植物生长调节剂浸种对木薯苗生长的影响

李 天， 魏云霞1， 黄 洁1， 王 娟

(1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部木薯种质资源保护与利用重点实验室， 海南 儋州 571737； 2.海南大学热带农林学院， 海南 海口 570228)

世界各国对木薯种茎贮藏都不够重视，当保存时间较长时，容易导致种茎失水较多、质量下降；当种植后遇上干旱等恶劣条件，常导致木薯出苗率和成活率低，幼苗长势弱，间接影响木薯的中后期生长，甚至导致减产。通过浸种处理，有望解决或缓解上述问题。植物生长调节剂(PGR)是与天然激素有同等效能甚至更为有效的人工合成激素[1]，可影响和有效调控植物从生根、发芽到开花、结果、成熟等一系列生命过程。乙烯利浸种可提高干旱条件下的甘蔗齐苗率、成茎率、单茎重和蔗茎可溶性糖含量[2]；喷施多效唑或矮壮素可使玉米矮壮穗大，显著增产[3]；烯效唑浸种后再对小苗喷施，可矮化水稻的植株，增粗基茎，增加白根、分蘖和有效穗数及其产量[4]；矮壮素可使大丽花的花茎增粗、节间缩短和分枝数增加[5]，能改善玫瑰花的株型并增产，提高其经济收益和观赏价值[6]；缩节胺浸种的棉花幼苗根系活力、呼吸速率分别比不浸种处理显著提高167%和90%[7]。研究表明，云大-120、多效好、乙烯利、多效唑浸种后再对小苗喷施处理，可促进木薯种茎发芽、植株生长、块根分化发育和淀粉积累,提高产量和块根淀粉含量[8]；云大-120浸种可促进木薯种茎根芽萌发、种茎淀粉的水解,提高其发芽势和发芽率、幼苗呼吸强度、根系活力和叶绿素含量[9]；吲哚丁酸浸种可提高木薯的株高、茎径、光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及叶片可溶性蛋白质和游离脯氨酸的含量,降低叶片可溶性糖和丙二醛的含量[10]；吲哚丁酸浸种和氯化胆碱喷施叶片均可提高木薯的株高、茎节数、主茎直径、绿叶数、根数、薯长、薯径和鲜薯重[11]。上述研究结果未见普及于木薯生产中，为加快推广应用浸种技术，在前期研究基础上，本研究试图通过7种植物生长调节剂浸种对木薯生根发芽及其幼苗生长发育的影响，进一步探索促进木薯幼苗生长及其抗逆增产的浸种新技术。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验木薯品种为中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所(品资所)选育的华南12号，选取在树荫下竖立贮存4个月，芽眼和种皮基本无损伤，长约1.7 m的种茎，统一锯去种茎生根的基部和发芽的顶部，再自下而上依次锯为6节茎段，每节长15.0 cm。

在海南省儋州市的品资所试验基地布置袋栽试验。采用30.0 cm×35.0 cm的无纺布袋，每袋装20.0 kg混合基质(V红土∶V细砂土∶V腐熟椰糠=2∶9∶1)，混合基质基本理化性质为pH值6.1、有机质10.3 g/kg、碱解氮28.0 mg/kg、速效磷6.3 mg/kg、速效钾200.0 mg/kg。

市购植物生长调节剂，乙烯利(CEPA)，矮壮素(CC)有效成分50%，缩节胺(DPC)，烯效唑(S 3307)有效成分5%，均为四川国光农化股份有限公司公司生产；多效唑(PP 333)有效成分15%，上海升联化工有限公司生产；吲哚丁酸(IBA)有效成分15%，广州市林国化肥有限公司生产；2,4-D为北京中科起源科技有限公司生产。

1.2 试验设计

以不浸种为对照，分别采用清水和100.0 mg/L有效成分的乙烯利、矮壮素、缩节胺、多效唑、烯效唑、吲哚丁酸、2,4-D浸种，浸种时间均为12 h，共9个处理。在室外平地的塑料地布上，按植后40、60 d和80 d共分3个取样大区；每个取样大区均包含9个处理，3次重复，共27个取样小区，每个小区摆放6个无纺布袋；每袋直插1节种茎，芽眼朝上，露土2.0 cm。2016年5月20日定植，在植后40 d(6月30日)、60 d(7月20日)、80 d(8月10日)，分别对相应取样大区进行采样。试验过程中不淋水不施肥。

1.3 测定项目与方法

植后7 d开始，每隔2 d调查1次发芽出苗情况，至植后40 d为止，记录每个处理的出苗株数。在植后40、60 d和80 d，调查农艺性状并取样分析。

株高：从袋里的土平面到植株顶端生长点的高度。

茎径：距离袋里的土平面5.0 cm处主茎的直径。

光合特性：在晴朗天气的上午，每株木薯苗均选择植株顶端的第2片或第3片完全展开叶，用美国Li-COR公司的Li-6400光合测定仪测定净光合速率(Pn)。

细根形态特征：取样时，先剪下茎叶，然后轻拍无纺布袋，使袋中的基质松散后，倒出基质取出完整的根。在室内剪下种茎上的根系，冲洗干净，分出块根和细根。使用EPSON Expression 11000 xl扫描细根，采用WinRHIZO软件分析单株木薯细根的总长、总表面积、总体积和根径。

生物量：分别将各个重复(小区)6株木薯苗的茎叶(不含种茎)、细根(扫描后)、块根混为一个样品，称其鲜重并剪碎，装入信封袋；于105 ℃杀青30 min后，80 ℃烘干至恒重；然后计算出单株木薯的茎叶、块根、细根干重。

生理指标：用磨粉机粉碎烘干后的茎叶、块根、细根，过100目筛网，保存于密封袋中，待用。可溶性糖和淀粉含量采用蒽酮比色法测定[12]。

1.4 数据分析

数据统计分析使用Excel软件和SPSS 20.0软件，通过Duncan新复极差法检验差异显著性水平。由于2,4-D处理没有出苗，本试验不分析其结果。

2 结果与分析

2.1 对木薯出苗率的影响

植物生长调节剂浸种对木薯出苗率(成活率)的影响见图1，因部分处理在出芽后出现死苗，植后40 d计算成活率。与不浸种比较，矮壮素、缩节胺、清水处理促进木薯出苗，而多效唑、烯效唑和乙烯利处理抑制出苗。植后7 d，矮壮素和缩节胺处理较快出苗，植后7～13 d，各处理均较快出苗，植后22 d后，各处理的出苗率(成活率)基本稳定。植后13 d，清水、缩节胺和矮壮素处理出苗率分别达到88.9%、86.1%和79.2%；植后22 d，矮壮素、吲哚丁酸和不浸种处理出苗率也达到84.7%～88.9%。

2.2 对木薯苗株高、茎径的影响

植后40～80 d，植物生长调节剂浸种对木薯苗株高和茎径的影响见图2。从图2-a看出，除植后40 d清水处理的株高比不浸种略高外，矮壮素、缩节胺和清水浸种处理的株高均比不浸种显著提高24.3%～48.3%，其中，矮壮素和缩节胺处理的株高又比清水处理提高3.5%～11.1%，植后60 d时，矮壮素浸种处理与不浸种达到显著差异，但多效唑和烯效唑处理比不浸种显著降低木薯株高45.2%～77.0%，比清水处理显著降低木薯株高53.9%～79.6%。从图2-b看出，除乙烯利处理缩小茎径外，矮壮素、缩节胺、多效唑和烯效唑处理的茎径比不浸种处理显著增粗23.5%～41.5%，比清水处理增粗4.0%～30.8%，40 d矮壮素浸种处理与清水浸种达到显著差异。总之，矮壮素、缩节胺、清水处理可促进木薯植株长高和增粗茎径，而多效唑和烯效唑会降低株高和增粗茎径。

2.3 对生物量和根冠比的影响

植后40～80 d，植物生长调节剂浸种对木薯根茎叶干重和根冠比的影响见图3。从图3-a看出，植后40～80 d，矮壮素、缩节胺、吲哚丁酸、清水浸种的茎叶干重比不浸种提高15.6%～87.5%，矮壮素浸种达到显著差异，其中，矮壮素和缩节胺处理的茎叶干重比清水处理略高；反之，多效唑和乙烯利浸种的茎叶干重比不浸种降低16.9%～79.5%，且在植后60～80 d达到显著差异；乙烯利、多效唑和烯效唑浸种的茎叶干重比清水浸种降低39.8%～87.8%，且乙烯利、多效唑处理与清水处理达到显著差异。

植后40～80 d，矮壮素、吲哚丁酸、缩节胺和清水浸种的细根干重比不浸种提高36.3%～96.2%，矮壮素、吲哚丁酸浸种达到显著差异；矮壮素、吲哚丁酸处理的细根干重比清水处理提高6.8%～32.9%；反之，乙烯利、多效唑处理的细根干重比不浸种略低，比清水处理降低29.0%～63.1%，达到显著差异(图3-b)。

植后40～80 d，乙烯利、多效唑和烯效唑处理未见膨大块根，矮壮素、缩节胺、清水、吲哚丁酸浸种和不浸种处理长出块根，植后80 d时，前4个处理的块根干重比不浸种提高164.3%～482.9%，处理间达到显著差异；植后40～80 d，矮壮素处理的块根干重比清水处理显著提高14.9%～200.0%(图3-c)。

植后60～80 d，矮壮素、缩节胺和清水处理的木薯根冠比相对不浸种提高16.3%～100.3%，矮壮素浸种达到显著差异，其中，矮壮素处理比清水处理提高9.8%～18.4%，反之，乙烯利、多效唑和烯效唑处理的根冠比相对不浸种降低10.9%～42.3%，比清水降低23.4%～68.4%(图3-d)。

总体看，矮壮素、缩节胺、清水和吲哚丁酸处理有利于提高单株木薯苗的茎叶、细根和块根干重及其根冠比，反之，乙烯利、多效唑和烯效唑处理不同程度降低单株木薯苗的茎叶和细根干重及其根冠比，未见膨大块根。

2.4 对细根形态特征的影响

植后40～80 d，植物生长调节剂浸种对木薯苗细根形态特征的影响见图4。植后40～80 d，矮壮素、吲哚丁酸和缩节胺处理的细根总根长比不浸种提高28.3%～45.8%，比清水处理提高7.1%～37.3%；乙烯利、清水浸种处理的细根总根长比不浸种略高；多效唑和烯效唑处理的细根总根长比不浸种降低10.6%～70.8%，比清水降低19.7%～72.5%(图4-a)。

植后40～80 d，矮壮素、吲哚丁酸和缩节胺处理的细根表面积比不浸种提高27.5%～66.5%，比清水提高13.2%～46.7%；除植后80 d时烯效唑的细根表面积比不浸种处理略高外，多效唑和烯效唑处理的细根表面积比不浸种降低12.8%～66.9%，比清水降低19.3%～67.1%(图4-b)。

植后40～80 d，与不浸种比较，多效唑、烯效唑、矮壮素、缩节胺浸种处理可提高木薯细根直径，在植后40 d时，多效唑和烯效唑处理的细根直径比不浸种分别提高33.7%、21.9%，比清水提高26.3%、15.1%(图4-c)。

植后40～80 d，矮壮素、缩节胺和吲哚丁酸处理的细根总体积比不浸种提高12.4%～65.3%，比清水提高13.3%～48.0%；植后40～80 d，与不浸种比较，多效唑、乙烯利和烯效唑处理可降低木薯细根总体积，在植后40～60 d，多效唑、乙烯利和烯效唑的细根总体积比不浸种降低21.5%～54.9%，比清水降低21.5%～57.6%(图4-d)。

总体看，矮壮素、缩节胺和吲哚丁酸处理可明显提高单株木薯苗细根的总根长、总表面积和总体积，而多效唑和烯效唑处理降低其细根的总根长、总表面积和总体积。

2.5 对叶片光合特性的影响

植后40～80 d，植物生长调节剂浸种对木薯苗叶片光合特性的影响见图5。植后40～80 d多效唑和烯效唑处理的叶片叶绿素含量比不浸种处理显著提高18.8%～44.8%，比清水浸种提高16.4%～35.8%，植后40～60 d处理间达到显著差异；矮壮素和吲哚丁酸处理比清水处理和不浸种略高(图5-a)。植后40 d与不浸种比较，矮壮素、缩节胺、烯效唑和吲哚丁酸处理对木薯苗的净光合速率稍有提高；植后60～80 d，矮壮素、缩节胺和多效唑处理的净光合速率仅略高于不浸种；植后40 d，乙烯利和多效唑的净光合速率比不浸种处理降低9.3%～16.6%，植后60～80 d，多效唑的净光合速率比不浸种略高(图5-b)。

2.6 对叶片可溶性糖含量的影响

植后40～80 d，植物生长调节剂浸种对木薯苗的干叶片可溶性糖含量影响见图6。8个处理的干叶片可溶性糖含量均随着植株生长呈先升后降的趋势，植后60 d不同处理的可溶性糖含量较高且差异较大，但未达显著差异，其原因有待进一步研究。植后40、80 d，乙烯利处理的干叶片可溶性糖含量显著大于多效唑处理。

2.7 对块根淀粉含量的影响

因植后40 d的块根(薯干)过少，难以测定其淀粉含量。植后60～80 d植物生长调节剂浸种对薯干(块根)淀粉含量的影响见图7。5个处理的薯干淀粉含量均随着生长时间延长而提高。植后60 d，不浸种、清水、矮壮素和缩节胺处理的薯干淀粉含量显著高于吲哚丁酸处理。植后80 d，清水、矮壮素、缩节胺和吲哚丁酸处理的薯干淀粉含量比不浸种分别显著提高37.2%、25.2%、42.2%、28.1%。总体看，矮壮素、缩节胺和清水处理均能有效提高薯干淀粉含量。

注：在同一植后天数时，不同小写字母表示各处理在p=0.05水平上的差异显著。下同。

3 结论与讨论

研究表明，电解水浸种可促进苦瓜种子发芽[13]，喷施矮壮素水剂可提高樱桃番茄茎粗和根冠比[14]，喷施矮壮素和缩节胺可增加花生茎粗、有效分枝数及结果数，提高叶绿素含量和光合速率[15]，适宜浓度的矮壮素浸种小麦[16]、喷洒马铃薯叶片[17]可提高其光合速率。本研究中，清水、100 mg/L的矮壮素和缩节胺溶液浸种12 h可提高木薯的出苗率，提高木薯株高、茎径，提高细根的总根长、总表面积及其总体积，提高茎叶、细根、块根的干重及其根冠比，以矮壮素浸种处理为优，说明清水、矮壮素和缩节胺浸种有利于促进木薯苗生长。

研究表明，低浓度的2,4-D浸种可促进西葫芦侧根大量萌发，主根变粗，提高根鲜重；高浓度的2,4-D浸种抑制西葫芦的根长和根鲜重，根变得短缩畸形，且浓度越大畸形越多[18]；多效唑处理有利于干旱胁迫条件下的黑麦草种子萌发、生根，促进作用随着多效唑溶液浓度升高先加强后减弱，特别是对胚芽生长有显著的抑制作用，且抑制作用随着多效唑溶液浓度升高而加强[19]。植物生长调节剂浸种可以提高作物的出苗率与发根数等指标，但浸种的浓度和时间对作物的促进或抑制作用差异较大。本研究中，2,4-D浸种处理的木薯种茎均未出苗，多效唑和烯效唑浸种处理抑制木薯的出苗，表现植株较矮、叶片皱缩、颜色深绿、单株木薯苗的干重和根冠比较低、细根的总根长与总表面积和总体积均较低等不良现象，这可能是本研究中的2,4-D、多效唑和烯效唑的浸种浓度过高及浸种时间过长而引起的，值得进一步研究。

综上分析，由于本研究采用统一的浸种浓度及时间，在木薯出苗及各项生长指标等方面，可能难以发挥其最佳效果，应针对不同的木薯品种、种茎含水量和养分含量、土壤含水量等条件，进一步细化研究，特别是清水、100 mg/L的矮壮素或缩节胺溶液浸种12 h，是否为最合适的浸种浓度和时间，都值得进一步研究并确定其最优浸种技术。