2 种外源生长调节物质对达乌里胡枝子种子萌发的影响

倪顺刚，佟莉蓉，周亚楠，王 娟

（山西农业大学草业学院，山西太谷030801）

达乌里胡枝子（Lespedeza davurica）是豆科胡枝子属多年生优质饲用灌木，不仅营养价值丰富[1-2]，各种营养成分含量高，同时在华北平原上被当作一种防止水土流失的重要先锋树种使用，具有重要的经济价值和生态价值[3]。但是达乌里胡枝子的种子较小，且其种子内的营养成分较低，使得其萌发期抵御外部逆境能力较差，这是限制达乌里胡枝子在农业及畜牧业上不能开展大规模繁育的原因[4]。因此，在达乌里胡枝子种子育苗时，关键要解决“种子出得来”和“幼苗长得好”这2 个技术难题，高萌发率的种子和健壮的幼苗是保证牧草产量和质量的前提基础。

植物生长调节物质或称之为植物生长调节剂，广泛应用于农林生产过程中，不仅可以促进细胞的分裂分化，还可以提高植物营养器官的生命力[5]。其对植物的功效同内源激素类似，可以促进种子萌发、根系生长分化、果实提前成熟，还可以使果实有较好的品质[5]。常见的植物生长调节物质有褪黑素（MT）[6]、萘乙酸（NAA）[7]、芸苔素内脂（NBR）[8]、茉莉酸甲酯（MeJA）[9]、水杨酸（SA）[10]等。

水杨酸（SA）学名为邻羟基苯甲酸，不仅在植物细胞内参与信号转导的作用，还起着调节植物生长的作用，经过水杨酸处理后，植物的萌发、生长发育会有显著变化[10]。萘乙酸（NAA）是一种人工合成的化学试剂，是一种广谱且高效的植物生长调节剂，可以在较低的浓度条件下调控植物细胞的伸长分裂、不定根的形成等，在农业生产上也常常被用作种子催芽、植物生长[7，11]。目前，NAA 和 SA 等生长调节物质对提高达乌里胡枝子种子萌发的研究鲜有报道。

本试验通过NAA 和SA 浸种，研究不同浓度NAA 和SA 浸种对达乌里胡枝子品种晋农1 号种子萌发及幼苗生长的影响，旨在寻找促进达乌里胡枝子种子萌发和幼苗生长的适宜植物激素浓度，为阐明达乌里胡枝子种子萌发及幼苗内部激素调控提供参考依据，并且为高效栽培达乌里胡枝子提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为山西农业大学草业学院自主选育的晋农1 号达乌里胡枝子种子，收获于2017 年，保存于种子资源库中。

1.2 试剂

萘乙酸、水杨酸均为分析纯，购于上海蓝季生物科技有限发展公司。

1.3 试验设计

试验于2019 年9 月在山西农业大学草业学院草学实验室进行。试验共13 个处理，每个处理4 个重复。选取饱满坚硬且均匀有光泽的种子，在试验前先用5%的次氯酸钠溶液对选取的达乌里胡枝子种子进行消毒10 min，然后用蒸馏水冲洗3 遍。之后将种子分别放于 0.1、1.0、5.0、10.0、15.0、20.0 mg/L的 NAA 溶液（分别记作 N1、N2、N3、N4、N5、N6）和0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mmol/L 的 SA 溶液（分别记作 S1、S2、S3、S4、S5、S6）中，并以不进行浸种处理作为对照（CK），浸种时以没过种子作为标准，黑暗条件下浸种24 h，浸种结束后将处理好的种子用清水洗净备用。在直径为9.00 cm 的培养皿中铺上3 层滤纸，每个培养皿内放100 粒种子，加入5 mL 蒸馏水，每天称取培养皿质量，补充失去的水分，保持质量一定。同时每天统计达乌里胡枝子种子的萌发情况，于第10 天停止试验，并进行相关萌发指标和生长指标的测定。

1.4 测定指标及方法

参考牛冰洁等[12]的研究方法，发芽势在第5 天时测定；发芽率在第10 天测定；根长、苗长采用直尺测定。

式中，Gt为第 t 天的发芽数；Dt为与 Gt所对应的天数；St为发芽t 天后鲜苗的平均芽长；GI为发芽指数。

1.5 数据处理

采用Excel 2007 软件进行数据统计，用SPSS 21.0 软件进行单因素方差分析（ANOVA），并通过LSD 法在α＝0.05 时进行多重比较，运用Origin 2017软件作图。

2 结果与分析

2.1 萘乙酸处理对达乌里胡枝子种子萌发的影响

2.1.1 萘乙酸处理对达乌里胡枝子发芽势和发芽率的影响 不同浓度的萘乙酸会对达乌里胡枝子萌发产生不同程度的影响（图1）。与CK 相比，N1、N2、N3、N4 处理的发芽率较CK 分别提高了10.29%、13.23%、25.73%、11.76%。在所有处理中，施用N3处理（5.0 mg/L）的萘乙酸较其他处理有最高的发芽率，且差异显著（P＜0.05）；随着萘乙酸浓度的升高，表现出抑制种子萌发的趋势，N6 处理的发芽率比CK 降低了2.21%，但差异不显著（P＞0.05）。

由图1 可知，达乌里胡枝子种子经萘乙酸处理后，其种子的发芽势随萘乙酸浓度的增大呈现先升高后降低的趋势。其中，N3 处理（5.0 mg/L）与 CK 间存在显著差异（P＜0.05），较CK 提高了24.56%。低浓度（N1、N2、N3）处理可以促进达乌里胡枝子的生长势，而高浓度（N5、N6）则抑制了达乌里胡枝子的生长势，但这些处理与CK 间均未存在显著性差异（P＞0.05）。

2.1.2 萘乙酸处理对达乌里胡枝子根长及苗高的影响 从图2 可以看出，达乌里胡枝子幼苗的根长和苗高均随萘乙酸浓度的增加表现先升高后降低的趋势。低浓度处理（N1、N2、N3）的萘乙酸均显著促进了幼苗的根长，其中，N3 处理（5.0 mg/L）对达乌里胡枝子根长的促进作用最明显，根长较CK 显著增加37.68%（P＜0.05）。由图2 可知，萘乙酸对苗高影响较小，总体上呈现先上升后下降的趋势。低浓度萘乙酸处理（N1、N2、N3、N4）会促进苗的生长，但与CK 间无显著性差异，高浓度萘乙酸处理（N5、N6）较CK 显著降低了达乌里胡枝苗高，抑制了苗的生长。

2.1.3 萘乙酸处理对达乌里胡枝子发芽指数和活力指数的影响 达乌里胡枝子种子的发芽指数随萘乙酸浓度的升高呈现先升高后降低的趋势（表1）。N3 处理（5.0 mg/L）的发芽指数最高，较 CK 提高了 34.89%，差异显著（P＜0.05），但 N1、N2、N4、N5、N6 处理的发芽指数与CK 间差异不显著（P＞0.05）。由表1 可知，达乌里胡枝子的活力指数随着萘乙酸浓度的升高总体呈先上升后下降的趋势，N1、N2、N4 处理的活力指数与CK 间没有显著性差异（P＞0.05）。当使用N3（5.0 mg/L）处理达乌里胡枝子时，活力指数较CK 提高了60.45%（P＜0.05），但使用N5、N6 处理达乌里胡枝子时，显著降低其活力指数（P＜0.05），较 CK 分别下降了 29.13、34.29（P＜0.05）。说明达乌里胡枝子的活力指数变化与萘乙酸浓度有关。综上发现，5.0 mg/L 萘乙酸提高达乌里胡枝子发芽指数和活力指数的效果最明显。

表1 萘乙酸处理对达乌里胡枝子种子发芽指数和幼苗活力指数的影响

2.2 水杨酸处理对达乌里胡枝子种子萌发的影响

2.2.1 水杨酸对达乌里胡枝子发芽率及发芽势的影响 从图3 可以看出，经过水杨酸浸种后的达乌里胡枝子种子发芽率和发芽势均呈现出先升高后降低的趋势，其中，当水杨酸浓度达到S2 处理（1.0 mmol/L）时，其发芽率和发芽势均最高，分别比CK 提高了20.59%和17.54%，且差异显著（P＜0.05）。而水杨酸浓度越高，抑制达乌里胡枝子萌发的效果越明显，在S6 处理时，达乌里胡枝子种子发芽率和发芽势在所有处理中均表现最低，分别为58.5%和50.5%，且与CK 间存在显著性差异（P＜0.05）。

2.2.2 水杨酸处理对达乌里胡枝子根长及苗高的影响 水杨酸浸种处理影响达乌里胡枝子的根和苗的长度（图4）。低浓度水杨酸（S1）与CK 相比，对达乌里胡枝子的根系生长没有显著性差异，S2 处理（1.0mmol/L）的根长最长，比CK 的根长增加1.31 mm，且差异显著（P＜0.05）。低浓度水杨酸对达乌里胡枝子苗高有促进作用，较低浓度处理的S1、S2 均提高了苗高，较CK 分别提高了15.36%、17.69%（P＜0.05）。但是高浓度水杨酸处理（S4、S5、S6）抑制幼苗和根系的生长，与CK 间差异显著（P＜0.05）。

2.2.3 水杨酸处理对达乌里胡枝子发芽指数及活力指数的影响 由表2 可知，种子发芽指数会随水杨酸浓度的升高呈现先升高后降低的趋势，其中，S2 处理（1.0 mmol/L）的达乌里胡枝子种子发芽指数最高，比CK 提高了26.27%，随着水杨酸浓度的提高，S6 处理显著降低了达乌里胡枝子的发芽指数，较CK 降低17.69%（P＜0.05）。较低的水杨酸浓度表现出可以提高达乌里胡枝子幼苗活力指数的特性，而高浓度的水杨酸会降低幼苗的活力指数。其中，S1、S2 处理的活力指数分别为 80.58、88.05，分别较 CK 提高 35.57%、48.13%（P＜0.05）。经 S5、S6处理的幼苗其幼苗活力指数分别较CK 显著降低29.59%、35.68%（P＜0.05）。说明高浓度的水杨酸会使幼苗活力指数减小，抑制幼苗的生长。综上发现，1.0 mmol/L 水杨酸促进达乌里胡枝子发芽指数及活力指数最佳。

表2 水杨酸处理对达乌里胡枝子种子发芽指数及幼苗活力指数的影

3 结论与讨论

种子萌发期和幼苗期是形态建成的关键时期，在多种植物生长调节剂的协调或者拮抗作用下，可提前打破硬实，促进种子萌发。有研究表明，达乌里胡枝子种子的硬实率与储存时间存在正相关，储存1 a 的种子硬实率为66.7%[12]，而本研究的目的就是使用外源植物生长调节物质，提前打破硬实，促进种子萌发。通过外源植物调节物质浸种，可以在种子的正常吸水能力受阻时，提前准备好植物代谢所需营养，达到提高种子发芽和保护幼苗应对逆境的能力[13]。

萘乙酸（NAA）是一种广谱高效的植物生长调节物质，可以对植物生长各个时期产生影响。它可以在较低的浓度条件下调控植物细胞的伸长分裂、不定根的形成等，在农业生产上也常常被用作种子催芽、植物生长。达乌里胡枝子经过萘乙酸浸种之后，其发芽力和幼苗活性会随着外源萘乙酸浓度的变化而产生变化，其中，低浓度萘乙酸不仅促进了种子萌发，还促进了根的生长，这与陈功轩等[11]、张泽锦等[14]研究的结果基本相似，而高浓度萘乙酸处理后会抑制达乌里胡枝子种子萌发和幼苗生长，这与张鸣宇等[15]、翟书华等[16]研究结果基本相似。本试验结果表明，提高达乌里胡枝子萌发和生长最适的萘乙酸浓度为5 mg/L，同CK 相比，在该萘乙酸浓度下发芽率提高了25.74%，发芽势提高了24.56%，根长和苗长分别提高了37.68%和18.64%，同时也提升了种子发芽指数（34.89%）和活力指数（60.45%），这与王梦田等[17]、尚宏芹等[18]发现“5 mg/L 的萘乙酸可以帮助种子打破硬实，促进植物生长”的研究结果相似。

水杨酸（SA）是一种小分子酚类物质，在自然界植物中广泛存在，不仅可以调控植物的生长发育，加强对矿物质的吸收，提高光合同化效率，还是调控逆境下酶活性的重要激素信号[19-20]。达乌里胡枝子经过水杨酸浸种之后，其发芽能力会受到水杨酸浓度的显著影响，在低浓度下可以促进种子萌发，这与唐晓川等[21]、金晓弟[22]研究结果基本相似，在高浓度的水杨酸处理后会抑制种子的萌发和幼苗的生长，这与夏瑾华等[23]、万志文等[24]研究结果一致。本试验结果表明，提高达乌里胡枝子萌发和生长最适的水杨酸浓度为1 mmol/L，在该浓度下的发芽率提高了20.59%，发芽势提高了18.42%，根长、苗长分别提高了9.23%和17.69%，同时也提升了发芽指数（26.27%）和活力指数（48.13%），这与贡鑫等[25]及过雪莹等[26]发现“1.0 mmol/L 的水杨酸可以帮助种子打破休眠，促进植物生长”的研究结果相似。但是也有研究发现，高浓度（1.5～2.5 mmol/L）的水杨酸也会促进侧柏（Platycladus orientalis）[27]种子萌发以及提高幼苗活性，其原因可能是不同植物对水杨酸的耐受度和敏感度不同，导致结果差异。

本试验发现，适宜浓度的外源生长调节物质均有促进达乌里胡枝子种子发芽的作用，5 mg/L 的NAA 和1 mmol/L 的SA 均提高了种子发芽势、发芽率以及发芽指数，但也发现2 种高浓度的植物生长调节物质均对发芽有抑制效应，并且高浓度的NAA和SA 均抑制了植物根和苗的生长发育，表明种子在萌发期时对外源物质比较敏感，对外源物质耐受度存在一定的浓度阈值，超过适宜浓度之后，则表现出显著抑制生长的现象。同时研究发现，2 种激素对达乌里胡枝子促进效果不同，可能是影响了不同内源植物激素导致的，推测萘乙酸和水杨酸调控植物萌发生长的机制不一致，二者各自调控了哪些内源激素信号以及生理生化反应还需进一步研究。

综上所述，在实际大田生产中，可选用5 mg/L的NAA 和1 mmol/L 的SA 对达乌里胡枝子进行浸种，可以有效提高种子萌发以及幼苗活力。