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3种植物生长调节剂对烟草种子萌发和早期幼苗生长的影响

2016-04-11黎晓茜龙友华尹显慧黄化刚

贵州农业科学 2016年10期
关键词:芸苔调节剂发芽率

黎晓茜,龙友华*,尹显慧,陈 雪,黄化刚

(1.贵州大学作物保护研究所,贵州贵阳550025;2.贵州省烟草公司毕节市公司,贵州毕节551700)

3种植物生长调节剂对烟草种子萌发和早期幼苗生长的影响

黎晓茜1,龙友华1*,尹显慧1,陈 雪2,黄化刚2

(1.贵州大学作物保护研究所,贵州贵阳550025;2.贵州省烟草公司毕节市公司,贵州毕节551700)

为促进植物生长调节剂在烟草培栽中应用,采用单因素试验研究绿施达、3.8%苄氨·赤霉酸EC和0.136%赤吲·乙·芸苔WP等3种植物生长调节剂浸种对烟草种子萌发和早期幼苗生长的影响。结果表明:3种药剂对烟草种子萌发和幼苗生长影响不同。其中,5 600mg/L绿施达处理种子的发芽率、发芽势和发芽指数最高,分别达92.67%、69.33%和11.66;而3.8%苄氨·赤霉酸EC处理对烟草种子具有明显抑制作用,浓度为80mg/L时,种子发芽率、发芽势和发芽指数分别为67.67%、47.33%和8.53。1 400mg/L绿施达、160mg/L苄氨·赤霉酸及0.2mg/L赤吲·乙·芸苔处理能有效地增长幼苗的根长和提高幼苗的鲜重,分别达0.777 0cm和0.003 8g,0.98 00cm和0.003 5g,0.980 0cm和0.004 4g;有利于提高幼苗的抗倒伏能力。

植物生长调节剂;烟草;种子萌发;幼苗生长

植物生长调节剂是一类由人工合成且具有植物激素活性的调节植物生长与发育的有机物质,也称为植物外源激素[1-3],主要有生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯和水杨酸等。国内外大量文献报道,使用外源激素可以提高种子发芽率,调节植物生长发育,目前已在蔬菜、果树和作物上得到广泛应用[4-5]。刘伟等[6]研究发现,0.1mg/L芸苔素内酯可促进花生幼苗生长。胡春红等[7]报道,芸苔素内酯可促进玉米幼苗生长,具有促进生根、生长及增强作物抗逆性等多种功能;赤霉酸能迅速打破种子、块茎和鳞茎等器官的休眠,促进发芽。蓝福生[8]报道,0.025%赤霉酸对海甘蓝种子具有明显的促进作用。史晓梅等[9]研究表明,100~200mg/L的脱落酸(ABA)喷布葡萄果实,对催熟巨峰系列葡萄和促进果粒上色效果十分明显。罗平[10]报道,在茄子8叶期、辣椒11叶期及番茄6叶期喷施150mg/L多效唑能有效抑制秧苗徒长,促进生殖生长。

烟草(Nicotiana tabacum)是我国重要的经济作物[11],其种子萌发和幼苗生长是烤烟优质高产栽培的基础,除自身种子活力外,外界刺激也是影响种子早期萌发的重要条件之一[12]。0.50mmol/L多胺(PA)、(2.8×10-4~4.2×10-4mol/L)茉莉酸、0.01~0.05mg/kg表油菜素内酯及300mg/L青霉素等植物外源激素处理可有效促进烟草种子萌发和生长发育,增强抗逆性,达到培育健壮烟苗的目的[1316],但使用植物生长调剂进行烟草种子浸种处理的报道较少。鉴于此,笔者采用单因素试验研究不同浓度绿施达、3.8%苄氨·赤霉酸EC和0.136%赤吲·乙·芸苔WP浸种对烟草种子萌发和早期幼苗生长的影响,旨在为植物生长调节剂在烟草培栽上的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1)烟草。毕纳1号种子由贵州省烤烟良种繁育基地提供。

2)供试药剂。3.8%苄氨·赤霉酸EC,江苏丰源生物工程有限公司生产;绿施达,青岛瀚星生物科技有限公司生产;0.136%赤吲·乙·芸苔WP,德国阿格福莱农林环境生物技术股份有限公司。

3)其他。90mm的培养皿,其中放置约1cm厚的高温蛭石,其上再垫1张滤纸作发芽床。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计试验于2014年5—7月在贵州大学农学院农药和农安实验室进行。采用单因素试验设计,即每1种药剂设6个处理,其中,T0为清水对照(CK),T1~T5为不同处理浓度(表1)。选取大小均匀一致的烟草种子,分别按上述处理浓度浸种2h。然后将浸泡的种子均匀整齐地放入直径90mm的培养皿中,每个处理30粒种子,3次重复,共90粒。在25℃,光照16h/8d,光强2 000lx条件的恒温培养箱内萌发。从置床之日起每天定时起盖通气2次,10min/次,加入清水,以保证发芽床湿润。

表1 供试药剂及处理浓度Table1 Three tested plant growth regulators anDTreatment concentration

1.2.2 测定指标萌发指标以吐白为准,萌发时间从播种日算起。种子萌发后逐日记录发芽数,记录12d,测定并计算种子萌发指标。1)发芽率,从放入种子起至第12天终止,统计正常发芽种子粒数占供试种子总数的百分率。2)发芽势不仅可以测定种子的发芽速度,还是监测种子质量的重要标准之一[17]。从放入种子起至第5天,统计发芽种子粒数占供试种子总数的百分率。3)发芽指数是测定种子发芽全过程快慢程度的指标[18],统计逐日发芽数。4)芽长,随机取10个正常生长的幼苗,用直尺分别测幼苗长度(cm),取平均值。5)主根长,随机取20个正常生长的幼苗,用直尺分别测幼苗的主根长(cm),取平均值。

发芽率=(发芽种子数/种子总数)×100%

发芽势=(播种后5d发芽数/种子总数)× 100%

发芽指数=∑(逐日发芽数/发芽试验天数)

1.3 数据统计

利用SPSS 16.0软件对试验数据进行单因素方差分析(ANOVA)和LSD检验。

2 结果与分析

2.1 不同植物生长调节剂处理烟草种子的发芽动态2.1.1发芽数从图示可见,从种子着床开始,3种植物生长调节剂各处理前4d种子均无吐白发芽的迹象;第5天开始,随着发芽时间的延长,各处理种子发芽数均逐渐增加,在12d内完成发芽过程,但不同浓度处理种子发芽数达最高峰时所需时间有微小差异。其中,清水对照(CK)与10mg/L苄氨·赤霉酸处理第8天时种子的发芽数即达最高峰,发芽数分别为47粒和24粒,苄氨·赤霉酸其他处理均在第10天达发芽高峰;绿施达不同浓度处理烟草种子的发芽数达发芽高峰所需时间均无差异,均在第10天时达发芽高峰;赤吲·乙·芸苔不同浓度处理烟草种子的发芽数达发芽高峰所需时间存在差异,0.2mg/L和0.1mg/L处理在第9天达发芽高峰,其他处理均在第10天达发芽高峰。

图示不同植物生长调节剂处理烟草种子的发芽数Fig. Germination number of tobacco seeds treated with different plant growth regulators

2.1.2 发芽率从表2可见:1)苄氨·赤霉酸。随着处理浓度降低发芽率呈先升高后降低再升高趋势。其中,80mg/L处理种子发芽率最高,达67.67%,但与CK差异不显著;40mg/L处理种子发芽率最低,为39.33%,与CK差异极显著。2)绿施达。随着处理浓度升高,发芽率呈先升高后降低再升高趋势。其中,5 600mg/L处理种子发芽率最高,达92.67%,比清水对照(CK)高15.00%,差异达极显著水平;1 400mg/L处理种子发芽率最低,仅为71.00%,明显低于CK,说明,该浓度对烟草种子发芽有抑制作用。3)赤吲·乙·芸苔。随着处理浓度升高,发芽率呈先升高后降低再升高趋势。其中,0.025mg/L处理种子发芽率最高,达83.33%,较CK高5.00%,无显著差异,其余处理种子发芽率均较CK低。

2.1.3 发芽势从表2可见:1)苄氨·赤霉酸。随着处理浓度升高,发芽势呈递增趋势。其中,160mg/L处理种子发芽势最高,达52.33%,低于CK8.67%,差异不显著;40mg/L处理种子发芽势最低,为31.00%。2)绿施达。随着处理浓度升高,发芽势呈先升高后降低再升高趋势。其中,5 600mg/L处理种子发芽势最高,达69.33%,较CK高8.33%,无显著差异;其次为700mg/L和350mg/L处理,发芽势均为67.67%;1 400mg/L处理种子发芽势最低,为54.33%。3)赤吲·乙·芸苔。随着处理浓度升高,发芽势呈先升高后降低再升高趋势。其中,0.025mg/L处理种子发芽势最高,达66.00%,较CK高5.00%,差异不显著,其余处理种子发芽势均低于CK。

2.1.4 发芽指数从表2可见,随着处理浓度升高,3种植物生长调节剂对种子发芽指数影响各异,苄氨·赤霉酸处理种子的发芽指数呈先降低后升高趋势,而绿施达和赤吲·乙·芸苔处理种子的发芽指数均呈先升高后降低再升高趋势。1)苄氨·赤霉酸。所有处理发芽指数均低于CK,除80mg/L和160mg/L处理外,其余差异达显著水平。其中,80mg/L处理发芽指数最高,达8.53,说明苄氨·赤霉酸对烟草种子萌发有抑制作用。2)绿施达。5 600mg/L处理种子发芽指数最高,为11.66,与CK差异显著;1 400mg/L处理种子发芽指数最低,为8.99,差异不显著;其余处理的发芽指数均高于CK。3)赤吲·乙·芸苔。0.025mg/L处理种子发芽指数最高,达10.91,较CK高且差异不显著;其余处理发芽指数均低于CK,差异显著。

表2 不同植物生长调节剂处理烟草种子的发芽率、发芽势和发芽指数Table2 Germination rate,vigor and index of tobacco seeds treated with different plant growth regulators

2.2 不同植物生长调节剂处理烟草早期幼苗的农艺性状

从表3可见:1)苄氨赤霉酸。各处理幼苗的芽长较清水对照(CK)无显著差异;40mg/L处理幼苗的主根长与CK差异不显著,其余处理与CK差异达极显著;各处理幼苗的鲜重与CK差异不显著。2)绿施达。各处理幼苗的芽长同CK相比,无显著差异;根长,各处理与CK相比存在极显著差异;鲜重,1 400mg/L处理与CK相比存在极显著差异,其余差异不显著。3)赤吲·乙·芸苔。各处理幼苗的芽长与CK间差异不显著;各处理幼苗的根长与CK间存在显著差异;0.2mg/L处理幼苗的鲜重与CK间差异极显著,其余浓度处理差异不显著。

表3 不同植物生长调节剂处理烟草早期幼苗的农艺性状Table3 Agronomic characters of seedlings germinated from tobacco seeds treated with different plant growth regulators

3 结论与讨论

研究结果表明,5 600mg/L绿施达能够提高烟草种子的发芽率,80mg/L苄氨·赤霉酸可阻碍种子打破休眠的速度;1 400mg/L绿施达、160mg/L苄氨·赤霉酸和0.2mg/L赤吲·乙·芸苔能有效地增长烟草幼苗的根长及提高幼苗的鲜重,有利于提高幼苗的抗倒伏能力及达到壮苗的目的。

植物在长期进化过程中能形成比较完善的自身防御和适应机制,但在过度的品种选育和保护栽培条件下,这些机制有时被钝化或休眠[19],因此,种子引发成为种子萌发的前提条件。种子引发可打破种子休眠,加速种子的萌发效率,提高出苗的整齐度和一致性[20]。种子萌发是整个生育期中生理代谢最旺盛的阶段,此过程受体内激素的调节与控制,利用适宜浓度的植物生长调节剂对种子进行处理时,能调节萌发过程中内源激素的含量水平,从而调节种子萌发的生理代谢,提高种子活力及幼苗发芽率,促进壮苗[2122]。但也有研究表明,适宜浓度的植物生长调节剂虽然能提高烟草种子的出苗率,但对幼苗生长存在一定的抑制作用。刘一灵等[23]研究发现,利用外源GA与6-BA协同引发有利于打破种子休眠,提高萌发的整齐度和一致性,但对幼苗生长发育具有双重效应,其中,高浓度6-BA和GA对胚根生长有抑制效应,而对下胚轴生长有促进效应。该试验结果表明,经苄氨·赤霉酸处理的种子其发芽动态及幼苗生长存在差异。高浓度与低浓度提高烟草种子发率芽,但与CK相比,苄氨·赤霉酸各处理对烟草种子发芽有抑制作用,不利于种子的萌发;而在幼苗的生长发育过程中,高浓度(160mg/L)对幼苗的株高、根长及鲜重都有促进作用。与刘一灵等[23]利用植物生长调节剂处理烟草种子的结果相反。彭茂林等[24]报道,经植物生长调节剂处理的种子其发芽动态存在差异,一定浓度的植物外源激素GA和6-BA可打破种子休眠,加快种子发芽速度,而某些浓度可阻碍种子打破休眠的速度;不同浓度NAA对烟草种子发芽率作用不同。该试验结果表明,绿施达处理烟草种子,除1 400mg/L处理种子的发芽率低于CK外,其他浓度处理发芽率皆高于CK,均可以打破种子休眠;赤吲·乙·芸苔只有0.025 mg/L浓度处理种子发芽率高于CK,其余浓度处理种子发芽率受到抑制;不同浓度的绿施达与赤吲·乙·芸苔对烟草种子浸种发芽率皆不同。该结果与彭茂林等[24]的研究结果一致。有研究发现,GA最佳浸种浓度为50mg/L,可显著提高云烟203和MS云烟85的根长、苗高及干鲜重[25]。该研究发现,160mg/L绿施达处理烟草种子,其幼苗根长、株高和鲜重与CK间差异显著;0.2mg/L赤吲·乙·芸苔处理可显著提高烟草幼苗的根长、苗高及鲜重。该试验结果与马文广等[25]利用GA对烟草种子浸种所得结果一致。可为田间播种的前期处理提供参考,而3种药剂对烟草植株后期生长的影响还需要进一步研究。

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(责任编辑:王 海)

Effects of Three Different Plant Growth Regulators on Seed Germination and Seedling Growth of Tobacco

LI Xiaoqian1,LONG Youhua1*,YIN Xianhui1,CHEN Xue2,HUANG Huagang2
(1.Institute of Crop Protection,Guizhou University,Guiyang,Guizhou550025;2.Bijie Tobacco Branch Company,Guizhou Tobacco Company,Bijie,Guizhou551700,China)

The effects of three different plant growth regulators(Lushida,3.8%Benzyl ammonia gebberellic acid EC and Chiyinyiyuntai WP)on seed germination and seedling growth of tobacco by soaking seeDTreatment and single-factor experiment to improve application of plant growth regulators in tobacco cultivation.Results:Three plant growth regulators have different effects on seed germination and seedling growth of tobacco.The germination rate,vigor and index of tobacco seeds soaked with 5 600mg/L Lushida are 92.67%,69.33%and 11.66.3.8%Benzyl ammonia gebberellic acid EC has the obvious inhibition effect on germination characters of tobacco seeds anDThe germination rate,vigor and index of tobacco seeds soaked with 3.8%Benzyl ammonia gebberellic acid EC with 80mg/L concentration are 67.67%,47.33%and 8.53.The root length and fresh weight of seedlings germinated from tobacco seeds treated with 1 400mg/L Lushida,1 600mg/L Benzyl ammonia gebberellic acid and 0.2mg/L Chiyinyiyuntai reach 0.777 0cm and 0.003 8g,0.989 9cm and 0.003 5g,0.980 0cm and 0.003 5g,0.980 0cm and 0.004 4g respectively,which can improve the lodging resistance capability of tobacco seedlings and promote growth of strong seedlings.

plant growth regulator;tobacco;seed germination;seedling growth

S482.8+91

A

1001-3601(2016)10-0415-0022-05

2016-01-12;2016-09-26修回

中国烟草总公司贵州省公司科技项目“毕纳1号气候斑和马铃薯Y病毒病流行机理及防控技术研究”(201311);贵州省烟草公司毕节市公司科技项目“毕纳1号气候斑和马铃薯Y病毒病流行机理及防控技术研究”(BJYC-201304);贵州大学大学生“SRT计划”项目“生物制剂对烟草种子萌发及早期幼苗生长的影响”[贵大SRT字(2014)088]

黎晓茜(1995-),女,在读硕士,研究方向:猕猴桃栽培、农产品质量安全。E-mail:977646535@qq.com

*通讯作者:龙友华(1970-),男,副教授,博士,从事猕猴桃栽培、农产品质量安全及农药应用技术研究。E-mail:1415981967@qq.com

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