層積處理對(duì)草果種子萌發(fā)的影響

， ,2， ，

(1.廣西藥用植物園/廣西藥用資源保護(hù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南寧 530023；2.湖北民族學(xué)院，林學(xué)園藝學(xué)院， 湖北 恩施 445000)

草果(AmomumtsaokoCrevost et Lemarie)為廣西道地藥材草果的基源植物，隸屬于姜科(Zingiberaceae)豆蔻屬，產(chǎn)于云南、廣西、貴州等省區(qū)[1-2]。以干燥成熟果實(shí)入藥，具有燥濕溫中，截瘧除痰之效，用于寒濕內(nèi)阻，脘腹脹痛，痞滿嘔吐，瘧疾寒熱和瘟疫發(fā)熱[3]。此外，草果是傳統(tǒng)的常用辛香料，是藥食兩用大宗中藥材[4]。目前，有關(guān)草果的研究主要集中在化學(xué)成分及藥理研究方面[5]，對(duì)其種子繁育方面的研究較少。在生產(chǎn)上，草果以種子繁殖為主，但直接播種的草果種子發(fā)芽緩慢，萌發(fā)率低，出苗不整齊[6]；草果種子采收后不能干燥貯藏，種子干燥脫水后容易失去活力。已有研究證實(shí)草果種子存在休眠，是其發(fā)芽率低的主要原因[7]，但迄今為止尚未找到有效的解除草果種子休眠的方法。本試驗(yàn)結(jié)合草果種子不耐干藏的特點(diǎn)，研究不同的層積處理方式對(duì)草果種子萌發(fā)的影響，以期找到草果種子休眠解除最佳的層積處理方法，為其規(guī)范化栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試草果種子來自于廣西那坡縣大紅草果專業(yè)種植農(nóng)場(chǎng)。采集新鮮成熟、無病蟲害的草果果實(shí)，室溫下堆放2 d后剝除果皮，將種子置于清水中搓洗，去除果肉及剔除雜質(zhì)、癟粒后，將草果種子置于室內(nèi)通風(fēng)陰涼處晾干備用。

1.2 方 法

1.2.1 種子生活力檢測(cè)

生活力測(cè)定采用氯化三苯基四唑染色法。將種子置于25 ℃恒溫箱內(nèi)吸脹12 h后，用解剖刀將胚小心取出，浸在盛有1.0%TTC溶液的培養(yǎng)皿中，于35 ℃黑暗條件下染色，24 h后統(tǒng)計(jì)染色情況，確定種子有無生活力。每個(gè)培養(yǎng)皿放置25粒種子，4次重復(fù)。

1.2.2 溫度和光照試驗(yàn)

設(shè)置20，25，30 ℃恒溫和15 ℃/25 ℃、20 ℃/30 ℃變溫共5個(gè)溫度條件，并在每個(gè)溫度下設(shè)置交替光照(12 h光/12 h暗)和連續(xù)黑暗2種光照條件。以珍珠巖為萌發(fā)基質(zhì)，將種子置于不同的溫度及光照條件下培養(yǎng)，28 d后統(tǒng)計(jì)萌發(fā)率，以胚根突破種皮記為萌發(fā)。每處理設(shè)4次重復(fù)，每重復(fù)50粒種子。

1.2.3 新鮮種子層積處理

將新鮮種子與濕珍珠巖以1∶3的比例混合后分成4份，密封于自封袋中。將2份種子分別放入5 ℃冰箱和15 ℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行層積，層積時(shí)間設(shè)為30，60，90 d和120 d。另外2份種子進(jìn)行變溫層積處理，處理?xiàng)l件分別為5 ℃ 30 d+15 ℃ 30 d，15 ℃ 30 d+5 ℃ 30 d。以珍珠巖為萌發(fā)基質(zhì)，將層積后的種子置于20，25，30 ℃培養(yǎng)箱及15 ℃/25 ℃、20 ℃/30 ℃培養(yǎng)箱中，在12 h光/12 h暗的交替光照條件下進(jìn)行培養(yǎng)，28 d后統(tǒng)計(jì)其萌發(fā)率。每處理4個(gè)重復(fù)，每重復(fù)50粒種子。以新鮮種子為對(duì)照。

1.2.4 種子脫水后層積

采用硅膠干燥法對(duì)種子進(jìn)行脫水處理，脫水時(shí)間分別設(shè)為0，6，12，18，24，48 h。脫水后的種子含水量用烘干稱重法進(jìn)行測(cè)定[8]。將種子置于(103±1)℃鼓風(fēng)干燥箱中烘17 h，在干燥器中冷卻后稱重。以樣品烘干前后的重量差值除以鮮質(zhì)量計(jì)算種子含水量，4次重復(fù)，每重復(fù)10粒種子。脫水后獲得的種子含水量分別為34.0%、20.6%、18.7%、15.3%、10.2%和5.4%。將脫水后的種子與濕珍珠巖按1∶3體積比混合，密閉于自封袋中，在15 ℃恒溫培養(yǎng)箱中放置90 d后取出，以珍珠巖為基質(zhì)進(jìn)行萌發(fā)測(cè)試，28 d后統(tǒng)計(jì)其萌發(fā)率。每處理4次重復(fù)，每重復(fù)50粒種子。以未脫水的種子為對(duì)照。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)均使用SPSS 13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，萌發(fā)率數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)分析前先進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換。使用One-way ANOVA進(jìn)行單因素方差分析，用LSD法進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子生活力測(cè)定

用TTC法測(cè)定草果種子生活力達(dá)93.0%±1.7%，說明草果新采收種子具有很高的萌發(fā)潛力。

2.2 新鮮種子的萌發(fā)率

由圖1可知，新鮮草果種子僅在25 ℃、15 ℃/25 ℃和20 ℃/30 ℃下萌發(fā)，且在25 ℃、15 ℃/25 ℃下的萌發(fā)率極低，在20 ℃/30 ℃變溫條件下萌發(fā)率較高，為31.0%。交替光照條件下草果的種子萌發(fā)率雖高于全暗條件下的種子萌發(fā)率，但方差分析結(jié)果表明，兩者之間差異不顯著，說明草果種子為光不敏感型種子。草果種子生活力顯著高于萌發(fā)率，說明種子具有顯著的休眠現(xiàn)象。

圖1 不同溫度和光照條件下草果種子的萌發(fā)率

2.3 層積對(duì)草果種子萌發(fā)的影響

2.3.1 恒溫層積對(duì)種子萌發(fā)的影響

由表1可知，低溫層積和暖溫層積均能打破草果種子休眠。在20 ℃/30 ℃變溫條件下，草果種子萌發(fā)率隨低溫層積或暖溫層積時(shí)間的延長(zhǎng)，呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。低溫層積至30 d時(shí)，草果種子萌發(fā)率為40.5%，與對(duì)照相比差異顯著；隨著層積時(shí)間的延長(zhǎng)，種子休眠得到進(jìn)一步解除，層積至90 d時(shí)萌發(fā)率最高，達(dá)64.0%，但層積至120 d后，萌發(fā)率顯著下降。暖溫層積至30 d時(shí)，草果種子萌發(fā)率為42.5%，與對(duì)照相比差異顯著；隨著層積時(shí)間的延長(zhǎng)，種子萌發(fā)率進(jìn)一步提高，層積至90 d時(shí)萌發(fā)率最高，達(dá)82.0%。暖溫層積至120 d，草果種子萌發(fā)率雖有所下降，但仍維持在較高的萌發(fā)水平，為71.0%。此外，暖溫層積還能促進(jìn)草果種子在其他溫度下的萌發(fā)。在25 ℃恒溫條件下，暖溫層積至90 d時(shí)，草果種子萌發(fā)率有所提高，為10.5%，與對(duì)照相比差異顯著。

表1 恒溫層積對(duì)草果種子萌發(fā)的影響

層積方式層積時(shí)間(d)種子萌發(fā)率(%)20℃25℃30℃15℃/25℃20℃/30℃ck00a3．0b0a1．0a31．0d低溫層積300a1．5b0a1．5a40．5c600a3．0b0a3．0a52．0c901．5a4．5ab1．5a6．0a64．0b1200a1．0b0a2．0a45．5c暖溫層積300a3．0b0a1．0a42．5c600a3．0b1．5a3．0a71．0b900a10．5a0a3．0a82．0a1200a0b0a1．0a70．0b

注：同列不同字母表示差異顯著(p≤0.05)。下同。

2.3.2 變溫層積對(duì)種子萌發(fā)的影響

變溫層積對(duì)草果種子休眠的解除也起到一定的促進(jìn)作用(表2)。20 ℃/30 ℃培養(yǎng)溫度下，2種變溫層積方式均促進(jìn)了種子萌發(fā)，層積后萌發(fā)率分別達(dá)54.0%和53.5%，與對(duì)照相比差異顯著。2種變溫層積方式還促進(jìn)草果種子在15 ℃/25 ℃下萌發(fā)，層積后種子萌發(fā)率分別為14.0%和11.0%。此外，5 ℃ 30 d+15 ℃ 30 d變溫層積處理提高了草果種子在25 ℃下的萌發(fā)率，但15 ℃ 30 d+5 ℃ 30 d的變溫條件并未能提高相同培養(yǎng)溫度下的萌發(fā)率。

表2 變溫層積對(duì)草果種子萌發(fā)的影響

層積方式種子萌發(fā)率(%)20℃25℃30℃15℃/25℃20℃/30℃ck03．0b01．0b31．0d5℃30d+15℃30d015．0a014．0a54．0a15℃30d+5℃30d00b011．0a53．5a

2.3.3 脫水后層積對(duì)種子萌發(fā)的影響

表3 脫水后層積對(duì)種子萌發(fā)的影響

脫水時(shí)間(h)含水量(%)種子萌發(fā)率(%)20℃25℃30℃15℃/25℃20℃/30℃0(ck)34．00a10．5a0a3．0a82．0a620．600．5b0a3．0a74．5a1218．700b0a0．5a79．5a1815．300．5b0a2．5a79．0a2410．200b0a0．5a62．0b485．800b0a0．5a40．5c

由表3可知，新鮮草果種子含水量較高，為34.0%。將種子進(jìn)行脫水后再層積，種子萌發(fā)率隨著脫水時(shí)間的增加呈下降的趨勢(shì)。在20 ℃/30 ℃培養(yǎng)條件下，當(dāng)種子含水量分別降至20.6%、18.7%和15.3%時(shí)，草果種子的平均萌發(fā)率雖然有所下降，但與對(duì)照相比差異不顯著。進(jìn)一步降低種子含水量至10.2%時(shí)，草果種子萌發(fā)率僅為62.0%，顯著低于對(duì)照。當(dāng)脫水至含水量為5.8%時(shí)，草果種子萌發(fā)受到進(jìn)一步的抑制，萌發(fā)率僅為40.5%。在其他培養(yǎng)溫度條件下，脫水并不能促進(jìn)草果種子萌發(fā)。

3 討 論

生產(chǎn)上，草果種子萌發(fā)率低、發(fā)芽不整齊是制約其規(guī)范化栽培的重要因素。對(duì)草果種子生活力進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)草果種子活力高達(dá)93.0%±1.7%，但草果種子可萌發(fā)范圍狹窄，僅在20 ℃/30 ℃變溫下具有較高的萌發(fā)率，在其他溫度條件下不萌發(fā)或萌發(fā)率極低，說明草果種子具有顯著的休眠現(xiàn)象。

層積處理是休眠性種子常用的破除休眠方法之一[9,10]。層積處理可以增加種皮透性，加速種子內(nèi)部的新陳代謝，促進(jìn)赤霉素和細(xì)胞分裂素等激素合成，降解或轉(zhuǎn)化脫落酸等抑制激素，從而促進(jìn)種子萌發(fā)[11]。本實(shí)驗(yàn)中，恒溫層積和變溫層積均能不同程度地解除草果種子休眠。其中，15 ℃暖溫層積處理效果最佳，暖溫層積90 d后種子萌發(fā)率高達(dá)82.0%。雷恩等研究表明，使用H2SO4、GA3和NaOH對(duì)草果種子進(jìn)行浸種，能夠一定程度上提高草果種子萌發(fā)率，但處理后種子萌發(fā)率最高僅為58.4%[7]。本實(shí)驗(yàn)中，層積處理能夠更好地解除草果種子休眠，可能與層積處理增加了草果種皮透性的同時(shí)，改變了內(nèi)源激素含量有關(guān)。

草果種子不耐干藏，生產(chǎn)上常采用現(xiàn)采現(xiàn)播的方式[12]。若采回的種子不能及時(shí)播種，則用濕沙進(jìn)行拌種貯藏[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，草果種子含水量顯著影響種子萌發(fā)率。當(dāng)種子含水量降低至15%時(shí)，對(duì)種子萌發(fā)率影響不大，但進(jìn)一步降低種子含水量，則導(dǎo)致萌發(fā)率顯著下降。因此，在生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)于不能及時(shí)播種的草果種子，應(yīng)注意避免種子過度脫水，進(jìn)行種子保存時(shí)以大于15%含水量的種子為佳。

[1]鄧家剛,韋松基.廣西道地藥材[M].北京:中國(guó)中醫(yī)藥出版社,2007.

[2]中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì).中國(guó)植物志(第16卷第2分冊(cè))[M].北京:科學(xué)出版社,1996:100.

[3]國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典(一部)[M].北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社,2010:222-223.

[4]羅曉霞.草果與擬草果的性狀與顯微鑒別[J].中藥材,2014,37(2):227-229.

[5]尹安強(qiáng),王芳艷,楊永紅,等.我國(guó)草果研究文獻(xiàn)的分析[J].中國(guó)醫(yī)藥指南,2014,12(34):263-264.

[6]管艷紅,李榮英.草果種子苗繁殖實(shí)驗(yàn)研究[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2004,15(7):464.

[7]雷恩,劉艷紅,田學(xué)軍,等.不同化學(xué)試劑對(duì)草果種子發(fā)芽的影響[J].種子,2010,29(12):79-80.

[8]宋松泉,程紅焱,龍春林,等.種子生物學(xué)研究指南[M].北京:科學(xué)出版社,2005:3.

[9]魚小軍,王芳,龍瑞軍.破除種子休眠方法研究進(jìn)展[J].種子,2005,24(7):46-49.

[10]青格樂,王玉芝,張瓊琳,等.植物種子休眠及破除方法研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(11):4 715-4 716.

[11]徐是雄,唐錫華,傅家瑞.種子生理的研究進(jìn)展[M].廣州:中山大學(xué)出版社,1987:172-176.

[12]鄭家文.云南擴(kuò)大草果種植的情況分析[J].云南農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì),2012(2):37-39.

[13]周淑榮,郭密,郭文場(chǎng),等.草果的種植關(guān)鍵技術(shù)[J].特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物,2012(11):34-35.