不同植物生长调节剂对华山松种子萌发的影响

李彩青，马明呈，韦梅琴

(青海大学，青海 西宁 810016)

华山松(Pinusarmandii)，是松科松属，单维管束五针松组中的常绿乔木，是我国特有的乡土针叶树种[1]，对环境有较强的适应性，在我国分布范围较广，是西部造林的主要树种之一。华山松利用价值高，生长快、冠形优美且对二氧化硫及氟化氢有强的抗性，是目前绿化市场需求日益增加的树种。除此之外华山松松塔[2]、松籽[3-6]、松脂[7]、花粉[8]都有很高的药用价值。在自然条件下，华山松主要以种子进行繁殖，但是种皮坚硬、密度大透水性差，所以其萌发较难。打破休眠、提高发芽率是华山松播种育苗中需要解决的问题。

植物生长调节剂与植物激素具有相似生理和生物学效应，其可以促进或控制植物生长发育。通过植物生长调节剂处理可打破休眠、缩短育种周期和加快苗木繁殖速度和效率[9]。用植物生长调节剂处理种子因技术简单、少量高效、安全而被广泛应用[10]。生长调节剂的使用也有相应的要求，只有适量合理的使用才可促进植物种子萌发[11-14]。

由于不同植物对不同浓度的生长调节剂的敏感程度有差异，为选择合适的植物生长调节剂及浓度，本研究选用萘乙酸、赤霉素、吲哚丁酸，设置不同浓度梯度对华山松种子进行浸种处理，以探究适合促进华山松种子萌发的生长调节剂种类及浓度，为促进华山松种子萌发提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试的华山松种子购于甘肃省清水县，选择籽粒饱满、大小均匀一致、光泽正常、无病虫害的种子进行试验，所用华山松种子千粒重274.058g。供试的植物生长调节剂有赤霉素、萘乙酸、吲哚丁酸，均来自国药化学试剂有限公司，分别按照试验要求配制成相应的浓度。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验共设10个处理，即为赤霉素(A)、萘乙酸(B)、吲哚丁酸(C)3种不同植物生长调节剂分别设置3个不同的浓度水平，以等量的清水浸泡种子处理作为对照(CK)，试验设计见表1。

表1 植物生长调节剂及浓度设置表

1.2.2 种子的处理方法

选取颗粒饱满、大小相对均匀的华山松种子进行试验。先将种子用清水洗净，后在45℃恒温水中浸泡2h，然后用0.1%的氯化汞消毒10min，去离子水冲洗3-5次，吸干种子表面水分，用不同种类及浓度的植物生长调节剂以及清水分别浸种15h，再用蒸馏水冲洗3次，均匀排列在灭过菌的培养皿(直径9cm，内部垫上2层滤纸)中，在黑暗条件下，恒温25℃培养，直到发芽结束。每个处理安排30粒，进行3次重复。按时观察记录种子的萌发情况，当种子萌发胚芽长达到种子长度的一半视为萌发。发芽试验进行期间定期滴加蒸馏水，保持发芽环境湿润，防止水分不足影响种子萌发。

1.2.3 调查指标及方法

每天同一时间观察并记载种子发芽的情况，当天发芽个数最多时计算发芽势，发芽试验结束后计算种子发芽率，具体公式如下。

发芽指数：GI=∑Gt/Dt(Gt：在t时间内发芽数，Dt：为相应的发芽天数)

发芽率=(发芽结束时总发芽种子数/供试种子数)×100%

发芽势=(第n天发芽种子数/供试种子数)×100%

1.3 数据处理

采用SPSS17.0及Excel2010对试验数据进行统计、方差分析及显著性检验。

2 结果与分析

2.1 华山松种子发芽过程

如图1，华山松种子发芽试验中，第3d种壳开裂，第6d种子露白，第8d起茎开始生长，最后针叶生长直至种壳完全脱落，针叶开始伸长生长。

图1 华山松种子发芽过程图

2.2 赤霉素对华山松种子萌发的影响

适宜浓度的赤霉素能够通过激活和控制植物的基因、蛋白质合成、酶的分泌、加速植物的代谢反应来影响植物的生理生化，进而调控种子萌发。由图2可知，A2处理下华山松种子发芽率、发芽势、发芽指数均为最高，与CK相比分别提高了15.55%、12.22%和3.41%，且A2处理的发芽率、发芽指数与其它处理相比均存在显著性差异(P<0.05)。赤霉素浓度在0-150mg/L内对华山松种子的发芽率、发芽势、发芽指数都具有促进作用，且浓度越高促进作用越大；但当赤霉素浓超过150mg/L后对华山松种子的萌发有抑制作用，发芽率、发芽势及发芽指数等均减小。

图2 不同浓度赤霉素处理下的华山松种子萌发指标

2.3 萘乙酸对华山松种子萌发的影响

由图3可知，处理B2华山松种子萌发的促进效果最佳，处理B2的发芽率、发芽势、发芽指数与CK相比提高了18.88%、15.56%和6.3%，且该处理下的发芽率和发芽指数与其它处理相比均存在显著性差异。萘乙酸浓度在0-60mg/L对华山松种子的萌发具有促进作用，且随着浓度的增加促进效果也会提高，但当浓度超过60mg/L时会对种子萌发有抑制作用。

图3 不同浓度萘乙酸处理下的华山松种子萌发指标

2.4 吲哚丁酸对华山松种子萌发的影响

由图4可知，所有处理的发芽率、发芽势、发芽指数表现出随浓度的增加先降低后增加的变化规律。C3处理下各指标均为最大，相较于CK，发芽率提高了7.77%，发芽势提高了10%，并且该处理的种子发芽率和发芽势与处理CK、处理C2相比均存在显著性差异(P<0.05)。

图4 不同浓度吲哚丁酸处理下的华山松种子萌发指标

2.5 三种激素对华山松种子萌发的影响比较

处理B2的(萘乙酸60mg/L)华山松种子各萌发指标均为最高，在发芽试验过程中观察到，B2处理最先开始发芽，比其它处理至少提前2d进入发芽期。除B2处理外，对华山松种子萌发促进效果较好的处理为A2。

3 结论与讨论

植物种子自身的激素水平和萌发所处环境共同调节种子的萌发与休眠情况[15]，在不同的激素水平下植物种子的发芽率、发芽势、发芽指数等会发生相应的变化，只有在合适的浓度下才能促进种子萌发，浓度过高或低于最适浓度均会抑制种子的萌发[16]。华山松种子种皮厚而坚硬、吸胀率低导致种子萌发率低，而激素能有效改善种子种皮通透性和吸胀率，激活种胚细胞使种子萌芽[17]。

赤霉素、萘乙酸、吲哚丁酸是很活泼的植物激素，通过促进细胞分裂形成新根，是应用广泛且高效的促根剂。赤霉素的主要作用是促进细胞的伸长与分裂，可打破植物种子的休眠，催化种子内部贮藏物质降解，以供胚的生长发育[18]。本试验结果表明，适宜浓度的赤霉素对华山松种子的发芽率、发芽势、发芽指数起到促进作用，150mg/L赤霉素溶液处理华山松的各萌发指标均达到最大值，但是当赤霉素浓度为300mg/L时华山松种子萌发的各项指标与对照相比均有下降，说明赤霉素浓度过高会抑制华山松种子萌发。在翅碱蓬[11]、杉木[19]、偃松[20]等植物种子萌发研究中，100mg/L赤霉素对种子萌发的促进效果最好，但是在素心腊梅[21]、杜鹃[22]等植物的发芽试验中最适浓度又各不相同。

萘乙酸是一种重要的植物生长素类似物，被广泛运用于植物的扦插繁殖中，经过查阅文献发现，萘乙酸有促进草坪白三叶种子萌发、提高根芽比的作用[23]；萘乙酸浸种处理的闽楠种子发芽率、发芽势和发芽指数等各萌发指标均高于对照组和其它处理组[24]；在对杉木的研究中也发现适宜浓度的萘乙酸对发芽率、发芽势及发芽指数都有提高作用[25]。本试验研究结果显示，适宜浓度的萘乙酸对华山松种子萌发有显著的提高作用，且在试验过程中萘乙酸60mg/L处理下的华山松种子较其它处理及对照组至少提前2d开始发芽，说明适宜浓度萘乙酸可以促使种子提前萌发。在其它植物种子萌发的研究中，最适浓度各有不同，如高浓度300mg/L(黑果枸杞)[26]、150mg/L(南蛇藤)[27]和低浓度40mg/L[28](杜若)、25mg/L(罗勒)[29]。且相关研究中发现，同一浓度不同浸种时间对植物种子的萌发影响也有差异。

吲哚丁酸可促进细胞分裂与生长，诱导形成不定根。常用于木本和草本植物的浸根移栽，硬枝扦插，能加速根的生长，提高植物生根率，也可用于植物种子提高发芽率和成活率。根据查阅的大量文献显示，吲哚丁酸应用于植物扦插的试验较多，但也有部分试验进行了吲哚丁酸对植物种子萌发的研究，且试验的结果各有不同，吲哚丁酸对垂果亚麻种子萌发具有较强的抑制作用，即使浓度仅为50mg/L，也能完全抑制其种子的萌发[30]；但是250mg/L吲哚丁酸处理下的薄壳山核桃萌发率达到了93.3%，比对照组提高了31.3%[31]；吲哚丁酸在50-300mg/L浓度范围内都能提高杉木种子的萌发率，且100mg/L处理1h萌发效果最佳[32]。随着吲哚丁酸浓度的升高，种子的发芽率、发芽势及均表现出先降低再升高的趋势[33]。

综上所述，适宜浓度的赤霉素、萘乙酸及吲哚丁酸均对华山松种子萌发有促进作用，就本试验结果而言60mg/L的萘乙酸效果最佳，其次为150mg/L赤霉素。