3种植物生长调节剂对阿坝垂穗披碱草种子萌发的影响

雷 雄， 白史且， 游明鸿， 闫利军

（1．西南民族大学青藏高原研究院， 成都610041； 2．四川省草原科学研究院， 成都611731）

阿坝垂穗披碱草（Elynus nutans Griseb．cv．Aba）为禾本科披碱草属多年生牧草，是国内仅有的3个国审垂穗披碱草品种之一。该品种具有牧草产量高、品质优良、抗寒性强、适应性好等优点，是一种品质优良的饲用牧草［1－2］，并于2012年被四川省政府确定为四川省首批突破性牧草新品种，形成了“政府购买品种、企业集中繁育、项目配套转化”的突破性牧草新品种的大面积应用推广模式。自2012年以来，每年推广种子达500 t，取得了显著的经济、社会和生态效益。然而，种子生产过程中发现阿坝垂穗披碱草存在种子休眠期长、发芽率低，幼苗活力较低等问题，严重制约了该品种的推广与应用。因此，研究如何提高阿坝垂穗披碱草种子萌发的条件具有重要的现实意义。

采用植物生长调节剂（Plant growth regulator）浸种以改善休眠种子的理化特性、提高发芽率和幼苗的抗逆能力，并以投入成本小、见效快、可操作性强等特点，被广泛应用于农作物、花卉、草坪草、牧草等种子萌发研究［3－5］。然而目前使用外源激素对阿坝垂穗披碱草种子萌发及活力方面的研究还未见报道。因此，本试验采用不同浓度细胞分裂素（6－BA）、多效唑（PP 333）、矮壮素（CCC）浸种处理阿坝垂穗披碱草种子，旨在探索3种植物生长调节剂对其种子萌发、生理活性以及幼苗生长的影响，以期为促进阿坝垂穗披碱草种子萌发和提高幼苗存活力提供依据和参考。

1 材料与方法

1．1 实验材料

植物生长调节剂（6－BA，PP 333和CCC）均采购于上海伊卡生物制药有限公司；供试种子于2014年在阿坝州红原县二农场四川省草原科学研究院试验地采集。

1．2 实验方法

试验于2015年3月进行，选择若干籽粒饱满、大小一致的种子，经1%次氯酸钠溶液灭菌消毒5 min，蒸馏水清洗数次后晾干。在室温下，分别用不同浓度（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）浸种24 h，灭菌蒸馏水浸种作为对照（ck），然后将种子捞出，蒸馏水清洗数次晾干后备用。

采用纸上发芽［6］，蒸馏水浸湿滤纸，将处理好的种子置于已消毒的培养皿中，于光照培养箱中发芽（白天20℃，8 h，照度1 000 lx；晚上15℃，16 h、照度0 lx）。每个处理4个重复，每个重复50粒种子。定时给培养皿中加蒸馏水，保证有充足的水分。每天09：00～10：00时观察统计种子萌发数，以胚芽达到种子长度的一半以上或胚根达到种子长度记为发芽［7］。第7天统计发芽势，在第14天统计发芽率；统计发芽率的同时，在每个处理中随机选取10株幼苗测其胚芽和胚根长。

1．3 测定指标

1）发芽率：从放入种子之日起至第14天止，统计正常发芽种子粒数占供试种子总数的百分率，即发芽率（GR）（%）＝（N0／N）×100%。式中，N0为发芽终期全部发芽的种子数；N为供试种子数。

2）发芽势：从放入种子之日起至第7天止，统计正常发芽种子粒数占供试种子总数的百分率，即发芽势（GE）（%）＝（n7／N）×100%。式中，n7为种子发芽第7天的正常种子发芽数；N为供试种子数。

3）发芽指数（GI）＝∑G t／D t，式中：G t为当天的发芽数，D t为发芽日数。

4）活力指数（VI）＝S×GI，式中S为发芽t时间时胚根及胚轴的总长度，GI为发芽指数。

5）芽长和根长：随机取10个正常生长的幼苗，用直尺分别测胚芽和胚根的长度（cm）。

1．4 数据处理

本试验数据初期处理采用 Microsoft Excel 2013，图形制作采用sigmaplot软件，统计分析采用SPSS 19进行多重比较、方差分析。

2 结果与分析

2．1 6－BA对阿坝垂穗披碱草种子发芽动态的影响

不同浓度的6－BA处理下，阿坝垂穗披碱草种子的发芽动态见图1。由图1可以看出，所有处理均在第5天开始发芽，随着发芽天数的增加，种子的日发芽数整体呈先降后增再降的趋势。即在5～7 d为发芽最高峰，第8天迅速降低，在9～10 d出现发芽小高峰，到第11天发芽数降低，直到第14天发芽结束。浓度为10，30 mg／L处理与对照均在第6天日发芽数最高，分别达到11．75、11．00和9．75。浓度为20 mg／L和40 mg／L处理在第5天日发芽数最高，分别为12．75和10．25。

图1 6－BA处理下阿坝垂穗披碱草种子发芽动态

2．2 PP 333对阿坝垂穗披碱草种子发芽动态的影响

图2 PP 333处理下阿坝垂穗披碱草种子发芽动态

阿坝垂穗披碱草种子在不同浓度多效唑（PP 333）处理下，其种子的发芽动态与对照差异显著（见图2）。随着发芽天数的增加，对照组的日发芽数整体呈降低趋势，在第5天开始发芽，第6天日发芽数最高，为9．75，到第14天发芽结束，平均日发芽数为8．2。各试验组日发芽趋势一致，均在第9天开始发芽，较对照推迟了4 d，且种子的日发芽数显著低于对照。试验组在50 mg／L处理下，平均日发芽数最高，为1．1；各试验组均在第10天达到发芽高峰，其中以在100 mg／L处理下最高，日发芽数也仅为2．0。

表1 不同生长调节剂各浓度处理下阿坝垂穗披碱草种子的萌发特征

2．3 CCC对阿坝垂穗披碱草种子发芽动态的影响

图3 CCC处理下阿坝垂穗披碱草种子发芽动态

由图3可以看出，各处理均在第5天开始发芽，CCC处理供试材料整体发芽趋势与6－BA处理的发芽趋势类似。即在第5～7天日发芽数较高，在发芽第8天时迅速下降，第9～10天日发芽数则迅速增加，在第11～14天逐渐下降直至日发芽率为0。在发芽第6天时，对照组的日发芽数达到最高，为9．75；试验组均在发芽第7天出现第一个发芽小高峰，其中以1 000 mg／L处理日发芽数最高，为8．75；在发芽第10天，对照组与试验组均出现第二个发芽高峰期，此时试验组的日发芽数达到最大值，并且显著高于对照组。

2．4 3种植物生长调节剂对阿坝垂穗披碱草种子萌发效果的影响

由表1可知，10 mg／L 6－BA 处理下供试种子的发芽率、发芽指数显著高于对照组（p＜0．05），分别比对照提高了14．2%和20．8%；种子的发芽势和活力指数与对照差异不显著，其中发芽势与对照相同，均为52．0%，活力指数略高于对照；10 mg／L 6－BA 处理下能够促进芽的生长，同时显著抑制了根发育（p＜0．05）。在20 mg／L和30 mg／L 6－BA 处理下对供试种子的发芽率、发芽势、发芽指数均有一定的促进作用，但与对照差异不显著。在40mg／L 6－BA处理下显著抑制了发芽率、发芽指数、活力指数、芽长和根长。PP 333在50～200 mg／L范围内，浸种显著抑制了阿坝垂穗披碱草种子的发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数（p＜0．05），其抑制效果随着PP 333浓度的增加而增加。PP 333各浓度处理下，阿坝垂穗披碱草胚芽长和胚根长均受到抑制，其抑制效果与对照相比，芽长降低了 64．5% ～65．24%，根长降低了 37．56% ～33．03%，且与对照存在显著差异（p＜0．05）。

CCC在1～4 g／L范围内，除1 g／L浓度处理的种子发芽率和对照差异不显著外，其它各指标与对照相比显著降低（p＜0．05）；其余各处理与对照相比显著降低了阿坝垂穗披碱草的发芽率、发芽势、活力指数、发芽指数，其抑制效果随着浓度的增加而增加。CCC各浓度处理下阿坝垂穗披碱草胚芽长和胚根长对照也存在显著差异（p＜0．05），其抑制效果与对照相比，芽长降低了92．56%～82．48%，根长降低了69．68%～65．38%。

3 讨 论

3．1 6－BA对种子萌发的影响

在生产过程中，为提高种子发芽率、增强幼苗的抗逆性，常用的方法之一则是采用植物生长调节剂浸种［4］。这是因为植物生长调节剂能够调节种子内源激素的分泌与合成、打破种子的休眠，提高种子内淀粉酶活性，加快种子代谢活动，从而提高种子发芽能力［11－13］。本试验中，6－BA 对阿坝垂穗披碱草种子萌发表现出低浓度（10～30 mg／L）促进种子的萌发，高浓度（40 mg／L）抑制其萌发，10～30 mg／L的6－BA能够有效提高阿坝垂穗披碱草的发芽率、发芽势、芽长和活力指数，这与李魏飞［8］、龙治坚［9］的研究结果相一致；朱霞等［10］研究决明种子的萌发结果也得出类似结论。前人研究表明，6－BA具有解除种子休眠、促进种子萌发和细胞分裂，诱导芽的分化，促进光化学反应等作用［11］。这可能是促进阿坝垂穗披碱草种子萌发的原因。本试验还得出，6－BA显著抑制了胚根的生长，其抑制作用随着浓度的升高而增加。然而蒙真铖认为，在20 mg／L浓度范围内的6－BA对毛萼紫薇幼苗的株高、侧根数、最长侧根长度均有促进作用［5］，这与本试验得出的结果略有不同，这是否是因为试验的条件或试验材料不同而造成6－BA使用浓度的差异，还有待于进一步研究。

3．2 PPP 333对种子萌发的影响

多效唑（PP 333），是一种抑制内源赤霉素合成的三唑类植物生长调节剂，其抑制机理是阻抑贝壳杉烯形成贝壳杉烯酸酶促反应中酶的活性从而抑制赤霉素的生物合成［12］。已有研究表明：用多效唑浸种可以加快稻种的萌发进程，提高稻种的发芽率和发芽指数［13］，矮化壮秧、提高成秧率及种子产量［14］。刘芳芳也指出，在干旱胁迫条件下，低浓度的多效唑可以提高黑麦草种子的发芽率、发芽势、促进对根系的生长，但显著抑制胚芽的生长，且抑制作用随着多效唑质量浓度升高而加强［15］。而本试验中，使用多效唑浸种显著抑制了阿坝垂穗披碱草胚芽的生长和种子的萌发，这可能是因为阿坝垂穗披碱草种子对多效唑的耐受能力较差，从而使种子赤霉素合成受到抑制，降低了细胞酶活性从而抑制了种子的萌发。

3．3 CCC对种子萌发的影响

矮壮素（Chlormequat chloride，CCC）是一种季铵盐类植物生长调节剂，主要作用是抑制赤霉酸的生物合成，其作用机理是抑制占巴焦磷酸生成贝壳杉烯，致使内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长、使节间缩短，促进生殖生长，改善种子品质，提高某些作物的抗逆性等［16－17］。本试验中，矮壮素浸种处理对抑制了幼苗的生长，这与高晓旭［18］提出矮壮素浸种处理能显著降低黄瓜幼苗下胚轴的长度相一致；低浓度的矮壮素有利于种子发芽势和发芽率的提高，而高浓度的CCC则抑制其种子的萌发，这与汤海军对小麦［19］和水稻［20］的研究结果相一致。

4 结 论

在6－BA不同浓度处理下，所有处理均在第5天开始发芽，随着发芽天数的增加，种子的日发芽数整体呈先降后增再降的趋势。10～30 mg／L的6－BA可以促进种子萌发和胚芽的生长，提高种子的发芽率、发芽势、发芽指数和种子活力，其中以10 mg／L处理效果最佳。

PP 333与CCC降低种子日发芽数、延迟了种子的萌发，显著降低了发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数，抑制了种子的萌发和幼苗的生长，其抑制效果随着其浓度的增加而增加。

［1］张昌兵，李达旭，游明鸿，等．阿坝垂穗披碱草区域试验研究［J］．草业与畜牧，2012（2）：1－4．

［2］4种披碱草属野生牧草在高寒地区农艺性状及生产性能的评价［J］．草原与草坪，2007，2（121）：34－36．

［3］Martin T．S？rensen and Viggo Danielsen．Effects of the plant growth regulator，chlormequat，on mammalian fertility［J］．international journal of andrology，2006（29）：129－133．

［4］张福平，赖秋纯．6－BA等对番茄种子发芽与幼苗生长的影响［J］．农业科技通讯，2008（6）：36－38．

［5］蒙真铖，丁琼，宋希强，等．植物生长调节剂对毛萼紫薇种子萌发及幼苗生长的影响［J］．热带作物学报，2014（9）：1 791－1 794．

［6］何淼，常进，刘娇．香蓼种子休眠与萌发特性［J］．东北林业大学学报，2015，43（1）：17－20．

［7］李守岭，张骥，王应清，等．3种植物生长调节剂对鼠尾草种子萌发的影响［A］．云南省热带作物学会．云南省热带作物学会第八次会员代表大会暨2014年学术年会论文集［C］．云南省热带作物学会，2014：5．

［8］李魏飞．植物生长调节剂对刺槐种子萌发及幼苗生长的影响［J］．贵州农业科学，2014（4）：100－103．

［9］龙治坚，范理璋，徐刚，等．外源激素对珍稀濒危植物距瓣尾囊草种子萌发的影响［J］．种子，2015，34（3）：27－29，35．

［10］朱霞，胡勇，王晓丽，等．几种植物生长调节剂对决明种子萌发及幼苗生长的影响［J］．作物杂志，2010（01）：46－48．

［11］张宗俭，李斌．世界农药大全－生长调节剂卷（第一版）［M］．北京：化学工业出版社，2011：23－28．

［12］Peter J．Davies．植物激素：合成、信号转导和作用（第三版）［M］．北京：中国农业大学出版社，2008：46－70．

［13］王晓波，宋婷婷．多效唑对水稻种子萌发及秧苗素质的影响［J］．广东农业科学，2011（3）：28－30．

［14］张结刚，张美良，潘晓华．不同生长调节物质对机插早稻秧苗生育特性及产量的影响［J］．中国农学通报，2015，31（15）：151－155．

［15］刘芳芳，高洋，赵春旭，等．干旱胁迫下多效唑浸种对多年生黑麦草种子萌发的影响［J］．草业科学，2011，28（12）：2 143－2 149．

［16］Danielsen，V．，Larsen，A．E．and Binder，M．（1989）CCC behandlet hvede som foder til gylteog 1．lØ gssØer （CCC－Treated Wheat as Feed for Gilts and First ParitySows）．Statens HusdyrbrugsforsØg，Meddelelse nr．749，4 pp（in Danish）．

［17］FAO JMPR：evaluations of pesticide residues in food［WWW document］．URL http：／／www．fao．org／waicent／faoinfo／agricult／agp／agpp／pesticid／jmpr／download／2000＿eva／8chlormequat．pdf，pp．115－164．

［18］高晓旭，段颖，张志刚，等．外源激素对珍稀濒危植物距瓣尾囊草种子萌发的影响［J］．种子，2015，34（3）：27－30．

［19］汤海军，周建斌，王春阳．矮壮素浸种对不同小麦品种萌发生长及水分利用效率的影响［J］．干旱地区农业研究，2005，23（5）：29－34．

［20］汤海军，周建斌，侯晨．不同生长调节物质浸种对玉米种子萌发生长及水分利用效率的影响［J］．玉米科学，2005，13（4）：77－80，88．