黎曉茜,龍友華*,尹顯慧,陳 雪,黃化剛
(1.貴州大學作物保護研究所,貴州貴陽550025;2.貴州省煙草公司畢節市公司,貴州畢節551700)
3種植物生長調節劑對煙草種子萌發和早期幼苗生長的影響
黎曉茜1,龍友華1*,尹顯慧1,陳 雪2,黃化剛2
(1.貴州大學作物保護研究所,貴州貴陽550025;2.貴州省煙草公司畢節市公司,貴州畢節551700)
為促進植物生長調節劑在煙草培栽中應用,采用單因素試驗研究綠施達、3.8%芐氨·赤霉酸EC和0.136%赤吲·乙·蕓苔WP等3種植物生長調節劑浸種對煙草種子萌發和早期幼苗生長的影響。結果表明:3種藥劑對煙草種子萌發和幼苗生長影響不同。其中,5 600mg/L綠施達處理種子的發芽率、發芽勢和發芽指數最高,分別達92.67%、69.33%和11.66;而3.8%芐氨·赤霉酸EC處理對煙草種子具有明顯抑制作用,濃度為80mg/L時,種子發芽率、發芽勢和發芽指數分別為67.67%、47.33%和8.53。1 400mg/L綠施達、160mg/L芐氨·赤霉酸及0.2mg/L赤吲·乙·蕓苔處理能有效地增長幼苗的根長和提高幼苗的鮮重,分別達0.777 0cm和0.003 8g,0.98 00cm和0.003 5g,0.980 0cm和0.004 4g;有利于提高幼苗的抗倒伏能力。
植物生長調節劑;煙草;種子萌發;幼苗生長
植物生長調節劑是一類由人工合成且具有植物激素活性的調節植物生長與發育的有機物質,也稱為植物外源激素[1-3],主要有生長素、赤霉素、乙烯、細胞分裂素、脫落酸、油菜素內酯和水楊酸等。國內外大量文獻報道,使用外源激素可以提高種子發芽率,調節植物生長發育,目前已在蔬菜、果樹和作物上得到廣泛應用[4-5]。劉偉等[6]研究發現,0.1mg/L蕓苔素內酯可促進花生幼苗生長。胡春紅等[7]報道,蕓苔素內酯可促進玉米幼苗生長,具有促進生根、生長及增強作物抗逆性等多種功能;赤霉酸能迅速打破種子、塊莖和鱗莖等器官的休眠,促進發芽。藍福生[8]報道,0.025%赤霉酸對海甘藍種子具有明顯的促進作用。史曉梅等[9]研究表明,100~200mg/L的脫落酸(ABA)噴布葡萄果實,對催熟巨峰系列葡萄和促進果粒上色效果十分明顯。羅平[10]報道,在茄子8葉期、辣椒11葉期及番茄6葉期噴施150mg/L多效唑能有效抑制秧苗徒長,促進生殖生長。
煙草(Nicotiana tabacum)是我國重要的經濟作物[11],其種子萌發和幼苗生長是烤煙優質高產栽培的基礎,除自身種子活力外,外界刺激也是影響種子早期萌發的重要條件之一[12]。0.50mmol/L多胺(PA)、(2.8×10-4~4.2×10-4mol/L)茉莉酸、0.01~0.05mg/kg表油菜素內酯及300mg/L青霉素等植物外源激素處理可有效促進煙草種子萌發和生長發育,增強抗逆性,達到培育健壯煙苗的目的[1316],但使用植物生長調劑進行煙草種子浸種處理的報道較少。鑒于此,筆者采用單因素試驗研究不同濃度綠施達、3.8%芐氨·赤霉酸EC和0.136%赤吲·乙·蕓苔WP浸種對煙草種子萌發和早期幼苗生長的影響,旨在為植物生長調節劑在煙草培栽上的應用提供依據。
1.1 試驗材料
1)煙草。畢納1號種子由貴州省烤煙良種繁育基地提供。
2)供試藥劑。3.8%芐氨·赤霉酸EC,江蘇豐源生物工程有限公司生產;綠施達,青島瀚星生物科技有限公司生產;0.136%赤吲·乙·蕓苔WP,德國阿格福萊農林環境生物技術股份有限公司。
3)其他。90mm的培養皿,其中放置約1cm厚的高溫蛭石,其上再墊1張濾紙作發芽床。
1.2 試驗方法
1.2.1 試驗設計試驗于2014年5—7月在貴州大學農學院農藥和農安實驗室進行。采用單因素試驗設計,即每1種藥劑設6個處理,其中,T0為清水對照(CK),T1~T5為不同處理濃度(表1)。選取大小均勻一致的煙草種子,分別按上述處理濃度浸種2h。然后將浸泡的種子均勻整齊地放入直徑90mm的培養皿中,每個處理30粒種子,3次重復,共90粒。在25℃,光照16h/8d,光強2 000lx條件的恒溫培養箱內萌發。從置床之日起每天定時起蓋通氣2次,10min/次,加入清水,以保證發芽床濕潤。

表1 供試藥劑及處理濃度Table1 Three tested plant growth regulators anDTreatment concentration
1.2.2 測定指標萌發指標以吐白為準,萌發時間從播種日算起。種子萌發后逐日記錄發芽數,記錄12d,測定并計算種子萌發指標。1)發芽率,從放入種子起至第12天終止,統計正常發芽種子粒數占供試種子總數的百分率。2)發芽勢不僅可以測定種子的發芽速度,還是監測種子質量的重要標準之一[17]。從放入種子起至第5天,統計發芽種子粒數占供試種子總數的百分率。3)發芽指數是測定種子發芽全過程快慢程度的指標[18],統計逐日發芽數。4)芽長,隨機取10個正常生長的幼苗,用直尺分別測幼苗長度(cm),取平均值。5)主根長,隨機取20個正常生長的幼苗,用直尺分別測幼苗的主根長(cm),取平均值。
發芽率=(發芽種子數/種子總數)×100%
發芽勢=(播種后5d發芽數/種子總數)× 100%
發芽指數=∑(逐日發芽數/發芽試驗天數)
1.3 數據統計
利用SPSS 16.0軟件對試驗數據進行單因素方差分析(ANOVA)和LSD檢驗。
2.1 不同植物生長調節劑處理煙草種子的發芽動態2.1.1發芽數從圖示可見,從種子著床開始,3種植物生長調節劑各處理前4d種子均無吐白發芽的跡象;第5天開始,隨著發芽時間的延長,各處理種子發芽數均逐漸增加,在12d內完成發芽過程,但不同濃度處理種子發芽數達最高峰時所需時間有微小差異。其中,清水對照(CK)與10mg/L芐氨·赤霉酸處理第8天時種子的發芽數即達最高峰,發芽數分別為47粒和24粒,芐氨·赤霉酸其他處理均在第10天達發芽高峰;綠施達不同濃度處理煙草種子的發芽數達發芽高峰所需時間均無差異,均在第10天時達發芽高峰;赤吲·乙·蕓苔不同濃度處理煙草種子的發芽數達發芽高峰所需時間存在差異,0.2mg/L和0.1mg/L處理在第9天達發芽高峰,其他處理均在第10天達發芽高峰。

圖示不同植物生長調節劑處理煙草種子的發芽數Fig. Germination number of tobacco seeds treated with different plant growth regulators
2.1.2 發芽率從表2可見:1)芐氨·赤霉酸。隨著處理濃度降低發芽率呈先升高后降低再升高趨勢。其中,80mg/L處理種子發芽率最高,達67.67%,但與CK差異不顯著;40mg/L處理種子發芽率最低,為39.33%,與CK差異極顯著。2)綠施達。隨著處理濃度升高,發芽率呈先升高后降低再升高趨勢。其中,5 600mg/L處理種子發芽率最高,達92.67%,比清水對照(CK)高15.00%,差異達極顯著水平;1 400mg/L處理種子發芽率最低,僅為71.00%,明顯低于CK,說明,該濃度對煙草種子發芽有抑制作用。3)赤吲·乙·蕓苔。隨著處理濃度升高,發芽率呈先升高后降低再升高趨勢。其中,0.025mg/L處理種子發芽率最高,達83.33%,較CK高5.00%,無顯著差異,其余處理種子發芽率均較CK低。
2.1.3 發芽勢從表2可見:1)芐氨·赤霉酸。隨著處理濃度升高,發芽勢呈遞增趨勢。其中,160mg/L處理種子發芽勢最高,達52.33%,低于CK8.67%,差異不顯著;40mg/L處理種子發芽勢最低,為31.00%。2)綠施達。隨著處理濃度升高,發芽勢呈先升高后降低再升高趨勢。其中,5 600mg/L處理種子發芽勢最高,達69.33%,較CK高8.33%,無顯著差異;其次為700mg/L和350mg/L處理,發芽勢均為67.67%;1 400mg/L處理種子發芽勢最低,為54.33%。3)赤吲·乙·蕓苔。隨著處理濃度升高,發芽勢呈先升高后降低再升高趨勢。其中,0.025mg/L處理種子發芽勢最高,達66.00%,較CK高5.00%,差異不顯著,其余處理種子發芽勢均低于CK。
2.1.4 發芽指數從表2可見,隨著處理濃度升高,3種植物生長調節劑對種子發芽指數影響各異,芐氨·赤霉酸處理種子的發芽指數呈先降低后升高趨勢,而綠施達和赤吲·乙·蕓苔處理種子的發芽指數均呈先升高后降低再升高趨勢。1)芐氨·赤霉酸。所有處理發芽指數均低于CK,除80mg/L和160mg/L處理外,其余差異達顯著水平。其中,80mg/L處理發芽指數最高,達8.53,說明芐氨·赤霉酸對煙草種子萌發有抑制作用。2)綠施達。5 600mg/L處理種子發芽指數最高,為11.66,與CK差異顯著;1 400mg/L處理種子發芽指數最低,為8.99,差異不顯著;其余處理的發芽指數均高于CK。3)赤吲·乙·蕓苔。0.025mg/L處理種子發芽指數最高,達10.91,較CK高且差異不顯著;其余處理發芽指數均低于CK,差異顯著。

表2 不同植物生長調節劑處理煙草種子的發芽率、發芽勢和發芽指數Table2 Germination rate,vigor and index of tobacco seeds treated with different plant growth regulators
2.2 不同植物生長調節劑處理煙草早期幼苗的農藝性狀
從表3可見:1)芐氨赤霉酸。各處理幼苗的芽長較清水對照(CK)無顯著差異;40mg/L處理幼苗的主根長與CK差異不顯著,其余處理與CK差異達極顯著;各處理幼苗的鮮重與CK差異不顯著。2)綠施達。各處理幼苗的芽長同CK相比,無顯著差異;根長,各處理與CK相比存在極顯著差異;鮮重,1 400mg/L處理與CK相比存在極顯著差異,其余差異不顯著。3)赤吲·乙·蕓苔。各處理幼苗的芽長與CK間差異不顯著;各處理幼苗的根長與CK間存在顯著差異;0.2mg/L處理幼苗的鮮重與CK間差異極顯著,其余濃度處理差異不顯著。

表3 不同植物生長調節劑處理煙草早期幼苗的農藝性狀Table3 Agronomic characters of seedlings germinated from tobacco seeds treated with different plant growth regulators
研究結果表明,5 600mg/L綠施達能夠提高煙草種子的發芽率,80mg/L芐氨·赤霉酸可阻礙種子打破休眠的速度;1 400mg/L綠施達、160mg/L芐氨·赤霉酸和0.2mg/L赤吲·乙·蕓苔能有效地增長煙草幼苗的根長及提高幼苗的鮮重,有利于提高幼苗的抗倒伏能力及達到壯苗的目的。
植物在長期進化過程中能形成比較完善的自身防御和適應機制,但在過度的品種選育和保護栽培條件下,這些機制有時被鈍化或休眠[19],因此,種子引發成為種子萌發的前提條件。種子引發可打破種子休眠,加速種子的萌發效率,提高出苗的整齊度和一致性[20]。種子萌發是整個生育期中生理代謝最旺盛的階段,此過程受體內激素的調節與控制,利用適宜濃度的植物生長調節劑對種子進行處理時,能調節萌發過程中內源激素的含量水平,從而調節種子萌發的生理代謝,提高種子活力及幼苗發芽率,促進壯苗[2122]。但也有研究表明,適宜濃度的植物生長調節劑雖然能提高煙草種子的出苗率,但對幼苗生長存在一定的抑制作用。劉一靈等[23]研究發現,利用外源GA與6-BA協同引發有利于打破種子休眠,提高萌發的整齊度和一致性,但對幼苗生長發育具有雙重效應,其中,高濃度6-BA和GA對胚根生長有抑制效應,而對下胚軸生長有促進效應。該試驗結果表明,經芐氨·赤霉酸處理的種子其發芽動態及幼苗生長存在差異。高濃度與低濃度提高煙草種子發率芽,但與CK相比,芐氨·赤霉酸各處理對煙草種子發芽有抑制作用,不利于種子的萌發;而在幼苗的生長發育過程中,高濃度(160mg/L)對幼苗的株高、根長及鮮重都有促進作用。與劉一靈等[23]利用植物生長調節劑處理煙草種子的結果相反。彭茂林等[24]報道,經植物生長調節劑處理的種子其發芽動態存在差異,一定濃度的植物外源激素GA和6-BA可打破種子休眠,加快種子發芽速度,而某些濃度可阻礙種子打破休眠的速度;不同濃度NAA對煙草種子發芽率作用不同。該試驗結果表明,綠施達處理煙草種子,除1 400mg/L處理種子的發芽率低于CK外,其他濃度處理發芽率皆高于CK,均可以打破種子休眠;赤吲·乙·蕓苔只有0.025 mg/L濃度處理種子發芽率高于CK,其余濃度處理種子發芽率受到抑制;不同濃度的綠施達與赤吲·乙·蕓苔對煙草種子浸種發芽率皆不同。該結果與彭茂林等[24]的研究結果一致。有研究發現,GA最佳浸種濃度為50mg/L,可顯著提高云煙203和MS云煙85的根長、苗高及干鮮重[25]。該研究發現,160mg/L綠施達處理煙草種子,其幼苗根長、株高和鮮重與CK間差異顯著;0.2mg/L赤吲·乙·蕓苔處理可顯著提高煙草幼苗的根長、苗高及鮮重。該試驗結果與馬文廣等[25]利用GA對煙草種子浸種所得結果一致??蔀樘镩g播種的前期處理提供參考,而3種藥劑對煙草植株后期生長的影響還需要進一步研究。
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(責任編輯:王 海)
Effects of Three Different Plant Growth Regulators on Seed Germination and Seedling Growth of Tobacco
LI Xiaoqian1,LONG Youhua1*,YIN Xianhui1,CHEN Xue2,HUANG Huagang2
(1.Institute of Crop Protection,Guizhou University,Guiyang,Guizhou550025;2.Bijie Tobacco Branch Company,Guizhou Tobacco Company,Bijie,Guizhou551700,China)
The effects of three different plant growth regulators(Lushida,3.8%Benzyl ammonia gebberellic acid EC and Chiyinyiyuntai WP)on seed germination and seedling growth of tobacco by soaking seeDTreatment and single-factor experiment to improve application of plant growth regulators in tobacco cultivation.Results:Three plant growth regulators have different effects on seed germination and seedling growth of tobacco.The germination rate,vigor and index of tobacco seeds soaked with 5 600mg/L Lushida are 92.67%,69.33%and 11.66.3.8%Benzyl ammonia gebberellic acid EC has the obvious inhibition effect on germination characters of tobacco seeds anDThe germination rate,vigor and index of tobacco seeds soaked with 3.8%Benzyl ammonia gebberellic acid EC with 80mg/L concentration are 67.67%,47.33%and 8.53.The root length and fresh weight of seedlings germinated from tobacco seeds treated with 1 400mg/L Lushida,1 600mg/L Benzyl ammonia gebberellic acid and 0.2mg/L Chiyinyiyuntai reach 0.777 0cm and 0.003 8g,0.989 9cm and 0.003 5g,0.980 0cm and 0.003 5g,0.980 0cm and 0.004 4g respectively,which can improve the lodging resistance capability of tobacco seedlings and promote growth of strong seedlings.
plant growth regulator;tobacco;seed germination;seedling growth
S482.8+91
A
1001-3601(2016)10-0415-0022-05
2016-01-12;2016-09-26修回
中國煙草總公司貴州省公司科技項目“畢納1號氣候斑和馬鈴薯Y病毒病流行機理及防控技術研究”(201311);貴州省煙草公司畢節市公司科技項目“畢納1號氣候斑和馬鈴薯Y病毒病流行機理及防控技術研究”(BJYC-201304);貴州大學大學生“SRT計劃”項目“生物制劑對煙草種子萌發及早期幼苗生長的影響”[貴大SRT字(2014)088]
黎曉茜(1995-),女,在讀碩士,研究方向:獼猴桃栽培、農產品質量安全。E-mail:977646535@qq.com
*通訊作者:龍友華(1970-),男,副教授,博士,從事獼猴桃栽培、農產品質量安全及農藥應用技術研究。E-mail:1415981967@qq.com