不同植物生长调节剂浸种对谷子萌发及幼苗生长的影响

鞠 乐，牛银亭，陈培育，阴志刚，强学杰，余行简

（南阳市农业科学院，河南南阳 473000）

谷子起源于中国，具有抗旱、耐瘠薄、节水肥、适应性广等特点，是旱作生态农业绿色发展的主栽作物，已成为乡村振兴的重要路径，还可作为抗灾减灾作物，对保障国家粮食安全具有重要意义。因其营养丰富，具有食品保健作用，已成为兴起的杂粮作物［1，2］。谷子是密植作物，植株较高，若在抽穗灌浆期遇到高温多雨天气，会造成谷子植株倒伏，易引起植株早衰，从而致使产量降低［2］，因此，培育壮苗、降低株高是有效提高谷子抗倒伏能力的重要措施，也是旱地谷子生产上急需解决的问题［3］。

作物的抗倒伏能力与株高显著相关，株高越低，植株抗倒伏能力越强，化学调控技术已成为降低植株高度、培育壮苗的重要手段。多效唑、烯效唑等植物生长调节剂具有高效、低残留、低毒等特点，已被广泛应用于多种农作物的壮苗培育［4］，具有提高叶绿素含量、降低丙二醛（MDA）含量、提高超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性、缓解膜脂过氧化程度等作用，可提高植物抗逆能力［5］。刘思辰等［6］研究表明，多效唑浸种处理可显著降低谷子幼苗植株高度，30 mg/L 多效唑浸种处理的谷子幼苗生长和生理特性效果最佳；廖尔华等［7］研究表明，烯效唑浸种可以使幼苗矮壮，促进根系发育。

不同作物对不同植物生长调节剂敏感性有差异，关于单一种类植物生长调节剂研究较多，关于不同种类植物生长调节剂浸种处理效果差异方面的研究相对较少。而谷子浸种处理可在室内进行并具有操作简单、周期短、可重复性强等特点，可以作为谷子种质资源对植物生长调节剂敏感性鉴定的简便方法。本研究以宛谷2 号为供试材料，采用不同种类、不同浓度植物生长调节剂溶液进行浸种处理，筛选出适宜的对植物生长调节剂敏感性鉴定浸种处理条件，并筛选出鉴定指标，以期为室内进行谷子种质资源对植物生长调节剂敏感性鉴定提供理论依据，并为生产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为宛谷2 号。供试药剂，15%多效唑可湿性粉剂（四川润尔科技有限公司）；250 g/L 助壮素溶液（海南田龙生物工程有限公司）；5%烯效唑可湿性粉剂（江苏景宏生物科技有限公司）。

1.2 试验设计

本研究设计为2 因素完全随机试验，A 因素（A1-多效唑、A2-助壮素、A3-烯效唑）、B 因素（B1-0 mg/L、B2-10 mg/L、B3-20 mg/L、B4-30 mg/L、B5-40 mg/L、B6-50 mg/L 生长调节剂溶液），设3 次重复。种子用0.4%高锰酸钾溶液消毒1 h，后用去离子水冲洗干净，称重后放入培养皿中，种子∶生长调节剂溶液（m∶V）=1.0∶1.5，浸种12 h。

浸种结束后用蒸馏水清洗干净，选取健壮饱满的种子进行发芽试验，发芽试验参照GB/T 3543.4—1995［8］。在经75%乙醇消毒过的发芽盒内铺上3 层直径12 cm 的滤纸，加入10 mL 去离子水，排气泡，选取子粒饱满、大小均匀的种子100 粒，均匀摆放在滤纸上，每个处理重复3 次，将发芽盒置于25 ℃人工气候培养箱进行暗发芽，72 h 后进行光照培养，每天光照16 h，湿度为60%，10 d 后终止发芽试验。

1.3 测量指标

参照谷子发芽标准［8］，于第四天测种子发芽势。并于第十天，分别从每个发芽盒内随机选取10 株幼苗，测量其芽长、芽鞘长、根长（精确到0.1 cm）并计根数，后将材料放入烘箱中，105 ℃杀青30 min 后，80 ℃烘干至恒重，用万分之一天平测其芽干重、根干重、幼苗干重，并计算其根冠比与物质转运速率。

根冠比=根干重／芽干重

物质转运速率=（根干重+芽干重）/幼苗干重×100%

1.4 统计分析

采用DPSv 7.05 软件对数据进行方差分析、多重比较及相关性分析，Micrceoft Excel 2010 制作表格。采用隶属函数法［9］和标准差系数赋予权重法综合评价［10］。

相对系数=（处理值/对照值）×100%

2 结果与分析

2.1 蒸馏水浸种对谷子种子萌发及幼苗生长的影响

蒸馏水浸种对谷子种子萌发及幼苗生长的影响见表1。由表1 可知，与未浸种相比，浸种处理后，促进了根系发育，种子发芽势降低约16 个百分点。

表1 浸种对谷子种子萌发及幼苗生长的影响

2.2 不同植物生长调节剂浸种对谷子种子萌发各形态指标的影响

方差分析结果表明，生长调节剂、浓度及生长调节剂与浓度互作对谷子发芽势、根数、根长、芽长、芽鞘长、根干重、芽干重及物质转运速率等指标均有显著或极显著影响（表2）。

表2 方差分析

2.3 不同植物生长调节剂浸种处理下谷子主要形态生长指标的差异

浸种处理对谷子种子萌发各形态指标的影响见表3。由表3 可知，不同植物生长调节剂浸种处理对谷子种子萌发期各形态指标的影响不同。在同一植物生长调节剂浸种处理条件下，随着浸种溶液浓度的增加，根数、根冠比变化差异不显著，而芽长、芽干重、物质转运速率总体呈下降趋势，处理间差异显著。在烯效唑处理下，随着浓度增加，种子发芽势显著下降，而在多效唑、助壮素处理下，发芽势变化不显著。在助壮素处理下，各浓度处理根长变化不明显，根干重总体呈下降趋势，这表明助壮素对根系发育有促进作用；在多效唑、助壮素处理下，根长、根干重总体呈显著下降趋势。在50 mg/L 浓度处理下，与对照相比，发芽势变化率为助壮素（+5.6%）＞多效唑（-2.8%）＞烯效唑（-43.7%）；根长变化率为助壮素（+1.1%）＞烯效唑（-26.5%）＞多效唑（-28.7%）；芽长变化率为多效唑（-19.2%）＞助壮素（-20.0%）＞烯效唑（-41.6%）；根干重变化率为助壮素（-15.3%）＞多效唑（-16.6%）＞烯效唑（-21.2%）；芽干重变化率为助壮素（-15.7%）＞多效唑（-16.6%）＞烯效唑（-24.2%）；物质转运速率变化率为助壮素（-2.7%）＞多效唑（-11.7%）＞烯效唑（-13.3%），综上所述可以看出，谷子种子对烯效唑比较敏感。

表3 浸种处理对谷子种子萌发各形态指标的影响

2.4 对不同植物生长调节剂敏感性评价

为了消除不同指标间的差异，对各指标相对系数进行数据分析，以标准差系数赋予各指标权重值，不同处理下各指标相对系数及其权重值见表4。

表4 各指标相对系数及其权重值

隶属函数法是比较全面的评价方法，本研究采用隶属函数法进行综合评价，结果见表5。由表5 可知，隶属函数值越小，表明其对植物生长调节剂敏感性越强，40 mg/L 烯效唑浸种处理条件下其隶属函数加权平均值最低，为0.077 1，推测40 mg/L 烯效唑是合适的谷子种子萌发期对植物生长调节剂敏感性的鉴定条件。

表5 各指标加权隶属函数值

各指标相对系数与对植物生长调节剂敏感性进行相关关系分析，结果见表6。由表6 可知，除根数外，其他各指标间均存在显著或极显著的相关关系；各指标（除根数外）与对植物生长调节剂敏感性极显著相关，其相关系数大小为，芽长（0.960 0）＞芽鞘长（0.950 0）＞芽干重（0.910 0）＞物质转运速率（0.900 0）＞发芽势（0.820 0）＞根长（0.800 0）＞根干重（0.740 0）＞根冠比（-0.660 0），芽长、芽鞘长、芽干重、物质转运速率可以作为谷子种质对植物生长调节剂敏感性鉴定指标。

表6 各指标间相关系数矩阵

3 小结与讨论

多效唑、助壮素、烯效唑是高效低毒的植物生长延缓剂，具有降高促壮、防倒伏等作用［7］，在水稻［11］、糜子［12］、豆类［13］、玉米［7，14］、小麦［15］等多种作物上均有应用。用植物生长调节剂进行浸种处理后，具有培育壮苗、增强抗逆能力等作用。谷子浸种处理后，种子发芽势降低，在烯效唑处理下，种子发芽势下降显著，而在多效唑、助壮素处理下，发芽势变化不显著，这与姚雄等［4］研究结果一致，而与汪惠芳［16］、刘丽琴等［13］研究结果不同。

在同一植物生长调节剂浸种处理条件下，随着浸种溶液浓度的增加，根数、芽鞘长、根冠比变化差异不显著。陈卫卫等［17］研究的结果随着烯效唑浓度的增加，地上、地下部分干物质积累增加、根冠比增加不一致，这可能与幼苗生长期不同有关；芽长、芽干重、物质转运速率总体呈下降趋势，处理间差异显著；在助壮素浸种处理下，根长变化不显著，根干重总体呈下降趋势，这表明助壮素对根系发育有促进作用；而在多效唑、助壮素浸种处理下，根长、根干重总体呈显著下降趋势。陈卫卫等［17］研究表明，浸种处理后，谷子幼苗苗高明显受到抑制，与本研究结果一致。

本研究结果表明，宛谷2 号对烯效唑敏感性强，40 mg/L 烯效唑浸种效果明显，与刘思辰等［3，6］、陈卫卫等［17］、张永清等［18］研究结果不一致，可能与谷子种质资源遗传差异有关，其具体原因还有待进一步研究。除根数外，其他指标间均存在显著的相关关系，与对植物生长调节剂敏感性间存在极显著或极显著相关关系，推测芽长、芽鞘长、芽干重、物质转运速率可以作为谷子种质对植物生长调节剂敏感性鉴定指标。

综上所述，宛谷2 号经植物生长调节剂浸种处理后，种子发芽势降低；随着浸种溶液浓度的增加，谷子幼苗生长明显受到抑制；对烯效唑敏感性强，40 mg/L 烯效唑合适作为谷子种子萌发期对植物生长调节剂敏感性的鉴定条件；芽长、芽鞘长、芽干重、物质转运速率可以作为谷子种质对植物生长调节剂敏感性鉴定指标。