不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)華山松種子萌發(fā)的影響

李彩青，馬明呈，韋梅琴

(青海大學(xué)，青海 西寧 810016)

華山松(Pinusarmandii)，是松科松屬，單維管束五針?biāo)山M中的常綠喬木，是我國(guó)特有的鄉(xiāng)土針葉樹(shù)種[1]，對(duì)環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在我國(guó)分布范圍較廣，是西部造林的主要樹(shù)種之一。華山松利用價(jià)值高，生長(zhǎng)快、冠形優(yōu)美且對(duì)二氧化硫及氟化氫有強(qiáng)的抗性，是目前綠化市場(chǎng)需求日益增加的樹(shù)種。除此之外華山松松塔[2]、松籽[3-6]、松脂[7]、花粉[8]都有很高的藥用價(jià)值。在自然條件下，華山松主要以種子進(jìn)行繁殖，但是種皮堅(jiān)硬、密度大透水性差，所以其萌發(fā)較難。打破休眠、提高發(fā)芽率是華山松播種育苗中需要解決的問(wèn)題。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑與植物激素具有相似生理和生物學(xué)效應(yīng)，其可以促進(jìn)或控制植物生長(zhǎng)發(fā)育。通過(guò)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理可打破休眠、縮短育種周期和加快苗木繁殖速度和效率[9]。用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理種子因技術(shù)簡(jiǎn)單、少量高效、安全而被廣泛應(yīng)用[10]。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的使用也有相應(yīng)的要求，只有適量合理的使用才可促進(jìn)植物種子萌發(fā)[11-14]。

由于不同植物對(duì)不同濃度的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的敏感程度有差異，為選擇合適的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及濃度，本研究選用萘乙酸、赤霉素、吲哚丁酸，設(shè)置不同濃度梯度對(duì)華山松種子進(jìn)行浸種處理，以探究適合促進(jìn)華山松種子萌發(fā)的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及濃度，為促進(jìn)華山松種子萌發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的華山松種子購(gòu)于甘肅省清水縣，選擇籽粒飽滿、大小均勻一致、光澤正常、無(wú)病蟲(chóng)害的種子進(jìn)行試驗(yàn)，所用華山松種子千粒重274.058g。供試的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有赤霉素、萘乙酸、吲哚丁酸，均來(lái)自國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司，分別按照試驗(yàn)要求配制成相應(yīng)的濃度。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)10個(gè)處理，即為赤霉素(A)、萘乙酸(B)、吲哚丁酸(C)3種不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑分別設(shè)置3個(gè)不同的濃度水平，以等量的清水浸泡種子處理作為對(duì)照(CK)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及濃度設(shè)置表

1.2.2 種子的處理方法

選取顆粒飽滿、大小相對(duì)均勻的華山松種子進(jìn)行試驗(yàn)。先將種子用清水洗凈，后在45℃恒溫水中浸泡2h，然后用0.1%的氯化汞消毒10min，去離子水沖洗3-5次，吸干種子表面水分，用不同種類及濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑以及清水分別浸種15h，再用蒸餾水沖洗3次，均勻排列在滅過(guò)菌的培養(yǎng)皿(直徑9cm，內(nèi)部墊上2層濾紙)中，在黑暗條件下，恒溫25℃培養(yǎng)，直到發(fā)芽結(jié)束。每個(gè)處理安排30粒，進(jìn)行3次重復(fù)。按時(shí)觀察記錄種子的萌發(fā)情況，當(dāng)種子萌發(fā)胚芽長(zhǎng)達(dá)到種子長(zhǎng)度的一半視為萌發(fā)。發(fā)芽試驗(yàn)進(jìn)行期間定期滴加蒸餾水，保持發(fā)芽環(huán)境濕潤(rùn)，防止水分不足影響種子萌發(fā)。

1.2.3 調(diào)查指標(biāo)及方法

每天同一時(shí)間觀察并記載種子發(fā)芽的情況，當(dāng)天發(fā)芽個(gè)數(shù)最多時(shí)計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后計(jì)算種子發(fā)芽率，具體公式如下。

發(fā)芽指數(shù)：GI=∑Gt/Dt(Gt：在t時(shí)間內(nèi)發(fā)芽數(shù)，Dt：為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù))

發(fā)芽率=(發(fā)芽結(jié)束時(shí)總發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%

發(fā)芽勢(shì)=(第n天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS17.0及Excel2010對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、方差分析及顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 華山松種子發(fā)芽過(guò)程

如圖1，華山松種子發(fā)芽試驗(yàn)中，第3d種殼開(kāi)裂，第6d種子露白，第8d起莖開(kāi)始生長(zhǎng)，最后針葉生長(zhǎng)直至種殼完全脫落，針葉開(kāi)始伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。

圖1 華山松種子發(fā)芽過(guò)程圖

2.2 赤霉素對(duì)華山松種子萌發(fā)的影響

適宜濃度的赤霉素能夠通過(guò)激活和控制植物的基因、蛋白質(zhì)合成、酶的分泌、加速植物的代謝反應(yīng)來(lái)影響植物的生理生化，進(jìn)而調(diào)控種子萌發(fā)。由圖2可知，A2處理下華山松種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均為最高，與CK相比分別提高了15.55%、12.22%和3.41%，且A2處理的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)與其它處理相比均存在顯著性差異(P<0.05)。赤霉素濃度在0-150mg/L內(nèi)對(duì)華山松種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)都具有促進(jìn)作用，且濃度越高促進(jìn)作用越大；但當(dāng)赤霉素濃超過(guò)150mg/L后對(duì)華山松種子的萌發(fā)有抑制作用，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)等均減小。

圖2 不同濃度赤霉素處理下的華山松種子萌發(fā)指標(biāo)

2.3 萘乙酸對(duì)華山松種子萌發(fā)的影響

由圖3可知，處理B2華山松種子萌發(fā)的促進(jìn)效果最佳，處理B2的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)與CK相比提高了18.88%、15.56%和6.3%，且該處理下的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)與其它處理相比均存在顯著性差異。萘乙酸濃度在0-60mg/L對(duì)華山松種子的萌發(fā)具有促進(jìn)作用，且隨著濃度的增加促進(jìn)效果也會(huì)提高，但當(dāng)濃度超過(guò)60mg/L時(shí)會(huì)對(duì)種子萌發(fā)有抑制作用。

圖3 不同濃度萘乙酸處理下的華山松種子萌發(fā)指標(biāo)

2.4 吲哚丁酸對(duì)華山松種子萌發(fā)的影響

由圖4可知，所有處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)出隨濃度的增加先降低后增加的變化規(guī)律。C3處理下各指標(biāo)均為最大，相較于CK，發(fā)芽率提高了7.77%，發(fā)芽勢(shì)提高了10%，并且該處理的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)與處理CK、處理C2相比均存在顯著性差異(P<0.05)。

圖4 不同濃度吲哚丁酸處理下的華山松種子萌發(fā)指標(biāo)

2.5 三種激素對(duì)華山松種子萌發(fā)的影響比較

處理B2的(萘乙酸60mg/L)華山松種子各萌發(fā)指標(biāo)均為最高，在發(fā)芽試驗(yàn)過(guò)程中觀察到，B2處理最先開(kāi)始發(fā)芽，比其它處理至少提前2d進(jìn)入發(fā)芽期。除B2處理外，對(duì)華山松種子萌發(fā)促進(jìn)效果較好的處理為A2。

3 結(jié)論與討論

植物種子自身的激素水平和萌發(fā)所處環(huán)境共同調(diào)節(jié)種子的萌發(fā)與休眠情況[15]，在不同的激素水平下植物種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)等會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，只有在合適的濃度下才能促進(jìn)種子萌發(fā)，濃度過(guò)高或低于最適濃度均會(huì)抑制種子的萌發(fā)[16]。華山松種子種皮厚而堅(jiān)硬、吸脹率低導(dǎo)致種子萌發(fā)率低，而激素能有效改善種子種皮通透性和吸脹率，激活種胚細(xì)胞使種子萌芽[17]。

赤霉素、萘乙酸、吲哚丁酸是很活潑的植物激素，通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞分裂形成新根，是應(yīng)用廣泛且高效的促根劑。赤霉素的主要作用是促進(jìn)細(xì)胞的伸長(zhǎng)與分裂，可打破植物種子的休眠，催化種子內(nèi)部貯藏物質(zhì)降解，以供胚的生長(zhǎng)發(fā)育[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，適宜濃度的赤霉素對(duì)華山松種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)起到促進(jìn)作用，150mg/L赤霉素溶液處理華山松的各萌發(fā)指標(biāo)均達(dá)到最大值，但是當(dāng)赤霉素濃度為300mg/L時(shí)華山松種子萌發(fā)的各項(xiàng)指標(biāo)與對(duì)照相比均有下降，說(shuō)明赤霉素濃度過(guò)高會(huì)抑制華山松種子萌發(fā)。在翅堿蓬[11]、杉木[19]、偃松[20]等植物種子萌發(fā)研究中，100mg/L赤霉素對(duì)種子萌發(fā)的促進(jìn)效果最好，但是在素心臘梅[21]、杜鵑[22]等植物的發(fā)芽試驗(yàn)中最適濃度又各不相同。

萘乙酸是一種重要的植物生長(zhǎng)素類似物，被廣泛運(yùn)用于植物的扦插繁殖中，經(jīng)過(guò)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，萘乙酸有促進(jìn)草坪白三葉種子萌發(fā)、提高根芽比的作用[23]；萘乙酸浸種處理的閩楠種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)等各萌發(fā)指標(biāo)均高于對(duì)照組和其它處理組[24]；在對(duì)杉木的研究中也發(fā)現(xiàn)適宜濃度的萘乙酸對(duì)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)都有提高作用[25]。本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，適宜濃度的萘乙酸對(duì)華山松種子萌發(fā)有顯著的提高作用，且在試驗(yàn)過(guò)程中萘乙酸60mg/L處理下的華山松種子較其它處理及對(duì)照組至少提前2d開(kāi)始發(fā)芽，說(shuō)明適宜濃度萘乙酸可以促使種子提前萌發(fā)。在其它植物種子萌發(fā)的研究中，最適濃度各有不同，如高濃度300mg/L(黑果枸杞)[26]、150mg/L(南蛇藤)[27]和低濃度40mg/L[28](杜若)、25mg/L(羅勒)[29]。且相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，同一濃度不同浸種時(shí)間對(duì)植物種子的萌發(fā)影響也有差異。

吲哚丁酸可促進(jìn)細(xì)胞分裂與生長(zhǎng)，誘導(dǎo)形成不定根。常用于木本和草本植物的浸根移栽，硬枝扦插，能加速根的生長(zhǎng)，提高植物生根率，也可用于植物種子提高發(fā)芽率和成活率。根據(jù)查閱的大量文獻(xiàn)顯示，吲哚丁酸應(yīng)用于植物扦插的試驗(yàn)較多，但也有部分試驗(yàn)進(jìn)行了吲哚丁酸對(duì)植物種子萌發(fā)的研究，且試驗(yàn)的結(jié)果各有不同，吲哚丁酸對(duì)垂果亞麻種子萌發(fā)具有較強(qiáng)的抑制作用，即使?jié)舛葍H為50mg/L，也能完全抑制其種子的萌發(fā)[30]；但是250mg/L吲哚丁酸處理下的薄殼山核桃萌發(fā)率達(dá)到了93.3%，比對(duì)照組提高了31.3%[31]；吲哚丁酸在50-300mg/L濃度范圍內(nèi)都能提高杉木種子的萌發(fā)率，且100mg/L處理1h萌發(fā)效果最佳[32]。隨著吲哚丁酸濃度的升高，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及均表現(xiàn)出先降低再升高的趨勢(shì)[33]。

綜上所述，適宜濃度的赤霉素、萘乙酸及吲哚丁酸均對(duì)華山松種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，就本試驗(yàn)結(jié)果而言60mg/L的萘乙酸效果最佳，其次為150mg/L赤霉素。