王龍泉,李快芬，駱禮秀，安靜，劉梅影

(貴州省國有龍里林場，貴州 黔南 558000)

種子是植物開啟下一代個體生活史的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。種子休眠和萌發(fā)是高等植物生長發(fā)育進(jìn)程的重要環(huán)節(jié)，是維系物種繁衍的重要過程。對種子進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢砑盎瘜W(xué)方式處理，有利于延長種子貯存時間、提高種子活力和發(fā)芽率，對改善種子質(zhì)量和增強其抗逆性具有重要作用[2-3]。

掌葉木[Handeliodendronbodinieri(Levl.)Rehd]，又名為鴨腳板、平舟木，為無患子科 (Sapindaceae) 掌葉木屬(Handeliodendron)落葉植物，是西南喀斯特地區(qū)特有瀕危物種，主要分布在海拔500～1500 m，氣候類型為亞熱帶季風(fēng)的巖溶石山地區(qū)。掌葉木因根系發(fā)達(dá)，樹形優(yōu)美，花果艷麗，葉形奇特，耐旱耐瘠薄土，能夠吸收巖溶石山上分散的水肥等特點，常作為中國西南石漠化地區(qū)優(yōu)良的造林綠化樹種[4-5]。此外，掌葉木還具有較高經(jīng)濟(jì)價值，種子、種仁和果皮位中均含有油脂，種子含量最高，為42.92%[6]，種仁含油率為52.6%[7]。但在自然狀態(tài)下，掌葉木種群更新能力極弱，種子難貯存，易霉變，萌發(fā)率低下，幼苗生長弱，繁育較困難[3]，加之動物取食和人為采伐破壞，導(dǎo)致掌葉木處于瀕危狀態(tài)，被列為國家二級重點保護(hù)植物[8]。因此，為提高掌葉木種子的發(fā)芽率，本研究以其掌葉木種子為試驗材料，設(shè)置GA3、NAA不同濃度梯度和浸種時間，研究激素和浸種時間對其種子萌發(fā)特性的影響，以期篩選出最適合種子萌發(fā)濃度及浸種時間，為培育健壯優(yōu)質(zhì)苗木，更好的開發(fā)、利用和保護(hù)掌葉木資源提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤氣候，年平均氣溫14.8 ℃，最冷月平均氣溫4.6 ℃，最熱月平均氣溫23.6 ℃，年均日照時數(shù)1248.1 h，有效積溫(≥10 ℃)4467.1 ℃，無霜期283 d，年均降雨量1089.3 mm，多雨霧，年平均相對濕度77%，常年溫暖濕潤。

1.1.2 供試種子

供試樹種掌葉木的種子均采自貴州省國有龍里林場珍稀植物園內(nèi)的優(yōu)良母株。2020年10月采集掌葉木成熟果實，取出種子，去除假種皮和雜質(zhì)后置于常溫下室內(nèi)晾干。

1.2 試驗方法

篩選顆粒飽滿、大小相近、無霉的掌葉木種子，清水洗凈后用0.5%的高錳酸鉀溶液在常溫下消毒30 min，再用蒸餾水沖洗干凈。試驗組用不同濃度(50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L)的外源激素萘乙酸(NAA)、赤霉素(GA3)溶液浸泡2 d、4 d、6 d，處理結(jié)束后進(jìn)行常溫濕沙儲存，層積時沙子的體積與種子的體積比為3∶1，濕度保持在70%左右，儲存時間為4個月。每2 d對沙藏的種子進(jìn)行噴霧，保證處于濕潤狀態(tài)。

2021年3月，取出濕沙儲存的掌葉木種子清洗干凈，除去漂浮的癟粒和澀粒后，用0.5%的高錳酸鉀溶液在常溫下消毒15 min并清洗干凈，在規(guī)格為8 cm×10 cm無紡布育苗容器中裝入6 cm厚經(jīng)消毒處理黃土，并將表面鋪平，之后將種子隨機均勻點播在無紡布育苗容器內(nèi)，每袋播種2粒，在種子上覆蓋2 cm厚的黃土，播種后立即澆水，之后根據(jù)天氣情況適時澆水，保持育苗基質(zhì)濕潤。

表1 試驗設(shè)置

1.3 種子發(fā)芽率測定

以出土1.0 cm為發(fā)芽標(biāo)志，從第一粒種子發(fā)芽開始，每天統(tǒng)計種子的發(fā)芽數(shù)，連續(xù)統(tǒng)計60 d，并計算發(fā)芽率和發(fā)芽勢。

發(fā)芽率(%)=供試種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%。

發(fā)芽勢(%)=規(guī)定時間內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

運用SPSS20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，使用Duncan法對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析(p<0.05)和多重比較，采用WPS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和圖表制作，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同激素濃度對掌葉木種子發(fā)芽率的影響

植物激素不僅對植物生長發(fā)育有調(diào)控作用，還對部分植物種子萌發(fā)具有促進(jìn)或抑制作用。由圖1可知，一定濃度范圍內(nèi)(50～200 mg/L)的NAA、GA3溶液處理對掌葉木種子的發(fā)芽率均具有顯著的促進(jìn)作用。與對照相比，NAA處理分別增加了12.25%、118.43%、236.8%。GA3處理分別增加了304.16%、130.68%、63.26%。此外，在50、100 mg/L時，GA3處理的種子發(fā)芽率顯著高于NAA處理，與NAA處理相比，分別增加了260%，5.61%，差異顯著(p<0.05)。

圖1 不同激素濃度對掌葉木種子發(fā)芽率的影響

2.2 不同激素濃度對掌葉木種子發(fā)芽勢的影響

由圖2可知，兩種激素處理對掌葉木種子的發(fā)芽勢均具有促進(jìn)作用；呈現(xiàn)出隨NAA濃度增加而增加的趨勢，在200 mg/L時最高，較對照增加了387.5%，差異顯著(p<0.05)。GA3濃度在50 mg/L時發(fā)芽勢最高，較對照增加了466.63%，之后隨濃度的增加發(fā)芽勢逐漸降低。此外，在50 mg/L時，與GA3處理相比，NAA處理的種子發(fā)芽勢降低了74.28%。在100、200 mg/L時分別增加了8.96%、133.95%，差異顯著。

圖2 不同激素濃度對掌葉木種子發(fā)芽勢的影響

2.3 不同浸種時間對掌葉木種子發(fā)芽率的影響

由圖3可知，不同浸種時間對種子萌發(fā)率具有不同的影響。NAA浸種2 d和4 d時，種子的發(fā)芽率隨濃度的增加而增加，其中在2 d時發(fā)芽率最高，較對照分別增加了12.25%、118.43%、236.8%，差異顯著(p<0.05)。GA3浸種2 d時，50 mg/L的GA3處理種子的發(fā)芽率最高，較對照增加了304.16%，之后隨濃度增加發(fā)芽率逐漸降低。浸種4 d時，200 mg/L的GA3處理種子發(fā)芽率最高，較對照增加了224.56%。浸種6 d時，種子的發(fā)芽率隨濃度的增加呈先上升后下降的趨勢。此外，在濃度為50、100m g/L時，GA3處理的種子發(fā)芽率均高于NAA處理，在100 mg/L時增量最大，較NAA處理分別增加了2.8%、96.41%、98.97%。

圖3 不同浸種時間對掌葉木種子發(fā)芽率的影響

2.4 不同浸種時間對掌葉木種子發(fā)芽勢的影響

由圖4可知，不同浸種時間對種子發(fā)芽勢影響不同。NAA浸種2 d和4 d 時，種子的發(fā)芽勢均隨濃度的增加而增加。在50～100 mg/L范圍內(nèi)，以浸種2 d時發(fā)芽勢最高，較浸種4 d分別增加了136.38%、178.57%。GA3浸種2 d時，種子的發(fā)芽勢隨濃度的增加而降低。此外，在濃度為50 mg/L時，不同浸種時間下GA3處理的種子發(fā)芽勢均高于NAA處理，與NAA相比，分別增加了297.18%、70%、1.56%。

圖4 不同浸種時間對掌葉木種子發(fā)芽勢的影響

3 討論

3.1 不同激素處理對掌葉木種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

種子萌發(fā)是一個復(fù)雜的過程，對植物個體生長發(fā)育、繁殖后代和種群的分布等方面意義重大。萌發(fā)過程受內(nèi)部因素和外部因素的共同控制[9-10]。內(nèi)因有種皮障礙、種子休眠、胚發(fā)育不完全、含有抑制物質(zhì)等。外因有溫度、水分和光照等環(huán)境因子[11]。肖杰[12]在外源激素對紫薇種子萌發(fā)的影響中發(fā)現(xiàn)，與對照相比，1 mg/LNAA、10 mg/LIBA、20～50 mg/LGA3處理顯著提高紅火箭和紫薇種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢。李先民[9]研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的GA3浸種對杜鵑紅山茶種子的發(fā)芽率影響顯著。以600 mg/LGA3+100 mg/LNAA+600 mg/L6-BA+浸種3 h時組合的發(fā)芽率最高。崔令軍[13]研究表明，在濃度為100～400 mg/L范圍內(nèi)，隨外源激素質(zhì)量濃度的增加，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均呈先增大后減少的趨勢。彥曉娜[14]在3種激素處理對偃松種子萌發(fā)及其生理生化的影響中研究發(fā)現(xiàn)，10 mg/L和100 mg/L的GA3處理對種子的萌發(fā)具有顯著促進(jìn)作用，200 mg/L的GA3處理對種子的萌發(fā)作用不明顯。劉廣超[15]在不同激素處理百合花杜鵑種子萌發(fā)的影響中發(fā)現(xiàn)，800 mg/L的GA3處理種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率最大。本研究中，兩種激素處理顯著促進(jìn)種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，促進(jìn)作用各不相同。其中,NAA處理后種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨濃度的增加而增加，GA3處理則隨處理濃度的增加而降低,在50 mg/L和100 mg/L時，GA3處理的種子發(fā)芽率顯著高于NAA處理。其原因可能是兩種激素通過打破種子休眠來促進(jìn)種子萌發(fā)[16]。其中GA3通過誘導(dǎo)種子內(nèi)部淀粉酶等水解酶的合成，提高水解酶的活性，促進(jìn)種子內(nèi)貯存物質(zhì)的水解，為種子萌發(fā)提供非結(jié)構(gòu)性化合物及其他必要的營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)種子萌發(fā)[11,17-19]。此外，吸水后的掌葉木種子在低濃度的化學(xué)誘變劑的刺激下，種皮加速軟化，有利于胚根和胚芽突破種皮，而高濃度的藥劑處理則可能產(chǎn)生了毒害作用。由此可知，使用一定質(zhì)量濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑浸種，能破除種子休眠，破解阻礙種子萌發(fā)的抑制物質(zhì)，從而提高種子發(fā)芽率[20]。

3.2 不同浸種時間對掌葉木種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

適宜的浸種時間能提高種皮的透水性和透氣性，并浸出種子內(nèi)發(fā)芽的抑制物，同時促進(jìn)外源激素穿過種皮作用于種胚的細(xì)胞分裂中心，從而促進(jìn)細(xì)胞分裂和分化，促進(jìn)種子萌發(fā)。本研究結(jié)果表明，浸種時間≤4 d時，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均隨NAA濃度的增加而增加，并以浸種2 d時發(fā)芽率最高。而GA3浸種種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨浸種濃度的增加呈先增加后降低的趨勢。黃寧[21]研究表明，隨浸種時間的增加，各赤霉素濃度處理的種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均逐漸減小，種子發(fā)芽勢先增加后減小。GA3和6-BA隨浸種時間的延長促進(jìn)作用加強。并以GA3濃度800 mg/L，6-BA濃度400mg/L時促進(jìn)作用最大。NAA浸種則是在濃度為50 mg/L時促進(jìn)種子萌發(fā)，之后隨浸種時間延長產(chǎn)生抑制作用。賈鑫[20]在赤霉素和生長素浸種對多葉棘豆子萌發(fā)的影響中表明，在同一浸種時間處理下，隨GA3濃度的增加對多葉棘豆子萌發(fā)的促進(jìn)作用呈先增加后減弱的趨勢。這與本研究結(jié)果不同，其原因可能是不同的樹種對激素的敏感度不同[22-23]，也可能是浸種時間過長，種子在無氧環(huán)境中出現(xiàn)無氧發(fā)酵，進(jìn)而影響種子的萌發(fā)。

4 結(jié)論

在掌葉木種子萌發(fā)過程中，激素種類、濃度和浸種時間對掌葉木種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢具有一定的影響。當(dāng)NAA濃度為200 mg/L時，掌葉木種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高，較對照分別增加了236.8%、387.5%。當(dāng)GA3濃度為50 mg/L時，種子發(fā)芽勢最高，較對照增加了466.63%。在50～100 mg/L范圍內(nèi)，GA3處理的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著高于NAA處理。浸種時間≤4 d時，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均隨NAA濃度的增加而增加，而GA3浸種種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨浸種濃度的增加呈先增加后降低的趨勢，均以浸種2 d時發(fā)芽率最高。