外源激素和養分溶液浸種對君遷子場圃發芽的影響

周冬梅，顧 夢，李蓮芳，劉 嫻，張合瑤，李小軍

（西南林業大學，云南昆明 650224）

君遷子（Diospyros lotus）又名黑棗、軟棗，為柿科（Ebenaceae）柿屬落葉喬木或小喬木，為深根性喜光樹種，耐瘠薄和鹽堿，抗寒和抗旱能力強，喜鈣質土壤，對土壤的適應性較強，生長迅速，枝葉繁茂，可作為城市綠化的造林樹種[1]。君遷子的成熟果實味甜可食，可制成柿餅；種子可入藥，有止渴、去煩熱等功效；果肉可制糖、釀酒等；未成熟果實可用于提制柿漆，作為醫藥和涂料的原料；木材堅硬，耐磨損，可用于制作紡織木梭、雕刻和制作小用具等[2-5]。君遷子屬多用途樹種，有較高的應用價值。

外源激素浸種可促進種子發芽，提高發芽性狀。潘春柳等[6]對線葉唇柱苣苔（Chirita linearifolia）種子萌發進行研究，發現赤霉素（GA3）浸種可顯著提高其發芽率和發芽勢，以200 mg/L GA3處理效果最佳；袁蓮珍等[7]采用100 mg/L 吲哚丁酸（IBA）溶液處理杉木（Cunninghamia lanceolata）種子1 h，種子發芽率最高（78.1%）。丁彬等[8]將君遷子種子分別置于85 ℃清水中浸泡48 h 和濃硫酸中浸泡1 min，兩種處理方式下種子的發芽勢和發芽率均較高；孫鵬等[9]的研究表明，采用適宜濃度的GA3處理君遷子種子，可顯著提高種子發芽率（64%），促進苗高生長和葉片發育；謝志兵等[10]采用0.2 g/L 乙烯利和清水浸泡君遷子種子8 h，結果顯示0.2 g/L乙烯利處理可提高君遷子種子的發芽率（67.68%），促進幼苗生長和側根發育，但抑制主根生長。君遷子種子發芽文獻較少，且內容較分散。本研究采用L9（34）正交試驗設計，研究GA3、IBA 和磷酸二氫鉀（KH2PO4）不同濃度組合對君遷子種子發芽的影響，豐富該樹種種子發芽資料，為其苗木培育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與材料

試驗在西南林業大學林學院苗圃（102°45′E，25°03′N）內的塑料溫棚中進行。該地海拔約為1 890 m，屬亞熱帶低緯度高原山地季風氣候，日照長，霜期短，年均氣溫約14.7 ℃，年均降水量1 035 mm，年均相對濕度68.2%，年均日照時長2 200 h；土壤類型為山地紅壤[11-14]。利用溫棚的增溫和保溫功能，在冬季進行發芽試驗；試驗期間，塑料溫棚內晴天和陰天的平均溫度約為24和12 ℃。

2019年，在宜良縣國有祿豐村林場尖山林區（102°45′E，25°03′N）采集君遷子種子。試驗時（2020年11月），種子在室內干燥環境中放置1年，飽滿且無病蟲害，千粒重為84.52 g。

1.2 試驗設計

試驗包括GA3（A）、IBA（B）和KH2PO4（C）3 個因素，每因素3 水平，采用L9（34）正交試驗設計進行試驗（表1）。

表1 因素水平表與L9（34）正交試驗設計Tab.1 Factor levels and L9(34)orthogonal design

試驗共10 個處理，包括9 個激素處理和1 個對照（CK）。每處理12個無紡布容器（14 cm×16 cm），每容器播種5 粒種子，3 次重復，共360 個無紡布容器，1 800粒種子。

試驗前平整苗床，將采集的森林土壤暴曬后，敲碎裝入容器中。采用0.5% KMnO4溶液對基質和苗床進行消毒，自然晾曬干后播種。種子按60 粒/組用紗布包裹，置于40 ℃（初始溫度）溫水中浸泡，每12 h 換1 次室溫清水（22 ℃），時長70 h；將浸泡后的種子取出，吸干表面水分，按GA3、IBA 和KH2PO4的順序分別置于相應濃度的溶液中浸泡2、2 和6 h，共10 h；從每一溶液中取出后，均擦干表面水分再浸入下一溶液。CK 處理為種子按60 粒/組用紗布包裹，置于40 ℃（初始溫度）溫水中浸泡80 h，每12 h 換1次常溫清水。浸種結束后，將種子播入容器中，播種后均勻覆蓋一層0.5 cm基質，再覆蓋一層松針，用0.5% KMnO4溶液將基質澆透。為保證種子發芽所需的溫度和濕度，播種后搭建塑料拱棚。發芽期間，定期澆水、除草。

種子發芽后，每天記錄1次種子發芽數；發芽結束后，計算發芽勢（%）、發芽率（%）、平均發芽時間（d）和發芽指數（粒/d）[15]。

式中，N0為日發芽種子數達到最高峰時正常發芽的種子數；N為置床的種子數。

式中，n為測定時間內正常發芽的種子數。

式中，d為從播種之日算起的天數；n為相應各日正常發芽的種子數。

式中，n為相應各日正常發芽的種子數。

1.3 數據處理

采用Excel 2010 和SPSS 22.0 軟件進行數據整理和分析；為滿足方差分析的齊性要求，如有數據≤30%或≥70%，進行反正弦變換后再進行方差分析；處理和因素水平間若呈現顯著或極顯著差異，采用Duncan's法進行多重比較[16]。

2 結果與分析

2.1 君遷子種子發芽過程

種子在播種后的第30 天開始發芽，第68 天發芽結束；除處理1外，其他處理在播種后的第39 ～57天均出現發芽高峰，發芽率峰值為31.67% ～50.00%；處理1 的發芽高峰延遲至第63 天，發芽率僅為10.00%（圖1）。CK 的發芽率在第39 天前較高，之后下降，其他處理在整個發芽過程中均出現幾次不同程度的發芽高峰，表明不同處理對君遷子種子發芽過程有不同的影響。

圖1 君遷子種子發芽過程Fig.1 Germination process of D.lotus seeds

2.2 君遷子種子發芽率和發芽勢

各激素處理的發芽率和發芽勢均值分別為11.11% ～82.78%和5.00% ～52.78%，CK 的發芽率和發芽勢均值分別為53.33%和18.89%；除處理1外，其他激素處理的發芽率和發芽勢均值均高于CK（表2）。低濃度的GA3和IBA 共同處理（處理1）下，種子的發芽率和發芽勢較低，但較低濃度GA3和IBA 結合KH2PO4溶液處理（處理4）可極顯著提高發芽率（P＜0.01），并促進種子發芽整齊；相對高濃度的GA3和IBA 共同處理種子（處理6 和8），也可極顯著或顯著提高發芽率和發芽勢（P＜0.01，P＜0.05）。因此，可采用相對高濃度的GA3和IBA 共同處理，或結合KH2PO4進行處理，均可提高君遷子種子發芽率和發芽勢。雖然君遷子種子屬易發芽的類型，但外源激素和養分溶液處理可提高其種子發芽率和發芽勢，生產實踐中可根據具體條件選擇處理2 ～9中的任何一種措施處理種子。

發芽率隨GA3、IBA 和KH2PO4濃度升高呈升高趨勢；0.15、0.20 g/L GA3和0.30、0.45 g/L IBA 處理的發芽率極顯著高于0.10 g/L GA3和0.15 g/L IBA 處理（P＜0.01），與低濃度GA3和IBA 處理下發芽率較低的結果一致；影響發芽率的主導因子為GA3和IBA的交互作用（A×B）；理論優水平組合為0.15 g/L GA3、0.45 g/L IBA 和0.50% KH2PO4（A2B3C3），與實際優水平組合處理7（A3B1C3），除KH2PO4溶液濃度一致外，其他兩個因素的水平不一致（表3）。發芽勢也隨3種溶液濃度升高呈升高趨勢；影響發芽勢的主導因子也是GA3和IBA 的交互作用（A×B）；理論優水平組 合 為0.20 g/L GA3、0.30 g/L IBA 和0.50% KH2PO4（A3B2C3），與實際優水平組合處理7，除IBA 溶液濃度不一致外，其他兩個因素的水平一致。

2.3 君遷子種子發芽指數和發芽時間

各激素處理的平均發芽時間和發芽指數均值分別為16.53 ～30.95天和0.22 ～4.40粒/天；CK 的平均發芽時間和發芽指數均值分別為14.70 天和3.74粒/天；各激素處理的平均發芽時間均值均高于CK；處理2和6的發芽指數均值均高于CK（表2）。CK發芽較快是因為生活力較強的部分種子發芽迅速，但發芽率和發芽勢較低；外源激素和養分溶液處理可激活生活力略弱的種子，此部分種子發芽較慢，平均發芽時間增加。處理6 的發芽率、發芽勢和發芽指數均較高，發芽較快，生產實踐中可采用此措施處理種子，綜合提高發芽性狀，為苗木培育奠定良好的基礎。

表2 君遷子種子發芽指標Tab.2 Germination indexes of D. lotus seeds

平均發芽時間隨IBA 和KH2PO4濃度升高而縮短，相對高濃度的IBA 和KH2PO4處理可極顯著縮短發芽時間（P＜0.01）；0.15 g/L GA3處理的平均發芽時間極顯著短于0.10 和0.20 g/L 處理（P＜0.01），即在低或高濃度GA3處理下，種子的平均發芽時間較長，種子對GA3濃度較敏感（表3）。影響平均發芽時間的主導因子為GA3和IBA 的交互作用（A×B）；理論優水平組合為0.15 g/L GA3、0.45 g/L IBA 和0.50%KH2PO4（A2B3C3），與實際優水平組合CK不一致。發芽指數隨IBA 和KH2PO4濃度升高而升高，相對高濃度的IBA 和KH2PO4處理可顯著提高發芽指數（P＜0.05）；0.15 g/L GA3處理的發芽指數顯著高于0.10和0.20 g/L處理（P＜0.05）。影響發芽指數的主導因子為GA3和IBA 的交互作用（A×B）；理論優水平組合為0.15 g/L GA3、0.45 g/L IBA 和0.25% KH2PO4（A2B3C2），與實際優水平組合處理6（A2B3C1），除KH2PO4溶液濃度不一致外，其他兩個因素的水平一致。

表3 發芽性狀的極差分析Tab.3 Range analysis of germination indexes

2.4 GA3和IBA 交互作用對君遷子種子發芽率和發芽勢的影響

GA3和IBA 的交互作用對種子各發芽性狀均有最大的影響，發芽率和發芽勢是種子發芽的關鍵指標，故僅對這兩個指標的交互作用進行分析。IBA 濃度為0.15 g/L 時，GA3濃度從0.10 g/L 上升至0.15 g/L時，發芽率升高的速度較快，從0.15 g/L上升至0.20 g/L 時，發芽率升高的速度變緩，與前述君遷子種子對GA3濃度較為敏感的結果相一致（圖2a）。0.15 g/L IBA 分別與0.10、0.15和0.20 g/L GA3共同處理時，發芽率隨GA3濃度升高而升高；0.30 g/L IBA分別與0.10、0.15 和0.20 g/L GA3共同處理時，發芽率隨GA3濃度的升高極緩慢下降；0.45 g/L IBA 分別與0.10、0.15 和0.20 g/L GA3共同處理時，發芽率隨GA3濃度的升高呈先緩慢上升后下降的趨勢。0.20 g/L GA3與0.15 g/L IBA 共同處理時，發芽率最高，表明低濃度IBA 與高濃度GA3共同處理對提高種子發芽率效果較好。

0.15 g/L IBA 分別與0.10、0.15 和0.20 g/L GA3共同處理時，發芽勢隨GA3濃度的升高而升高；0.30 g/L IBA 分別與0.10、0.15 和0.20g/L GA3共同處理時，發芽勢隨GA3濃度的升高呈先緩慢下降后上升的趨勢；0.45 g/L IBA 分別與0.10、0.15 和0.20g/L GA3共同處理時，發芽勢隨GA3濃度的升高呈先緩慢上升后下降的趨勢（圖2b）。0.20 g/L GA3與0.15 g/L IBA共同處理時，發芽勢最高。

圖2 GA3和IBA的交互作用對發芽率和發芽勢的影響Fig.2 Effects of GA3 and IBA interaction on germination rate and germination potential

發芽率和發芽勢交互作用分析結果證實，發芽指標的理論優水平組合與實際優水平組合間的差異主要是因為IBA 和GA3的交互作用，兩種溶液適宜濃度組合處理可顯著或極顯著提高種子發芽性狀。

3 討論與結論

3.1 討論

已有試驗表明，GA3對種子發芽有重要影響[17]。陳婷等[18]對杜鵑（Rhododendronspp.）種子進行處理，發現300 ～700 mg/L GA3對5 種晚花的小白杜鵑（R.maculatum）、大白杜鵑（R.decorum）、桃葉杜鵑（R.an?nae）、長蕊杜鵑（R. stamineum）和九龍山杜鵑（R. ji?ulongshanense）種子的發芽率均有不同程度促進作用。閆艷華[19]進行曼陀羅（Datura stramonium）種子萌發試驗，90 mg/L GA3處理種子24 h后，栽培和野生曼陀羅種子的發芽率均顯著提高。GA3對薰衣草（La?vandula mairei）[20]、野生山櫻桃（Cerasus serrulata）[21]、羅勒（Ocimum basilicum）[22]和金蓮花（Trollius chinen?sis）[23]等多種植物種子發芽均有不同程度的促進作用。本研究中，不同濃度GA3溶液浸種對君遷子種子發芽率的影響與文獻結論類似；0.15 g/L GA3浸種2 h 能極顯著提高發芽率，進一步證實GA3可改變種子發芽性狀，適宜濃度有益于種子發芽。

IBA 作為一種植物生長調節劑，也被應用于許多種子的發芽試驗研究中。朱麗菲等[24]在鹽脅迫下進行水稻（Oryza sativa）種子發芽試驗，10 μmol/L IBA 處理能有效促進種子發芽。李秋等[25]在羅勒種子發芽試驗中發現，25 mg/L IBA 浸種后，種子發芽率提高26.6%。趙瑩等[26]發現，100 mg/L IBA浸泡長白松（Pinus syluestriformis）種子2 h，其發芽率和發芽勢分別為53.66%和12.33%，是發芽最優的處理。IBA 還廣泛應用于苦瓜（Momordica charantia）和葫蘆（Lagenaria siceraria）[27]等多種植物的種子萌發試驗中。本研究中，特定濃度的IBA 可極顯著提高君遷子種子發芽率，與文獻結論類似，揭示IBA對種子發芽的影響具有共同特性。君遷子種子發芽率隨IBA 濃度升高而升高，本研究設置的最高濃度為0.45 g/L，繼續提高IBA 濃度對種子發芽率的影響需開展進一步的試驗研究。

王文俊等[28]指出，低濃度IBA（0.25 g/L）和高濃度GA3（1.00 g/L）與40 ～60 ℃溫水組合依次浸種，可極顯著提高催吐蘿芙木（Rauvolfia vomitoria）種子的發芽率和發芽勢。劉笛[29]研究指出，50 mg/L IBA 和50 mg/L GA3共同處理關蒼術（Atractylodes japonica）種子，可有效提高其發芽率、發芽勢和種子活力。翁琳琳等[30]研究表明，20 mg/L 6-BA 和300 mg/L GA3浸種36 h，七葉一枝花（Paris polyphylla）種子的發芽率高且胚根健壯。本試驗的研究結果與文獻結論類似，進一步說明GA3和IBA 共同處理可改變種子發芽性狀，適宜濃度處理有益于種子發芽。除處理1 外，本研究中其他激素處理的君遷子種子發芽率均高于孫鵬等[9]和謝志兵等[10]單一外源激素處理，支持2 或3 種激素共同處理種子較單一激素處理更有益于種子發芽的結論。

KH2PO4是一種磷鉀高效肥，可有效促進植物光合作用。目前，有關KH2PO4對種子發芽影響的報道較少，其主要用作葉面噴肥，可促進水稻[31-32]、枸杞（Lycium chinense）[33]和白花油茶（Camellia oleifera）[34]等多種植物苗期的生長。本試驗中，結合KH2PO4溶液浸種的處理，發芽指標均較好；0.50% KH2PO4溶液浸種6 h 可極顯著提高發芽率，此養分浸種對種子發芽性狀的影響可繼續開展試驗研究。

君遷子種子發芽的文獻較少，建議從多方面開展種子發芽和苗木培育試驗，為樹種壯苗培育奠定基礎。

3.2 結論

采 用L9(34)正交試驗設計，開展GA3、IBA 和KH2PO4不同濃度組合對君遷子種子發芽影響的試驗。不同處理的發芽率、發芽勢、平均發芽時間和發芽指數均值分別為11.11% ～82.78%、5.00% ～52.78%、14.70 ～30.95天和0.22 ～4.40粒/天，處理間各指標均呈現顯著和極顯著差異，處理2 ～9均有較好的效果；GA3和IBA 的交互作用是影響發芽指標的主導因子；極差分析顯示，GA3、IBA 和KH2PO4分別為0.15 g/L、0.45 g/L 和0.50%，分別浸種2、2 和6 h，可提高種子發芽率。