遮荫、微波辐射和IBA浸种对云南松苗木生长的影响

郭 樑，李莲芳，孙 昂，苏 柠，于国栋，王文俊，张 薇，郑书绿，鲍雪纤，王文静

(西南林业大学，云南 昆明 650224)

遮荫、微波辐射和IBA浸种对云南松苗木生长的影响

郭 樑，李莲芳，孙 昂，苏 柠，于国栋，王文俊，张 薇，郑书绿，鲍雪纤，王文静

(西南林业大学，云南 昆明 650224)

采用遮荫(全光照、遮荫75%)裂区下的L9(34)正交设计对云南松种子进行微波辐射(A1、A2、A3分别为0、5、10 s)、IBA浸种(B1、B2、B3分别为0、0.10、0.20 g·L-1)试验，探究其对云南松苗木地径和苗高生长的影响。结果表明，因受微波辐射与IBA极显著交互作用的影响，在全光照条件下，苗木地径的实际优水平组合为A2B1(微波辐射5 s+清水浸种)、A3B2(微波辐射10 s+IBA 0.10 g·L-1浸种)，与理论优水平组合A1B1(对照)不符；遮荫75%条件下，理论优水平组合与实际优水平组合一致，均为A1B3(无辐射+IBA 0.20 g·L-1浸种)。2种小环境苗高的优水平组合均为A1B2(无辐射+IBA 0.10 g·L-1浸种)，与实际结果相一致。微波辐射抑制云南松苗木生长；与之相反，IBA浸种促进苗高生长，IBA 0.10 g·L-1浸种效果最好。在其他条件一致的情况下，全光照苗木的平均地径极显著大于遮荫苗木的平均地径，而平均苗高极显著低于遮荫苗木的平均苗高。

云南松；裂区设计；正交试验；地径；苗高

云南松(Pinusyunnanensis)为松科(Pinaceae)乔木树种，广泛分布于北纬23°—29°、东经98°—106°之间[1]，是我国西南地区特有的树种。据报道，云南省的云南松森林面积、蓄积量分别约500万 hm2和3亿 m3，占云南省森林总面积的70%，总蓄积量的32%，云南松是云贵高原的主要用材树种和荒山造林的先锋树种[2-3]。同时，云南松可提供松花粉和林下多种野生食用菌类等非木材林产品[4-5]。云南松可分布于土壤瘠薄、岩石裸露或陡峭的山坡上，在生态环境建设中起着极其重要的作用。然而，大量研究表明该树种苗期存在明显的“蹲苗”现象，这一时期根系生长比较迅速，而地上部分生长极其缓慢；林业生产中，苗木质量不理想会导致造林成活率低[6]，不仅影响造林保存率，而且影响幼林生长及造林质量[7]。

吲哚丁酸(IBA)能促进细胞分裂与生长；种子微波辐射主要引起生物体的生理、生化功能的变化，从而影响种子发芽及其苗木发育和生长等[8]。周安佩等[9]对云南松种子进行微波辐射和IBA浸种的研究结果表明，微波辐射抑制云南松种子的发芽但对胚根胚轴的伸长无显著影响，采用IBA 0.2 g·L-1溶液浸种则能显著促进胚根伸长[10]。为探究微波辐射、IBA浸种对云南松苗木地径和苗高生长的影响，本试验采用裂区下的正交试验设计对云南松种子进行微波辐射、IBA浸种研究，以期为培育云南松优质壮苗提供参考，达到缩短“蹲苗”期、促进苗期生长的目的。

1 材料与方法

1.1 试验材料

云南松种子采集于昆明市宜良县禄丰村林场的尖山林区，种子的室内发芽率为95%；IBA为分析纯；微波辐射在微波炉内进行，频率为2450 MHz；75%的遮荫网作为遮荫材料。试验在西南林业大学智能温室外的苗圃中实施。

1.2 试验方法

试验的因素包括强度5～10 s的微波辐射(A)、IBA浸种(B)、遮荫(C)，其分别包含3、3、2个水平(表1)。根据因素水平表，A、B、2个因素采用L9(34)正交试验设计(表2)，C因素进行二裂区的裂区试验设计，即L9(34)的正交试验分别在遮荫和不遮荫条件下实施。

表1 试验因素水平表

表2 L9(34)正交试验表

试验在全光照、遮荫75%条件下分别设4、3次重复，每重复9个处理组合，共63个处理组合，每个处理组合播种30袋容器苗；每袋播种3粒种子，每重复共播种270袋，共播种5670粒。播种基质按苗圃土∶菌根土∶有机肥为3∶1∶1的比例配制。

此批种子的千粒重为20.541 g，故称取126 g(约6100粒)种子，平均分成9等分，即每份14 g，用纱布包裹后一起放入0.5%的高锰酸钾溶液中消毒30 min，取出在50 ℃的清水中浸泡24 h。根据正交表中的试验安排，先采用微波按设计要求进行辐射，然后在相应的IBA溶液中浸泡2 h，取出播种。

种子结束场圃发芽率观测时，开始统一计算苗龄。苗龄45 d时，从每个重复的每个处理组合中随机选取30株具有代表性的苗木统一测定地径和苗高。

1.3 数据处理

采用Excel、SPSS 13.0进行数据整理和方差分析[11]，应用邓肯氏(Duncan′s)[12]法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理组合对苗木生长的影响

苗龄45 d时，全光照条件下9个处理组合苗木的平均地径、苗高分别为0.95～1.05 mm、1.71～2.02 cm，遮荫75%条件下平均地径、苗高分别为0.85～0.91 mm、1.73～2.39 cm(表3)，表明全光照的地径比遮荫75%的地径略大，而遮荫75%的苗高比全光照的苗高略高。分别对全光照、遮荫75%条件下处理组合间地径、苗高进行方差分析(表4)，结果表明：除遮荫条件下处理组合间地径差异不显著外，处理组合间的其它指标差异极显著(P全光照(地径)=0.002<0.01；P全光照(苗高)=2.47E-08<0.01；P遮荫75%(地径)=0.297>0.05；P遮荫75%(苗高)=2.46E-22<0.01)。

表3 云南松苗木的平均地径、苗高统计

*：不同大写字母为差异极显著(a=0.01)；总平均的多重比较为全光照条件下与遮荫条件下比较。

表4 处理组合间地径、苗高的方差分析

*：*为差异显著(P<0.05)；**为差异极显著(P<0.01)。下同。

全光照条件下处理组合6(A2B1)、9(A3B2)的平均地径均为1.05 mm，极显著大于平均地径最小的处理组合2(A1B2)的平均地径(0.95 mm)；其余处理组合间平均地径差异均不显著(表3)，这也许与测定时苗龄较小，不同水平组合对苗木地径的差异影响未充分表现有关。遮荫75%条件下，9个处理组合间地径均无显著差异。但全光照下的平均地径极显著大于遮荫75%条件下的平均地径。

苗高与地径不同，全光照条件下，处理组合2的苗高极显著地高于除处理组合4(A2B2)和8(A3B1)以外的其他处理组合，而处理组合1(1.71 cm)、6(1.75 cm)则极显著地矮于其他处理组合(表3)。遮荫75%条件下，平均苗高最高的是处理组合2，这与全光照条件下的表现一致，均极显著地高于处理组合6、9；无论是全光照还是遮荫75%，处理组合6的苗高均最矮，且与其他处理组合差异极显著。苗高在全光照、75%遮荫条件下最高、最矮的处理组合基本一致，这可能与IBA浸种可促进苗高生长有关。

2.2 影响地径和苗高的主导因子及其优组合

分别对云南松苗在全光照、遮荫75%条件下的地径、苗高进行极差分析(表5)，以确定影响苗木生长的关键因子和优组合。

表5 不同处理组合地径和苗高的极差分析

由表5可知，全光照、遮荫75%条件下，影响地径生长的主要因子分别是微波与IBA浸种的交互作用(A×B，RA×B=0.042>RB=0.030>RA=0.008)、微波辐射(A，RA=0.36>RA×B= 0.016>RB=0.011)。说明在全光照条件下，同时采用微波辐射和IBA浸种对地径生长的影响比单独采用其中1种处理的影响大，结合因素的优水平组合为A1B1，可推导出其交互作用对地径生长为负效应，这也是导致理论与实际的最优处理组合不一致的原因；与全光照的不同，遮荫75%条件下，地径理论最优组合为A1B3(无辐射+IBA 0.20 g·L-1浸种)，与实际的结果相一致(表3)，表明IBA溶液浸种在遮荫75%条件下可促进地径生长。

影响2种小环境苗高生长的主导因子均为IBA浸种(全光照，RB=0.135>RA×B=0.127>RA=0.027；遮荫75%，RB=0.215>RA=0.200>RA×B=0.135)，其优水平理论组合均为A1B2，与实际试验结果相一致。说明IBA溶液浸种可促进云南松苗高生长。

2.3 不同因素水平对地径、苗高的影响

分别对全光照、遮荫75%小环境下不同因素水平间的地径和苗高进行方差分析(表6)，并进一步采用综合平衡法分析各因素水平之间地径、苗高随因素水平变化的趋势(图1)。

表6 不同因素水平间地径、苗高影响的方差分析

图1 平均地径和苗高随因素水平变化趋势

在全光照、遮荫75%条件下，A、B 2个因素的不同水平及其交互作用对苗木地径生长均无显著影响；微波辐射的各处理仅在遮荫75%条件下，对苗高具有极显著的影响(P遮荫75%(A)=3.02E-08<0.01)；IBA浸种处理、微波与IBA的交互作用对2种小环境下的苗高均具有极显著的影响(P全光照(B)=2.73E-05<0.01，P遮荫75%(B)=5.93E-08<0.01；P全光照(A×B)≈0.000<0.01，P遮荫75%(A×B)=0.001<0.01)。IBA 0.10 g·L-1浸种的苗高，在全光照(1.914 cm)、遮荫75%(2.235 cm)条件下均极显著高于其他2个水平处理(图1)，说明IBA 0.10 g·L-1浸种最有利于出苗初期苗高生长。由图1可知，遮荫75%条件下，苗高随微波辐射时间的增加而呈下降趋势，且均极显著低于对照(无辐射处理，2.270 cm)，佐证了微波辐射在遮荫75%条件下抑制苗木苗高生长的结论。

2.4 全光照、遮荫对处理组合苗木生长的影响

将遮荫与否作为主区，处理组合作为副区进行方差分析，了解遮荫与否对处理组合苗木的地径、苗高生长的影响。方差分析结果(表7)表明，遮荫与否对地径、苗高的生长均具有极显著的影响(P主区(地径)=3.58E-32<0.01；P主区(苗高)=2.11E-49<0.01)，全光照条件下平均地径(1.01 mm)极显著大于遮荫条件下平均地径(0.89 mm)；平均苗高与地径相反，遮荫条件下苗高(2.14 cm)极显著高于全光照条件下苗高(1.83 cm，表3)。处理组合间平均地径、苗高的差异也极显著(P副区(地径)=0.002<0.01，P副区(苗高)=2.71E-25<0.01，表7)，与全光照的相一致。同时，主区与副区间的交互作用对苗高具有极显著的影响(P=1.16E-08<0.01)，说明处理组合置于全光照与遮荫条件下对苗高生长的影响不一致。

表7 遮荫与否对处理组合地径、苗高影响的方差分析

3 结论与讨论

3.1 结论

研究遮荫、微波辐射和IBA浸种对云南松苗木生长的影响结果表明：①除遮荫75%条件下，不同组合间地径差异不显著外，其它条件下，不同处理组合间的苗高、地径差异极显著(P=2.47E-08～0.002<0.01)。②全光照条件下，地径的理论优水平组合为A1B1(对照)，但因A与B因素有交互作用，实际试验中地径最大的是A2B1(微波辐射5 s+清水浸种，1.05 cm)和A3B2(微波辐射10 s+IBA 0.10 g·L-1浸种，1.05 cm)；遮荫75%条件下，地径的理论优组合则为A1B3(无辐射+IBA 0.20 g·L-1浸种)，理论与实际试验结果相一致。2种小环境下，苗高优水平理论组合均为A1B2(无辐射+IBA 0.10 g·L-1浸种)，试验结果与之相一致。③各因素水平间的方差分析结果显示，微波辐射的各处理间仅在遮荫75%条件下，对苗高具有极显著的影响(P遮荫75%(A)=3.02E-08<0.01)；IBA浸种处理对2种小环境下的苗高均具有极显著的影响(P全光照(B)=2.73E-05<0.01，P遮荫75%(B)=5.93E-08<0.01)；同时，微波与IBA的交互作用也极显著地影响2种小环境下苗高的生长(P全光照(A×B)≈0.000<0.01，P遮荫75%(A×B)=0.001<0.01)。④在其它处理条件一致的条件下，全光照苗木的平均地径(1.01 mm)极显著大于遮荫的苗木地径(0.89 mm)，而平均苗高(1.83 cm)极显著低于遮荫苗木的平均苗高(2.14 cm)。⑤微波辐射抑制云南松苗木生长，与之相反，IBA浸种促进苗木生长，IBA 0.1 g·L-1浸种最适宜。

3.2 讨论

近年来，云南松林的分布面积随着国家天然林保护和退耕还林工程的实施逐年扩大，为此，云南松林的培育与保护已成为云贵高原可持续发展的重要任务之一[13]。据报道，使用处于“蹲苗”阶段的苗木造林，其根系生长比较迅速，地上部分生长极其缓慢，导致造林后的头3 a苗木仍继续“蹲苗”而严重抑制高生长[6]，一旦幼林抚育(主要是除草)强度达不到要求，将导致造林失败。

微波辐射对人类健康具有潜在的威胁[14]，其辐射云南松种子，对苗木生长也许与其对人的影响类似，对早期苗木生长具有抑制作用，有待进一步的研究获得足够的证据。

利用植物生长调节剂可以影响植物内源激素的系统、调节植物的生长发育过程，使其朝着人们预期的方向和程度转变[15]。IBA作为重要的植物生长调节剂之一，参与了许多植物的生长发育过程，如根和茎的生长、维管束组织的形成和分化等[16]，IBA用于云南松播种前浸种，可促进其根系发育并保证有充足的激素运往地上部分[17-18]，从而达到促进生长的目的。已有研究指出，吲哚乙酸(IAA)、IBA浸种有明显促进云南松实生苗生长和生物量积累的作用，而且，IAA和IBA配合浸种较单独使用效果更为明显，生长量和生物量的积累随激素用量的增大而呈先上升后下降的趋势[19]，与本试验的结果类似，即适当浓度的IBA浸种可以促进云南松苗木的生长。

试验中影响地径的理论优水平组合与实际最佳处理组合不一致，与微波辐射和IBA浸种2个因素间的交互作用影响有关。今后进一步研究激素的浓度梯度对云南松苗木地径生长的影响，为解决云南松“蹲苗”问题、促进苗期生长和壮苗快繁提供技术参考。

*：林学双外语2011级同学参与了试验实施，致以诚谢。

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Effects of Shading，Microwave Radiating and IBA Solution Presoaking Seeds on the Growth ofPinusyunnanensisseedlings

GUO Liang，LI Lian-fang，SUN Ang，SU Ning，YU Guo-dong，WANG Wen-jun，ZHANG Wei，ZHENG Shu-lv，BAO Xue-xian，WANG Wen-jing

(SouthwestForestryUniversity，Kunming650224，Yunnan，China)

The L9(34) orthogonal design was applied to find out the effects of microwave radiating(A1，A2and A3were 0，5 and 10 s) and IBA solution presoaking seeds(B1，B2and B3were 0，0.10 and 0.20 g·L-1) on basal diameter (BD) and seedling height (SH) growth ofPinusyunnanensisseedlings under shading split plots(Sunshining nursery and 75% shading).The results showed that the optimal BD treatment combination (TC) were A2B1(microwave radiating 5 s+warer presoaking seeds) and A3B2(microwave radiating 10 s+0.10 g·L-1IBA solution presoaking seeds) under sunshining nursery，which differed the theory optimal TC of A1B1(CK) since there was significant interaction effect between microwave radiating and IBA solution presoaking seeds；and the theoretic and practical optimal TC of the BD was A1B3(no microwave radiating+0.20 g·L-1IBA solution presoaking seeds) under 75% shading nursery.The optimal SH TC of the theory and practice was A1B2(no microwave radiating+0.10 g·L-1IBA solution presoaking seeds) under the both microsites.Microwave radiating seeds restrained the growth ofPinusyunnanensisseedlings.In contract，The IBA solution presoaking seeds promoted the growth of SH，the best concentration was 0.1 g·L-1.The BD under the sunshining nursery was significantly greater than the 75% shading nursery.However，the SH was significantly shorter than which of the 75% shading nursery.

Pinusyunnanensis；splitting plot；orthogonal experiment；basal diameter；seedling height

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.03.022

2013-09-06；

2013-10-28

国家自然科学基金(云南松蹲苗机理的研究，31170585)；西南林业大学重点基金(云南松扦插繁殖基础研究，111001)

郭樑(1988—)，女，山西平遥人，西南林业大学硕士研究生，从事森林培育方面的研究。E-mail：guoliang082@126.com。

李莲芳(1964—)，女，云南墨江人，西南林业大学教授，博士，从事森林培育、林木遗传育种及与林学相关的教学和科学研究。E-mail：llianf@126.com。

S791.257

A

1002-7351(2014)03-0100-06