水杨酸处理对八月瓜种子萌发及苗木生长生理的影响

陈 姣，徐仕琴，普翠梅，莫丽玲，张永福

(昆明学院 农学与生命科学学院，云南 昆明 650214)

八月瓜(HolboellialatifoliaWall.)为木通科(Lardizabalaceae)八月瓜属常绿木质藤本植物[1]，因其在农历八月成熟而得名．八月瓜的果实为浆果，其味香甜可口，风味独特，营养价值丰富，果肉中含有丰富的糖、维生素C和多种人体不能合成的氨基酸．此外，八月瓜全株亦可入药，近几年在医学上的应用较好，能够治疗多种疾病[2-3]．长期以来，由于八月瓜扦插生根难度大，成活率低，且繁殖效率极低，难以满足市场的需求．因此，其在生产上主要采用种子繁殖．然而，八月瓜作为野生水果，挂果量少且种子易遭受鸟兽危害，难以采集到优质种子[4]．此外，八月瓜种子发芽率低、生长势弱，导致育苗困难，植株瘦弱，生长发育不良，难以形成壮苗，从而影响市场对苗木的需求．大量研究[5-6]表明，水杨酸浸种可促进种子发芽，提高种子出芽率和幼苗存活率．而水杨酸为酚酸类物质，其作为新型植物生长调节剂，可调节植物细胞分裂和伸长，从而促进种子萌发和幼苗生长，这一现象已在多种作物中被发现[7-8]．吕培泽[8]研究表明，1.0 mmol/L水杨酸浸泡白菜型冬油菜种子可以增强幼苗中过氧化物酶活性．然而，到目前为止，尚未见到用水杨酸处理八月瓜种子的相关研究报道．因此，本研究拟采用不同质量浓度(1.0，0.1，0.01 mmol/L)的水杨酸来处理八月瓜种子和幼苗，并通过测定种子发芽指标、幼苗生长指标及相关生理指标，阐明水杨酸对八月瓜种子萌发及苗木生长生理的影响，旨在探索一种提高八月瓜种子萌发率和成苗率的方法，从而满足市场对八月瓜苗日益增长的需求．

1 材料与方法

1.1 试验材料

2019年9月八月瓜成熟时，从云南省丘北县采摘成熟的野生八月瓜果实，把种子从果实中分离出来，清洗干净后挑选饱满种子进行试验．

1.2 试验设计

试验配置3个质量浓度的水杨酸处理液，即T1、T2和T3，其中：T1为 1.00 mmol/L；T2为 0.10 mmol/L；T3为 0.01 mmol/L；以蒸馏水为对照(CK)．处理方法为挑选饱满的种子分别用3个质量浓度的水杨酸和蒸馏水浸种，5 h 后，用清水冲洗3次，除去表面药液，然后均匀播种于V(草炭)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)=3∶1∶1的基质中，每个处理播种4盆(盆直径 40 cm、高 30 cm)，每盆50粒种子，同时做好养护管理工作，并统计发芽率以及计算发芽势和发芽指数．

种子萌发后，每 7 d 浇1次霍格兰营养液,待幼苗生长到 20 cm 左右时进行移栽，此时正是播种后的第 72 d．从移栽当天开始，分别在上述处理和CK中各选择10株生长健壮、无病虫害的植株，叶面喷施对应质量浓度的水杨酸和蒸馏水(每次药剂喷施用量以叶片均匀湿润为准)，每周喷施1次，并测量1次植株高度，连续喷施10周，在第10周摘取中间成熟叶片检测各项生理指标．试验重复3次．

1.3 各项指标的测定方法

1.3.1 发芽率和发芽势

发芽率和发芽势的公式为：

发芽率=(发芽种子数/待测种子数)×100%；

发芽势=(发芽高峰期内发芽的种子数/总被测种子数)×100%．

发芽指数指种子发芽过程中每日发芽种子数除以发芽种子经历的发芽日数所得到的商的总和，即

发芽指数=∑(Gt/Dt)，

其中，Gt指第t天种子的发芽数量，Dt为相应的发芽时间[9]．

1.3.2 苗期指标测定

株高用钢卷尺测量；过氧化物酶(POD)活性用愈创木酚-过氧化氢显色法测定；超氧化物歧化酶(SOD)活性用氮蓝四唑光氧化法测定；叶绿素含量用酒精提取法测定；蛋白质含量用考马斯亮蓝G-250染色法测定；可溶性糖含量用苯酚-硫酸法测定；淀粉含量用酸解法测定；总氮含量用纳氏比色法测定[10]．

1.4 数据处理

所有数据用SPSS17.0进行邓肯氏新复极差检测(P<0.05)，用Excel 2010软件作图．

2 结果与分析

2.1 水杨酸处理对八月瓜种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响

由表1可知，从播种后的第 30 d 开始，每 7 d 统计1次八月瓜种子的发芽率．每次统计的发芽率均为 0.10 mmol/L 水杨酸处理的最高，1.00 mmol/L 水杨酸处理的发芽率始终显著低于其余处理(P<0.05)；而从第 51 d 至第 72 d，0.10 mmol/L 水杨酸处理后的发芽率均显著高于其他处理(P<0.05)．可见，0.10 mmol/L 水杨酸处理对提高八月瓜种子的发芽率效果较好．

从图1可看出，T2处理的八月瓜种子的发芽势和发芽指数最高，分别达到25.75%和15.23，比CK提高了47.14%、54.78%，且差异有统计学意义(P<0.05)；T1处理则显著降低了八月瓜的发芽势和发芽指数，与对照相比分别降低了28.57%、32.93%；T3处理的八月瓜种子的发芽势和发芽指数分别比CK提高了7.14%、22.56%．可见，0.10 mmol/L 水杨酸处理对提高八月瓜种子发芽势和发芽指数的效果最佳．

2.2 水杨酸处理对八月瓜植株高度的影响

八月瓜幼苗移栽时间为播种后第 72 d．从表2可看出，八月瓜栽培后，T2和T3处理对八月瓜苗木的生长有促进作用，但T2处理的效果优于T3，而T1处理则对八月瓜苗木的生长有抑制作用；到移栽后的第 63 d，T2处理的植株高度分别比T1、T3处理和CK高51.06%、17.12%和25.93%，且差异有统计学意义(P<0.05)；移栽后 63 d，与CK相比，T1处理后八月瓜植株高度下降了16.64%，且差异有统计学意义(P<0.05)．可见，1.00 mmol/L 高质量浓度水杨酸处理会抑制八月瓜植株的生长；0.01 mmol/L 低质量浓度水杨酸处理对八月瓜植株的生长有一定的促进作用，但效果不明显；而 0.10 mmol/L 适中质量浓度水杨酸处理对促进八月瓜植株生长的效果最佳．

表1 水杨酸处理后八月瓜种子的发芽率 %

图1 水杨酸处理后八月瓜种子的发芽势和发芽指数

表2 水杨酸处理后八月瓜的植株高度 cm

2.3 水杨酸处理对八月瓜苗木叶片中有机营养物质含量的影响

如图2所示，T2处理的可溶性糖含量最高，达 85.51 mg/g，比CK提高了19.03%，且差异有统计学意义(P<0.05)；T3处理的可溶性糖含量最低，与CK相比降低了29.68%，差异有统计学意义(P<0.05)．T1处理的淀粉含量最高，达 0.41 mg/g，比CK提高了46.43%；T2、T3处理的淀粉含量均比CK低，且差异均有统计学意义(P<0.05)．T1、T2和T3处理的蛋白质含量分别比CK增加了751.52%、745.45%、893.94%，且差异有统计学意义(P<0.05)．水杨酸处理后，总氮含量的变化趋势与蛋白质相似，T1、T2和T3处理的总氮含量分别比CK增加了23.52%、25.15%、48.43%，且与CK之间差异均有统计学意义(P<0.05)．可见，较高质量浓度(1.00 mmol/L 和 0.10 mmol/L)的水杨酸处理对提高八月瓜苗木叶片中碳素营养物质含量的效果较佳，而各质量浓度的水杨酸处理对提高八月瓜苗木叶片中氮素营养均有较好的效果．

图2 水杨酸处理后八月瓜苗木叶片中有机营养物质的含量

2.4 水杨酸处理对八月瓜苗木叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

如图3所示，T1处理的八月瓜苗木叶绿素a含量最高，达 1.51 mg/g，T2处理比CK提高了9.17%，而T3处理则比CK降低了15.02%，三者与CK之间差异无统计学意义(P>0.05)．T1、T2、T3处理均大幅度增加了八月瓜幼苗木叶绿素b含量，三者与CK相比分别提高了273.81%、142.86%、28.57%，且差异均有统计学意义(P<0.05)．T1处理的叶绿素(a+b)含量最高，达 3.08 mg/g，与CK相比显著增加了157.01%(P<0.05)；T2处理比CK高78.7%(P<0.05)；而T3则与CK之间的差异无统计学意义(P>0.05)．T1、T2、T3处理与CK相比均大幅度降低了八月瓜苗木叶片类胡萝卜素含量，降幅分别为85.91%、85.45%和90.14%，且差异均有统计学意义(P<0.05)．可见，水杨酸处理可有效提高八月瓜苗木叶绿素含量，但却大幅度降低了其类胡萝卜素含量．

2.5 水杨酸处理对八月瓜苗木叶片SOD和POD活性的影响

由图4可见，T3处理与CK相比降低了八月瓜苗木叶片的SOD活性，降幅为44.36%，且与CK差异有统计学意义(P<0.05)；而T1和T2处理的SOD活性与CK之间差异无统计学意义(P>0.05)．水杨酸处理后，T1、T2和T3处理的POD活性大幅度上升，分别比CK提高了179.49%、144.59%和183.33%，且与CK差异均有统计学意义(P<0.05)．可见，水杨酸处理对提高八月瓜苗木POD活性效果显著．因此，可通过提高POD活性来加速苗木枝梢和嫩叶的成熟老化，从而增强其抗逆性．

3 讨论与结论

3.1 讨论

种子质量可用发芽率、发芽势和发芽指数等指标来衡量．种子发芽率越高，其出苗率也越高；种子发芽势越高，其发芽速度越快；发芽指数反映种子发芽的一致性，其数值越高，种苗的一致性越好[11]．有研究表明，用水杨酸浸泡水飞蓟[12]、百日草[13]、三角滨藜[14]、花椰菜[15]等种子对提高其发芽率、发芽势、发芽指数均有较好的效果．结合本研究来看：适宜质量浓度(0.10 mmol/L)的水杨酸处理确实能够有效促进八月瓜种子的萌发，提高其发芽率、发芽势及发芽指数，种子能够在较短的时间内达到萌发高峰，且整齐、一致性较好；但水杨酸质量浓度过高(1.00 mmol/L)则会抑制八月瓜种子的萌发，且大幅度降低其发芽势和发芽指数，导致种子萌发速度减慢，一致性较弱．此外，田力[16]报道，0.1 mmol/L 水杨酸处理能够促进大果油麻藤的生长，使其生物量、地径、叶面积显著增大．该结论与本研究结果相似，即 0.10 mmol/L 水杨酸处理对八月瓜苗木生长有显著促进作用，但 1.00 mmol/L 水杨酸处理则会抑制八月瓜苗木的生长．

图3 水杨酸处理后八月瓜幼苗木叶绿素含量和类胡萝卜素含量

图4 水杨酸处理后八月瓜苗木叶片的SOD和POD活性

八月瓜与其他植物一样，其树体干质量的90%～95%来自光合作用产生的碳素营养[17]．可溶性糖和淀粉是通过植物的光合作用而产生的碳素营养物质，是植物体内其他大分子化合物(例如蛋白质和脂肪)的物质基础，它们在植物的碳代谢中起着重要作用，因此，其含量直接影响树体的生长和营养状态．本研究发现，较高质量浓度(1.00 mmol/L 和 0.10 mmol/L)的水杨酸处理能够有效提高八月瓜苗木叶片中碳素营养物质含量．此外，植物体内控制着生长发育和生理代谢的酶类均属于蛋白质，植物体内较丰富的蛋白质含量有利于其各项生理代谢活动有条不紊地进行．而氮素是植物营养三要素之一，是蛋白质、核酸、叶绿素等物质的重要组成元素．八月瓜苗木叶片中氮元素含量高，则蛋白质和叶绿素含量亦高，则有利于苗木的快速生长．从本研究结果来看，各质量浓度的水杨酸处理对提高八月瓜苗木叶片中蛋白质、氮素及叶绿素的含量均有一定效果，但水杨酸处理却大幅度降低了类胡萝卜素的含量．

SOD和POD广泛存在于动物、植物、微生物中，在正常条件下，SOD和POD是抗氧化酶系统的重要组成部分[18]．SOD在植物抗氧化系统中具有重要作用，并在植物的抗逆性锻炼中起保护作用．POD把植物体内的H2O2分解成没有毒害作用的H2O[19]．本研究中，1.00 mmol/L 和 0.10 mmol/L 的水杨酸处理对八月瓜苗木叶片SOD活性的影响均不大，但 0.01 mmol/L 水杨酸处理却降低了其SOD活性．此外，不同质量浓度的水杨酸处理对提高八月瓜苗木POD活性效果均显著，水杨酸通过提高八月瓜苗木叶片中POD活性来加速苗木枝梢和嫩叶的成熟老化，从而增强其抗逆性．

3.2 结论

综上所述：1)0.10 mmol/L 水杨酸浸泡八月瓜种子可有效促进其萌发，提高其发芽率、发芽势及发芽指数，但 1.00 mmol/L 水杨酸则会抑制八月瓜种子的萌发，且大幅度降低其发芽势和发芽指数；2)0.10 mmol/L 水杨酸喷施八月瓜苗木对其生长有显著的促进作用，但 1.00 mmol/L 水杨酸处理则抑制其生长；3)1.00 mmol/L 和 0.10 mmol/L 的水杨酸处理能够有效提高八月瓜苗木叶片中的可溶性糖含量；4)3个质量浓度的水杨酸处理对提高八月瓜苗木叶片中蛋白质、氮素及叶绿素含量均有一定效果，但却大幅度降低了类胡萝卜素含量；5)3个质量浓度的水杨酸处理均显著提高八月瓜苗木叶片POD活性．因此，在生产上使用质量浓度为 0.10 mmol/L 水杨酸来浸泡八月瓜种子和喷施苗木的效果较好．