GA3对3种香草植物种子发芽和幼苗生长的影响

张全锋，储博彦，尹新彦，贾红姗

(1.河北省林业科学研究院，河北 石家庄 050061；2.河北省林木良种工程技术研究中心，河北 石家庄 050061)

香草植物(Aromatic herbs)，多为一年或多年生草本植物或常绿小灌木[1]，是富含香味、兼具观赏性和实用性的经济植物群体的合称[2]。近年来，城市向着绿化、香化、彩化的多元化方向发展，香草植物以其秀丽的群体景观效果以及迷人的香气，在园林景观应用方面展现巨大潜力和发挥重要作用[3-4]。通常，香草植物多用播种繁殖，但一般未经处理的种子发芽率仅5%-10%，在精选和外源激素等处理后，也仅能提高到35%-40%[5-6]。因此，提高种子发芽率，促进幼苗生长是香草植物在园林中应用亟待解决的繁殖问题。

已有研究指出，影响芳香植物种子发芽的主要内因有种胚发育不全或存在休眠特性、种皮的限制和种子内存在发芽抑制物质[7]。GA3是种子中的重要内源激素，其在促进种子发育及调控种子休眠和发芽中具有十分重要的作用[8]，这在许多花卉和蔬菜甚至果树种子发芽方面都取得了显著的效果[9-11]。本研究以蓝花鼠尾草(Salviafarinacea)、法国百里香(Thymusvulgaris)和狭叶薰衣草(Lavandulaangustifolia)3种香草植物的种子为材料，通过研究GA3不同浓度及不同时间对种子发芽及幼苗生长的影响，以期筛选出促进3种香草植物种子发芽的最佳处理，为香草植物的高效繁殖提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以蓝花鼠尾草、法国百里香和狭叶薰衣草3种香草植物种子为试材，在河北省林业科学研究院苗圃内进行播种试验。

1.2 试验方法

采用两因素完全随机试验设计，分别对3种香草植物开展GA3浓度及其浸种时间的种子发芽试验。GA3设4个浓度(100mg/L、300mg/L、500mg/L和800mg/L)；浸种时间为4h、6h、8h和12h。先将种子用蒸馏水浸泡2h，再分别用GA3处理，最后用0.2% KMnO4消毒15min，播于24cm×12cm穴盘中，基质选用以0.2% KMnO4消过毒的苗圃土。播后用蛭石覆盖，从底部灌水浸透基质。以仅用蒸馏水浸泡2h的处理为对照(CK)，每种植物总计17个处理组合。每处理组合30粒种子，分别设3次重复。

1.3 发芽和生长测定

播后每天记录种子发芽状况。蓝花鼠尾草、法国百里香、狭叶薰衣草分别于播后12d、12d和25d时发芽结束，统计发芽势、发芽率、苗高、根长和鲜重等指标，并计算发芽指数和活力指数等指标。苗高、根长和鲜重分别于发芽结束日当天进行测定，其中鲜重为整株植株自然状态下的重量，采集后应立刻测量。发芽势=日发芽种子数达到最高峰时，发芽的种子总数占播种总数的百分率；发芽率=发芽种子总数/播种总数×100%；发芽指数=发芽总数/发芽天数×100%；活力指数=发芽指数×鲜重[12-13]。

1.4 数据处理

试验数据用Excel进行表格记录与数据运算。用SPSS Statistics软件进行单因素方差分析(0ne-way ANOVA)、Duncan(D)多重比较法和一般线性模型(多变量)进行数据分析，小写字母均表示0.05差异水平。

2 结果与分析

2.1 GA3对蓝花鼠尾草种子发芽的影响

由表1和表2可知，GA3不同浓度及不同处理时间对蓝花鼠尾草种子发芽及幼苗生长影响显著。17个处理组合的发芽势为10.00%-46.67%，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理14的发芽势最高，高于处理1和处理3，但差异不显著；显著地高于处理4、处理5、处理7、处理8、处理11、处理12、处理13、处理16和处理17(CK)。处理13发芽势最低，低于处理4、处理5、处理8、处理11、处理12、处理16和处理17，但差异不显著；显著地低于其他各处理。17个处理组合的发芽率为13.33%-46.67%，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理1和处理14的发芽率最高，高于处理2、处理3、处理6、处理7、处理9、处理10、处理12、处理14和处理15，但差异不显著；显著地高于处理4、处理5、处理8、处理11、处理13、处理16和处理17(CK)。处理8和处理13发芽率最低，低于处理4、处理16和处理17，但差异不显著；显著地低于其他各处理。17个处理组合的发芽指数为0.15-0.67，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理14的发芽指数最高，高于处理1、处理3和处理10，但差异不显著；显著地高于其他各处理。处理13发芽指数最低，低于处理4、处理5、处理7、处理8、处理11、处理16和处理17，但差异不显著；显著地低于其他各处理。

表1 蓝花鼠尾草方差分析表

表2 GA3不同处理对蓝花鼠尾草种子发芽及幼苗生长的影响

由表1和表2可知，17个处理组合的活力指数为0.009-0.042，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理14的活力指数最高，高于处理3，但差异不显著；显著地高于其他15个处理。处理8活力指数最低，低于处理4、处理7、处理11、处理13、处理16和处理17，但差异不显著；显著地低于其他10个处理。17个处理组合的苗高为1.52-3.00cm，不同处理组合间具有显著的差异(P=0.048<0.05)，其中处理1和处理2苗高最长，显著地高于处理4；高于其他14个处理，但差异不显著。处理4苗高最短，显著地低于处理1、处理2和处理9；低于其他13个处理，但差异不显著。17个处理组合的根长为1.84-4.78cm，不同处理组合间差异不显著(P=0.112>0.05)，其中处理9根长最长，处理2根长最短。

综合17个处理组合的发芽效果，最佳处理组合为处理14，即GA3800mg/L处理6h。

2.2 GA3对法国百里香种子发芽的影响

由表3和表4可知，GA3不同浓度及不同处理时间对法国百里香种子发芽及幼苗生长影响显著。17个处理组合的发芽势为36.67%-85.19%，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000 <0.01)，其中处理3的发芽势最高，高于处理2、处理6、处理10、处理15和处理16，但差异不显著；显著高于其他11个处理。处理9发芽势最低，显著低于其他16个处理。17个处理组合的发芽率为62.50%-86.67%，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理15的发芽率最高，显著高于处理1、处理2、处理4、处理5、处理9、处理11、处理12和处理14；高于其他8个处理，但差异不显著。处理4发芽率最低，显著低于处理3、处理6和处理16；低于其他13个处理，但差异不显著。

表3 法国百里香方差分析表

由表3和表4可知，17个处理组合的发芽指数为0.49-1.17，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理10的发芽指数最高，高于处理15，但差异不显著；显著高于其他15个处理。处理9发芽指数最低，低于处理1、处理4、处理5、处理7、处理12、处理14和处理17，但差异不显著；显著低于其他9个处理。17个处理组合的活力指数为0.002 7-0.008 9，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理15的活力指数最高，高于处理6和处理10，但差异不显著；显著高于其他14个处理。处理9的活力指数最低，低于处理1和处理14，但差异不显著；显著低于其他14个处理。17个处理组合的苗高为1.68-2.45cm，不同处理组合间差异不显著(P=0.427>0.01)，其中处理17的苗高最长，处理9的苗高最短。17个处理组合的根长为1.03-2.18cm，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理17的根长最长，显著高于处理9；高于其他15个处理，但差异不显著。处理9的苗高最短，显著低于处理14、处理15和处理17；显著低于其他13个处理。

GA3浓度为100mg/L、300mg/L、500mg/L时，随处理时间的延长，发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、苗高和根长均呈现出先升高后降低的趋势。GA3浓度为800mg/L时，随处理时间的延长，发芽势、发芽指数和活力指数均先降低后升高，发芽率和苗高则是先升高后降低，根长则逐渐下降。可见，GA3各浓度处理6-8h可有效促进种子发芽。综合17个处理组合的发芽效果，最佳处理组合为处理15，即GA3800mg/L处理8h。

表4 GA3不同处理对法国百里香种子发芽及幼苗生长的影响

2.3 GA3对狭叶薰衣草种子发芽的影响

由表5和表6可知，GA3不同浓度及处理时间对狭叶薰衣草种子发芽及幼苗生长影响显著。17个处理组合的发芽势为0.00-46.67%，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理15的发芽势最高，高于处理12和处理14，但差异不显著；显著高于其他14个处理。处理1和处理2发芽势最低，为0，低于或显著低于其他15个处理。17个处理组合的发芽率为0.00-56.67%，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理15的发芽率最高，高于处理14，但差异不显著；显著高于其他15个处理。处理1和处理2发芽率最低，为0，低于或显著低于其他15个处理。17个处理组合的发芽指数为0.000-0.472，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理15的发芽指数最高，高于处理14，但差异不显著；显著高于其他15个处理。处理1和处理2发芽指数最低，为0.000，低于或显著低于其他15个处理。17个处理组合的活力指数为0.000-0.018，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理15的活力指数最高，显著高于其他16个处理；处理1和处理2活力指数最低，为0.000，低于或显著低于其他15个处理。17个处理组合的苗高为0.00-4.72cm，不同处理组合间具有显著的差异(P=0.043<0.05)，其中处理16的苗高最长，显著高于处理1、处理2、处理3、处理4、处理6、处理9 和处理17；高于其他9个处理，但差异不显著。处理1和处理2苗高最短，为0.00，低于处理17，但差异不显著；显著低于其他14个处理。17个处理组合的根长为0.00-2.22cm，不同处理组合间具有极显著的差异(P=0.000<0.01)，其中处理5根长最长，显著高于处理1、处理2和处理17；高于其他13个处理，但差异不显著。处理1和处理2根长最短，为0.00，低于处理17，但差异不显著；显著低于其他14个处理。另外，17个处理组合中，除处理1和处理2外，处理3-16的始发芽天数均低于处理17，使种子发芽时间提前6-13d，其中处理15和处理16始发芽时间最短，5d后即开始发芽。

综合17个处理组合的发芽效果，最佳处理组合为处理15，即GA3800mg/L处理8h。

表5 狭叶薰衣草方差分析表

表6 GA3不同处理对狭叶薰衣草种子发芽及幼苗生长的影响

3 结论与讨论

3.1 结论

通过对蓝花鼠尾草、法国百里香、狭叶薰衣草种子发芽的测定和分析，结果表明，GA3浓度及其处理时间对3种香草植物种子的萌发及幼苗生长均起到了显著的促进作用。蓝花鼠尾草种子的最优处理组合为处理14，即GA3800mg/L处理6h，发芽率达46.67%，发芽指数、活力指数分别为0.67、0.042，苗高、根长分别为2.56cm、3.26cm。法国百里香种子的最优处理为处理15，GA3800mg/L处理8h，发芽率高达86.67%，发芽指数、活力指数分别为1.05、0.008 9，苗高、根长分别为2.34cm、2.16cm。狭叶薰衣草种子的最优处理为处理15，即GA3800mg/L处理8h，种子始发芽时间较对照提前13d，发芽率达56.67%，发芽指数、活力指数分别为0.472、0.018 0，苗高、根长分别为4.38cm、1.82cm。可见，GA3浓度过低(100-500mg/L)，处理时间过长(12h)或过短(4h)均不利于3种香草植物达到最大发芽效果。

3.2 讨论

蓝花鼠尾草种子用GA3800mg/L处理6h，发芽效果最优，这与李守岭等[13]的研究结果不同，其研究发现鼠尾草种子的最佳GA3处理为500mg/L处理24h，且GA3各处理苗高和根长均显著高于对照。可见，GA3浓度不同，处理时间不同，所达到的发芽效果亦不同，当浓度较高时，可适当缩短处理时间。本研究中蓝花鼠尾草种子最高发芽率达46.67%，虽显著高于对照的26.67%，但仍达不到高效播种繁殖的要求，究其原因，与种子纯度不无关系。另外，杨建等[14]、刘丽等[15]和赵硕等[16]研究发现，鼠尾草种子的发芽还受到温度、湿度、光照和土壤盐分的影响。因此，在后续的试验中，应在提高种子纯度的基础上，综合研究植物生长调节剂、温度和光照等的影响，尽快筛选出高效的蓝花鼠尾草种子发芽方法。

法国百里香种子用800mg/L处理8h，发芽效果最优，这与张颖婷等[6]的研究结果不同，其研究发现GA350mg/L处理，发芽效果最优，且其发芽率达48.3%，而本研究中发芽率最高达86.67%，显著优于其结果，且800mg/L的处理结果显著优于100-500mg/L，可见，高浓度的GA3能显著提高法国百里香种子的发芽率。另外，相关研究结果表明[17-20]，温度、播种密度、覆土厚度、光照以及栽培基质均会对法国百里香的种子发芽和幼苗生长产生影响。

狭叶薰衣草种子除GA3100mg/L处理4h和6h外，各处理结果均显著优于对照，其种子最优处理为800mg/L处理8h，这与冯美等[21]和江宇飞等[22]的研究结果相似。另外，张福平等[23]研究发现，植物生长激素GA3、IAA、IBA与6-BA浸泡均可以有效提高薰衣草的发芽率，使其发芽时间提前3-7d，而本研究GA3800mg/L处理8h，种子发芽时间较对照提前13d。可见，GA3能有效打破狭叶薰衣草种子的休眠并显著提高其种子发芽率，处理效果显著地优于IAA和6-BA等药剂。另外，本研究中，狭叶薰衣草种子最高发芽率达56.67%，显著高于对照13.33%，但要想达到高效播种繁殖的要求，仍需对植物生长调节剂及温度、光照等因素进行进一步综合研究。

综上所述，本研究中法国百里香的种子发芽率高达86.67%，蓝花鼠尾草和狭叶薰衣草的发芽率仅46.67%和56.67%，可见，大部分香草植物种子发芽率普遍偏低，要想建立高效的香草植物种子育苗技术体系，提高种子发芽率是亟待解决的问题。法国百里香种子细小，提高其发芽率可从提高种子纯度入手；蓝花鼠尾草种子浸水后表面产生凝胶物质覆盖种子，而这种凝胶物质是否阻碍种子的发芽，还需进一步深入地研究；狭叶薰衣草种子存在短暂的休眠，打破其种子休眠是提高发芽率的关键。

另外，随GA3浓度及处理时间的变化，试验数据未呈现出明显的可归类的变化趋势，可见，GA3浓度和处理时间两因素的复合及交互作用较为明显，在后续的相关研究中，应对GA3浓度和处理时间加以综合研究，以筛选出种子发芽的最佳处理组合，进而形成高效的播种繁殖技术体系。

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