烯效唑浸種對谷子種子萌發及幼苗生長的影響

鞠 樂，陳培育，牛銀亭，陰志剛，強學杰，余行簡，郭騰飛

（南陽市農業科學院，河南南陽 473000）

谷子起源于我國，具有抗旱、耐瘠薄、節水、節肥、適應性廣等特點[1-2]，是旱作生態農業綠色發展的主栽作物，還可作為抗災減災作物，對保障國家糧食安全具有重要意義。谷子種植現已成為鄉村振興的一條重要路徑。谷子因營養豐富，具有保健作用，越來越引起人們的重視，是近年來興起的雜糧熱的主要作物之一[3-4]。谷子是密植作物，植株較高，若在抽穗灌漿期遇到多雨大風天氣，會造成谷子植株倒伏，易引起植株早衰，從而致使產量降低[4]，因此培育壯苗、降低株高是有效提高谷子抗倒伏能力的重要措施，也是旱地谷子生產上急需解決的問題[5]。

作物的抗倒伏能力與株高顯著相關，株高越低，植株抗倒伏能力越強[6]?；瘜W調控技術已成為降低植株高度、培育壯苗的一個重要手段。烯效唑是調控效果比較顯著的一種生長延緩劑，具有高效、低殘留、低毒等特點，已被廣泛應用于多種農作物的壯苗培育[7]。烯效唑可以影響植物體內多種參與逆境代謝相關的生理活動，具有很強的生長調節能力，可以通過增強滲透調節能力，提高抗氧化酶活性，以緩解膜脂氧化程度，提高植物抗逆能力[8]。廖爾華等研究發現，適宜濃度的烯效唑浸種對玉米幼苗的生長具有明顯的控上促下作用，可促進根系發育，降低苗高，培育出健壯幼苗[9]。烯效唑在谷子上的研究應用多數是在苗后，而關于種子萌發期谷子浸種等方面的研究相對較少。因不同作物對烯效唑敏感性有差異，而谷子浸種可在室內進行并具有周期短、可重復性強等特點，可以作為谷子種質資源對烯效唑敏感性鑒定的簡便方法。本研究采用不同浸種時間、不同烯效唑濃度對谷子浸種處理和發芽試驗，通過測定種子發芽勢、芽長、芽鞘長、根長、根數、芽干質量、根干質量等指標，以期篩選出適宜的浸種時間和濃度，為谷子種質資源對烯效唑敏感性的鑒定提供理論依據，為生產上培育壯苗提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 參試材料

供試品種為宛谷2 號，為南陽市農業科學院自主選育的品種。該品種品質優良，高產、穩產，綜合抗逆性較強，其生育期92 d；貓耳葉尖端形狀尖，葉鞘顏色綠，葉姿半上沖，葉枕花青素顯色無；新鮮花藥顏色白，剛毛顏色綠，剛毛長度中；株高118.3 cm，穗頸姿態勾型，穗型紡錘型，黃谷黃米。

供試藥劑為5%烯效唑可濕性粉劑，江蘇景宏生物科技有限公司生產。

1.2 試驗設計

本研究設計為二因素完全隨機試驗，分別為A因素（浸種12、24 h，分別記作A1、A2）和B 因素（0、10、20、30、40、50 mg/L 烯效唑浸種液，分別記作B1、B2、B3、B4、B5、B6），A1B1為浸種12 h 對照，A2B2為浸種24 h 對照，3 次重復。種子用0.4%高錳酸鉀溶液消毒1 h，然后用蒸餾水沖洗干凈，稱質量后放入培養皿中，種子與烯效唑浸種液的質量比為1∶1.5。

浸種結束后用蒸餾水清洗干凈，然后選取健壯飽滿的種子進行發芽試驗，發芽試驗參照GB/T 3543.4—1995《農作物種子檢驗規程發芽試驗》略有改動。在經75%乙醇消毒過的發芽盒內鋪上3 層直徑12 cm 的濾紙，加入10 mL 蒸餾水，排氣泡，每盒選取籽粒飽滿、大小均勻的種子100 粒，均勻擺放在濾紙上，每個處理3 次重復，將發芽盒置于25 ℃人工氣候培養箱進行暗發芽，72 h 后進行光照培養，每天光照16 h，濕度為60%，10 d 后終止發芽試驗。

1.3 測量指標

參照谷子發芽標準，于第4 天測種子發芽勢。并于第10 天，分別從每個發芽盒內隨機選取10 株幼苗，測量其芽長、芽鞘長、根長（精確到0.1 cm）并計根數，然后將材料放入烘箱中，105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘干至恒質量，用精度為萬分之一天平測其芽干質量、根干質量、幼苗干質量，并計算其根冠比與物質轉運速率。

根冠比=（根干質量／芽干質量）×100%；

物質轉運速率=（根干質量+芽干質量）/幼苗干質量×100%。

1.4 統計分析

采用DPS 7.05 軟件對數據進行方差分析、多重比較及相關性分析，用Excel 2010 制表。采用標準差系數賦予權重法[10]賦予各指標以權重值，并運用隸屬函數法對烯效唑敏感性進行綜合性評價[11]。

2 結果與分析

2.1 烯效唑浸種對谷子種子萌發各形態指標的影響

方差分析（表1）表明，浸種時間對谷子發芽勢、根數、芽長、芽干質量、根冠比及物質轉運速率指標的影響有統計學意義或高度統計學意義，對根長、芽鞘長、根干質量的影響無統計學意義；烯效唑濃度對發芽勢、根長、芽鞘長、芽長、根干質量、芽干質量、物質轉運速率的影響有統計學意義或高度統計學意義，對根數、根冠比指標的影響無統計學意義；浸種時間與烯效唑濃度互作僅對種子發芽勢的影響具有高度統計學意義。

表1 方差分析表

2.2 烯效唑浸種處理對谷子主要形態與生長指標的影響

從表2 可以看出，除根冠比外，烯效唑浸種處理對谷子種子萌發期各形態指標的影響均具有統計學意義。同一浸種時間條件下，隨著烯效唑濃度增加，發芽勢、根長、芽鞘長、芽長、根干質量、芽干質量、物質轉運速率指標均整體呈下降趨勢，與A1B1處理相比較，浸種12 h，種子發芽勢降低41.1%～52.3%。浸種時間為12 h 或24 h，當烯效唑濃度達40 mg/L 以后，除發芽勢外，其他指標變化差異不具有統計學意義。當烯效唑濃度40 mg/L、浸種12 h 時，與A1B1處理相比較，根長降低26.1%，芽長降低42.0%，根干質量降低19.9%，芽干質量降低27.1%，物質轉運速率降低15.4%。綜上所述，可以初步推斷40 mg/L 烯效唑溶液浸種12 h 是比較合適的處理條件。

表2 浸種處理對谷子種子萌發各形態指標的影響

2.3 隸屬函數法綜合評價

為了消除不同指標間的差異，對各指標相對系數進行數據分析，以標準差系數賦予權重法賦予各指標權重值（表3）。隸屬函數法是相對比較全面的評價方法之一，本試驗采用隸屬函數法，進行綜合評價，隸屬函數值越小表明谷子種子萌發期對烯效唑敏感性越強。從表4 可以看出，40 mg/L 烯效唑浸種12 h 處理條件下，其隸屬函數加權平均值（0.003 3）最低，由此可以推測40 mg/L 烯效唑是比較合適的谷子種子萌發期對烯效唑敏感性的鑒定條件。對各指標相對系數與對烯效唑敏感性進行相關關系分析，結果（表5）表明，各指標間（根數、根冠比除外）存在顯著或極顯著的正相關關系，芽干質量與根冠比呈顯著的負相關關系；各指標（根數、根冠比除外）與對烯效唑敏感性間存在極顯著相關關系，其相關系數為：芽長（0.89）=根干質量（0.89）=物質轉運速率（0.89）＞芽鞘長（0.87）＞根長（0.86）＞發芽勢（0.84）＞芽干質量（0.79），由此可以初步推測芽長、根干質量、物質轉運速率可以作為谷子種質對烯效唑敏感性的鑒定指標。

表3 谷子種子各指標權重值

表4 谷子種子各指標加權隸屬函數值

表5 谷子種子各指標間相關系數矩陣

3 討論與結論

烯效唑是一種高效低毒的植物生長延緩劑，具有降高促壯、防倒伏等作用[9]，在豆類[12]、玉米[13]、小麥[14]等多種作物上均有應用。用烯效唑浸種處理后，一般認為具有培育壯苗、增強抗逆能力等作用。而對種子發芽的影響，本研究表明，宛谷2 號浸種處理后，種子發芽勢降低，這與姚雄等研究發現水稻種子經過烯效唑浸種處理之后種子發芽勢有所下降的結果[7]類似；而汪惠芳研究發現玉米種子經低濃度（20～30 mg/L）的烯效唑藥液浸種處理后，對發芽勢和發芽率均有促進作用[15]，這可能與烯效唑浸種液對不同作物的影響不同有關。

本研究發現，除根冠比外，烯效唑浸種處理對谷子種子萌發期各形態指標的影響均顯著。浸種時間對谷子幼苗根長、芽鞘長、根干質量等指標影響不顯著。廖爾華等研究發現，玉米種子經適宜濃度的烯效唑浸種處理后，可以明顯降低苗高，促進根系發育，有助于培育出健壯幼苗[9]；陳衛衛等研究發現，用烯效唑溶液浸種處理后，谷子幼苗苗高明顯受到抑制[16]：這些與本研究結果類似，本研究發現，隨著烯效唑濃度增加，發芽勢、根長、芽鞘長、芽長、根干質量、芽干質量、物質轉運速率均呈下降趨勢。而陳衛衛等研究則認為，隨著烯效唑濃度的增加，谷子地上、地下部分干物質積累增加，根冠比增加[16]，這可能與苗齡有關，本研究幼苗培養周期為10 d，而其為25 d。

隸屬函數法是相對比較全面的評價方法之一，本試驗采用隸屬函數法進行綜合評價，隸屬函數值越小，表明谷子種子萌發期對烯效唑敏感性越強，40 mg/L 烯效唑浸種12 h 處理條件下的隸屬函數加權平均值（0.003 3）最小，這表明40 mg/L 烯效唑浸種12 h 效果明顯。陳衛衛等研究發現，烯效唑浸種有助于谷子壯苗和增強抗逆性，5 mg/L 烯效唑浸種效果最明顯[16]；張永清等研究發現，烯效唑浸種處理可顯著增加谷子的成穗數和千粒質量，最終顯著增加產量，在其試驗條件下以30 mg/L 烯效唑浸種效果最佳[17]；劉思辰等研究發現，20 mg/L 烯效唑浸種處理效果最好，能夠有效降低株高，起到壯稈作用，降低后期倒伏風險[5]：這些差異可能與谷子種質資源遺傳差異有關，具體原因有待進一步研究。本研究對各指標相對系數與對烯效唑敏感性進行相關關系分析，結果表明：芽長、根干質量、物質轉運速率、芽鞘長、根長、發芽勢及芽干質量等指標與對烯效唑的敏感性存在極顯著正相關關系，其中因芽長、根干質量、物質轉運速率與對烯效唑敏感性之間相關系數最大，初步推測芽長、根干質量、物質轉運速率可以作為谷子種子萌發期對烯效唑敏感性的鑒定指標，可為室內進行谷子（種質資源）萌發期對烯效唑敏感性鑒定提供重要理論依據。