的一致性越好[11]．有研究表明，用水楊酸浸泡水飛薊[12]、百日草[13]、三角濱藜[14]、花椰菜[15]等種子對(duì)提高其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均有較好的效果．結(jié)合本研究來(lái)看：適宜質(zhì)量濃度(0.10 mmol/L)的水楊酸處理確實(shí)能夠有效促進(jìn)八月瓜種子的萌發(fā)，提高其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)，種子能夠在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到萌發(fā)高峰，且整齊、一致性較好；但水楊酸質(zhì)量濃度過(guò)高(1.00 mmol/L)則會(huì)抑制八月瓜種子的萌發(fā)，且大幅度降低其發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)，導(dǎo)致種子萌發(fā)速度減慢，一致性較弱．此外，田力[16]報(bào)道，0.1 mmol/L 水楊酸處理能夠促進(jìn)大果油麻藤的生長(zhǎng)，使其生物量、地徑、葉面積顯著增大．該結(jié)論與本研究結(jié)果相似，即 0.10 mmol/L 水楊酸處理對(duì)八月瓜苗木生長(zhǎng)有顯著促進(jìn)作用，但 1.00 mmol/L 水楊酸處理則會(huì)抑制八月瓜苗木的生長(zhǎng)．

圖3 水楊酸處理后八月瓜幼苗木葉綠素含量和類(lèi)胡蘿卜素含量

圖4 水楊酸處理后八月瓜苗木葉片的SOD和POD活性

八月瓜與其他植物一樣，其樹(shù)體干質(zhì)量的90%～95%來(lái)自光合作用產(chǎn)生的碳素營(yíng)養(yǎng)[17]．可溶性糖和淀粉是通過(guò)植物的光合作用而產(chǎn)生的碳素營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是植物體內(nèi)其他大分子化合物(例如蛋白質(zhì)和脂肪)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它們?cè)谥参锏奶即x中起著重要作用，因此，其含量直接影響樹(shù)體的生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)．本研究發(fā)現(xiàn)，較高質(zhì)量濃度(1.00 mmol/L 和 0.10 mmol/L)的水楊酸處理能夠有效提高八月瓜苗木葉片中碳素營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量．此外，植物體內(nèi)控制著生長(zhǎng)發(fā)育和生理代謝的酶類(lèi)均屬于蛋白質(zhì)，植物體內(nèi)較豐富的蛋白質(zhì)含量有利于其各項(xiàng)生理代謝活動(dòng)有條不紊地進(jìn)行．而氮素是植物營(yíng)養(yǎng)三要素之一，是蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素等物質(zhì)的重要組成元素．八月瓜苗木葉片中氮元素含量高，則蛋白質(zhì)和葉綠素含量亦高，則有利于苗木的快速生長(zhǎng)．從本研究結(jié)果來(lái)看，各質(zhì)量濃度的水楊酸處理對(duì)提高八月瓜苗木葉片中蛋白質(zhì)、氮素及葉綠素的含量均有一定效果，但水楊酸處理卻大幅度降低了類(lèi)胡蘿卜素的含量．

SOD和POD廣泛存在于動(dòng)物、植物、微生物中，在正常條件下，SOD和POD是抗氧化酶系統(tǒng)的重要組成部分[18]．SOD在植物抗氧化系統(tǒng)中具有重要作用，并在植物的抗逆性鍛煉中起保護(hù)作用．POD把植物體內(nèi)的H2O2分解成沒(méi)有毒害作用的H2O[19]．本研究中，1.00 mmol/L 和 0.10 mmol/L 的水楊酸處理對(duì)八月瓜苗木葉片SOD活性的影響均不大，但 0.01 mmol/L 水楊酸處理卻降低了其SOD活性．此外，不同質(zhì)量濃度的水楊酸處理對(duì)提高八月瓜苗木POD活性效果均顯著，水楊酸通過(guò)提高八月瓜苗木葉片中POD活性來(lái)加速苗木枝梢和嫩葉的成熟老化，從而增強(qiáng)其抗逆性．

3.2 結(jié)論

綜上所述：1)0.10 mmol/L 水楊酸浸泡八月瓜種子可有效促進(jìn)其萌發(fā)，提高其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)，但 1.00 mmol/L 水楊酸則會(huì)抑制八月瓜種子的萌發(fā)，且大幅度降低其發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)；2)0.10 mmol/L 水楊酸噴施八月瓜苗木對(duì)其生長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)作用，但 1.00 mmol/L 水楊酸處理則抑制其生長(zhǎng)；3)1.00 mmol/L 和 0.10 mmol/L 的水楊酸處理能夠有效提高八月瓜苗木葉片中的可溶性糖含量；4)3個(gè)質(zhì)量濃度的水楊酸處理對(duì)提高八月瓜苗木葉片中蛋白質(zhì)、氮素及葉綠素含量均有一定效果，但卻大幅度降低了類(lèi)胡蘿卜素含量；5)3個(gè)質(zhì)量濃度的水楊酸處理均顯著提高八月瓜苗木葉片POD活性．因此，在生產(chǎn)上使用質(zhì)量濃度為 0.10 mmol/L 水楊酸來(lái)浸泡八月瓜種子和噴施苗木的效果較好．