不同預(yù)處理及發(fā)芽床對紅豆草種子萌發(fā)的影響

史 毅，馬暉玲

（甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070）

紅豆草（Onobrychis viciaefolia）為豆科紅豆屬多年生植物，營養(yǎng)豐富、適口性好，可青飼和調(diào)制干草，是干旱、半干旱地區(qū)重要的豆科牧草，也可用作低產(chǎn)飼料地改良的先鋒作物［1，2］。

種子是牧草生產(chǎn)最基本的生產(chǎn)資料，其發(fā)芽率的高低直接影響牧草的生產(chǎn)性能。在以往的研究中［3］，發(fā)芽率低、硬實率高成為影響豆科牧草種子質(zhì)量評價的主要因素。紅豆草作為優(yōu)質(zhì)的豆科牧草，其莖葉茂盛，草質(zhì)柔嫩，營養(yǎng)豐富，各類家畜均喜食，青飼家畜不得臌脹病，但一些品種常常被評價為發(fā)芽率低、發(fā)霉率高［4］。即使同一品種的紅豆草，由于收獲時間、種子在植株上著生部位、貯藏時間乃至形態(tài)、顏色不同其發(fā)芽率也存在差異［5］。目前，在提高紅豆草種子發(fā)芽率的研究中，機械處理因其操作即時簡便且效果明顯常被采用［6］；溫水浸種能改善種皮透性，使堅硬的種皮變得柔軟，提高種胚破皮率，能有效提高發(fā)芽率［7］；阿地力等［9］認為，剝?nèi)ゼt豆草的種皮可使發(fā)芽率比無處理的對照組提高10%，高溫處理可使紅豆草發(fā)芽率提高15%～17%。化學試劑處理具有去除萌發(fā)抑制的物質(zhì)、增強種子吸水性能等作用，從而達到提高種子發(fā)芽率［3］。包桂榮等［9］認為低濃度 NaCl、Na2CO3鹽溶液浸泡可提高紅豆草發(fā)芽率。發(fā)芽床材料也是影響種子發(fā)芽能力的一大因素［8，10］，阿地力等［8］利用沙布、脫脂棉作為發(fā)芽床，種子發(fā)芽率最高，其次是沙床、紙床?，F(xiàn)有研究均采取單一方法和發(fā)芽床，試驗采用機械處理，溫水浸種和化學試劑處理3種方法，通過濾紙床，沙床和毛巾床3種發(fā)芽床進行紅豆草種子發(fā)芽研究，以期為提高紅豆草種子發(fā)芽率提供更為全面的依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試紅豆草種子為甘肅紅豆草，2012年購于甘肅省農(nóng)業(yè)科學院，常規(guī)發(fā)芽率40%，硬實率32%。選擇籽粒飽滿的種子為試驗材料。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子預(yù)處理 機械處理 （1）剝?nèi)シN皮用清水浸泡1h后，用單面刀片和尖頭鑷子在不傷及種胚情況下完全剝?nèi)シN皮備用［8］；（2）碾磨處理 用100＃砂紙輕輕摩擦至種皮表面有破損，失去光澤，用放大鏡觀察種子表面有明顯的劃痕而不損傷種胚為止，然后，用凈水沖洗凈備用［11］。

溫水浸種 分別用30，40和50℃溫水浸泡，浸泡時用玻璃棒不斷攪拌，待水溫接近室溫時，靜置24h后置床［7］。

化學試劑處理 分別用30%H2O2和98%H2SO4浸泡種子5，10和15min。處理時先將種子放入燒杯，然后，加入相應(yīng)濃度的化學試劑至浸沒種子，并用玻璃棒不斷攪拌至預(yù)定時間后迅速倒入盛大量蒸餾水的燒杯并及時攪拌，去除上清液，再加入蒸餾水沖洗種子至pH 7.0，最后用濾紙吸干種子表面水分備用［3，6］。不做任何處理的種子為對照（ck）。

1.2.2 發(fā)芽床種類 濾紙床采用雙層濾紙鋪于培養(yǎng)皿經(jīng)過121℃高溫濕熱滅菌26min；沙床用細河沙經(jīng)121℃高溫濕熱滅菌26min后，鋪于滅菌的培養(yǎng)皿中［10］；毛巾床用單層白毛巾剪成培養(yǎng)皿大小的圓形鋪于培養(yǎng)皿經(jīng)過121℃高溫濕熱滅菌26min［4］。

1.2.3 置床 將處理好的種子置于濕潤的發(fā)芽床上，每處理3次重復(fù)，每個重復(fù)50粒種子，于20℃，16h光照，濕度為50%培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，經(jīng)常檢查加水，使發(fā)芽床保持濕潤。發(fā)芽期間記錄每天發(fā)芽種子數(shù)，以種子露白作為發(fā)芽標準［14］，第7d統(tǒng)計發(fā)芽勢，第14d統(tǒng)計發(fā)芽率，計算發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽勢/%＝第7d種子萌發(fā)數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽率/%＝第14d種子萌發(fā)數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)霉率/%＝第14d種子發(fā)霉數(shù)/供試種子數(shù)×100

硬實率/%＝第14d未萌發(fā)種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

發(fā)芽指數(shù)GI＝∑Gt/Dt

式中：Dt—置床之日算起的日數(shù)；Gt—相應(yīng)各日的正常發(fā)芽數(shù)［13］。

對照和處理的種子均置于濾紙發(fā)芽床上進行發(fā)芽試驗。選取不同處理方法中發(fā)芽率較高的處理組比較不同發(fā)芽床對發(fā)芽率的影響。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，多重比較采用Duncan方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 機械處理對紅豆草種子萌發(fā)的影響

與對照相比，不同的機械處理均能顯著提高紅豆草種子在濾紙發(fā)芽床的發(fā)芽率（表1）。其中，2種機械處理方法中，剝?nèi)シN皮對提高紅豆草種子發(fā)芽率的效果較好，其發(fā)芽率可達57.7%，高出對照組17.4%，但發(fā)芽勢不及碾磨處理，發(fā)芽指數(shù)比碾磨處理低7.76%。2種方法均降低了種子硬實率，且剝?nèi)シN皮種子的發(fā)霉率比碾磨處理低15%。有此可見，剝?nèi)シN皮可有效提高紅豆草種子發(fā)芽率，碾磨處理次之。

表1 機械處理下紅豆草種子的萌發(fā)Table 1 Effects of mechanical treatment on seed germination of Onobrychis viciifolia

2.2 溫水浸種對紅豆草種子萌發(fā)的影響

與對照相比，溫水處理后紅豆草種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)均有不同程度的提高且均達到顯著水平（P＜0.05）。隨著處理溫度的升高，種子發(fā)芽率呈上升趨勢，50℃溫水處理的發(fā)芽率最高，達到50.0%，發(fā)芽指數(shù)達45.72，比對照高15.53%，且發(fā)霉率最低（5.3%），比對照低25.4%。但溫水處理提高了種子硬實率，50℃溫水處理種子的硬實率最高，達45.7%，較對照高13.4個百分點。研究表明，溫水處理能有效提高種子發(fā)芽率，降低種子發(fā)霉率的同時會提高種子硬實率（表2）。

表2 溫水浸種下紅豆草種子的萌發(fā)Table 2 Effects of warm water soaking on seed germination of Onobrychis viciifolia

2.3 H2O2和H2SO4處理對紅豆草種子萌發(fā)的影響

結(jié)果表明，隨處理時間的延長，紅豆草種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均降低（表3）。H2O2和H2SO4處理15min，發(fā)芽勢分別降至18.3%和6.0%，發(fā)芽率分別降至19.7%和7.7%，比對照低20.6%和32.6%。H2O210min，種子發(fā)霉率較對照降低12.4%，說明H2O2浸種處理不適用于提高紅豆草種子發(fā)芽率，但可用于種子消毒以降低發(fā)霉率。而H2SO4浸種15min發(fā)霉率為56.3%，比對照提高25.6%，因此，98%H2SO4浸種不適于提高紅豆草種子的萌發(fā)。

表3 H2O2和H2SO4浸種對紅豆草種子萌發(fā)的影響Table 3 Effects of chemical reagent soaking on seed germination of Onobrychis viciifolia

2.4 不同發(fā)芽床對紅豆草種子萌發(fā)的影響

3種發(fā)芽床對ck，去種皮處理和50℃溫水浸種處理種子萌發(fā)的效應(yīng)為沙床＜ 濾紙床＜ 毛巾床（表4），毛巾床的發(fā)芽勢、發(fā)芽率以及發(fā)芽指數(shù)均顯著高于濾紙床和沙床。去種皮和50℃溫水浸種發(fā)芽率分別達到66.3%和63%，分別比濾紙床高8.6%和13%，較ck高26%和22.7%。發(fā)芽指數(shù)也有不同程度提高。其中，毛巾床的硬實率顯著低于濾紙床和沙床，ck最低為17.0%，發(fā)霉率也有所下降。試驗結(jié)果表明，毛巾床最適合紅豆草種子的萌發(fā)。

表4 不同發(fā)芽床對紅豆草種子萌發(fā)的影響Table 4 Effects of different germination bed on seed germinating of Onobrychis viciifolia

3 討論與結(jié)論

3.1 機械處理對紅豆草種子萌發(fā)的影響

剝?nèi)シN皮，碾磨處理等常規(guī)簡便的方法能有效提高種子的發(fā)芽率，降低硬實率，使難發(fā)芽的種子正常發(fā)芽［6］。試驗采取2種機械處理方法均提高了紅豆草種子的發(fā)芽率，降低了硬實率。其中，剝?nèi)シN皮效果最佳，發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均有顯著提高，這與很多關(guān)于種子發(fā)芽試驗的研究結(jié)果較為一致［6，8，15］。同時剝?nèi)シN皮即去掉了種皮上可能攜帶的霉菌，發(fā)霉率降低。但剝?nèi)シN皮操作相對困難，剝皮過程中操作不當會切去種胚，導致發(fā)芽率降低，達不到預(yù)期效果。

3.2 溫水浸種對紅豆草種子萌發(fā)的影響

試驗設(shè)3個溫度梯度，均不同程度提高了紅豆草種子發(fā)芽率，并有效降低了發(fā)霉率。其中，50℃溫水浸種處理效果最佳，且發(fā)霉率在所有處理中最低值，這與朱秀梅等［4］的研究結(jié)論相一致。但溫水浸種提高了硬實率，由于溫水浸種除去了部分硬實種表面的霉菌，從而造成更多的發(fā)霉種變?yōu)橛矊嵎N，進而提高了硬實率。結(jié)果表明，溫水浸種對紅豆草種子發(fā)芽能力有顯著的提高。

3.3 H2O2和H2SO4對紅豆草種子萌發(fā)的影響

試驗表明，30%H2O2和濃H2SO4浸種均不同程度降低紅豆草種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)，這與紅豆草種皮薄有關(guān)，強氧化性溶液會浸透種皮，傷及胚乳或胚芽，降低了發(fā)芽能力，這與梁應(yīng)林等［16］的研究結(jié)果相一致。H2O2溶液浸種可降低紅豆草種子發(fā)霉率，說明H2O2溶液短時間浸泡可用于紅豆草種子的消毒處理。而H2SO4溶液反而會較大幅度提高種子發(fā)霉率，其原因有待進一步研究。

3.4 不同發(fā)芽床對紅豆草種子萌發(fā)的影響

不同發(fā)芽床對種子發(fā)芽能力有很大的影響。試驗以沙、濾紙和毛巾為發(fā)芽床材料，選擇2種發(fā)芽能力效果顯著的種子處理方法和對照組進行比較，其中，2種處理方法和對照組在沙上的發(fā)芽效果不如濾紙床，分析原因可能是沙床水分保持在下部，上方與種子接觸部分水分不足且接觸面積小，使得發(fā)芽率減低［17，18］。毛巾床能顯著提高3組紅豆草種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，這與朱秀梅等［4］的研究結(jié)論相一致。并且毛巾床可降低種子硬實率，效果最好。

種子發(fā)芽率的高低直接影響到紅豆草的生產(chǎn)性，研究表明，去種皮的紅豆草種子不僅能顯著提高發(fā)芽率，降低硬實率，并且能除去種皮表面的霉菌，降低發(fā)霉率，但剝皮操作較困難，不可傷及種胚。50℃溫水浸種可顯著提高紅豆草種子發(fā)芽率，降低發(fā)霉率，且方法簡便易行。H2O2溶液浸種可作為種子消毒劑使用。在發(fā)芽床的選用上，毛巾床可顯著提高紅豆草種子發(fā)芽率，降低硬實率。因此，建議在生產(chǎn)中可采用50℃溫水浸種＋H2O2溶液短時漂洗消毒＋毛巾床置床，能提高紅豆草種子發(fā)芽率，降低霉變率。

［1］陳寶書.紅豆草［M］.甘肅：甘肅科學技術(shù)出版社，1992.

［2］孫守琢.優(yōu)質(zhì)牧草—紅豆草的優(yōu)良特性［J］.飼料博覽，1995，26（1）：26.

［3］趙小社，畢玉芬，許岳飛，等.不同處理方法對3種豆科灌木種子發(fā)芽率的影響［J］.草原與草坪，2006（2）：37－40.

［4］朱秀梅，趙永衛(wèi).紅豆草種子發(fā)芽試驗中防止種子霉爛的探討［J］.新疆畜牧業(yè)，2007（6）：28－29.

［5］牛連杰.淺析種子發(fā)生硬實的原因及影響硬實形成的因素［J］.種子世界，2004（9）：32.

［6］陶茸，師尚禮，李玉珠，等.種子處理對扁蓿豆種子在1/2MS培養(yǎng)基上發(fā)芽率的影響［J］.草原與草坪，2011，31（3）：69－72.

［7］朱宇旌，劉艷.牧草種子休眠解除方法綜述［J］.草業(yè)科學，2003，20（3）：24－27.

［8］阿地力，何劍.紅豆草種子發(fā)芽條件及預(yù)處方法的探討［J］.新疆畜牧業(yè)，1999（4）：34.

［9］包桂榮，烏日汗，寶布仁其其格，等.不同鹽分對紅豆草種子萌發(fā)的影響［J］.內(nèi)蒙古民族大學學報，2010，25（6）：640－642.

［10］文西強，文云書，陳忠文，等.發(fā)芽床對豆薯種子發(fā)芽及幼苗生長的影響［J］.種子科技，2007（2）：43－44.

［11］李玉玲，徐成體.不同處理方法對青藏扁蓿豆種子發(fā)芽率的影響［J］.青海畜牧獸醫(yī)雜志，2007，37（3）：20－21.

［12］王彥雕，張勇，陳年來，等.酸堿處理對不同條件貯藏的2種白刺種子萌發(fā)的影響［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學學報，2013，48（1）：97－101.

［13］岑愛華，耿紅.不同處理對蘿卜種子發(fā)芽的影響［J］.中國園藝文摘，2012（10）：1－2.

［14］羅瑛，吳開永，劉國道.不同處理對銀合歡種子發(fā)芽率的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37（13）：6227－6228，6231.

［15］劉開業(yè)，陸肇倫，楊烈.不同外源激素處理對狗牙根種子發(fā)芽的影響［J］.草原與草坪，2011，31（5）：26－29.

［16］梁應(yīng)林，鄧蓉，張定紅，等.硫酸處理對飼用灌木及小冠花紅豆草種子發(fā)芽率的影響［J］.草業(yè)與畜牧，2011（9）：25－27.

［17］俞靚，程積民，萬惠娥.聚乙二醇和低溫脅迫對紅豆草種子萌發(fā)影響的研究［J］.水土保持通報，2008，28（6）：115－117.

［18］趙相勇，孟軍江，吳佳海.不同處理方法對野生地八角硬實種子發(fā)芽率的影響［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學，2012，40（3）：48－50.