雷 雄， 白史且， 游明鴻， 閆利軍

（1．西南民族大學青藏高原研究院， 成都610041； 2．四川省草原科學研究院， 成都611731）

阿壩垂穗披堿草（Elynus nutans Griseb．cv．Aba）為禾本科披堿草屬多年生牧草，是國內(nèi)僅有的3個國審垂穗披堿草品種之一。該品種具有牧草產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良、抗寒性強、適應(yīng)性好等優(yōu)點，是一種品質(zhì)優(yōu)良的飼用牧草［1－2］，并于2012年被四川省政府確定為四川省首批突破性牧草新品種，形成了“政府購買品種、企業(yè)集中繁育、項目配套轉(zhuǎn)化”的突破性牧草新品種的大面積應(yīng)用推廣模式。自2012年以來，每年推廣種子達500 t，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。然而，種子生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)阿壩垂穗披堿草存在種子休眠期長、發(fā)芽率低，幼苗活力較低等問題，嚴重制約了該品種的推廣與應(yīng)用。因此，研究如何提高阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)的條件具有重要的現(xiàn)實意義。

采用植物生長調(diào)節(jié)劑（Plant growth regulator）浸種以改善休眠種子的理化特性、提高發(fā)芽率和幼苗的抗逆能力，并以投入成本小、見效快、可操作性強等特點，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物、花卉、草坪草、牧草等種子萌發(fā)研究［3－5］。然而目前使用外源激素對阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)及活力方面的研究還未見報道。因此，本試驗采用不同濃度細胞分裂素（6－BA）、多效唑（PP 333）、矮壯素（CCC）浸種處理阿壩垂穗披堿草種子，旨在探索3種植物生長調(diào)節(jié)劑對其種子萌發(fā)、生理活性以及幼苗生長的影響，以期為促進阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)和提高幼苗存活力提供依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1．1 實驗材料

植物生長調(diào)節(jié)劑（6－BA，PP 333和CCC）均采購于上海伊卡生物制藥有限公司；供試種子于2014年在阿壩州紅原縣二農(nóng)場四川省草原科學研究院試驗地采集。

1．2 實驗方法

試驗于2015年3月進行，選擇若干籽粒飽滿、大小一致的種子，經(jīng)1%次氯酸鈉溶液滅菌消毒5 min，蒸餾水清洗數(shù)次后晾干。在室溫下，分別用不同濃度（0，10，20，30，40 mg／L）的 6－BA、PP 333（0，50，100，150，200 mg／L）、CCC（0，1，2，3，4 g／L）浸種24 h，滅菌蒸餾水浸種作為對照（ck），然后將種子撈出，蒸餾水清洗數(shù)次晾干后備用。

采用紙上發(fā)芽［6］，蒸餾水浸濕濾紙，將處理好的種子置于已消毒的培養(yǎng)皿中，于光照培養(yǎng)箱中發(fā)芽（白天20℃，8 h，照度1 000 lx；晚上15℃，16 h、照度0 lx）。每個處理4個重復，每個重復50粒種子。定時給培養(yǎng)皿中加蒸餾水，保證有充足的水分。每天09：00～10：00時觀察統(tǒng)計種子萌發(fā)數(shù)，以胚芽達到種子長度的一半以上或胚根達到種子長度記為發(fā)芽［7］。第7天統(tǒng)計發(fā)芽勢，在第14天統(tǒng)計發(fā)芽率；統(tǒng)計發(fā)芽率的同時，在每個處理中隨機選取10株幼苗測其胚芽和胚根長。

1．3 測定指標

1）發(fā)芽率：從放入種子之日起至第14天止，統(tǒng)計正常發(fā)芽種子粒數(shù)占供試種子總數(shù)的百分率，即發(fā)芽率（GR）（%）＝（N0／N）×100%。式中，N0為發(fā)芽終期全部發(fā)芽的種子數(shù)；N為供試種子數(shù)。

2）發(fā)芽勢：從放入種子之日起至第7天止，統(tǒng)計正常發(fā)芽種子粒數(shù)占供試種子總數(shù)的百分率，即發(fā)芽勢（GE）（%）＝（n7／N）×100%。式中，n7為種子發(fā)芽第7天的正常種子發(fā)芽數(shù)；N為供試種子數(shù)。

3）發(fā)芽指數(shù)（GI）＝∑G t／D t，式中：G t為當天的發(fā)芽數(shù)，D t為發(fā)芽日數(shù)。

4）活力指數(shù)（VI）＝S×GI，式中S為發(fā)芽t時間時胚根及胚軸的總長度，GI為發(fā)芽指數(shù)。

5）芽長和根長：隨機取10個正常生長的幼苗，用直尺分別測胚芽和胚根的長度（cm）。

1．4 數(shù)據(jù)處理

本試驗數(shù)據(jù)初期處理采用 Microsoft Excel 2013，圖形制作采用sigmaplot軟件，統(tǒng)計分析采用SPSS 19進行多重比較、方差分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 6－BA對阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動態(tài)的影響

不同濃度的6－BA處理下，阿壩垂穗披堿草種子的發(fā)芽動態(tài)見圖1。由圖1可以看出，所有處理均在第5天開始發(fā)芽，隨著發(fā)芽天數(shù)的增加，種子的日發(fā)芽數(shù)整體呈先降后增再降的趨勢。即在5～7 d為發(fā)芽最高峰，第8天迅速降低，在9～10 d出現(xiàn)發(fā)芽小高峰，到第11天發(fā)芽數(shù)降低，直到第14天發(fā)芽結(jié)束。濃度為10，30 mg／L處理與對照均在第6天日發(fā)芽數(shù)最高，分別達到11．75、11．00和9．75。濃度為20 mg／L和40 mg／L處理在第5天日發(fā)芽數(shù)最高，分別為12．75和10．25。

圖1 6－BA處理下阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動態(tài)

2．2 PP 333對阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動態(tài)的影響

圖2 PP 333處理下阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動態(tài)

阿壩垂穗披堿草種子在不同濃度多效唑（PP 333）處理下，其種子的發(fā)芽動態(tài)與對照差異顯著（見圖2）。隨著發(fā)芽天數(shù)的增加，對照組的日發(fā)芽數(shù)整體呈降低趨勢，在第5天開始發(fā)芽，第6天日發(fā)芽數(shù)最高，為9．75，到第14天發(fā)芽結(jié)束，平均日發(fā)芽數(shù)為8．2。各試驗組日發(fā)芽趨勢一致，均在第9天開始發(fā)芽，較對照推遲了4 d，且種子的日發(fā)芽數(shù)顯著低于對照。試驗組在50 mg／L處理下，平均日發(fā)芽數(shù)最高，為1．1；各試驗組均在第10天達到發(fā)芽高峰，其中以在100 mg／L處理下最高，日發(fā)芽數(shù)也僅為2．0。

表1 不同生長調(diào)節(jié)劑各濃度處理下阿壩垂穗披堿草種子的萌發(fā)特征

2．3 CCC對阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動態(tài)的影響

圖3 CCC處理下阿壩垂穗披堿草種子發(fā)芽動態(tài)

由圖3可以看出，各處理均在第5天開始發(fā)芽，CCC處理供試材料整體發(fā)芽趨勢與6－BA處理的發(fā)芽趨勢類似。即在第5～7天日發(fā)芽數(shù)較高，在發(fā)芽第8天時迅速下降，第9～10天日發(fā)芽數(shù)則迅速增加，在第11～14天逐漸下降直至日發(fā)芽率為0。在發(fā)芽第6天時，對照組的日發(fā)芽數(shù)達到最高，為9．75；試驗組均在發(fā)芽第7天出現(xiàn)第一個發(fā)芽小高峰，其中以1 000 mg／L處理日發(fā)芽數(shù)最高，為8．75；在發(fā)芽第10天，對照組與試驗組均出現(xiàn)第二個發(fā)芽高峰期，此時試驗組的日發(fā)芽數(shù)達到最大值，并且顯著高于對照組。

2．4 3種植物生長調(diào)節(jié)劑對阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)效果的影響

由表1可知，10 mg／L 6－BA 處理下供試種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)顯著高于對照組（p＜0．05），分別比對照提高了14．2%和20．8%；種子的發(fā)芽勢和活力指數(shù)與對照差異不顯著，其中發(fā)芽勢與對照相同，均為52．0%，活力指數(shù)略高于對照；10 mg／L 6－BA 處理下能夠促進芽的生長，同時顯著抑制了根發(fā)育（p＜0．05）。在20 mg／L和30 mg／L 6－BA 處理下對供試種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均有一定的促進作用，但與對照差異不顯著。在40mg／L 6－BA處理下顯著抑制了發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、芽長和根長。PP 333在50～200 mg／L范圍內(nèi)，浸種顯著抑制了阿壩垂穗披堿草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)（p＜0．05），其抑制效果隨著PP 333濃度的增加而增加。PP 333各濃度處理下，阿壩垂穗披堿草胚芽長和胚根長均受到抑制，其抑制效果與對照相比，芽長降低了 64．5% ～65．24%，根長降低了 37．56% ～33．03%，且與對照存在顯著差異（p＜0．05）。

CCC在1～4 g／L范圍內(nèi)，除1 g／L濃度處理的種子發(fā)芽率和對照差異不顯著外，其它各指標與對照相比顯著降低（p＜0．05）；其余各處理與對照相比顯著降低了阿壩垂穗披堿草的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)，其抑制效果隨著濃度的增加而增加。CCC各濃度處理下阿壩垂穗披堿草胚芽長和胚根長對照也存在顯著差異（p＜0．05），其抑制效果與對照相比，芽長降低了92．56%～82．48%，根長降低了69．68%～65．38%。

3 討 論

3．1 6－BA對種子萌發(fā)的影響

在生產(chǎn)過程中，為提高種子發(fā)芽率、增強幼苗的抗逆性，常用的方法之一則是采用植物生長調(diào)節(jié)劑浸種［4］。這是因為植物生長調(diào)節(jié)劑能夠調(diào)節(jié)種子內(nèi)源激素的分泌與合成、打破種子的休眠，提高種子內(nèi)淀粉酶活性，加快種子代謝活動，從而提高種子發(fā)芽能力［11－13］。本試驗中，6－BA 對阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)表現(xiàn)出低濃度（10～30 mg／L）促進種子的萌發(fā)，高濃度（40 mg／L）抑制其萌發(fā)，10～30 mg／L的6－BA能夠有效提高阿壩垂穗披堿草的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、芽長和活力指數(shù)，這與李魏飛［8］、龍治堅［9］的研究結(jié)果相一致；朱霞等［10］研究決明種子的萌發(fā)結(jié)果也得出類似結(jié)論。前人研究表明，6－BA具有解除種子休眠、促進種子萌發(fā)和細胞分裂，誘導芽的分化，促進光化學反應(yīng)等作用［11］。這可能是促進阿壩垂穗披堿草種子萌發(fā)的原因。本試驗還得出，6－BA顯著抑制了胚根的生長，其抑制作用隨著濃度的升高而增加。然而蒙真鋮認為，在20 mg／L濃度范圍內(nèi)的6－BA對毛萼紫薇幼苗的株高、側(cè)根數(shù)、最長側(cè)根長度均有促進作用［5］，這與本試驗得出的結(jié)果略有不同，這是否是因為試驗的條件或試驗材料不同而造成6－BA使用濃度的差異，還有待于進一步研究。

3．2 PPP 333對種子萌發(fā)的影響

多效唑（PP 333），是一種抑制內(nèi)源赤霉素合成的三唑類植物生長調(diào)節(jié)劑，其抑制機理是阻抑貝殼杉烯形成貝殼杉烯酸酶促反應(yīng)中酶的活性從而抑制赤霉素的生物合成［12］。已有研究表明：用多效唑浸種可以加快稻種的萌發(fā)進程，提高稻種的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)［13］，矮化壯秧、提高成秧率及種子產(chǎn)量［14］。劉芳芳也指出，在干旱脅迫條件下，低濃度的多效唑可以提高黑麥草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、促進對根系的生長，但顯著抑制胚芽的生長，且抑制作用隨著多效唑質(zhì)量濃度升高而加強［15］。而本試驗中，使用多效唑浸種顯著抑制了阿壩垂穗披堿草胚芽的生長和種子的萌發(fā)，這可能是因為阿壩垂穗披堿草種子對多效唑的耐受能力較差，從而使種子赤霉素合成受到抑制，降低了細胞酶活性從而抑制了種子的萌發(fā)。

3．3 CCC對種子萌發(fā)的影響

矮壯素（Chlormequat chloride，CCC）是一種季銨鹽類植物生長調(diào)節(jié)劑，主要作用是抑制赤霉酸的生物合成，其作用機理是抑制占巴焦磷酸生成貝殼杉烯，致使內(nèi)源赤霉酸的生物合成受到阻抑。其重要生理作用是控制植株徒長、使節(jié)間縮短，促進生殖生長，改善種子品質(zhì)，提高某些作物的抗逆性等［16－17］。本試驗中，矮壯素浸種處理對抑制了幼苗的生長，這與高曉旭［18］提出矮壯素浸種處理能顯著降低黃瓜幼苗下胚軸的長度相一致；低濃度的矮壯素有利于種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的提高，而高濃度的CCC則抑制其種子的萌發(fā)，這與湯海軍對小麥［19］和水稻［20］的研究結(jié)果相一致。

4 結(jié) 論

在6－BA不同濃度處理下，所有處理均在第5天開始發(fā)芽，隨著發(fā)芽天數(shù)的增加，種子的日發(fā)芽數(shù)整體呈先降后增再降的趨勢。10～30 mg／L的6－BA可以促進種子萌發(fā)和胚芽的生長，提高種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和種子活力，其中以10 mg／L處理效果最佳。

PP 333與CCC降低種子日發(fā)芽數(shù)、延遲了種子的萌發(fā)，顯著降低了發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，抑制了種子的萌發(fā)和幼苗的生長，其抑制效果隨著其濃度的增加而增加。

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