馬 新，姜繼元，董 鵬，李 銘

(新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832003)

不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)文冠果種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

馬 新，姜繼元，董 鵬，李 銘*

(新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832003)

為了篩選出文冠果種子催芽的最佳植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其浸種時(shí)間，研究了吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA) 及ABT溶液對(duì)文冠果種子發(fā)芽特性及幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響。以相同濃度的3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑分別進(jìn)行不同時(shí)間梯度的浸種處理，測(cè)定文冠果種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)及幼苗生長(zhǎng)狀況。結(jié)果表明：3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下文冠果種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)均顯著高于清水對(duì)照(P<0.05)，且ABT處理效果好于NAA和IAA，ABT處理5 d的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)分別為79.1%、87.6%及326.7。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)文冠果幼苗生長(zhǎng)有良好的促進(jìn)作用，其中ABT處理效果明顯好于NAA和IAA處理，ABT溶液浸種5 d表現(xiàn)最好，其苗高、地徑、主根長(zhǎng)及葉片數(shù)分別為13.4 cm、2.4 mm、12.5 cm及13片;同時(shí)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理也顯著提高了文冠果幼苗的地上部鮮(干)質(zhì)量和地下部鮮(干)質(zhì)量，且以ABT處理效果最好。綜合各項(xiàng)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，ABT處理下文冠果種子的發(fā)芽特性及生長(zhǎng)指標(biāo)均優(yōu)于其他處理,并且5 d為最佳浸種時(shí)間。

文冠果； 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑； 發(fā)芽特性； 幼苗生長(zhǎng)； 生物量

文冠果(Xanthocerassorbifolia)又名木瓜、文登閣、文官果等，屬于無(wú)患子科文冠果屬，該屬僅一種，是我國(guó)特有的珍稀木本油料植物[1]。文冠果在我國(guó)北方分布廣泛，其根系發(fā)達(dá)，保水力強(qiáng)，耐干旱、嚴(yán)寒、貧瘠，具有在荒山、荒地、沙化等不良條件下生長(zhǎng)的能力，因此，是山區(qū)綠化、退耕還林、防風(fēng)固沙的首選生態(tài)經(jīng)濟(jì)樹種[2]，具有巨大的開發(fā)和利用潛力[3-4]。

目前，文冠果的繁殖主要采用實(shí)生種子繁殖，但文冠果種子的外種皮有一層蠟狀物，水分不易浸透，且種子萌動(dòng)須打破休眠，故自然發(fā)芽率低，僅為6%[5]，因此，種子的人為處理對(duì)提高發(fā)芽率顯得尤為重要。我國(guó)文冠果種植區(qū)文冠果種子貯藏及催芽沿用了大多數(shù)北方樹種采用的種子混沙層積處理，研究表明，通過(guò)此方法可以顯著提高種子發(fā)芽率[6]，但其對(duì)季節(jié)性要求較高，處理時(shí)間太久，耗時(shí)耗力。近年也有研究發(fā)現(xiàn)，使用某些植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑浸種可以打破種子休眠，破壞妨礙種子萌發(fā)的活性物質(zhì)，從而有利于種子的吸水萌發(fā)，提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽整齊度[7-8]。目前，關(guān)于采用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)文冠果種子進(jìn)行催芽尚缺乏系統(tǒng)研究，尤其是在對(duì)與之相對(duì)應(yīng)的種子發(fā)芽率與苗木生長(zhǎng)勢(shì)方面更是缺乏系統(tǒng)研究[9-10]。鑒于此，開展文冠果營(yíng)養(yǎng)袋播種試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類及其浸種時(shí)間對(duì)文冠果種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，力圖尋找能夠有效提高文冠果發(fā)芽率的快速催芽方法，為文冠果的生產(chǎn)實(shí)踐提供一定的指導(dǎo)作用。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年5月在兵團(tuán)林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院試驗(yàn)田 (44°17′N，85°51′E)進(jìn)行，該地位于新疆石河子市，屬典型的溫帶大陸性氣候，日照時(shí)間長(zhǎng)，冬季長(zhǎng)而嚴(yán)寒，夏季短而炎熱，年均氣溫7.5～8.2 ℃，年降雨量180～270 mm，空氣干燥。

1.2 試驗(yàn)材料

供試文冠果種子于2015年秋季采集自新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師150團(tuán)文冠果大田，種子采收后晾干，于陰涼通風(fēng)處保存。試驗(yàn)所用藥品為吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)及中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院研發(fā)的ABT生根粉。

1.3 試驗(yàn)方法

以清水為對(duì)照，采用NAA、IBA、ABT溶液浸種，浸種時(shí)間設(shè)置5個(gè)梯度(1、2、3、4、5 d)，共計(jì)20個(gè)處理，每處理重復(fù)3次。每處理浸種100粒飽滿無(wú)病蟲害的文冠果種子，每天定時(shí)更換浸種溶液，直至種子浸泡處理結(jié)束，3種溶液的質(zhì)量濃度均為300 mg/L。待浸泡結(jié)束后，進(jìn)行容器播種發(fā)芽試驗(yàn)，容器為黑色聚乙烯袋，基質(zhì)為蛭石與草炭以1∶2體積比混合，每袋播2粒，深度2 cm，播后及時(shí)灑水，覆膜，進(jìn)行正常的撫育管理。

1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法

1.4.1 發(fā)芽情況統(tǒng)計(jì) 從播種后第15天開始，每天觀察統(tǒng)計(jì)其發(fā)芽數(shù)，連續(xù)統(tǒng)計(jì)20 d，若連續(xù)5 d無(wú)種子發(fā)芽，即為該發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束。發(fā)芽結(jié)束后，計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)[11]。

發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%，

發(fā)芽勢(shì)=發(fā)芽達(dá)到高峰期的種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%，

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt，

式中：Gt為不同時(shí)間的發(fā)芽數(shù)量，Dt為發(fā)芽時(shí)間。

1.4.2 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后，從每個(gè)處理中隨機(jī)抽取3個(gè)營(yíng)養(yǎng)袋的幼苗，測(cè)量其苗高(cm)、地徑(cm)、主根長(zhǎng)(cm)、葉片數(shù)(個(gè))、地上鮮質(zhì)量和干質(zhì)量(g)、地下鮮質(zhì)量和干質(zhì)量(g)。其中苗高和主根長(zhǎng)利用直尺進(jìn)行測(cè)定，地徑利用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定幼苗鮮質(zhì)量時(shí)，為了得到完整的植株，將營(yíng)養(yǎng)袋在水中浸泡0.5h，待袋中泥土完全松軟后，再取出苗，擦干，及時(shí)利用百分之一天平測(cè)定鮮質(zhì)量，然后分成地上及地下兩部分裝入牛皮紙袋，帶到實(shí)驗(yàn)室，先105 ℃殺青30min，然后80 ℃再烘24h，取出及時(shí)稱量干質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和繪圖，利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和不同處理間顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下文冠果種子的發(fā)芽狀況

發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)是評(píng)價(jià)種子發(fā)芽常用的指標(biāo)，反映種子發(fā)芽速度、發(fā)芽整齊度和幼苗生長(zhǎng)潛勢(shì)[12]。不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其不同浸泡時(shí)間處理對(duì)文冠果種子發(fā)芽特性的影響各不相同(表1)。與對(duì)照相比，NAA、IAA和ABT處理后的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)都有所改變，從整體來(lái)看，ABT的處理效果好于NAA和IAA，3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)均高于對(duì)照。同一處理下文冠果發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)隨著浸泡時(shí)間(1～5 d)的延長(zhǎng)，表現(xiàn)為依次增大趨勢(shì)，其中以ABT處理5 d表現(xiàn)最好，其數(shù)值分別為79.1%、87.6%和326.7，總體上顯著高于其他處理。綜上可知，3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)文冠果發(fā)芽均有明顯的促進(jìn)作用，其中，以ABT溶液處理5 d對(duì)文冠果種子發(fā)芽促進(jìn)作用最好。

表1 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)文冠果 種子發(fā)芽特性的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)到0.05顯著水平，下同。

2.2 不同處理下文冠果幼苗的生長(zhǎng)狀況

由表2可知，不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其不同浸泡時(shí)間處理對(duì)文冠果幼苗生長(zhǎng)的影響各不相同。與

對(duì)照相比，NAA、IAA和ABT處理后的文冠果幼苗苗高、地徑、主根長(zhǎng)及葉片數(shù)都有所改變，從整體來(lái)看，ABT處理的效果好于NAA和IAA，NAA和IAA處理表現(xiàn)較相近，且3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下的文冠果幼苗長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于對(duì)照。同種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下文冠果幼苗的各個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)隨著種子浸泡時(shí)間(1～5 d)的延長(zhǎng)，表現(xiàn)為依次增大趨勢(shì)，其中以ABT處理5 d表現(xiàn)最好，其苗高、地徑、主根長(zhǎng)、葉片數(shù)分別為13.4 cm、2.7 mm、12.5 cm、13片，顯著高于其他處理。綜上可知，3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)文冠果幼苗生長(zhǎng)均具有明顯的促進(jìn)作用，其中，以ABT溶液處理5 d效果最好。

表2 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)文冠果幼苗生長(zhǎng)的影響

2.3 不同處理下文冠果幼苗的生物量

生物量是反映作物生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)[13]。由圖1可知，不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其不同浸泡時(shí)間處理對(duì)文冠果幼苗生物量積累影響各不相同。與對(duì)照相比，NAA、IAA和ABT處理后的文冠果幼苗地上(莖和葉)和地下(根系)鮮質(zhì)量和干質(zhì)量都有所改變，從整體來(lái)看，ABT的處理效果好于NAA和IAA，NAA和IAA處理表現(xiàn)較相近，且3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理文冠果幼苗地上和地下鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均優(yōu)于對(duì)照。同種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下文冠果幼苗的地上和地下鮮質(zhì)量、干質(zhì)量隨著種子浸泡時(shí)間(1～5 d)的延長(zhǎng)，表現(xiàn)為依次增大趨勢(shì)，其中，ABT處理5 d表現(xiàn)最好，其地上部分鮮質(zhì)量、干質(zhì)量以及地下部分鮮質(zhì)量、干質(zhì)量分別為1.51 g、0.72 g以及0.73 g、0.37 g，顯著高于其他各個(gè)處理(P<0.05)。綜上可知，3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)文冠果幼苗的生物量積累有明顯的促進(jìn)作用，其中，以ABT溶液處理5 d作用效果最好。

圖1 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)文冠果幼苗生物量的影響

3 結(jié)論與討論

種子的萌發(fā)過(guò)程由多種植物激素參與調(diào)節(jié)，植物激素能夠打破種子休眠，促進(jìn)細(xì)胞分裂，活化生長(zhǎng)調(diào)節(jié)基因，進(jìn)而促進(jìn)種子萌發(fā)[14-15]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)文冠果種子發(fā)芽的促進(jìn)作用有明顯差異，選擇合適的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)文冠果種子發(fā)芽具有顯著的促進(jìn)作用，效果最好的是ABT處理，其發(fā)芽、生長(zhǎng)特性及生物量積累均顯著高于其他處理，這說(shuō)明，ABT在改善種子發(fā)芽特性[16]和促進(jìn)植株生長(zhǎng)[17]方面效果顯著。究其原因可能是，利用ABT浸泡種子可以調(diào)控、強(qiáng)化種子內(nèi)源激素和重要酶的活性，打破種子休眠，加快種子內(nèi)部的生理過(guò)程，促使種子提早萌發(fā)，進(jìn)而提高種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、出苗率，加快幼苗營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，增加生長(zhǎng)量[18-19]。此外，IAA和NAA處理明顯好于對(duì)照，可能是IAA和NAA能影響細(xì)胞分裂、伸長(zhǎng)和分化，這與韋榮昌等[20]對(duì)黑草、賀紅早等[21]對(duì)半夏、張福平等[22]對(duì)紫羅勒的研究中得到的結(jié)論基本一致，但本試驗(yàn)更加系統(tǒng)地研究了幾種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其不同浸泡時(shí)間處理對(duì)文冠果種子發(fā)芽特性及生長(zhǎng)的影響，在本研究的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑質(zhì)量濃度(300 mg/L)下，隨著植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理時(shí)間的延長(zhǎng)，處理效果更好。

綜上可知，IAA、NAA和ABT 3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)文冠果種子萌發(fā)及生長(zhǎng)有顯著影響，其中以ABT生根粉處理效果最好，可顯著提高種子發(fā)芽率并促進(jìn)植株生物量積累，且以ABT溶液處理5 d效果最好。該方法很好地打破了文冠果種子休眠，解決了文冠果種子直播后出苗時(shí)間長(zhǎng)、出苗不整齊的問(wèn)題，為文冠果種子萌發(fā)及育苗提供了理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，可以在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣應(yīng)用，下一步將開展各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度對(duì)文冠果種子萌發(fā)的影響等相關(guān)研究。

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Effects of Different Hormones on Seed Germination Characteristics and Seedling Growth ofXanthocerassorbifolia

MA Xin,JIANG Jiyuan,DONG Peng,LI Ming*

(Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science,Shihezi 832003,China)

In order to screen the optimum hormone and soaking time,this paper investigated the effects of indoleacetic acid(IAA),naphthalene acetic acid(NAA) and ABT growth regulators on the seed germination character and seedling growth ofXanthocerassorbifolia.The seeds were soaked in three different hormones at same concentration for different time,respectively,the germination energy,germination percentage,germination index and growth status were measured.Results showed that the germination energy,germination percentage and germination index under the three hormones were significantly higher than the control(P<0.05),and ABT treatment was the best of the three.On the fifth day,the germination energy,germination percentage and germination index of ABT treatment were 79.1%,87.6% and 326.7,respectively.In addition,hormones had a promotion effect on the seedling growth,and ABT treatment was also better than NAA and IAA treatments.Five days of soaking seeds later,the sprout height,ground diameter,root length and leaf numbers were 13.4 cm,2.4 mm,12.5 cm and 13.At the same time,hormones significantly increased the aboveground fresh and dry biomass,underground fresh and dry biomass ofXanthocerassorbifoliaseedlings(P<0.05),and ABT was better than others as well.Under ABT treatment,the seed germination characteristics and growth index were the best of the three,and the optimum soaking time was 5 d.

Xanthocerassorbifolia; hormone treatments; seed germination characteristics; seedling growth; biomass

2016-12-06

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201404712)；兵團(tuán)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2015AD024,2015AD019)

馬 新(1989-)，男，新疆博樂(lè)人，助理研究員，碩士，主要從事林業(yè)生態(tài)研究。E-mail:mx501393782@126.com

*通訊作者：李 銘(1965-)，男，新疆石河子人，研究員，本科，主要從事果樹栽培與生理生態(tài)的研究。 E-mail:lm0993@163.com

S667.9

A

1004-3268(2017)04-0104-04