外源物质对促进甘草结实的影响

彭云霞，蔺海明*，赵贵亮，杜 弢，王升元

(1.甘肃省农业科学院中药材研究所,甘肃兰州 730070;2.酒泉甘草生物育种研究所,甘肃酒泉 735000; 3.甘肃中医学院,甘肃兰州 730000)

外源物质对促进甘草结实的影响

彭云霞1，蔺海明1*，赵贵亮2，杜 弢3，王升元2

(1.甘肃省农业科学院中药材研究所,甘肃兰州 730070;2.酒泉甘草生物育种研究所,甘肃酒泉 735000; 3.甘肃中医学院,甘肃兰州 730000)

对3年生甘草分别在甘草出苗期、封垄期和现蕾前期,喷施NAA,6-BA,GA3,KH2PO4等外源物质,通过测定甘草株高、分枝数、果穗数、果穗干重、粒重、千粒重、果荚数及种子数等指标,探讨外源物质对3年生甘草结实的影响。结果表明,喷施25 mg·L-16-BA对其株高、分枝数、果穗数、单株果穗干重、粒重有抑制作用,喷施250 mg·L-1GA3,0.2%KH2PO4,30 mg·L-1NAA均有不同程度促进作用,尤其250 mg·L-1GA3和0.2%KH2PO4的促进作用极为显著。喷施250 mg·L-1GA3的单株果穗数较对照增加94.7%、果穗干重增加110.36%,粒重增加120.48%,喷施0.2%KH2PO4的单株果穗干重增加76.02%,粒重增加91.50%。

外源物质;促进;甘草;结实

文献著录格式:彭云霞,蔺海明,赵贵亮,等.外源物质对促进甘草结实的影响[J].浙江农业科学,2015,56(9):1400-1402.

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20150914

甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)异名国老、甜草、甜根子,属豆科蝶形花亚科甘草属,为多年生草本植物,以其干燥根及根茎入药。全世界甘草属植物共有20余种[1],我国有8种,多分布于西北、华北、东北等区域[2],其中甘肃省境内分布有4种[3]。在甘肃多产于酒泉、张掖、武威、庆阳等地区,生长在海拔1 000～1 800 m的干旱沙地、河岸砂质地、山坡草地及盐渍化沙地[2]。我国的甘草商品过去主要来源于野生资源,被列为国家计划管理品种,目前国内每年的需求量约6万～7万t,出口也在持续增长,随着国内外市场行情的不断升温,野生资源已远不能满足人们的需求。因此,进行人工种植甘草是实现甘草野生资源可持续利用的有效措施。近年来,在人工种植甘草的种子特征特性、病虫害防治、有效成分及栽培技术等方面的研究[4-7]已取得了突破性进展,对促进甘草人工种植起到了积极作用。目前人工种植甘草的种子绝大多数来自于野生,人工繁育甘草种子至少需4～5年的时间,成为甘草产业的瓶颈。因此,提高人工繁育甘草种子的结实率,是甘草产业中值得继续研究的问题之一。长期以来,研究人员将外源物质施用于不同作物,对作物的生长发育起到了明显的调节作用[8-11]。本研究通过对甘草施用外源物质促进其由营养生长进入生殖生长,从而促进结实,这方面的研究鲜有报道,具有一定的学术意义和生产应用价值。现将试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在甘肃巨龙集团酒泉科技示范农场进行,地处祁连山北麓,常年气候干燥、降水少、积温高、昼夜温差大,平均海拔1 400 m,年降雨量80 mm,年平均气温9℃,全年无霜期130 d,光热条件优越,灌溉条件便利,属绿洲农业类型,适合甘草种植生长。

甘草品种为乌拉尔甘草,试验材料为3年生甘草。

1.2 处理设计

试验用5个不同的外源物质喷施甘草:处理1用30 mg·L-1NAA(萘乙酸);处理2用25 mg· L-16-BA(苄基腺嘌呤);处理3用250 mg·L-1GA3(赤霉酸);处理4用0.2%KH2PO4(磷酸二氢钾);处理5用清水作对照(CK)。随机区组设计,小区面积100 m2,重复3次。各处理分别在甘草出苗期(4月8日)、封垄期(5月3日)和现蕾前期(5月28日)喷施外源物质共3次,每次每小区喷施量为20 kg,每次喷施在午后14:00-16:00进行,其他栽培管理措施同常规大田。

1.3 测试项目

在甘草种子收获时期,每个处理小区随机选择10株甘草测定株高、分枝数、果穗数,然后将每小区的10株甘草果穗分别采摘后装入网袋编号,每个网袋一个单株。单株果穗干燥后,称取每个单株的果穗干重,每株随机取10个果穗,测定每个果穗果荚数,再随机取10个果荚,数出每个果荚中的种子数,最后称取每个单株的粒重、千粒重。各测试项目均取平均值。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2007和DPS 13.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 植株性状

由表1可以看出,喷施0.2%KH2PO4,250 mg· L-1GA3和30 mg·L-1NAA的处理均增加了甘草植株的株高,以上3个处理分别比对照增加22.7%,14.9%,7.9%,喷施0.2%KH2PO4和250 mg·L-1GA3处理与对照之间差异极显著;喷施25 mg·L-16-BA处理对株高有一定抑制作用,其抑制作用与对照差异不显著。由此可知,0.2% KH2PO4能有效增加甘草植株生长。

喷施30 mg·L-1NAA,25 mg·L-16-BA, 250 mg·L-1GA3和0.2%KH2PO4的处理与对照甘草分枝数之间及各处理相互之间差异均未达到显著水平,但250 mg·L-1GA3,0.2%KH2PO4和30 mg·L-1NAA处理还是增加了分枝数,分别比对照增加26.7%,19.0%,11.2%;喷施25 mg· L-16-BA处理比对照减少了甘草分枝数。说明施用外源物质对甘草分枝数的影响较小。

除了喷施25 mg·L-16-BA处理对甘草果穗数有一定抑制作用外,喷施250 mg·L-1GA3,0.2% KH2PO4和30 mg·L-1NAA处理均增加了果穗数,分别比对照增加94.7%,38.9%,16.3%,以上3个处理与对照差异极显著,且3个处理之间差异也极显著。说明施用250 mg·L-1GA3对增加甘草果穗数的效果最好。

表1 外源物质对甘草株高、分枝数及果穗数的影响

2.2 结实性状

由表2可知,喷施25 mg·L-16-BA处理对甘草单株果穗干重有抑制作用,喷施250 mg·L-1GA3,0.2%KH2PO4,30 mg·L-1NAA处理均有促进作用,分别比对照增加110.36%,76.02%, 18.22%,喷施250 mg·L-1GA3和0.2%KH2PO4处理与对照差异达极显著水平,30 mg·L-1NAA处理与对照差异不显著,4种外源物质之间差异达极显著水平。由此可见,施用250 mg·L-1GA3和0.2%KH2PO4能有效增加甘草单株果穗干重,从而促进结实。

表2 外源物质对甘草单株果穗干重、粒重、千粒重、果荚数及种子数的影响

单株种子粒重与单株果穗干重的表现相似,同样喷施25 mg·L-16-BA处理对单株种子粒重有一定抑制作用,喷施250 mg·L-1GA3,0.2% KH2PO4,30 mg·L-1NAA处理的单株种子粒重均高于对照,分别比对照增加120.48%,91.50%, 19.94%,喷施250 mg·L-1GA3和0.2%KH2PO4处理与对照差异达极显著水平,30 mg·L-1NAA处理与对照差异不显著。说明施用250 mg·L-1GA3和0.2%KH2PO4对增加甘草单株种子粒重的效果最好,能有效促进甘草结实。

喷施0.2%KH2PO4,250 mg·L-1GA3,25 mg· L-16-BA,30 mg·L-1NAA处理均提高了甘草种子千粒重,分别比对照提高了12.45%,10.09%, 9.91%,7.64%,各处理与对照差异显著,各处理之间差异不显著。说明喷施外源物质能够增加甘草种子的饱满程度。

喷施4种外源物质后,单株果荚数都有所提高,250 mg·L-1GA3,0.2%KH2PO4,25 mg·L-16-BA,30 mg·L-1NAA处理分别比对照提高33.78%,24.70%,22.56%,13.72%,尤其250 mg· L-1GA3处理与对照相比差异显著,而4种外源物质之间差异均未达到显著水平。

4种外源物质处理的每果荚种子数比对照都有所增加,但是方差分析不显著。说明施用外源物质对甘草果荚中的种子数影响不大。

3 小结与讨论

试验结果表明,喷施25 mg·L-16-BA对甘草株高、分枝数、果穗数、单株果穗干重、种子粒重有抑制作用,而施用250 mg·L-1GA3,0.2% KH2PO4,30 mg·L-1NAA均有不同程度促进作用,尤其喷施250 mg·L-1GA3和0.2%KH2PO4的促进作用极为显著,既有促进株高的作用,又有促进单株果穗干重、粒重、千粒重的作用。由此认为,喷施250 mg·L-1GA3和0.2%KH2PO4能增加甘草种子饱满度,是促进甘草结实的有效方法。

外源物质包括营养元素、渗透调节物质、植物生长调节剂、信号分子等,具有抗逆性广、用量小、见效快、效益高等特点[12],KH2PO4作为一种广泛使用的外源物质,是一种高浓度的磷钾复合肥,也是重要的生长调节剂,多用作叶面喷施,以促进开花结果[13]。本试验中喷施0.2%KH2PO4对甘草株高、果穗干重、种子粒重等指标的促进作用非常明显,这与王维金等[14]在水稻叶面喷施KH2PO4提高水稻结实率的研究结论相一致。

植物激素对植物的生长发育有重要的调控作用,包括胚胎发生、种子萌发、营养生长、果实成熟、叶片衰老各个阶段[15-18]。GA3,NAA,6-BA 3种植物激素在本试验中使用的效果差别较大, 250 mg·L-1GA3和30 mg·L-1NAA对甘草各项指标都有较好的促进效果,且250 mg·L-1GA3的促进效果极为显著,而25 mg·L-16-BA有一定的抑制作用。6-BA的作用之一是促进花芽形成和开花,从而促进坐果及果实生长,而且浓度低时刺激植物生长,浓度高时抑制植物生长,在本试验中,喷施25 mg·L-16-BA的抑制作用明显,可能与浓度过高有关。此外,本试验未对各外源物质做浓度梯度不同水平处理,也是影响其结果的因素之一。

[1] 中国科学院植物研究所.中国植物志[M].42卷.2分册.北京:科学出版社,1987:232.

[2] 赵汝能.甘肃中草药资源志[M].兰州:甘肃科学技术出版社,2007:620.

[3] 李硕,李成义.甘肃省地产甘草的品种分布研究[J].中国现代中药,2006,8(11):37.

[4] 张连义,郭莉珍,塞音吉亚,等.甘草种子发芽检验标准的确定[J].内蒙古草业,2002,14(1):15-17.

[5] 钱锋利,张治科,南宁丽,等.甘草种子害虫防治药剂筛选试验[J].农业科学研究,2009,30(2):82-84.

[6] 杨辉,贾光蔺,刘志英,等.不同产地甘草主要有效成分与生态因子的相关性研究[J].青岛农业大学学报, 2013,30(4):289-294.

[7] 宫莉,赵君.甘草栽培技术[J].黑龙江医药,2011,24 (4):540-542.

[8] 王瑛,张胜,张润生.植物激素处理对春油菜结实特性的影响[J].华北农学报,2005,20:50-53.

[9] 张文明,邱慧珍,何秀成,等.外源激素对陇东旱塬烤烟主要品质指标和产量、产值的影响[J].干旱地区农业研究,2012,30(3):180-183.

[10] 杜彦修,路桥连,张静,等.外源激素对水稻籽粒充实度和品质的影响[J].河南农业科学,2010(12):22-24.

[11] 杜禹珊,孙莹莹,罗睿.5种植物生长调节物质对半夏经济产量的影响[J].贵州农业科学,2014,42(8):44-47.

[12] 安晓霞,曾粮斌,薛召东,等.外源物质在植物抗逆中的应用研究进展[J].安徽农业科学,2014,42(19): 6241-6244.

[13] 任雅君,梅洛银,程帅,等.喷施KH2PO4对盆栽花烟草开花的影响[J].安徽农业科学,2010,38(10): 5084-5085.

[14] 王维金,杨泽敏,雷振山.叶面喷肥对稻米品质的影响[J].信阳农业高等专科学校学报,2001,11(2):1-4.

[15] 王丽敏,张霞,张富春.植物激素赤霉素和萘乙酸对盐穗木种子萌发的影响[J].新疆农业科学,2014,51(3): 504-510.

[16] 余斌,刘娟,刘昕,等.不同外源激素及培养方式对甘草试管苗生长的影响[J].草原与草坪,2010,30(3): 39-42.

[17] Simpson G C,Dean C,Arabidapsis,The rosetta stone of flowering time[J].Science,2002,296:285-289.

[18] 蔺海明,鱼亚琼,邱黛玉,等.种苗大小和外源激素对当归抽薹及产量构成的影响[J].广东农业科学,2011 (8):27-29.

(责任编辑：张才德)

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2015-04-09

甘肃省农牧厅中药材科技攻关项目(GYC13-01);甘肃省农业科技创新项目(GNCX-2011-37);国家基本药物所需中药材种子种苗繁育基地建设(国中医药办规财发[2013]41)

彭云霞(1982-),女,甘肃白银人,研究实习员,从事中药材育种与栽培研究工作。E-mail:pengyx09@163.com。

蔺海明,研究员,主要从事中药材GAP的研究工作。E-mail:linhm@gsau.edu.cn。