三種外源激素處理對金佛山方竹種子發芽的影響

駱思霜，李蓮芳，譚幫敏，羅 曦,3，張鳳艷，黃高霞，易正希

（1.西南林業大學，云南昆明 650224；2.水富市林業和草原局，云南水富 657800；3.水富市國有林場，云南水富 657800）

金佛山方竹（Chimonobambusa utilis）屬禾本科（Gramineae）竹亞科（Bambusoideae）寒竹屬（Chimonobambusa）植物，為復軸混生型小徑竹[1]，是西南地區特有的竹種，主要分布在云南省、貴州省、四川省，在海拔1 200～2 100 m 處可形成純林[2-3]。金佛山方竹筍材兼用，有較高的經濟和生態價值：其竹筍質地晶瑩、筍肉肥厚、味美鮮嫩，有著極高的經濟價值，有“竹類之冠”的美譽[4]；竹材可用于造紙、制膠合板等；竹林可防止水土流失[5]。目前，針對金佛山方竹的研究主要集中于形態和生物學特征、繁殖和豐產栽培技術、出筍規律、低效低產林改造、密度調控、病蟲害防治等方面，而關于種子發芽和外源激素處理種子的研究較為鮮見[6]。

植物激素可調節種子發芽，具有打破種子休眠、促進種子發芽的作用，人工合成的外源激素處理種子具有與植物激素相同的功能[7-8]。赤霉素（3-Gibberellin，GA3）、吲哚丁酸（Indoly-Butyric Acid，IBA）和萘乙酸（1-Naphthaleneacetic Acid，NAA）等植物外源激素，多應用于浸種，以促進植物種子發芽[9-10]。王麗敏等研究GA3和NAA對鹽穗木（Halostachys caspica）種子發芽的影響，發現GA3和NAA 具有促進鹽穗木種子發芽的功能[11]。袁蓮珍等指出，不同濃度的外源激素與浸種時間的組合對杉木（Cunninghamia lanceolata）種子發芽率和發芽勢的影響差異極顯著（P＜0.01）[12]。袁暢等采用3種激素濃度分別處理層積與未層積貯藏催芽的馬甲子（Paliurus ramosissimus）種子，發現激素處理可顯著促進以上兩種貯藏方式的種子發芽[13]。綜上所述，適宜的外源激素種類及其濃度組合可有效促進植物種子發芽。

因金佛山方竹種子發芽的相關文獻較少，在苗木培育的生產實踐中，缺乏采種量計算的依據，容易導致采種的盲目性，因此有必要開展種子發芽的試驗研究。本試驗采用L16(45)正交設計分析IBA、GA3、NAA混合溶液及其浸種時間對金佛山種子發芽性狀指標的影響，豐富金佛山方竹種子發芽的資料，為苗木培育采種量和進一步的試驗研究奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省昭通市水富市兩碗鎮新灘村。水富市位于四川盆地與云貴高原、金沙江與長江的過渡地帶，素有“萬里長江第一港、七彩云南北大門”的美譽，地理坐標為104°03′～104°25′E、28°22′～28°39′N，海拔267.0～1 986.4 m；屬亞熱帶季風氣候，冬暖、春早、夏熱，雨量充沛，秋多綿雨，無霜期長，日照少，冬春有寒潮、春夏旱頻繁，兼有伏旱、暴雨、冰雹；年均降水量1 170 mm，日照時間約749 h，相對濕度82%左右，無霜期300～340 d；氣溫變化較大，極端最低溫度-5.9 ℃，極端最高溫度39 ℃。兩碗鎮位于水富市東南部，新灘村位于兩碗鎮北面，平均海拔600 m，年平均氣溫16.5 ℃，試驗地海拔1 090 m。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

金佛山方竹種子于2022年4月25日采自貴州省桐梓縣黃蓮鄉大路井村，種子顆粒飽滿，無病蟲害，千粒重為195.505 g，隨采隨播。試驗因素包括IBA 濃度（A）、GA3濃度（B）、NAA 濃度（C）和浸種時間（D），每個因素含4 個水平（見表1），采用L16(45)正交試驗設計，試驗自帶對照（處理組合1，清水浸種1 h），共16個處理組合，3次重復（見表2）。

表1 L16(45)因素水平表

1.2.2 播種

種子直接播種于無紡布容器內，每處理播種30個容器，每個容器內播種3 粒，共需無紡布容器1 440個、種子4 320 粒。試驗實施前準備苗床，根據無紡布容器袋的高度固定整地深度，盡可能保證無紡布容器袋口與地表面高度一致。根據試驗地的大小與無紡布容器袋的規格布置其擺放位置，并分裝入基質（苗圃土與森林土質量比為75∶25，混合均勻后分裝），容器在苗床上排列整齊。種子先用質量分數為0.25%的KMnO4浸種0.5 h，再用蒸餾水沖洗3 次。消毒后的種子按照試驗設計置于配制好的IBA、NAA 及GA3混合溶液中，按照對應時間進行浸種。浸種后在對應的處理組合內，每個無紡布容器袋中播種3 粒種子，然后蓋覆基質約1 cm，用質量分數為0.5%的KMnO4溶液代替第一次澆水，澆透至苗床有水分滲出為止，搭建小拱棚并覆蓋薄膜和遮陰網。發芽期間適時澆水、除草，在保持苗床濕潤的同時確保無雜草。

1.2.3 統計指標與分析

播種后第11 d 種子開始發芽，延續31 d 后發芽結束。從發芽之日起，記錄發芽種子數，直至發芽結束，計算種子的發芽率、發芽勢和平均發芽時間。相關指標計算公式為

（1）（2）（3）式中，n為觀察時間內正常發芽的種子數，N為置床的種子數，N0為日發芽種子數達到最高峰時正常發芽的種子數總和，i 為結束發芽的時間，Gt為第t天正常發芽的種子數，Dt為與Gt相應的發芽的天數[14]。

采用Excel 和SPSS 26.0 對數據進行整理和分析。處理組合和因素水平間差異達到顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01），則采用鄧肯氏（Duncan’s）法進行多重比較[15]。

2 結果與分析

2.1 種子發芽率

如圖1 所示，各處理組合的種子平均發芽率為45.6%～65.6%（對照組發芽率為50.4%），其中，處理組合11（0.30 g·L-1IBA 和0.20 g·L-1GA3混合溶液浸種2 h）和處理組合12（0.30 g·L-1IBA、0.40 g·L-1GA3、0.05 g·L-1NAA 混合溶液浸種1 h）的發芽率極顯著高于其余處理組合（P=2.36×10-9＜0.01）。結果表明，采用處理組合11 和處理組合12 的浸種措施應用于生產實踐中，可極顯著提高種子發芽率，節省種子用量。

圖1 不同因素水平組合的金佛山方竹發芽勢和發芽率

如圖2 所示，0.15 g·L-1和0.30 g·L-1濃度的IBA 處理組發芽率顯著高于對照組（P=0.034＜0.05），隨著IBA濃度從0.00 g·L-1增加到0.30 g·L-1，發芽率呈現上升趨勢，但繼續增加其濃度至0.60 g·L-1時，發芽率略降低，表明IBA 濃度在0.15～0.30 g·L-1有益于金佛山方竹種子發芽，可提高其發芽率；隨著GA3浸種溶液濃度的升高，種子發芽率隨之提高，各處理水平間差異極顯著，在本試驗最高濃度的基礎上，繼續提高浸種濃度可能有助于進一步提高種子發芽率；0.05 g·L-1的NAA 溶液浸種的種子發芽率極顯著高于其余3 個水平，表明低濃度的NAA 溶液浸種可提高種子發芽率，相對較高濃度的溶液浸種則抑制種子發芽，揭示金佛山方竹種子發芽對NAA 溶液浸種較為敏感；隨著浸種時間的延長，種子發芽率呈現降低趨勢，即采用IBA、GA3和NAA 混合溶液浸種，以浸種1～2 h 為宜；延長浸種時間降低發芽率，這可能與其種子易于吸脹的結構特征有關。

圖2 金佛山方竹種子發芽率和發芽勢隨因素水平的變化

如表3 所示，影響金佛山方竹種子發芽率的主導因子是NAA濃度（C），其次是GA3濃度（B）。發芽率的理論優水平組合為A3B4C2D1，即0.30 g·L-1IBA、0.40 g·L-1GA3、0.05 g·L-1NAA 混合溶液浸種1 h，與實際發芽率最高的處理組合11不一致，但與該處理組合發芽率無顯著差異的次高處理組合12（62.6%）相一致。這不僅是IBA 與GA3的交互作用極顯著地影響發芽率導致的（P=1.10×10-5＜0.01），也說明理論或實際發芽率最高的處理組合均可應用于生產實踐中。

表3 影響金佛山方竹種子發芽率和發芽勢的主導因子及其理論優水平

2.2 種子發芽勢分析

由圖1 可知，各處理組合種子的平均發芽勢為21.8%～32.7%（對照組為24.0%），其中，處理組合12 的發芽勢極顯著高于其余處理組合（P=3.27×10-13＜0.01），即采用處理組合12 的浸種措施應用于生產實踐，可實現金佛山方竹種子發芽整齊一致。

因素水平間及IBA 和GA3的交互作用均對發芽勢產生極顯著的影響（P=2.96×10-9～1.00×10-6）。圖2顯示，各因素不同水平間的發芽勢變化趨勢與發芽率基本一致；IBA 在0.03 g·L-1時發芽勢極顯著高于其余水平，即有益于發芽勢的IBA 浸種濃度范圍（0.03 g·L-1左右）窄于發芽率（0.15～0.06 g·L-1）；隨著GA3浸種溶液濃度的提高，種子發芽勢逐漸提高，0.4 g·L-1處理組的發芽勢極顯著高于其余處理；低濃度（低于0.05 g·L-1）NAA 溶液浸種的處理組發芽勢極顯著高于高濃度組（超過0.15 g·L-1），且0.05 g·L-1處理組的發芽勢（52.6%）略高于不浸種處理組（49.8%），即低濃度的NAA 溶液浸種對提高金佛山方竹種子發芽勢十分必要；發芽勢隨浸種時間延長而降低，應控制浸種時間不超過2 h。

表3 數據顯示，與發芽率相一致，影響金佛山方竹種子發芽勢的主要因子是NAA 濃度（C），其次是GA3濃度（B）；理論優水平組合也是A3B4C2D1。表明試驗結果可靠，此措施可以提高金佛山方竹種子發芽率和發芽勢。

2.3 種子平均發芽時間

如表4 所示，各處理組合的平均發芽時間為11.1～16.7 d，與發芽勢相一致，處理組合12的平均發芽時間極顯著短于其余處理組合（P=1.172 2×10-18＜0.01）；處理組合間平均發芽時間呈現多樣性的變化，與對照相比較，不同激素濃度溶液與浸種時間的組合，既有縮短發芽時間的（組合4、5、7、11、12、14、15 和16），也有延長發芽時間的（組合2、3、6、8、9、10 和13），即不同濃度IBA、GA3和NAA 混合溶液與浸泡時間的組合，對其發芽時間既有促進效應，也有抑制影響，最優水平組合的選擇和應用極為重要。

表4 處理組合的平均發芽時間

如表5 所示，影響種子平均發芽時間的主導因子為NAA濃度（C），其次是GA3濃度（B），理論優水平組合也是A3B4C2D1；因素水平間及IBA 與GA3的交互作用都對平均發芽時間產生極顯著的影響（P=2.96×10-9～1.00×10-6＜0.01）；理論優水平組合與發芽勢的相同，與實際平均發芽時間最短的處理組合相一致。數據分析表示試驗結果可靠，采用最優處理組合開展金佛山方竹浸種，可全面提高種子發芽性狀指標。

表5 平均發芽時間隨因素水平的變化 單位：d

3 結論與討論

適宜的激素浸種可提高種子的發芽率[7]。GA3可促進云南松（Pinus yunnanensis）和野牛草（Buchloe dactyloides）種子發芽[16-18]；翟書華等的研究表明，隨IBA 和GA3濃度的增加，海菜花（Ottelia acuminat）種子的發芽率不斷提高[19]；李楊濤等采用U15(58)均勻設計開展不同濃度IBA 溶液浸種對卡西亞松（Pinus kesiya）種子發芽的影響研究，發現0.15 g·L-1IBA 溶液浸種加速種子發芽并提高種子的發芽率、發芽勢和發芽指數[20]；一定質量濃度的GA3、IBA 溶液浸種，可促進催吐蘿芙木（Rauvolfia vomitoria）和楸（Catalpa bungei）種子的發芽[21-22]；張孟楠等分別設置不同溶液濃度的IBA、NAA、GA3，研究其在PEG6000脅迫下對金佛山方竹種子發芽特性的影響，發現多數濃度的激素浸種后有效提高了金佛山方竹種子發芽性狀指標[23]；繆存忠等分別用不同質量濃度的GA3、NAA 溶液處理油松（Pinus tabuliformis）種子，發現適宜濃度的GA3可提高油松種子的發芽率和發芽勢，使種子發芽時間提前，但NAA 或者過高濃度的GA3則抑制種子發芽[24]；肖杰等指出，10 mg·L-1的IBA 或20～100 mg·L-1的GA3可顯著提高紫薇（Lagerstroemia indica）種子發芽性狀指標（P＜0.05）[25]；王麗敏等的研究揭示，不同濃度的GA3和NAA 對鹽穗木種子萌發均有促進作用，但呈現低濃度促進、高濃度抑制的趨勢[11]。

采用L16(45)正交法開展GA3、IBA、NAA 混合溶液及其浸種時間對金佛山方竹種子發芽性狀影響的試驗。結果表明，16個處理組合的平均發芽率、發芽勢和平均發芽時間分別為45.6%～65.6%、21.8%～32.7%和11.1～16.7 d；NAA 濃度是影響種子發芽性狀的主導因子，因素水平及IBA 與GA3的交互作用顯著或極顯著影響種子發芽性狀；IBA、GA3和NAA 分別為0.30 g·L-1、0.40 g·L-1和0.05 g·L-1的混合溶液浸種1 h可極顯著提高種子發芽率和發芽勢，縮短種子發芽時間，實現種子整齊發芽，是金佛山方竹種子場圃發芽較優的浸種措施，可用于生產實踐中壯苗培育的種子處理。

本文分析了外源激素（IBA、GA3、NAA）濃度及其浸種時間對金佛山方竹種子發芽性狀的影響，得出適當濃度和浸種時間有利于種子發芽的結論與已有文獻類似；但本文采用混合溶液浸種，由于研究條件或物種不同，最佳條件范圍與已有文獻不完全相同。綜合文獻和本研究的結果，建議生產實踐中，采用激素浸種前，首先開展相應的試驗研究，同時盡可能開展多種激素的多因素試驗，以期利用各因素的交互作用，實現低成本高效益的目標，更好地服務于生產實踐。

基于激素浸種對金佛山方竹種子平均發芽時間具有積極和消極雙重影響，建議在生產實踐中應用前開展小范圍試驗，采用具有加快發芽效果的處理組合浸種。有關金佛山方竹種子發芽的研究較少，建議多角度開展促進種子發芽的研究，支撐提高種子發芽性狀指標的生產實踐應用。