3种植物生长调节剂对文冠果种苗生长的影响

2018-05-31

经济林研究 2018年2期

（辽宁省干旱地区造林研究所，辽宁朝阳 122000）

文冠果Xanthoceras sorbifoliumBunge又名文冠树，为无患子科Sapindaceae文冠果属Xanthoceras落叶灌木或小乔木，其种子含油率高，是我国很有发展前途的木本油料植物[1]。其具有耐贫瘠、结果期长、综合利用价值大等特性，分布于国内14个省、自治区、直辖市（北京、内蒙、陕西、山西、河北、河南、新疆、甘肃、宁夏、山东、安徽、辽宁、青海、西藏）[2-3]。早在20世纪六七十年代，在我国倡导走食用油料木本化道路的背景下，文冠果的研究便掀起了第1次热潮。引种栽培、良种选育、油脂加工等方面的研究逐渐形成雏形。进入21世纪，随着世界多元化的发展，文冠果作为生物能源、化工原料、医学用药、观赏树种等，其经济、生态、医药和观赏等方面的价值逐渐被挖掘出来，文冠果产业的发展也就此掀起了第2次热潮[4-7]。文冠果产业发展离不开种苗繁育，种苗繁殖技术是文冠果良种繁殖和选育的基础工作。在播种育苗、扦插育苗、嫁接育苗和组培快繁多种繁殖方法中，播种育苗以技术成熟、方法简便、出苗率高、成本低等优点而成为文冠果传统育苗方法之中主要的繁殖方法[8]。然而，田间土壤养分分布不均衡、粗放型灌溉和施肥等因素，导致了文冠果种苗因徒长而出现长势不一致、易弯曲、倒伏、抗性差等问题的发生，严重影响了文冠果苗木的形态和质量。为给文冠果优质育苗提供试验依据，本文针对采用上述几种繁殖方法的育苗生产中出现的问题，选用矮壮素（CCC）、多效唑（PP333）和缩节胺（DPC）这3种植物生长调节剂（以下简称为“调节剂”），采用叶面喷施的方法，就其对文冠果田间种苗地上部分生长的影响情况进行了试验研究，以探究最佳调节剂的种类及其喷施浓度和喷施次数。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

文冠果苗木繁育试验区域设在辽宁省建平县辽宁省干旱地区造林研究所的苗圃地。该地属于北温带大陆性季风气候，为典型的半干旱地区。年平均气温7.6 ℃，最高气温37.0 ℃，最低气温-36.9 ℃。年平均降水量614.7 mm，降雨主要集中在6—8月份。无霜期120～155 d，全年日照时数 2 850～ 2 950 h。

试验地土壤以褐土为主，质地为壤土。为了更加客观地了解试验地土壤的理化性质，该地两年内均未施入任何形式的肥料，并选取深为0～30 cm土层的土壤测定其理化性质，结果如表1所示。由表1可知，试验地土壤偏碱性，除钾元素处于相对中等水平以外，氮和磷元素都处于相对较低的水平。

表1 试验地土壤理化性质的测定结果Table 1 The physical and chemical properties of the tested soil

1.2 试验材料与药品

以文冠果种子在田间播种60 d后所得的种苗为供试材料。种子品种为辽宁省文冠果良种‘辽富1号’。该种子采收于2016年7月29日，同年11月2日进行沙藏处理。2017年4月20日，已有20%的种子裂嘴，随即播种。

试验药品分别为CCC、PP333、DPC和甲醇，均由江苏金坛茂盛精细化工有限公司生产。CCC和DPC为固体粉状，用水溶解并稀释。CCC溶液分别稀释到 100、300、500、700 mg·kg-1，DPC 溶液分别稀释到 50、100、150、200 mg·kg-1。PP333用甲醇溶解，并用水分别稀释到50、200、350、500 mg·kg-1。

1.3 试验设计

试验于2017年4月20日进行，1 m包沟起畦播种文冠果种子，畦长18 m，面积为18 m2，畦间种3行文冠果，行距为40 cm。试验以种子播种60 d后所得的种苗为试材，2017年6月19日对其喷施3种调节剂。本试验依据喷施次数共设为两个部分试验。试验一：喷施1次调节剂，以喷施清水的种苗为对照（CK），CCC的喷施浓度分别设为 100、300、500、700 mg·kg-1，PP333 的喷施浓度分别设为 50、200、350、500 mg·kg-1，DPC 的喷施浓度分别设为50、100、150、200 mg·kg-1，共计1个CK和12个处理，对照和每个处理各重复3次。喷施部位为种苗叶片的正反两面。试验二：喷施2次调节剂，依照试验一的方法进行操作，2次喷施药剂时间的间隔为10 d，即6月19日和6月29日各喷施1次，共计1个CK和12个处理，对照和每个处理各重复3次，每个重复选取5株观测苗，每个处理共计15株观测苗。田间试验按照随机区组设计，3个重复的小区面积均为0.52 m2（0.65 m×0.80 m）。于6月20日选取苗高在20～35 cm之间、地径在0.20～0.35 cm之间、无分枝发生的种苗作为观测对象，对其挂牌标记。每个处理随机选取30株观测苗，调查其发生分枝的种苗数。

1.4 测定项目与统计分析

试验选定于6月20日、7月20日、9月5日和10月15日对观测苗的苗高（cm）、地径（cm）进行观测。发生分枝的种苗数则由10月15日观测统计所得。设6月20日、7月20日、9月5日和10月15日测定的苗高分别为H1、H2、H3、H4，地径分别为D1、D2、D3、D4。将以 4个日期的观测值所得的3个阶段的相对生长量分别设为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，以此3个相对生长量之和为其总生长量。

分枝发生率＝(发生分枝的种苗数/30)×100%；

高径总生长量之比＝苗高总生长量/地径总生长量。

采用SPSS 13.0、Excel 2013和DPS 7.05软件进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 3种植物生长调节剂对文冠果种苗苗高及其分枝率的影响

3种调节剂不同浓度的喷施处理对文冠果种苗苗高的影响结果如表2所示。由表2可知，喷施过不同浓度的CCC、PP333和DPC的种苗，其苗高总生长量随着调节剂浓度的升高均呈现出下降的变化趋势，24个处理的苗高总生长量均小于对照。并且，24个处理中有21个处理的3个阶段苗高相对生长量均表现出逐一递减的趋势，即Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ。3种调节剂对延缓种苗苗高生长的能力由强到弱的排序为：喷施2次500 mg·kg-1的PP333＞喷施2次200 mg·kg-1的DPC＞喷施2次700 mg·kg-1的CCC。

表2 3 种植物生长调节剂不同浓度的喷施处理对文冠果种苗苗高的影响†Table 2 Effect of three plant growth regulators on the height of Xanthoceras sorbifolium seedlings

当CCC的喷施浓度达到700 mg·kg-1时，喷施1次和2次均能有效延缓苗高的生长，其苗高总生长量分别为27.46和27.29 cm。为了确定各因子影响的显著性，对观测结果进行了双因素方差分析，结果见表3。由表3可知，CCC浓度对苗高生长的影响显著，在P＜0.05的水平下主效应显著。喷施次数、CCC浓度与喷施次数的相互作用主效应不显著。

喷施 1次浓度超过 200 mg·kg-1的 PP333，均能延缓苗高生长能力的增强。当PP333浓度为350 mg·kg-1时，苗高总生长量为17.76 cm；当PP333浓度为500 mg·kg-1时，苗高总生长量仅为16.00 cm。喷施2次浓度超过50 mg·kg-1的PP333，均能延缓苗高生长能力的增强，其苗高总生长量分别为18.55、17.19和15.77 cm。双因素方差分析结果（见表3）表明，PP333的喷施浓度和喷施次数对苗高生长的影响均显著，在P＜0.05的水平下主效应均显著。PP333的喷施浓度与喷施次数的相互作用主效应不显著。

喷施2次浓度超过100 mg·kg-1的DPC，均能有效延缓苗高的生长。浓度超过100 mg·kg-1的各处理其苗高总生长量分别23.76和23.23 cm。双因素方差分析结果表明，DPC的喷施浓度对苗高生长的影响显著，在P＜0.05的水平下主效应显著，而喷施次数、DPC浓度与喷施次数的相互作用主效应却不显著。

续表 2Continuation of table 2

2.2 3种植物生长调节剂对文冠果种苗地径的影响

3种调节剂不同浓度的喷施处理对文冠果种苗地径的影响结果如表4所示。由表4可知，喷施过1次和2次CCC、喷施过1次PP333和DPC的种苗，其地径总生长量随着3种调节剂浓度的升高均呈先上升后下降的变化趋势。16个处理中有14个处理的地径总生长量大于对照。喷施过2次PP333和DPC的种苗，其地径总生长量随2种调节剂浓度的升高而均呈下降的变化趋势。8个处理中有7个处理的地径总生长量大于对照。喷施3种调节剂的24个处理，其3个阶段地径的相对生长量均表现出逐一递减的变化趋势，即Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ。3种调节剂各处理对文冠果种苗地径生长的促进作用由强到弱的排序为：喷施2次300 mg·kg-1的CCC＞喷施2次50 mg·kg-1的PP333＞喷施1次 150 mg·kg-1的 DPC。

表3 不同处理对文冠果种苗苗高的主体间效应的检测结果†Table 3 Test of main effect of different treatments on the height of Xanthoceras sorbifolium seedlings

表4 3 种植物生长调节剂不同浓度的喷施处理对文冠果种苗地径的影响Table 4 Effect of three plant growth regulators on the ground diameter of Xanthoceras sorbifolium seedlings

续表 4Continuation of table 4

当CCC的喷施浓度为300 mg·kg-1时，种苗地径总生长量最高，喷施1次与2次的种苗地径总生长量分别为0.429和0.454 cm。当CCC浓度超过300 mg·kg-1时，地径总生长量逐渐下降。双因素方差分析结果（见表5）表明，CCC浓度对地径生长的影响显著，在P＜0.05的水平下主效应显著。喷施次数、CCC浓度与喷施次数的相互作用对地径的主效应不显著。

喷施1次浓度为200 mg·kg-1的PP333和喷施2次浓度为50 mg·kg-1的PP333，其种苗的地径总生长量最高，分别为0.438和0.440 cm。超过该浓度的各处理，调节剂对促进种苗地径生长的作用开始减轻。双因素方差分析结果（见表5）表明，PP333浓度、喷施次数、PP333浓度与喷施次数的相互作用对地径生长的影响显著，在P＜0.05的水平下主效应显著。

喷施1次浓度为150 mg·kg-1的DPC和喷施2次浓度为50 mg·kg-1的DPC，种苗的地径总生长量最高，分别为0.414和0.403 cm。超过该浓度的各处理其种苗地径总生长量均开始下降。双因素方差分析结果（见表5）表明，DPC浓度对地径生长的影响显著，在P＜0.05的水平下主效应显著。喷施次数、DPC浓度与喷施次数的相互作用对地径主效应不显著。

表5 不同处理对文冠果种苗地径的主体间效应的检测结果†Table 5 Test of main effect of different treatments on the ground diameter of Xanthoceras sorbifolium seedlings

2.3 3种植物生长调节剂对文冠果种苗高径总生长量之比及分枝发生率的影响

3种调节剂不同浓度的喷施处理对文冠果种苗高径总生长量之比的影响结果如图1所示。喷施过3种调节剂的种苗，其高径总生长量之比均明显小于对照。此结果表明，3种调节剂均有延缓种苗苗高生长、促进地径生长的作用。3组处理的高径总生长量之比均呈先降后升的变化趋势。当CCC浓度超过 300 mg·kg-1、DPC 浓度超过 150 mg·kg-1，喷施1次浓度超过350 mg·kg-1的PP333和喷施2次浓度超过200 mg·kg-1的PP333，种苗的高径总生长量之比均开始上升，调节剂延缓种苗苗高生长和促进种苗地径生长的作用均减轻。

3种植物生长调节剂不同浓度的喷施处理对文冠果分枝发生率的影响结果如表6所示。表6表明，分枝率与3种调节剂的浓度均呈负相关，24个处理的分枝发生率均小于对照。当CCC浓度为 700 mg·kg-1、PP333 浓度超过 50 mg·kg-1时，喷施2次浓度为200 mg·kg-1的DPC，种苗均无分枝发生，9个处理的种苗分枝率均为0。

3 结论与讨论

3.1 结论

图1 3种植物生长调节剂不同浓度的喷施处理对文冠果种苗高径总生长量之比的影响Fig.1 Effect of spraying with different concentrations of three plant growth regulators on the total growth ratio of the height-diameter of Xanthoceras sorbifolium seedlings

表6 3 种植物生长调节剂不同浓度的喷施处理对文冠果种苗分枝发生率的影响Table 6 Effect of three plant growth regulators on the branch incidence of Xanthoceras sorbifolium seedlings

研究发现，喷施过CCC、PP333和DPC的文冠果种苗，其苗高总生长量随着3种调节剂浓度的升高均呈下降的变化趋势，24个处理的苗高总生长量均小于对照。当CCC浓度为700 mg·kg-1、PP333浓度为 500 mg·kg-1、DPC 浓度为 200 mg·kg-1时，喷施2次的各处理种苗的苗高总生长量均最小，分别为27.29、15.77和23.23 cm。

喷施1次和2次CCC、喷施1次PP333和DPC各处理的种苗，其地径总生长量随3种调节剂浓度的升高均呈先上升后下降的变化趋势。喷施过2次PP333和DPC的各处理的种苗，其地径总生长量随两种调节剂浓度的升高均表现出下降的变化趋势。喷施过2次浓度为300 mg·kg-1的CCC和浓度为50 mg·kg-1的PP333、喷施过1次浓度为150 mg·kg-1的DPC，种苗地径总生长量均最高，其分别为0.454、0.440和0.414 cm。24个处理中有21个处理的地径总生长量大于对照。

经3种调节剂处理过的种苗，其高径总生长量之比均小于对照，且随调节剂浓度的升高均呈先降后升的变化趋势。当CCC浓度超过300 mg·kg-1、DPC浓度超过150 mg·kg-1时，喷施1次浓度超过350 mg·kg-1的PP333和喷施2次浓度超过200 mg·kg-1的PP333，种苗的高径总生长量之比开始上升，调节剂延缓种苗苗高生长和促进种苗地径生长的作用均下降。

种苗的分枝发生率与调节剂的浓度呈负相关，24个处理的分枝发生率均小于对照，当CCC浓度为 700 mg·kg-1、PP333 浓度超过 50 mg·kg-1，喷施2次浓度为200 mg·kg-1的DPC，种苗均无分枝发生，9个处理的种苗分枝发生率均为0。

3.2 讨论

在文冠果育苗生产中，种苗地上部分生长量的大小不仅能反映出种苗长势的强弱，更能决定种苗最终成苗质量的优劣。影响种苗地上部分生长量的因素有很多，包括种子质量、播种时间、种植密度、土壤营养水平、光照条件、种苗体内激素水平和播种后期管理等。根据以上影响因素设计试验方案，探寻获得优良苗木的最佳方法，这是文冠果优质育苗的关键。

种苗的地上部分包括苗高和地径，二者都是衡量苗木优良与否的重要指标。在促进文冠果种苗地上部分生长方面，有关研究者采取多种手段促进种苗苗高和地径的生长。王一等[9]比较分析了不同种植密度对文冠果1年生苗木生长指标的影响情况，结果发现，当株行距分别为8 cm×30 cm和8 cm×40 cm时，播种苗的苗干通直，苗高和地径的生长量均较大。杨韫嘉等[10]采用不同光照强度处理对文冠果根插穗幼苗生长的影响情况进行了研究，结果表明，根插穗幼苗的形态指标（株高、地径、叶片数、总叶面积和总生物量）在中等光照强度（300～350 lx）范围内均达到最大值。张春来等[11]研究发现，每株施氮肥200 mg对文冠果幼苗苗高和地径生长的效果最佳。任余艳等[12]在内蒙古自治区鄂尔多斯市于5月中旬播种、种子等级为Ⅰ级、覆土厚度为5 cm，这种处理下的苗木其长势较好。相比较于前人关于文冠果种苗繁育的研究，本研究将植物生长延缓剂运用到田间文冠果种苗繁育生产中，其更能快速和有效地调节种苗生长过程中苗高和地径的生长平衡，从而避免和缓解种苗因徒长而发生的弯曲和倒伏等现象的发生。CCC、PP333和DPC虽然同属植物生长延缓剂，但由于其分子机构不同和作用机理不同，因而导致在同一基因型植株上其作用的效果也不尽相同[13]。研究中发现，在延缓文冠果种苗苗高生长发面，PP333延缓苗高生长能力要明显强于CCC和DPC，喷施过PP333的种苗，其向上生长能力明显减弱，说明PP333延缓苗高生长的效果最显著。此研究结果与福建茶矮化研究和金钱树矮化效应的试验结果基本一致[14-15]。在促进文冠果种苗地径生长方面，CCC的作用要强于同等浓度水平的PP333和DPC。这与植物生长延缓剂在紫竹笋体生长上应用的结果[16]大致一致。

合理控制种苗的苗高，促进种苗地径的生长，是调节文冠果种苗长势、防止和缓解徒长苗和倒伏苗发生的一种手段。由于田间育苗过程中种苗发生徒长和倒伏的现象具有一定偶然性，所以本研究的试验材料选用正常生长的文冠果种苗，而并非徒长苗和倒伏苗，所得的研究成果重在前期预防和刚发生徒长、倒伏现象时的缓解。此外，本研究缺乏针对不同轻重程度倒伏苗的试验数据，暂时无法根据种苗发生倒伏的具体情况发挥植物生长调节剂最佳的调节作用，这还需要在今后生产实践中，对本研究的数据进行补充和完善，从而达到保证最优种苗质量、减少生产损失的目的。

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