不同處理對桄榔種子萌發的影響

楊海霞，李恒銳，馮 蘭，梁振華，黎 萍，馬仙花，郭素云，韋雪英，謝君鋒，劉連軍

(廣西南亞熱帶農業科學研究所，廣西 崇左 532415)

不同處理對桄榔種子萌發的影響

楊海霞，李恒銳，馮 蘭，梁振華，黎 萍，馬仙花，郭素云，韋雪英，謝君鋒，劉連軍*

(廣西南亞熱帶農業科學研究所，廣西 崇左 532415)

【目的】研究植物生長調節劑和化學試劑對桄榔種子萌發的影響，為桄榔資源化利用提供理論依據。【方法】觀察果實、種子的形態，測定其大小及千粒重；用不同濃度的2,4-D、NAA、吲哚丁酸3種生長調節劑溶液及1 %過氧化氫、1 %氫氧化鈉、0.3 %硝酸鉀和0.3 %亞硝酸鈉4種化學試劑溶液浸種，研究幾種處理對種子萌發的影響，測定種子的發芽勢和發芽率。【結果】2,4-D、NAA的最佳處理濃度是200 mg/L，發芽率分別為(65.56±1.93) %、(73.33±3.34) %；吲哚丁酸的最佳處理濃度是150 mg/L，發芽率為(73.33±3.34) %；化學試劑最佳處理為0.3 %亞硝酸鈉，發芽率可達(74.44±1.93) %；對照組發芽率為(30.00±3.33) %。【結論】不同試劑及同一試劑的不同濃度對種子發芽率的影響不同，其中以200 mg/L 的NAA、150 mg/L 的吲哚丁酸和0.3 %亞硝酸鈉處理效果較好。

桄榔；種子萌發；發芽率；發芽勢

【研究意義】桄榔[Arengapinnata(Wurmb)Merr]，又名砂糖椰子、糖棕，棕櫚科喬木，單葉可長達7 m，為稀有觀葉植物；適合作行道樹或庭園綠化樹[1]，是我國西南地區一種多用途的經濟林樹種，也是石漠化石山一種優良的造林綠化樹種。桄榔粉由7年以上樹齡的桄榔樹髓心加工而成，富含多種人體必需的微量元素，具有高纖維、去濕熱和滋補等特點，對小兒疳積、咽喉炎癥等有輔助治療的功效[2]。近年來市場對桄榔粉需求量越來越大，導致野生桄榔樹資源正在不斷減少，若長期無節制開采，將造成野生桄榔樹資源枯竭，甚至滅絕的嚴重后果[3]，因此，探索加快桄榔種子萌發的方法，縮短其平均發芽時間，獲取短周期幼苗，對保護并發展桄榔當地特色的經濟作物資源均具有重要意義。【前人研究進展】相關研究表明，大部分植物生長調節劑能有效打破種子的休眠，被廣泛應用于調節種子的萌發及幼苗的生長，亞硝酸鹽、硝酸鹽、過氧化物等氧化劑及適宜濃度的堿也能解除種子休眠，因而可作為發芽促進物質應用于種子催芽試驗中。關于2,4-D對種子萌發特性的影響，有關學者曾對小麥[4]、香瓜[5]、西葫蘆[6]進行了探討；萘乙酸廣泛應用于白菜、哈密瓜、南瓜、甜瓜、一串紅的種子萌發試驗中[7-11]；孫睿等[12]、張福平等[13]研究了吲哚丁酸對一串紅、香豌豆種子萌發的影響；黃仕訓等[14]研究表明，2,4-D和吲哚丁酸處理可提高槿棕種子的萌發率；尚秀華等[15]研究不同濃度過氧化氫對鋸葉棕種子萌發的影響，結果表明濃度越高越能促進鋸葉棕種子發芽；楊妙賢等[16]研究表明，NAA、NaOH浸種均可提高三藥檳榔種子平均發芽率和平均發芽勢；楊期和等[17]研究結果表明，20 %過氧化氫和98 %濃硫酸浸泡5 min，0.3 %亞硝酸鈉和0.2 %硝酸鉀溶液浸種24 h后，假檳榔種子的發芽率顯著升高，速度顯著加快；桄榔的相關試驗研究報道比較少，陸祖正[18]等用梯度溫度及H2SO4和GA處理桄榔種子，播種后110和150 d調查其發芽情況，第1次調查時，100 ℃處理種子全部壞死，除70 ℃處理外，其他處理的發芽率均較高，但第2次調查各處理的發芽率相差不大；另用清水處理種子，150 d后發芽率為35 %。廣西林業科學研究所在室外沙床進行發芽測定，120 d后發芽率為50 %[19]。【本研究切入點】目前，桄榔只能用種子繁殖，其種子平均發芽時間較長，長周期的低發芽率正制約桄榔產業的發展。已有學者對其種子發芽做了初步研究，并記錄部分數據，但對其研究的深度與廣度較為淺層[19]，且采用生長調節劑和化學試劑浸種的研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】設計多水平因子，對桄榔種子的萌發進行試驗，探討不同生長調節劑、不同化學試劑處理對種子發芽的影響，嘗試尋找提高其發芽率的途徑，縮短其平均發芽時間，提高發芽的整齊度，為其后續研究獲取較短平均發芽時間幼苗打下基礎，探尋桄榔產業尋找新的技術出路，為桄榔的自然資源供給和持續利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

桄榔的成熟果實從廣西崇左龍州縣水口鎮采購，去除果實肉質外果皮，剝取種子，清洗干凈后用濕潤的細沙貯藏備用[19]。

1.2 生態特性測定

參照農作物檢驗規程里面的有關谷物與豆類千粒重的測定和水分測定方法操作[20]。參考相關方法[18-19]進行桄榔生態特性測定，隨機選取30 個桄榔果實及30 粒種子，用電子游標卡尺測量其縱徑、橫徑，3 次重復，取平均值；稱量千粒重時，隨機選取100個果實和100 粒種子，用精度為0.01 g的電子天平稱量，3 次重復，千粒重(g)=百粒重×10；測定含水量時，隨機取30 粒種子，置于(105±2) ℃烘箱中烘至恒重，以鮮重為基礎計算含水量，含水量(%)=[ (種子鮮重量-烘干種子重量) /種子鮮重量]×100，3 次重復；計算吸水率時，選取30粒種子放入200 mL的小燒杯中，加入蒸餾水，攪拌靜置，室溫浸泡，于1，2，3，4，5，6，12，24，26，28和30 h后分別取出種子，在濾紙上吸干表面浮水，稱重，記錄。吸水率(%)=[(浸種后重量一浸種前重量)/浸種前重量]×100。

1.3 種子處理方法

1.3.1 不同生長調節劑處理 將種子分別放入不同濃度(50、100、150和200 mg/ L)的2, 4-D、萘乙酸、吲哚丁酸溶液中浸泡24 h，再用自來水沖洗5 min后沙播，每處理 30 粒，3 次重復。

1.3.2 不同化學試劑處理 將種子分別浸入1 %的過氧化氫、1 %的氫氧化鈉、0.3 %硝酸鉀和0.3 %亞硝酸鈉溶液中泡24 h，再用自來水沖洗5 min后沙播，每處理 30 粒，3 次重復。

1.3.3 對照 清水浸泡種子24 h作對照實驗，每處理30粒，3次重復。

1.4 發芽試驗

處理后的種子采用沙床播種，取干凈的純細河沙置于長×寬×高為50 cm×40 cm×7 cm的托盤中，然后把種子點播于沙床中，離沙面約1.5 cm，種子萌發試驗在30 ℃，85 %濕度的人工氣候培養箱中進行，期間保持沙床濕潤，參照朱積余的實驗觀察[19]，在20 d后開始觀察種子發芽情況，并進行數據統計，以后每隔20 d統計1次發芽率，40 d后統計發芽勢，100 d后所得數據為最終的發芽率，胚根突破種皮視為發芽。

發芽勢( %) = 規定時間內種子發芽數/供試種子數×100

發芽率( %) = 種子總發芽數/供試種子數×100

1.5 數據分析

試驗數據采用Excel 2007和DPS 7.05軟件分析。

2 結果與分析

2.1 果實和種子形態特點

桄榔果近球形，頂端有凹陷，具三棱，成熟果實表皮灰褐色，未成熟果實表皮青綠色。一個果一般有3粒種子，個別為1～2 粒，卵狀三棱形，成熟的種子種皮呈深黑色，種子堅硬，種皮和胚緊密連在一起；未成熟的種子種皮為淺黑色或黃白色，種子松軟，種皮和胚很容易分離。測量數據表明，桄榔的果實及種子大小不太一致，果實縱徑范圍為34.83～40.51 mm，平均值為：(37.29±1.88) mm(平均值±標準偏差，下同)，橫徑范圍為30.98～34.64 mm，平均值為：(32.62±1.01) mm；種子縱徑范圍為23.85～30.05 mm，平均值為：(27.51±3.20) mm，橫徑范圍為14.29～18.67 mm，平均值為：(16.66±1.27) mm。果實較大，千個鮮重可達(20068.51±66.43)g；新鮮的成熟種子千粒鮮重為(2631.02±12.20)g，種子含水量為(55.14 %±0.53) %；其萌發方式屬于棕櫚科植物發芽類型中的遠距無鞘型或稱下錨型。

表1 桄榔種子吸水性能

新鮮的桄榔種子含水量雖然不低，但在吸水的試驗中，桄榔種的吸水極慢(表1)，12 h的吸水率達到7.7 %，24 h吸水率達到11.31 %，在24 h后吸水率幾乎沒有變化，整個吸水過程可以大致劃分2 個不同階段，一個是慢速吸水階段，一個是逐漸飽和階段，以7 h作為一個分界點。桄榔種子在吸水過程中種子沒有出現明顯的膨脹現象，由此可推斷桄榔種子屬于硬實種子，種皮對種子的吸脹具有明顯的低滲透障礙作用，超過24 h的浸泡時間對種子不再產生明顯的作用效果。

2.2 植物生長調節劑處理對種子萌發的影響

2.2.1 2,4-D處理對種子萌發的影響 從表2可以看出，桄榔種子經過不同濃度的2,4-D浸泡處理后，種子的發芽勢和發芽率均顯著高于空白對照，而且隨著濃度的增加，發芽勢和最終發芽率也隨著升高；50、100和150 mg/L處理之間種子的發芽勢和發芽率差異均不顯著，但200 mg/L處理極顯著高于其它濃度和對照處理，其發芽勢和發芽率分別為(54.44±5.09) %和(65.56±1.93) %，而對照組的僅為(18.89±3.85) %和(30.00±3.33) %。

2.2.2 NAA處理對種子萌發的影響 從表3可知，桄榔種子經過50、100、150和200 mg/L的NAA浸泡24 h后，種子的發芽勢和最終發芽率均顯著高于空白對照，而且隨著濃度的增加，發芽勢和最終發芽率也隨著升高；不同濃度50、100、150 mg/L處理之間種子的發芽勢和發芽率差異均不顯著，但200 mg/L處理的極顯著高于其它濃度和對照處理，其發芽勢和發芽率分別為(56.67±3.34) %和(73.33±3.34) %，而對照組的僅為(18.89±3.85) %和(30.00±3.33) %。

表2 2, 4-D對桄榔種子萌發的影響

注: 每個值是平均值±SD，同一列數據中標有不同字母表示處理間差異顯著(小寫字母表示P<0.05，大寫字母表示P<0.01)。下同。

Note: Each value is the mean±SD. Different letter within a column refers to the significant difference among treatments(lowercase letters meanP<0.05, capital letters meanP<0.01).The same as below.

表3 NAA對桄榔種子萌發的影響

2.2.3 吲哚丁酸處理對種子萌發的影響 從表4可以看出，桄榔種子經過不同濃度的吲哚丁酸浸泡24 h后，種子的發芽勢和最終發芽率都比空白對照有了顯著提高，在50～150 mg/L范圍內隨著濃度的增加，發芽勢和最終發芽率也隨著升高；當濃度達到200 mg/L時，桄榔種子發芽的促進作用明顯有所下降。50、100、150 mg/L處理之間種子的發芽勢和發芽率差異均不顯著，但150 mg/L處理均極顯著高于其它濃度和對照處理，其發芽勢和發芽率分別為(63.33±3.34) %和(73.33±3.34) %，而對照組的僅為(18.89±3.85) %和(30.00±3.33) %。

2.2.4 化學試劑處理對種子萌發的影響 桄榔種子經1 %過氧化氫、1 %氫氧化鈉、0.3 %硝酸鉀和0.3 %亞硝酸鈉浸泡24 h后，發芽勢和最終發芽率都有了顯著提高(表5)，4種化學藥劑催芽效果不同，以0.3 %亞硝酸鈉處理效果為最佳，其次為1 %過氧化氫處理，1 %氫氧化鈉和0.3 %硝酸鉀處理的效果稍差。

3 討 論

種子萌發的控制是一個非常復雜的過程，它需要不同激素之間的協同作用和相互作用[21]。許多研究結果已證實，胚的生理休眠主要是因為抑制劑(主要是ABA)濃度過高，而促進劑如生長素(IAA)等濃度過低所致，使用植物生長調節劑浸種可以打破種子休眠[21]。破壞妨礙種子萌發的活性物質，從而有利于種子的吸水萌發[22]。2,4-D、萘乙酸、吲哚丁酸都是人工合成的植物生長調節劑，其生理效應與內源生長素(IAA)相似，2,4-D具有用量少，作用快，效果明顯等特點，是一種高效的植物生長調節劑，由于原料豐富，生產過程簡單，可以大量制造[23]。萘乙酸(NAA)可以提高種子中過氧化物酶的完整性，促進萌發[24]。本研究的桄榔種子經50～200 mg/L不同濃度2,4-D、萘乙酸溶液處理后，發芽率隨著濃度的增加而升高，最適的處理濃度有待于試驗的進一步驗證。吲哚丁酸能夠促進植物細胞的伸長和分裂[25]，可經葉片種子等部位傳到進入植物體，并集中在生長點部位，促進細胞分裂，誘導形成不定根，且性質較穩定，在體內不易傳導，僅停留在處理部位，使用較安全。本研究的桄榔種子經50～150 mg/L不同濃度吲哚丁酸溶液處理后，發芽率隨著濃度的增加而升高，濃度達到200 mg/L后發芽率反而下降，比50 mg/L處理后的發芽率還低，可能是高濃度的吲哚丁酸抑制桄榔種子細胞的分裂。植物生長調節劑對種子催芽的效果往往與溶液本身性質、濃度及浸泡時間有關，因桄榔屬于執拗型種子，時間上一般處理24 h即可，過長的時間并不會對種子產生吸脹作用，對藥劑作用處理沒有多大幫助。本試驗結果顯示，3種生長調節劑的最佳催芽濃度不同，2,4-D以200 mg/L的處理效果最佳，發芽率為65.6 %，萘乙酸以200 mg/L的處理效果最佳，發芽率為73.3 %，吲哚丁酸以150 mg/L的處理效果最佳，發芽率為73.3 %。

表4 吲哚丁酸對桄榔種子萌發的影響

表5 化學試劑對桄榔種子萌發的影響

過氧化物、氫氧化鈉、硝酸鹽、亞硝酸鹽等氧化劑能解除種子休眠，促進作物種子萌發。過氧化氫和氫氧化鈉作為強氧化劑，能軟化種皮，改善其通透性，降低種皮的機械強度，促進水分和其它物質進入；為種子提供充足的氧氣而解除休眠[27]；刺激胚乳物質代謝，促進磷酸戊糖途徑，有利于種胚的生長和萌發[28]。本研究中桄榔種子經1 %過氧化氫處理后發芽率比對照高出26.7 %，而1 %氫氧化鈉作用不明顯，僅比對照高6.7 %，因只設置一種溶液濃度，過于單一，其最適合的處理濃度有待于進一步探討。硝酸鹽和亞硝酸鹽能改變種子內部的C6/C1比，刺激戊糖磷酸途徑的運轉，從而打破種子休眠。研究中，0.3 %硝酸鉀處理效果不佳，只比對照組高4.4 %，而0.3 %亞硝酸鈉處理效果顯著，發芽率高達74.4 %，比對照組高出44.4 %。常溫下，桄榔種子對吸脹作用沒有顯著性表現，本研究結果驗證桄榔種子為執拗型種子。在研究過程中，還觀察到過去的搗爛果皮果肉取種的方法，效率偏低。從果實外觀色澤較難區分其成熟度。進而影響到了實驗時，對樣本的數量的獲取。與此同時，橫向同科比較，萌發率仍舊不理想，例如：三藥檳榔在處理后的40 d發芽率已經達到100 %[29]。因此一旦應用于商品化農業生產中時，仍舊不具優勢。所以，加快桄榔平均發芽時間研究還需要繼續進一步研究。

4 結 論

本研究結果表明，桄榔屬于執拗型種子；不同試劑處理均能顯著提高種子萌發率，不同試劑及同一試劑的不同濃度對桄榔種子發芽率的影響不同，其中以200 mg/L 的NAA、150 mg/L 的吲哚丁酸和0.3 %亞硝酸鈉處理效果較好。

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EffectsofDifferentTreatmentsonGerminationofArengapinnataSeeds

YANG Hai-xia, LI Heng-rui, FENG Lan, LIANG Zhen-hua, LI Ping, MA Xian-hua, GUO Su-yun, WEI Xue-ying, XIE Jun-feng, LIU Lian-jun*

(South Asian Tropical Agricultural Science Research Institute, Guangxi Chongzuo 532415,China)

【Objective】To provide a theoretical basis for the resource utilization ofArengapinnata, the effects of plant growth regulators and chemical reagents on seed germination had been studied.【Method】After ObservingArengapinnatafruit and seed morphology as well as determining its size and weight, several treatments had been set to explore the effects on seed germination and determination of seed germination potential and germination rate with different concentrations of three kinds of growth regulators (2,4-D, NAA, IBA) as well as four kinds of chemical reagents (1 % H2O2, 1 % NaOH, 0.3 % KNO3and 0.3 % NaNO2). 【Result】The optimal concentration of 2,4-D and NAA were 200 mg/L, the germination rates were (65.56±1.93) % and (73.33±3.34) %; the optimal concentration of IBA was 150 mg/L, the germination rate was (73.33±3.34) %; the best treatment of chemical reagents was 0.3 % NaNO2, the germination rate up to (74.44±1.93) %; In control group, the germination rate was (30±3.33) %.【Conclusion】The effects of different reagents and the same reagent of different concentration on the germination rate are different, among them, 200 mg/L NAA, 150 mg/L IBA and 0.3 % NaNO2are better.

Arengapinnata; Seed germination; Germination rate; Germination energy

1001-4829(2017)10-2322-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.10.027

2017-05-20

廣西區直屬公益性科研院所基本科研業務費專項項目(GXNYRKS201604)

楊海霞(1983-)，壯族，女，廣西崇左人，碩士研究生，助理研究員，主要從事經濟作物繁育研究，E-mail：290528313@qq.com，*為通訊作者：劉連軍，E-mail：2282697949@qq.com。

S792.91

A

(責任編輯 汪羽寧)