幾種破除獐茅種子休眠的化學方法

吳 波，張進紅，楊秋玲，王國良，盛亦兵

(山東省農業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究所，山東 濟南250100)

獐茅(Aeluropus littoralis)是禾本科泌鹽鹽生植物，所具備的特殊鹽腺結構使其表現出較強的耐鹽性，加之其蔓延迅速，抗旱、抗病性強，耐踐踏，固土護坡能力強，在綠化鹽堿地、保護生態(tài)環(huán)境等方面具有巨大作用;同時獐茅還具有一定的飼用價值和藥用價值［1-3］。但獐茅種子休眠性強，發(fā)芽率低，種子建植成坪困難。因此，如何打破種子休眠，提高其發(fā)芽率，已成為種子繁殖生物學中的研究熱點。目前，對種子繁殖能力弱的羊草(Leymus chinensis)［4-8］、結縷草(Zoysia japonica)［9-11］等種子發(fā)芽研究較多，對獐茅研究較少。對于禾本科有休眠的種子通常采用H2SO4、NaOH、KNO3、NaCl、NaHCO3等化學試劑來處理，可在一定程度上打破種子休眠，促進種子萌發(fā)［12-15］。為此，本研究利用H2SO4、NaOH 和KNO33種化學試劑處理獐茅種子，旨在探索既能有效提高獐茅種子的發(fā)芽率，又便于在生產中推廣應用的處理方法，這對提高獐茅繁殖效率、保護獐茅資源及人工建植獐茅草地具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試種子于2009 年9 月采于山東省商河縣，為野生獐茅群體，室溫下自然干燥后置于－2 ℃條件下保存?zhèn)溆?。供試種子的生活力為73.3%，初始發(fā)芽指數和發(fā)芽率分別為0.11 和4.4%。

1.2 試驗設計

試驗分別采用3 種化學試劑處理獐茅種子:(1)將種子用98% H2SO4分別浸泡2、5、10、20、30和60 min，用水沖洗干凈后置于芽床做發(fā)芽試驗;(2)將獐茅種子分別用濃度為0.5%、1%、5%、10%和20%的NaOH 溶液浸種30 min，然后用水沖洗干凈置于芽床做發(fā)芽試驗;(3)將獐茅種子分別用濃度為0.2%、0.6%、1%、2%和5%的KNO3溶液浸種24 h 后直接置于水潤濕過的濾紙芽床上進行發(fā)芽試驗。對照(CK)，直接將種子置于潤濕芽床進行發(fā)芽試驗。本試驗設定發(fā)芽時間為種子置床后21 d。

參考《牧草種子檢驗規(guī)程——發(fā)芽試驗》(GB/T 2930.4 －2001)，采用直徑為12 cm 的培養(yǎng)皿，紙質芽床，每個培養(yǎng)皿置入30 粒種子，每處理3 次重復，以未處理的種子為對照，發(fā)芽試驗在光照培養(yǎng)箱內進行，15 ℃/25 ℃變溫處理，高溫、低溫各12 h，保持芽床濕潤。有明顯的胚根“露白”認定為發(fā)芽，當有種子發(fā)芽時開始記錄，每天觀察記錄1 次。試驗結束時測定根長和苗長。

1.3 測定項目與方法

發(fā)芽率= (發(fā)芽種子數/供試種子總數) ×100%;

發(fā)芽指數=∑(Gt/Dt)［9］;

活力指數=發(fā)芽指數×S［9］。

式中，Gt為t 日的發(fā)芽數，Dt為相應的發(fā)芽日數，S為苗平均長度。

1.4 數據分析

試驗數據用Excel 2003 進行整理與繪圖，用統(tǒng)計軟件SPSS 16.0 進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 3 種化學試劑對獐茅種子發(fā)芽動態(tài)的影響

98% H2SO4浸種2 ～20 min 處理下的獐茅種子發(fā)芽率均高于對照(圖1)，5 min 處理發(fā)芽率最高，為13.3%，延長浸種時間，種子發(fā)芽率降低;5 ～20 min 浸種處理的種子發(fā)芽時間也早于對照，17 d 后20 min 處理發(fā)芽率與對照趨于一致;30 和60 min 浸種處理無種子發(fā)芽(圖1)。

不同濃度NaOH 處理的獐茅種子發(fā)芽率均高于對照，發(fā)芽時間均早于對照，且種子發(fā)芽率隨NaOH濃度的增加呈遞增趨勢，10% NaOH 處理種子發(fā)芽率達到42.2%(圖1)。

不同濃度KNO3溶液處理的獐茅種子均在置床7 d 后開始發(fā)芽，早于對照2 d(圖1)。除1% KNO3處理的獐茅種子發(fā)芽率與對照接近外，其他不同濃度KNO3處理的獐茅種子發(fā)芽率均高于對照，5%濃度處理種子發(fā)芽率最高，達到26.7%，但這些濃度處理之間差異較小。

2.2 3 種化學試劑對獐茅種子發(fā)芽指標的影響

98% H2SO4浸種5 min 處理的獐茅種子發(fā)芽指數和活力指數均最高，顯著高于其他處理(P ＜0.05)，分別為0. 49 和0. 38(表1)。浸種時間越長，獐茅種子的發(fā)芽指數和活力指數越低，浸種20 min 時與對照無顯著差異(P ＞0.05)，浸種30 和60 min 處理無發(fā)芽。不同濃度NaOH 浸種處理與對照相比，均顯著提高了獐茅種子的發(fā)芽指數和活力指數，且兩者均隨NaOH 濃度的增加而提高，10%和20%濃度處理的種子發(fā)芽指數和活力指數無顯著差異，兩者均約為對照的10 倍。1% KNO3濃度處理下的獐茅種子發(fā)芽指數最低，僅為0.18，與對照無顯著差異，其他濃度處理發(fā)芽指數均顯著高于對照，但各處理之間差異不顯著?；盍χ笖惦SKNO3濃度的變化規(guī)律與發(fā)芽指數類似。

圖1 3 種化學物質處理對獐茅種子發(fā)芽率的影響Fig.1 Effects of three chemical reagents on germination rate of Aeluropus littoralis

2.3 3 種化學試劑處理對獐茅幼苗生長的影響

同一化學試劑處理下，獐茅幼苗的苗長和根長變化趨勢相同，3 種試劑均促進了獐茅幼苗的生長，且根的生長速度大于苗(表2)。

隨著98% H2SO4浸種時間的延長，獐茅種子的苗長和根長明顯減小，5 min 浸種處理下的苗長和根長顯著高于對照和20 min 處理(P ＜0.05)，分別為對照的3.19 倍和2.60 倍。1% NaOH 處理幼苗生長緩慢，增加NaOH 濃度，幼苗生長速度加快，10%和20%濃度處理效果最好，與其他處理的苗長和根長差異顯著。1% KNO3浸種處理獐茅種子幼苗長勢最弱，隨著濃度的增加，苗長和根長增加，但處理間差異較小(圖2)?？傮w而言，NaOH 溶液處理對促進獐茅幼苗生長的影響最大，KNO3溶液處理次之，98% H2SO4浸種處理最小。

表1 3 種化學試劑處理對獐茅種子發(fā)芽指標的影響Table 1 Effects of chemical reagents on the germination index of Aeluropus littoralis

3 討論與結論

圖2 3 種化學物質處理對獐茅幼苗生長的影響Fig.2 Effects of three chemical reagents on seeding growth of Aeluropus littoralis

有研究者認為，種子內部一般含有大量的抑制物質，進而引起種子的休眠，降低發(fā)芽率，而通過化學試劑浸種通常會影響種內抑制物質的含量，從而改變種子的發(fā)芽率［12］。本研究結果顯示，未經處理的獐茅種子發(fā)芽率僅為4%，自然發(fā)芽率低，3種化學試劑(98% H2SO4浸種30 和60 min 除外)均在一定程度上提高了獐茅種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數和活力指數，可見，獐茅種子有一定的休眠特性，3 種化學試劑均可在一定程度上打破獐茅種子休眠，提高其發(fā)芽指數。但不同浸種時間或不同濃度處理對種子內部抑制物質的影響有區(qū)別，因此打破獐茅種子休眠、提高發(fā)芽率和促進幼苗生長的效果也有差異。

98% H2SO4通過其氧化性腐蝕穎殼而增強種皮透性，短時間浸種處理促進了獐茅種子萌發(fā)，發(fā)芽率和幼苗長勢均隨浸種時間的延長而降低，長時間處理使種子炭化嚴重，不能發(fā)芽，本研究結果與王繼朋等［16］關于H2SO4處理對結縷草種子發(fā)芽影響的研究結果一致，但效果最好的5 min 浸種處理獐茅種子發(fā)芽率、苗長和根長，分別僅為13.3%、0.33 和0.46 cm，可見，98% H2SO4浸種處理對獐茅種子傷害較大，同時由于98% H2SO4具有強腐蝕性，因此，不便于在實際生產中應用［17］。

NaOH 浸種處理可顯著提高獐茅種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數及活力指數，促進幼苗生長，與韓建國等［18］、王微［19］關于結縷草種子的研究結果一致，一方面可能是因為NaOH 浸種使抑制物滲出，另一方面NaOH 具有腐蝕性，可更好地增加種子的通透性，利于抑制物滲出［13］。俞飛飛和丁增成［20］在恒溫下進行結縷草種發(fā)芽試驗，發(fā)現NaOH 溶液浸種低濃度處理比高濃度效果好，而本研究的變溫發(fā)芽條件下，高濃度NaOH(10%)處理下的獐茅種子發(fā)芽指標較高，幼苗長勢較好。

KNO3能夠促進種子細胞代謝，從而破除種子休眠狀態(tài)［8］，并且KNO3溶液中的K+可參與誘導植物體內生長促進性激素(如生長素、赤霉素)的生物合成及其活力調控［21］，從而提高種子活力，促進發(fā)芽。國際種子檢驗規(guī)程中處理種子的KNO3濃度為0.2%［22］，王彥榮和曾彥軍［14］研究也認為0.2%KNO3浸種蘭引Ⅲ號結縷草種子可顯著提高其發(fā)芽率，與之相同，本研究也顯示，該濃度處理幼苗長勢良好，與其他濃度處理差異較小。

整體而言，NaOH 溶液處理對促進獐茅種子發(fā)芽和幼苗生長的影響最大，KNO3溶液次之，98%H2SO4最小。其中10% NaOH 處理對促進獐茅種子發(fā)芽幼苗生長效果最好，且簡單易行。

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