浸種方式對短葶山麥冬種子萌發(fā)的影響

王珍添，袁玉虹，何天友，陳凌艷，榮俊冬，鄭郁善

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院，福建 福州 350002;2.福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源環(huán)境系，福建 南平 353000;3.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建 福州 350002)

短葶山麥冬[Liriope muscari(Desne.)Bailey]，又名福建麥冬，屬于百合科沿階草族山麥冬屬[1]多年生常綠宿根草本植物[2]。短葶山麥冬是一種很好的園林素材，播種苗培育1年即可作綠化材料[3]。在園林上常用作林下地被，還可用以叢植或配置假山石，也宜作花壇、花境、樹壇、花徑的鑲邊材料，亦可盆栽綠化[2]。同時，短葶山麥冬也是一種重要的中藥植物資源，其根狀莖粗短，生有許多長而細的須根，其中局部膨大成連珠狀或紡錘形的肉質(zhì)小塊根，可入藥，即為藥用的麥冬[4]。短葶山麥冬的干燥塊根具有生津潤肺、養(yǎng)陰清熱的功能，用于治療肺燥干咳、虛勞咳嗽、津傷口渴、心煩失眠、腸燥便秘等病癥。研究發(fā)現(xiàn)，在心血管、免疫系統(tǒng)方面也有較好的作用[1]。由此可見，短葶山麥冬是典型的園林綠化植物和藥用植物的有機結(jié)合。

目前國內(nèi)對短葶山麥冬的研究主要包括最佳采收期[5]、吸肥規(guī)律[6]、套種措施對其生境及生理特性的影響[7]等。種子休眠會大大降低種子萌發(fā)率，因此打破休眠十分重要。種子休眠的原因和破除方法多樣[8]，其中激素處理是極為常見的一種。有研究表明GA3有打破種子休眠，促進種子發(fā)芽的作用[9－12]。目前關(guān)于GA3和浸種溫度對短葶山麥冬種子發(fā)芽率影響的研究尚未見報道。本試驗旨在找出最佳的浸種溫度和GA3濃度，用以指導(dǎo)生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用短葶山麥冬種子為2009年采自福建省泉州市東南中藥材種植有限公司試驗種植區(qū)。供試藥劑為GA3。

1.2 試驗設(shè)計

采用 L8(41×24)正交試驗設(shè)計對短葶山麥冬種子進行浸種處理(表1)，以常規(guī)發(fā)芽試驗(無激素處理、40℃浸種24 h)為對照。試驗設(shè)3個重復(fù)，每個處理50粒種子。

表1 L8(41×24)正交試驗設(shè)計Table1 The L8(41×24)orthogonal design

1.3 試驗方法

1.3.1 溶液配制 分別配制 100、500、1000、1500 mg·L－1GA3，加一小滴 1 mol·L－1NaOH 溶解，并用蒸餾水定容至250 mL。

1.3.2 浸種處理 開啟兩臺恒溫水浴鍋，分別設(shè)定至60、50℃。然后根據(jù)所設(shè)計的試驗方案進行正交試驗處理。

1.3.3 GA3處理 分別浸種8、12 h;浸種后用蒸餾水沖洗。

1.3.4 種子的置床 將經(jīng)過消毒、浸種后的種子，用清水沖洗2－3次后，再用已消毒的鑷子將種子均勻整齊地壓入沙土的表層，并編號。

1.4 培養(yǎng)條件

將培養(yǎng)材料置于25℃、相對濕度70%的恒溫培養(yǎng)箱中，24 h光照下培養(yǎng)60 d。每3天檢測樣品及其水分、通氣、溫度、光照條件。輕微發(fā)霉的種粒可以揀出用清水沖洗后放回原發(fā)芽床;發(fā)霉種粒較多的要及時更換發(fā)芽床或發(fā)芽容器。

1.5 數(shù)據(jù)處理

短葶山麥冬種子在培養(yǎng)皿中發(fā)芽時間較短，胚根露出即為發(fā)芽。在試驗第20天開始記錄發(fā)芽數(shù)。用DPS 7.05統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析和極差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同浸種處理的短葶山麥冬種子發(fā)芽率

從表2可以看出，經(jīng)過浸種處理的短葶山麥冬種子平均發(fā)芽率約52%，高于對照種子的平均發(fā)芽率(48%)，說明浸種處理有利于提高發(fā)芽率。同時，不同浸種方式對短葶山麥冬種子發(fā)芽率的影響不同，處理2、3、6、7短葶山麥冬種子的發(fā)芽率均比對照處理低很多，最低僅23%，可能由于浸種溫度過高導(dǎo)致種子萌發(fā)的相關(guān)酶酶活性降低或失活。處理1、4、5、8發(fā)芽率有明顯的提高，比對照種子發(fā)芽率提高了12% －32%左右。其中處理5效果最好，即采用1000 mg·L－1的GA3浸泡8 h，然后再50℃浸種30 min，其發(fā)芽率達到80%。

2.2 影響短葶山麥冬種子發(fā)芽的主要因素和最優(yōu)組合

為了驗證以上試驗結(jié)果，找出影響短葶山麥冬種子發(fā)芽的主要因素和最優(yōu)組合，對試驗數(shù)據(jù)進行極差分析(表3)。從表3可見，浸種溫度對短葶山麥冬種子發(fā)芽影響最大，極差(R值)達到了33.50;GA3影響次之，R值達到了21.00;GA3處理時間的影響較小，R值為2.50;而浸種時間對其影響最小，R值僅0.50。再從單因子均值分析表明，50℃的浸種溫度對短葶山麥冬種子發(fā)芽影響最大，均值達到了69.00;GA3為1000 mg·L－1時對其發(fā)芽影響次之，均值為62.50;同時GA3處理8 h比12 h更有利于其發(fā)芽;雖然浸種時間對其發(fā)芽影響不大，但15 min的浸種時間比30 min的均值高一點。綜上可知，短葶山麥冬種子發(fā)芽試驗的最佳處理方法為:1000 mg·L－1GA3浸種8 h，再在50℃溫水浸泡15 min。由于浸種時間對發(fā)芽率影響不大，所以在最佳處理方法下，短葶山麥冬種子的發(fā)芽率應(yīng)也在80%左右。

表2 不同浸種處理的短葶山麥冬種子發(fā)芽率Table2 Germination rates of L.muscari seeds in different soaking treatments

表3 短葶山麥冬種子發(fā)芽率的極差分析Table3 Range analysis of germination rates of L.muscari seeds

2.3 各因素對短葶山麥冬種子發(fā)芽的影響程度

方差分析(表4)表明，4個因素對短葶山麥冬種子發(fā)芽的影響程度如下:浸種溫度的影響達到了極顯著水平;GA3的影響達到了顯著水平;GA3處理時間和浸種時間的影響不顯著，二者的P值都大于0.05。從方差分析結(jié)合試驗結(jié)果可以看出，處理2、3、6、7均采用了60℃水浴浸種，發(fā)芽率都很低，均低于平均發(fā)芽率。由此可見，在短葶山麥冬種子發(fā)芽試驗中，浸種溫度對種子萌發(fā)起著至關(guān)重要的作用，溫度過高則抑制種子的萌發(fā)，應(yīng)該重視浸種溫度的控制。其次，適宜濃度的GA3對種子萌發(fā)也起了一定的促進作用。

表4 短葶山麥冬種子的發(fā)芽率的方差分析Table4 Variance analysis of germination rates of L.muscari seeds

3 小結(jié)與討論

有關(guān)GA3溶液浸種能促進種子內(nèi)部生理生化變化，并部分解除種子休眠的報道較多[9－12]，但對作用機理有不同的解釋。Khan[13]認為，脫落酸(ABA)是普遍存在于種皮、胚或胚乳內(nèi)的抑制物質(zhì)，而GA3與細胞分裂素(CTK)則能促進種子萌發(fā)，GA3缺乏可導(dǎo)致種子休眠，在該3個因子中GA3對種子萌發(fā)起主要調(diào)節(jié)作用。也有研究顯示，GA3溶液處理可促進種子提早發(fā)芽，其原因可能是在GA3的誘導(dǎo)下，種子中的水解酶(如α2淀粉酶、蛋白酶、核糖核酸酶、脂肪酶等)被激活，促進核酸和蛋白質(zhì)合成，進而促進種子發(fā)芽[14]。本試驗表明，適宜的GA3濃度對短葶山麥冬種子萌發(fā)起到一定的促進作用，但是濃度過低(100 mg·L－1)或過高(1500 mg·L－1)則產(chǎn)生抑制作用。由此可見，GA3對植物種子的發(fā)芽不一定都起到促進作用，GA3濃度不適宜則抑制。就本試驗而言，1000 mg·L－1GA3對短葶山麥冬種子萌發(fā)起促進作用。

溫度是種子萌發(fā)的必要條件之一。種子萌發(fā)伴隨的一系列內(nèi)部變化都要在酶的作用下進行，而酶的作用需要適宜的溫度，高于或低于最適宜的溫度，種子萌發(fā)都會受到影響[15]。這與張如蓮等[16]的報道相似。本試驗也驗證了這一點。本試驗表明，浸種溫度50℃對短葶山麥冬種子萌發(fā)效果最好，同時結(jié)合對照試驗的浸種溫度來看，浸種溫度高于或低于50℃都不利于其萌發(fā)。

本試驗表明，浸種溫度和GA3兩個因素是影響短葶山麥冬種子萌發(fā)的主要因子，發(fā)芽率高低基本取決于這兩個因子。浸種溫度過高則種子的發(fā)芽率遠遠低于平均發(fā)芽率。本試驗中，處理5(1000 mg·L－1GA3浸種8 h，再在50℃溫水浸泡30 min)的發(fā)芽率最高，但由于浸種15 min的均值比30 min的均值高一點，所以最佳的處理組合為:1000 mg·L－1GA3浸種8 h，再在50℃溫水浸泡15 min。該組合有利于種子的萌發(fā)，可以大大提高發(fā)芽率。

本試驗得出的最佳處理方法僅對4個因素進行考慮和驗證，對于常規(guī)試驗加上本試驗結(jié)論的綜合處理會不會有更好的效果，還有待進一步驗證。

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