外源激素和养分溶液浸种对君迁子场圃发芽的影响

周冬梅，顾 梦，李莲芳，刘 娴，张合瑶，李小军

（西南林业大学，云南昆明 650224）

君迁子（Diospyros lotus）又名黑枣、软枣，为柿科（Ebenaceae）柿属落叶乔木或小乔木，为深根性喜光树种，耐瘠薄和盐碱，抗寒和抗旱能力强，喜钙质土壤，对土壤的适应性较强，生长迅速，枝叶繁茂，可作为城市绿化的造林树种[1]。君迁子的成熟果实味甜可食，可制成柿饼；种子可入药，有止渴、去烦热等功效；果肉可制糖、酿酒等；未成熟果实可用于提制柿漆，作为医药和涂料的原料；木材坚硬，耐磨损，可用于制作纺织木梭、雕刻和制作小用具等[2-5]。君迁子属多用途树种，有较高的应用价值。

外源激素浸种可促进种子发芽，提高发芽性状。潘春柳等[6]对线叶唇柱苣苔（Chirita linearifolia）种子萌发进行研究，发现赤霉素（GA3）浸种可显著提高其发芽率和发芽势，以200 mg/L GA3处理效果最佳；袁莲珍等[7]采用100 mg/L 吲哚丁酸（IBA）溶液处理杉木（Cunninghamia lanceolata）种子1 h，种子发芽率最高（78.1%）。丁彬等[8]将君迁子种子分别置于85 ℃清水中浸泡48 h 和浓硫酸中浸泡1 min，两种处理方式下种子的发芽势和发芽率均较高；孙鹏等[9]的研究表明，采用适宜浓度的GA3处理君迁子种子，可显著提高种子发芽率（64%），促进苗高生长和叶片发育；谢志兵等[10]采用0.2 g/L 乙烯利和清水浸泡君迁子种子8 h，结果显示0.2 g/L乙烯利处理可提高君迁子种子的发芽率（67.68%），促进幼苗生长和侧根发育，但抑制主根生长。君迁子种子发芽文献较少，且内容较分散。本研究采用L9（34）正交试验设计，研究GA3、IBA 和磷酸二氢钾（KH2PO4）不同浓度组合对君迁子种子发芽的影响，丰富该树种种子发芽资料，为其苗木培育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与材料

试验在西南林业大学林学院苗圃（102°45′E，25°03′N）内的塑料温棚中进行。该地海拔约为1 890 m，属亚热带低纬度高原山地季风气候，日照长，霜期短，年均气温约14.7 ℃，年均降水量1 035 mm，年均相对湿度68.2%，年均日照时长2 200 h；土壤类型为山地红壤[11-14]。利用温棚的增温和保温功能，在冬季进行发芽试验；试验期间，塑料温棚内晴天和阴天的平均温度约为24和12 ℃。

2019年，在宜良县国有禄丰村林场尖山林区（102°45′E，25°03′N）采集君迁子种子。试验时（2020年11月），种子在室内干燥环境中放置1年，饱满且无病虫害，千粒重为84.52 g。

1.2 试验设计

试验包括GA3（A）、IBA（B）和KH2PO4（C）3 个因素，每因素3 水平，采用L9（34）正交试验设计进行试验（表1）。

表1 因素水平表与L9（34）正交试验设计Tab.1 Factor levels and L9(34)orthogonal design

试验共10 个处理，包括9 个激素处理和1 个对照（CK）。每处理12个无纺布容器（14 cm×16 cm），每容器播种5 粒种子，3 次重复，共360 个无纺布容器，1 800粒种子。

试验前平整苗床，将采集的森林土壤暴晒后，敲碎装入容器中。采用0.5% KMnO4溶液对基质和苗床进行消毒，自然晾晒干后播种。种子按60 粒/组用纱布包裹，置于40 ℃（初始温度）温水中浸泡，每12 h 换1 次室温清水（22 ℃），时长70 h；将浸泡后的种子取出，吸干表面水分，按GA3、IBA 和KH2PO4的顺序分别置于相应浓度的溶液中浸泡2、2 和6 h，共10 h；从每一溶液中取出后，均擦干表面水分再浸入下一溶液。CK 处理为种子按60 粒/组用纱布包裹，置于40 ℃（初始温度）温水中浸泡80 h，每12 h 换1次常温清水。浸种结束后，将种子播入容器中，播种后均匀覆盖一层0.5 cm基质，再覆盖一层松针，用0.5% KMnO4溶液将基质浇透。为保证种子发芽所需的温度和湿度，播种后搭建塑料拱棚。发芽期间，定期浇水、除草。

种子发芽后，每天记录1次种子发芽数；发芽结束后，计算发芽势（%）、发芽率（%）、平均发芽时间（d）和发芽指数（粒/d）[15]。

式中，N0为日发芽种子数达到最高峰时正常发芽的种子数；N为置床的种子数。

式中，n为测定时间内正常发芽的种子数。

式中，d为从播种之日算起的天数；n为相应各日正常发芽的种子数。

式中，n为相应各日正常发芽的种子数。

1.3 数据处理

采用Excel 2010 和SPSS 22.0 软件进行数据整理和分析；为满足方差分析的齐性要求，如有数据≤30%或≥70%，进行反正弦变换后再进行方差分析；处理和因素水平间若呈现显著或极显著差异，采用Duncan's法进行多重比较[16]。

2 结果与分析

2.1 君迁子种子发芽过程

种子在播种后的第30 天开始发芽，第68 天发芽结束；除处理1外，其他处理在播种后的第39 ～57天均出现发芽高峰，发芽率峰值为31.67% ～50.00%；处理1 的发芽高峰延迟至第63 天，发芽率仅为10.00%（图1）。CK 的发芽率在第39 天前较高，之后下降，其他处理在整个发芽过程中均出现几次不同程度的发芽高峰，表明不同处理对君迁子种子发芽过程有不同的影响。

图1 君迁子种子发芽过程Fig.1 Germination process of D.lotus seeds

2.2 君迁子种子发芽率和发芽势

各激素处理的发芽率和发芽势均值分别为11.11% ～82.78%和5.00% ～52.78%，CK 的发芽率和发芽势均值分别为53.33%和18.89%；除处理1外，其他激素处理的发芽率和发芽势均值均高于CK（表2）。低浓度的GA3和IBA 共同处理（处理1）下，种子的发芽率和发芽势较低，但较低浓度GA3和IBA 结合KH2PO4溶液处理（处理4）可极显著提高发芽率（P＜0.01），并促进种子发芽整齐；相对高浓度的GA3和IBA 共同处理种子（处理6 和8），也可极显著或显著提高发芽率和发芽势（P＜0.01，P＜0.05）。因此，可采用相对高浓度的GA3和IBA 共同处理，或结合KH2PO4进行处理，均可提高君迁子种子发芽率和发芽势。虽然君迁子种子属易发芽的类型，但外源激素和养分溶液处理可提高其种子发芽率和发芽势，生产实践中可根据具体条件选择处理2 ～9中的任何一种措施处理种子。

发芽率随GA3、IBA 和KH2PO4浓度升高呈升高趋势；0.15、0.20 g/L GA3和0.30、0.45 g/L IBA 处理的发芽率极显著高于0.10 g/L GA3和0.15 g/L IBA 处理（P＜0.01），与低浓度GA3和IBA 处理下发芽率较低的结果一致；影响发芽率的主导因子为GA3和IBA的交互作用（A×B）；理论优水平组合为0.15 g/L GA3、0.45 g/L IBA 和0.50% KH2PO4（A2B3C3），与实际优水平组合处理7（A3B1C3），除KH2PO4溶液浓度一致外，其他两个因素的水平不一致（表3）。发芽势也随3种溶液浓度升高呈升高趋势；影响发芽势的主导因子也是GA3和IBA 的交互作用（A×B）；理论优水平组 合 为0.20 g/L GA3、0.30 g/L IBA 和0.50% KH2PO4（A3B2C3），与实际优水平组合处理7，除IBA 溶液浓度不一致外，其他两个因素的水平一致。

2.3 君迁子种子发芽指数和发芽时间

各激素处理的平均发芽时间和发芽指数均值分别为16.53 ～30.95天和0.22 ～4.40粒/天；CK 的平均发芽时间和发芽指数均值分别为14.70 天和3.74粒/天；各激素处理的平均发芽时间均值均高于CK；处理2和6的发芽指数均值均高于CK（表2）。CK发芽较快是因为生活力较强的部分种子发芽迅速，但发芽率和发芽势较低；外源激素和养分溶液处理可激活生活力略弱的种子，此部分种子发芽较慢，平均发芽时间增加。处理6 的发芽率、发芽势和发芽指数均较高，发芽较快，生产实践中可采用此措施处理种子，综合提高发芽性状，为苗木培育奠定良好的基础。

表2 君迁子种子发芽指标Tab.2 Germination indexes of D. lotus seeds

平均发芽时间随IBA 和KH2PO4浓度升高而缩短，相对高浓度的IBA 和KH2PO4处理可极显著缩短发芽时间（P＜0.01）；0.15 g/L GA3处理的平均发芽时间极显著短于0.10 和0.20 g/L 处理（P＜0.01），即在低或高浓度GA3处理下，种子的平均发芽时间较长，种子对GA3浓度较敏感（表3）。影响平均发芽时间的主导因子为GA3和IBA 的交互作用（A×B）；理论优水平组合为0.15 g/L GA3、0.45 g/L IBA 和0.50%KH2PO4（A2B3C3），与实际优水平组合CK不一致。发芽指数随IBA 和KH2PO4浓度升高而升高，相对高浓度的IBA 和KH2PO4处理可显著提高发芽指数（P＜0.05）；0.15 g/L GA3处理的发芽指数显著高于0.10和0.20 g/L处理（P＜0.05）。影响发芽指数的主导因子为GA3和IBA 的交互作用（A×B）；理论优水平组合为0.15 g/L GA3、0.45 g/L IBA 和0.25% KH2PO4（A2B3C2），与实际优水平组合处理6（A2B3C1），除KH2PO4溶液浓度不一致外，其他两个因素的水平一致。

表3 发芽性状的极差分析Tab.3 Range analysis of germination indexes

2.4 GA3和IBA 交互作用对君迁子种子发芽率和发芽势的影响

GA3和IBA 的交互作用对种子各发芽性状均有最大的影响，发芽率和发芽势是种子发芽的关键指标，故仅对这两个指标的交互作用进行分析。IBA 浓度为0.15 g/L 时，GA3浓度从0.10 g/L 上升至0.15 g/L时，发芽率升高的速度较快，从0.15 g/L上升至0.20 g/L 时，发芽率升高的速度变缓，与前述君迁子种子对GA3浓度较为敏感的结果相一致（图2a）。0.15 g/L IBA 分别与0.10、0.15和0.20 g/L GA3共同处理时，发芽率随GA3浓度升高而升高；0.30 g/L IBA分别与0.10、0.15 和0.20 g/L GA3共同处理时，发芽率随GA3浓度的升高极缓慢下降；0.45 g/L IBA 分别与0.10、0.15 和0.20 g/L GA3共同处理时，发芽率随GA3浓度的升高呈先缓慢上升后下降的趋势。0.20 g/L GA3与0.15 g/L IBA 共同处理时，发芽率最高，表明低浓度IBA 与高浓度GA3共同处理对提高种子发芽率效果较好。

0.15 g/L IBA 分别与0.10、0.15 和0.20 g/L GA3共同处理时，发芽势随GA3浓度的升高而升高；0.30 g/L IBA 分别与0.10、0.15 和0.20g/L GA3共同处理时，发芽势随GA3浓度的升高呈先缓慢下降后上升的趋势；0.45 g/L IBA 分别与0.10、0.15 和0.20g/L GA3共同处理时，发芽势随GA3浓度的升高呈先缓慢上升后下降的趋势（图2b）。0.20 g/L GA3与0.15 g/L IBA共同处理时，发芽势最高。

图2 GA3和IBA的交互作用对发芽率和发芽势的影响Fig.2 Effects of GA3 and IBA interaction on germination rate and germination potential

发芽率和发芽势交互作用分析结果证实，发芽指标的理论优水平组合与实际优水平组合间的差异主要是因为IBA 和GA3的交互作用，两种溶液适宜浓度组合处理可显著或极显著提高种子发芽性状。

3 讨论与结论

3.1 讨论

已有试验表明，GA3对种子发芽有重要影响[17]。陈婷等[18]对杜鹃（Rhododendronspp.）种子进行处理，发现300 ～700 mg/L GA3对5 种晚花的小白杜鹃（R.maculatum）、大白杜鹃（R.decorum）、桃叶杜鹃（R.an⁃nae）、长蕊杜鹃（R. stamineum）和九龙山杜鹃（R. ji⁃ulongshanense）种子的发芽率均有不同程度促进作用。闫艳华[19]进行曼陀罗（Datura stramonium）种子萌发试验，90 mg/L GA3处理种子24 h后，栽培和野生曼陀罗种子的发芽率均显著提高。GA3对薰衣草（La⁃vandula mairei）[20]、野生山樱桃（Cerasus serrulata）[21]、罗勒（Ocimum basilicum）[22]和金莲花（Trollius chinen⁃sis）[23]等多种植物种子发芽均有不同程度的促进作用。本研究中，不同浓度GA3溶液浸种对君迁子种子发芽率的影响与文献结论类似；0.15 g/L GA3浸种2 h 能极显著提高发芽率，进一步证实GA3可改变种子发芽性状，适宜浓度有益于种子发芽。

IBA 作为一种植物生长调节剂，也被应用于许多种子的发芽试验研究中。朱丽菲等[24]在盐胁迫下进行水稻（Oryza sativa）种子发芽试验，10 μmol/L IBA 处理能有效促进种子发芽。李秋等[25]在罗勒种子发芽试验中发现，25 mg/L IBA 浸种后，种子发芽率提高26.6%。赵莹等[26]发现，100 mg/L IBA浸泡长白松（Pinus syluestriformis）种子2 h，其发芽率和发芽势分别为53.66%和12.33%，是发芽最优的处理。IBA 还广泛应用于苦瓜（Momordica charantia）和葫芦（Lagenaria siceraria）[27]等多种植物的种子萌发试验中。本研究中，特定浓度的IBA 可极显著提高君迁子种子发芽率，与文献结论类似，揭示IBA对种子发芽的影响具有共同特性。君迁子种子发芽率随IBA 浓度升高而升高，本研究设置的最高浓度为0.45 g/L，继续提高IBA 浓度对种子发芽率的影响需开展进一步的试验研究。

王文俊等[28]指出，低浓度IBA（0.25 g/L）和高浓度GA3（1.00 g/L）与40 ～60 ℃温水组合依次浸种，可极显著提高催吐萝芙木（Rauvolfia vomitoria）种子的发芽率和发芽势。刘笛[29]研究指出，50 mg/L IBA 和50 mg/L GA3共同处理关苍术（Atractylodes japonica）种子，可有效提高其发芽率、发芽势和种子活力。翁琳琳等[30]研究表明，20 mg/L 6-BA 和300 mg/L GA3浸种36 h，七叶一枝花（Paris polyphylla）种子的发芽率高且胚根健壮。本试验的研究结果与文献结论类似，进一步说明GA3和IBA 共同处理可改变种子发芽性状，适宜浓度处理有益于种子发芽。除处理1 外，本研究中其他激素处理的君迁子种子发芽率均高于孙鹏等[9]和谢志兵等[10]单一外源激素处理，支持2 或3 种激素共同处理种子较单一激素处理更有益于种子发芽的结论。

KH2PO4是一种磷钾高效肥，可有效促进植物光合作用。目前，有关KH2PO4对种子发芽影响的报道较少，其主要用作叶面喷肥，可促进水稻[31-32]、枸杞（Lycium chinense）[33]和白花油茶（Camellia oleifera）[34]等多种植物苗期的生长。本试验中，结合KH2PO4溶液浸种的处理，发芽指标均较好；0.50% KH2PO4溶液浸种6 h 可极显著提高发芽率，此养分浸种对种子发芽性状的影响可继续开展试验研究。

君迁子种子发芽的文献较少，建议从多方面开展种子发芽和苗木培育试验，为树种壮苗培育奠定基础。

3.2 结论

采 用L9(34)正交试验设计，开展GA3、IBA 和KH2PO4不同浓度组合对君迁子种子发芽影响的试验。不同处理的发芽率、发芽势、平均发芽时间和发芽指数均值分别为11.11% ～82.78%、5.00% ～52.78%、14.70 ～30.95天和0.22 ～4.40粒/天，处理间各指标均呈现显著和极显著差异，处理2 ～9均有较好的效果；GA3和IBA 的交互作用是影响发芽指标的主导因子；极差分析显示，GA3、IBA 和KH2PO4分别为0.15 g/L、0.45 g/L 和0.50%，分别浸种2、2 和6 h，可提高种子发芽率。