三种外源激素处理对金佛山方竹种子发芽的影响

骆思霜，李莲芳，谭帮敏，罗 曦,3，张凤艳，黄高霞，易正希

（1.西南林业大学，云南昆明 650224；2.水富市林业和草原局，云南水富 657800；3.水富市国有林场，云南水富 657800）

金佛山方竹（Chimonobambusa utilis）属禾本科（Gramineae）竹亚科（Bambusoideae）寒竹属（Chimonobambusa）植物，为复轴混生型小径竹[1]，是西南地区特有的竹种，主要分布在云南省、贵州省、四川省，在海拔1 200～2 100 m 处可形成纯林[2-3]。金佛山方竹笋材兼用，有较高的经济和生态价值：其竹笋质地晶莹、笋肉肥厚、味美鲜嫩，有着极高的经济价值，有“竹类之冠”的美誉[4]；竹材可用于造纸、制胶合板等；竹林可防止水土流失[5]。目前，针对金佛山方竹的研究主要集中于形态和生物学特征、繁殖和丰产栽培技术、出笋规律、低效低产林改造、密度调控、病虫害防治等方面，而关于种子发芽和外源激素处理种子的研究较为鲜见[6]。

植物激素可调节种子发芽，具有打破种子休眠、促进种子发芽的作用，人工合成的外源激素处理种子具有与植物激素相同的功能[7-8]。赤霉素（3-Gibberellin，GA3）、吲哚丁酸（Indoly-Butyric Acid，IBA）和萘乙酸（1-Naphthaleneacetic Acid，NAA）等植物外源激素，多应用于浸种，以促进植物种子发芽[9-10]。王丽敏等研究GA3和NAA对盐穗木（Halostachys caspica）种子发芽的影响，发现GA3和NAA 具有促进盐穗木种子发芽的功能[11]。袁莲珍等指出，不同浓度的外源激素与浸种时间的组合对杉木（Cunninghamia lanceolata）种子发芽率和发芽势的影响差异极显著（P＜0.01）[12]。袁畅等采用3种激素浓度分别处理层积与未层积贮藏催芽的马甲子（Paliurus ramosissimus）种子，发现激素处理可显著促进以上两种贮藏方式的种子发芽[13]。综上所述，适宜的外源激素种类及其浓度组合可有效促进植物种子发芽。

因金佛山方竹种子发芽的相关文献较少，在苗木培育的生产实践中，缺乏采种量计算的依据，容易导致采种的盲目性，因此有必要开展种子发芽的试验研究。本试验采用L16(45)正交设计分析IBA、GA3、NAA混合溶液及其浸种时间对金佛山种子发芽性状指标的影响，丰富金佛山方竹种子发芽的资料，为苗木培育采种量和进一步的试验研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于云南省昭通市水富市两碗镇新滩村。水富市位于四川盆地与云贵高原、金沙江与长江的过渡地带，素有“万里长江第一港、七彩云南北大门”的美誉，地理坐标为104°03′～104°25′E、28°22′～28°39′N，海拔267.0～1 986.4 m；属亚热带季风气候，冬暖、春早、夏热，雨量充沛，秋多绵雨，无霜期长，日照少，冬春有寒潮、春夏旱频繁，兼有伏旱、暴雨、冰雹；年均降水量1 170 mm，日照时间约749 h，相对湿度82%左右，无霜期300～340 d；气温变化较大，极端最低温度-5.9 ℃，极端最高温度39 ℃。两碗镇位于水富市东南部，新滩村位于两碗镇北面，平均海拔600 m，年平均气温16.5 ℃，试验地海拔1 090 m。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

金佛山方竹种子于2022年4月25日采自贵州省桐梓县黄莲乡大路井村，种子颗粒饱满，无病虫害，千粒重为195.505 g，随采随播。试验因素包括IBA 浓度（A）、GA3浓度（B）、NAA 浓度（C）和浸种时间（D），每个因素含4 个水平（见表1），采用L16(45)正交试验设计，试验自带对照（处理组合1，清水浸种1 h），共16个处理组合，3次重复（见表2）。

表1 L16(45)因素水平表

1.2.2 播种

种子直接播种于无纺布容器内，每处理播种30个容器，每个容器内播种3 粒，共需无纺布容器1 440个、种子4 320 粒。试验实施前准备苗床，根据无纺布容器袋的高度固定整地深度，尽可能保证无纺布容器袋口与地表面高度一致。根据试验地的大小与无纺布容器袋的规格布置其摆放位置，并分装入基质（苗圃土与森林土质量比为75∶25，混合均匀后分装），容器在苗床上排列整齐。种子先用质量分数为0.25%的KMnO4浸种0.5 h，再用蒸馏水冲洗3 次。消毒后的种子按照试验设计置于配制好的IBA、NAA 及GA3混合溶液中，按照对应时间进行浸种。浸种后在对应的处理组合内，每个无纺布容器袋中播种3 粒种子，然后盖覆基质约1 cm，用质量分数为0.5%的KMnO4溶液代替第一次浇水，浇透至苗床有水分渗出为止，搭建小拱棚并覆盖薄膜和遮阴网。发芽期间适时浇水、除草，在保持苗床湿润的同时确保无杂草。

1.2.3 统计指标与分析

播种后第11 d 种子开始发芽，延续31 d 后发芽结束。从发芽之日起，记录发芽种子数，直至发芽结束，计算种子的发芽率、发芽势和平均发芽时间。相关指标计算公式为

（1）（2）（3）式中，n为观察时间内正常发芽的种子数，N为置床的种子数，N0为日发芽种子数达到最高峰时正常发芽的种子数总和，i 为结束发芽的时间，Gt为第t天正常发芽的种子数，Dt为与Gt相应的发芽的天数[14]。

采用Excel 和SPSS 26.0 对数据进行整理和分析。处理组合和因素水平间差异达到显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01），则采用邓肯氏（Duncan’s）法进行多重比较[15]。

2 结果与分析

2.1 种子发芽率

如图1 所示，各处理组合的种子平均发芽率为45.6%～65.6%（对照组发芽率为50.4%），其中，处理组合11（0.30 g·L-1IBA 和0.20 g·L-1GA3混合溶液浸种2 h）和处理组合12（0.30 g·L-1IBA、0.40 g·L-1GA3、0.05 g·L-1NAA 混合溶液浸种1 h）的发芽率极显著高于其余处理组合（P=2.36×10-9＜0.01）。结果表明，采用处理组合11 和处理组合12 的浸种措施应用于生产实践中，可极显著提高种子发芽率，节省种子用量。

图1 不同因素水平组合的金佛山方竹发芽势和发芽率

如图2 所示，0.15 g·L-1和0.30 g·L-1浓度的IBA 处理组发芽率显著高于对照组（P=0.034＜0.05），随着IBA浓度从0.00 g·L-1增加到0.30 g·L-1，发芽率呈现上升趋势，但继续增加其浓度至0.60 g·L-1时，发芽率略降低，表明IBA 浓度在0.15～0.30 g·L-1有益于金佛山方竹种子发芽，可提高其发芽率；随着GA3浸种溶液浓度的升高，种子发芽率随之提高，各处理水平间差异极显著，在本试验最高浓度的基础上，继续提高浸种浓度可能有助于进一步提高种子发芽率；0.05 g·L-1的NAA 溶液浸种的种子发芽率极显著高于其余3 个水平，表明低浓度的NAA 溶液浸种可提高种子发芽率，相对较高浓度的溶液浸种则抑制种子发芽，揭示金佛山方竹种子发芽对NAA 溶液浸种较为敏感；随着浸种时间的延长，种子发芽率呈现降低趋势，即采用IBA、GA3和NAA 混合溶液浸种，以浸种1～2 h 为宜；延长浸种时间降低发芽率，这可能与其种子易于吸胀的结构特征有关。

图2 金佛山方竹种子发芽率和发芽势随因素水平的变化

如表3 所示，影响金佛山方竹种子发芽率的主导因子是NAA浓度（C），其次是GA3浓度（B）。发芽率的理论优水平组合为A3B4C2D1，即0.30 g·L-1IBA、0.40 g·L-1GA3、0.05 g·L-1NAA 混合溶液浸种1 h，与实际发芽率最高的处理组合11不一致，但与该处理组合发芽率无显著差异的次高处理组合12（62.6%）相一致。这不仅是IBA 与GA3的交互作用极显著地影响发芽率导致的（P=1.10×10-5＜0.01），也说明理论或实际发芽率最高的处理组合均可应用于生产实践中。

表3 影响金佛山方竹种子发芽率和发芽势的主导因子及其理论优水平

2.2 种子发芽势分析

由图1 可知，各处理组合种子的平均发芽势为21.8%～32.7%（对照组为24.0%），其中，处理组合12 的发芽势极显著高于其余处理组合（P=3.27×10-13＜0.01），即采用处理组合12 的浸种措施应用于生产实践，可实现金佛山方竹种子发芽整齐一致。

因素水平间及IBA 和GA3的交互作用均对发芽势产生极显著的影响（P=2.96×10-9～1.00×10-6）。图2显示，各因素不同水平间的发芽势变化趋势与发芽率基本一致；IBA 在0.03 g·L-1时发芽势极显著高于其余水平，即有益于发芽势的IBA 浸种浓度范围（0.03 g·L-1左右）窄于发芽率（0.15～0.06 g·L-1）；随着GA3浸种溶液浓度的提高，种子发芽势逐渐提高，0.4 g·L-1处理组的发芽势极显著高于其余处理；低浓度（低于0.05 g·L-1）NAA 溶液浸种的处理组发芽势极显著高于高浓度组（超过0.15 g·L-1），且0.05 g·L-1处理组的发芽势（52.6%）略高于不浸种处理组（49.8%），即低浓度的NAA 溶液浸种对提高金佛山方竹种子发芽势十分必要；发芽势随浸种时间延长而降低，应控制浸种时间不超过2 h。

表3 数据显示，与发芽率相一致，影响金佛山方竹种子发芽势的主要因子是NAA 浓度（C），其次是GA3浓度（B）；理论优水平组合也是A3B4C2D1。表明试验结果可靠，此措施可以提高金佛山方竹种子发芽率和发芽势。

2.3 种子平均发芽时间

如表4 所示，各处理组合的平均发芽时间为11.1～16.7 d，与发芽势相一致，处理组合12的平均发芽时间极显著短于其余处理组合（P=1.172 2×10-18＜0.01）；处理组合间平均发芽时间呈现多样性的变化，与对照相比较，不同激素浓度溶液与浸种时间的组合，既有缩短发芽时间的（组合4、5、7、11、12、14、15 和16），也有延长发芽时间的（组合2、3、6、8、9、10 和13），即不同浓度IBA、GA3和NAA 混合溶液与浸泡时间的组合，对其发芽时间既有促进效应，也有抑制影响，最优水平组合的选择和应用极为重要。

表4 处理组合的平均发芽时间

如表5 所示，影响种子平均发芽时间的主导因子为NAA浓度（C），其次是GA3浓度（B），理论优水平组合也是A3B4C2D1；因素水平间及IBA 与GA3的交互作用都对平均发芽时间产生极显著的影响（P=2.96×10-9～1.00×10-6＜0.01）；理论优水平组合与发芽势的相同，与实际平均发芽时间最短的处理组合相一致。数据分析表示试验结果可靠，采用最优处理组合开展金佛山方竹浸种，可全面提高种子发芽性状指标。

表5 平均发芽时间随因素水平的变化 单位：d

3 结论与讨论

适宜的激素浸种可提高种子的发芽率[7]。GA3可促进云南松（Pinus yunnanensis）和野牛草（Buchloe dactyloides）种子发芽[16-18]；翟书华等的研究表明，随IBA 和GA3浓度的增加，海菜花（Ottelia acuminat）种子的发芽率不断提高[19]；李杨涛等采用U15(58)均匀设计开展不同浓度IBA 溶液浸种对卡西亚松（Pinus kesiya）种子发芽的影响研究，发现0.15 g·L-1IBA 溶液浸种加速种子发芽并提高种子的发芽率、发芽势和发芽指数[20]；一定质量浓度的GA3、IBA 溶液浸种，可促进催吐萝芙木（Rauvolfia vomitoria）和楸（Catalpa bungei）种子的发芽[21-22]；张孟楠等分别设置不同溶液浓度的IBA、NAA、GA3，研究其在PEG6000胁迫下对金佛山方竹种子发芽特性的影响，发现多数浓度的激素浸种后有效提高了金佛山方竹种子发芽性状指标[23]；缪存忠等分别用不同质量浓度的GA3、NAA 溶液处理油松（Pinus tabuliformis）种子，发现适宜浓度的GA3可提高油松种子的发芽率和发芽势，使种子发芽时间提前，但NAA 或者过高浓度的GA3则抑制种子发芽[24]；肖杰等指出，10 mg·L-1的IBA 或20～100 mg·L-1的GA3可显著提高紫薇（Lagerstroemia indica）种子发芽性状指标（P＜0.05）[25]；王丽敏等的研究揭示，不同浓度的GA3和NAA 对盐穗木种子萌发均有促进作用，但呈现低浓度促进、高浓度抑制的趋势[11]。

采用L16(45)正交法开展GA3、IBA、NAA 混合溶液及其浸种时间对金佛山方竹种子发芽性状影响的试验。结果表明，16个处理组合的平均发芽率、发芽势和平均发芽时间分别为45.6%～65.6%、21.8%～32.7%和11.1～16.7 d；NAA 浓度是影响种子发芽性状的主导因子，因素水平及IBA 与GA3的交互作用显著或极显著影响种子发芽性状；IBA、GA3和NAA 分别为0.30 g·L-1、0.40 g·L-1和0.05 g·L-1的混合溶液浸种1 h可极显著提高种子发芽率和发芽势，缩短种子发芽时间，实现种子整齐发芽，是金佛山方竹种子场圃发芽较优的浸种措施，可用于生产实践中壮苗培育的种子处理。

本文分析了外源激素（IBA、GA3、NAA）浓度及其浸种时间对金佛山方竹种子发芽性状的影响，得出适当浓度和浸种时间有利于种子发芽的结论与已有文献类似；但本文采用混合溶液浸种，由于研究条件或物种不同，最佳条件范围与已有文献不完全相同。综合文献和本研究的结果，建议生产实践中，采用激素浸种前，首先开展相应的试验研究，同时尽可能开展多种激素的多因素试验，以期利用各因素的交互作用，实现低成本高效益的目标，更好地服务于生产实践。

基于激素浸种对金佛山方竹种子平均发芽时间具有积极和消极双重影响，建议在生产实践中应用前开展小范围试验，采用具有加快发芽效果的处理组合浸种。有关金佛山方竹种子发芽的研究较少，建议多角度开展促进种子发芽的研究，支撑提高种子发芽性状指标的生产实践应用。