赤霉素對藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)的影響

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(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 河北 保定 071000； 2.中國農(nóng)業(yè)發(fā)展銀行， 北京 100045)

藍(lán)花棘豆(Oxytropiscoerulea)為豆科棘豆屬多年生草本植物，花藍(lán)紫色或紫紅色[1]。藍(lán)花棘豆是棘豆屬中唯一不使家畜中毒的優(yōu)質(zhì)牧草。藍(lán)花棘豆耐寒性極強(qiáng)，生長期長，葉量豐富，適應(yīng)性強(qiáng)，藥用價(jià)值及飼用價(jià)值高[2]。由于藍(lán)花棘豆種皮堅(jiān)硬，并而透水性差，導(dǎo)致出苗率極低，出苗不整齊，給生產(chǎn)實(shí)踐帶來諸多不便[3]。種子萌發(fā)需要生長激素的刺激，有利于打破種子休眠狀態(tài)，促進(jìn)種子萌發(fā)速度；赤霉素在種子萌發(fā)方面的研究很多，徐本美[4]等研究了藍(lán)花棘豆種子硬實(shí)特性；王金妞[5]對內(nèi)蒙古棘豆屬進(jìn)行了一個(gè)分類學(xué)的研究；張彥廣等[6]研究了不同濃度的矮壯素對藍(lán)花棘豆IAA、GA以及對其花序的影響；而赤霉素對藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)影響的研究鮮見。藍(lán)花棘豆具有超高的利用價(jià)值，故本試驗(yàn)研究了赤霉素對藍(lán)花棘豆種子的萌發(fā)特性的影響，以便提高其出產(chǎn)率，更好地發(fā)揮作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

藍(lán)花棘豆種子2016年秋季采集于塞罕壩機(jī)械林場，冬季于室內(nèi)陰干保存。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

在室溫下用30%的過氧化氫溶液(H2O2)浸種消毒15 min，用蒸餾水沖刷干凈；為了軟化藍(lán)花棘豆種子的種皮，打破其休眠狀態(tài)，用98%的濃硫酸溶液浸種30 min，隨即用蒸餾水充分洗凈種子表面殘留的濃硫酸待用。

1.2.2 不同GA3溶液處理

該試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理，每個(gè)處理30粒種子，3次重復(fù)。處理1：清水浸種24 h；處理2：100 mg/L赤霉素(GA3)浸種24 h；處理3 ：200 mg/L赤霉素(GA3)浸種24 h；處理4：300 mg/L赤霉素(GA3)浸種24 h；處理5：400 mg/L赤霉素(GA3)浸種24 h；處理6：500 mg/L赤霉素(GA3)浸種24 h；將處理好的培養(yǎng)皿放入恒溫培養(yǎng)箱中，萌發(fā)條件設(shè)置為25 ℃/15 ℃，光照12 h/12 h。每天觀察記錄種子萌發(fā)情況，以種子露白為萌發(fā)標(biāo)志。

1.2.3 指標(biāo)測定

發(fā)芽率(%)=(生成健壯幼苗的種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%[7]；

發(fā)芽勢(%)=(試驗(yàn)種子于第6天發(fā)芽種子個(gè)數(shù)/供試種子總數(shù))×100%[8]；

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt(式中：Gt為在發(fā)芽試驗(yàn)期內(nèi)每日的發(fā)芽種子個(gè)數(shù)；Dt為對應(yīng)的種子發(fā)芽日數(shù))[9]；

出苗率(%)=(正常成活的幼苗個(gè)數(shù)/播種的種子總數(shù))×100%。

胚根、胚芽長度的測定：萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)束后，用毫米刻度尺分別測量相應(yīng)的胚根及胚芽長度。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件，進(jìn)行多重比較。用Excel軟件做統(tǒng)計(jì)圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)特性的影響

2.1.1 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽率的影響

不同GA3濃度對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽率的影響見圖1。由圖1可以看出，藍(lán)花棘豆種子的發(fā)芽率隨著GA3濃度的增高均呈先升高后降低的趨勢。對照處理下藍(lán)花棘豆的發(fā)芽率最低，在100，200，300，400，500 mg/L等5個(gè)不同赤霉素濃度處理?xiàng)l件下，發(fā)芽率分別比對照增加了9、14、19、10、2個(gè)百分點(diǎn)；在所有的處理中，300 mg/L的GA3處理時(shí)使得種子發(fā)芽率達(dá)到最高峰，與對照及其他處理差異顯著。并且在此濃度下藍(lán)花棘豆種子的發(fā)芽進(jìn)程大大提高，第3天就已經(jīng)開始發(fā)芽，明顯早于其他處理。

圖1 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽率的影響

2.1.2 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽勢的影響

不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽勢的影響見圖2。由圖2可以看出，藍(lán)花棘豆種子的發(fā)芽勢隨著GA3濃度的增加大致上呈先升高后降低的趨勢；藍(lán)花棘豆種子在對照處理下發(fā)芽勢最低，在100，200，300，400，500 mg/L等5個(gè)不同赤霉素濃度處理?xiàng)l件下，發(fā)芽勢分別比對照提高了33.3%、50%、133.3%、16.7%和50%，在所有處理中，300 mg/L赤霉素濃度處理下發(fā)芽勢最高，與對照差異顯著，與其它處理間差異不顯著。

圖2 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽勢的影響

2.1.3 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽指數(shù)的影響

不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽指數(shù)的影響見圖3。由圖3可以看出，不同GA3濃度處理對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽指數(shù)的影響走勢與發(fā)芽率、發(fā)芽勢十分相似，呈先升高后降低的趨勢。藍(lán)花棘豆種子對照處理下發(fā)芽指數(shù)較低，在100，200，300，400 mg/L GA3濃度處理下，其發(fā)芽指數(shù)分別比對照提高了26.3%、38.3%、46.7%、10.9%；其中300 mg/L的赤霉素處理下，藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽指數(shù)最高；但是在500 mg/L GA3濃度處理下，藍(lán)花棘豆種子的發(fā)芽指數(shù)下降了34.3%；由此可以看出，GA3處理藍(lán)花棘豆種子的結(jié)果具有濃度差異，發(fā)芽指數(shù)的增加具有一個(gè)適宜的濃度范圍。

圖3 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.2 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆幼苗的影響

2.2.1 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子根長和芽長的影響

不同濃度赤霉素對藍(lán)花棘豆種子發(fā)芽進(jìn)度的影響見表1。由表1可以看出，試驗(yàn)中藍(lán)花棘豆幼苗的根長隨著赤霉素溶液濃度的增大先升高后逐漸降低，對照處理下胚根長度較低，100，200，400 mg/L赤霉素濃度處理下藍(lán)花棘豆幼苗的根長分別是對照的3倍、2倍和1倍；在300 mg/L赤霉素濃度處理下藍(lán)花棘豆的根長則是對照的4倍，與對照及500 mg/L赤霉素處理差異顯著，與其它處理差異不顯著。而藍(lán)花棘豆的芽長跟胚根長度變化趨勢相同，呈先升高后降低的趨勢；在300 mg/L時(shí)胚芽長度達(dá)到最長，是對照的8倍；200 mg/L和300 mg/L赤霉素溶液處理下的芽長與對照差異顯著，而其余3組濃度處理則與對照差異不明顯。

從表1可知，不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆幼苗的根長和芽長具有一定的促進(jìn)作用，其中，藍(lán)花棘豆幼苗的芽長變化幅度略大于根長，由此可知，赤霉素處理對藍(lán)花棘豆幼苗芽長的影響較之根長的影響相對明顯一些。

表1 赤霉素濃度處理下藍(lán)花棘豆幼苗的生長狀況

GA3濃度(mg/L)胚根長度(cm)胚芽長度(cm)00.20±0.10a0.10±0.10a1000.63±0.16ab0.30±0.20ab2000.40±0.27ab0.53±0.21bc3000.80±0.10b0.80±0.10c4000.23±0.15ab0.20±0.10ab5000.00±0.16a0.00±0.14a

注：表中相關(guān)數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差；同列中不同的小寫字母代表差異性顯著(p<0.05)。

2.2.2 不同GA3濃度對藍(lán)花棘豆種子出苗率的影響

不同GA3濃度對藍(lán)花棘豆種子的影響見圖4。由圖4可以看出，藍(lán)花棘豆種子的出苗率隨著GA3濃度的增高呈先升高后降低的趨勢，藍(lán)花棘豆種子在對照處理下出苗率最低，在100，200，300，400，500 mg/L的GA3濃度處理下分別比對照提高了25%、58.3%、91.7%、50%和16.7%；其中在300 mg/L時(shí)達(dá)到最高，是對照處理的2倍，與對照及其他處理差異顯著。由此可以說明，赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子出苗率具有促進(jìn)作用。

圖4 不同濃度的赤霉素處理對藍(lán)花棘豆種子出苗率的影響

3 結(jié)論與討論

赤霉素作為植物生長激素，主要的生理作用是打破植物種子休眠，促進(jìn)種子萌發(fā)[10]；但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，植物使用赤霉素需要確認(rèn)其最適濃度，當(dāng)植物種子處理時(shí)所用的赤霉素濃度低于植物最適濃度時(shí)，赤霉素濃度越高對植物生長的促進(jìn)作用越明顯，但當(dāng)處理所用的赤霉素濃度高于植物最適濃度時(shí)，赤霉素濃度越高對植物生長的促進(jìn)作用越不明顯[11]。赤霉素對植物的生長起到促進(jìn)作用，即低濃度促進(jìn)高濃度抑制[12-14]。本試驗(yàn)通過測定發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及幼苗生長狀況，從不同角度反映出藍(lán)花棘豆在不同GA3溶液處理下的生長狀況。

赤霉素對藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)及其幼苗生長具有一定的促進(jìn)作用。隨著GA3濃度的升高，GA3溶液對藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)及出苗率的促進(jìn)作用先增強(qiáng)后減弱；與穆紅梅[15]、高春智[16]、劉智成[17]、鄭福超[18]、陸紅葉[19]等分別對七葉樹、樟子松、苦瓜、映山紅、珠芽魔芋等植物的研究結(jié)果相同。但是不同的植物種子，最適的赤霉素濃度不同，本研究中，GA3濃度在300 mg/L時(shí)，促進(jìn)作用表現(xiàn)最強(qiáng)，藍(lán)花棘豆種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及出苗率達(dá)到最高，而當(dāng)GA3濃度達(dá)到500 mg/L時(shí)，發(fā)芽指數(shù)與對照相比不升反降，則說明300 mg/L GA3溶液對藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)的促進(jìn)最強(qiáng)，而七葉樹種子最適赤霉素濃度為150 mg/L[15]，樟子松種子最適赤霉素濃度為200 mg/L[16]，苦瓜種子最適赤霉素濃度為1 000 mg/L[17]，映山紅種子最適赤霉素濃度為100 mg/L[18]，珠芽魔芋種子最適赤霉素濃度為50 mg/L[19]。植物種子在最適宜的赤霉素濃度處理下，促進(jìn)作用明顯，但當(dāng)其超過最適濃度后，促進(jìn)作用不明顯。所以不同植物種子在用赤霉素進(jìn)行種子處理時(shí)合適的濃度的選擇非常重要。

劉曉蘭等研究表明，隨著赤霉素濃度的升高，野火球幼苗的根長及芽長呈先升高后下降的趨勢，并在300 mg/L時(shí)達(dá)最大值[20]。證明赤霉素對野火球的芽長有直接影響。而本試驗(yàn)的研究結(jié)果與其相一致，可知，赤霉素濃度處理對藍(lán)花棘豆幼苗芽的生長影響較之根長生長相對明顯一些。

目前，國內(nèi)外對于藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)特性的研究比較缺乏，本次試驗(yàn)主要是研究GA3處理對藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)的影響，為今后試驗(yàn)或者實(shí)地種植等提供參考，以提高藍(lán)花棘豆的萌發(fā)率，為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)，達(dá)到保持和提高藍(lán)花棘豆種子活力的目的。