環(huán)境條件對(duì)辣木種子萌發(fā)的影響

林孟飛，張俊杰，陳曉陽(yáng)，丁美美，陳涵斌，鄧麗婷，武玉靈，李書(shū)琦　(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東省森林植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510642)

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環(huán)境條件對(duì)辣木種子萌發(fā)的影響

林孟飛，張俊杰，陳曉陽(yáng)*，丁美美，陳涵斌，鄧麗婷，武玉靈，李書(shū)琦(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東省森林植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510642)

摘要[目的]研究不同處理?xiàng)l件對(duì)辣木種子萌發(fā)的影響，從而提高種子的萌發(fā)率。[方法]以從尼日利亞采收的傳統(tǒng)印度辣木種子為試驗(yàn)材料，研究不同浸種溫度和時(shí)間、培養(yǎng)溫度、光照、種子脫殼、多菌靈處理等對(duì)辣木種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及污染率的影響，探討辣木種子最佳萌發(fā)條件。[結(jié)果]20 ℃和40 ℃條件下浸種，種子萌發(fā)效果最好，從第2天開(kāi)始萌發(fā)，到第7天結(jié)束萌發(fā)，萌發(fā)率最高；在試驗(yàn)范圍內(nèi)浸種時(shí)間對(duì)萌發(fā)率沒(méi)有明顯影響；32 ℃條件下培養(yǎng)，種子萌發(fā)效果最好，種子在第2天開(kāi)始萌發(fā)，萌發(fā)率最高；多菌靈能夠抑制種子的污染，但是不同濃度處理之間的種子萌發(fā)率和污染率沒(méi)有顯著影響；全天光照和全天黑暗對(duì)種子萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)并沒(méi)有明顯的影響；種子剝殼后培養(yǎng)萌發(fā)早，出苗整齊，到第4天萌發(fā)率達(dá)到最大值。[結(jié)論]辣木種子最佳萌發(fā)的培養(yǎng)溫度為32 ℃左右；選用1 000倍的多菌靈浸泡種子即可達(dá)到殺菌的目的；光照和有無(wú)種殼對(duì)種子萌發(fā)率沒(méi)有明顯影響。

關(guān)鍵詞辣木種子；多菌靈；溫度；光照；種皮

Effects of Environmental Factors on Seed Germination ofMoringaOleifera

LIN Meng-fei, ZHANG Jun-jie, CHEN Xiao-yang*et al

(1. College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangdong Key Laboratory for Innovative Development and Utilization of Forest Plant Germplasm, Guangzhou, Guangdong 510642)

Abstract[Objective] To research effects of different treatments on seed germination ofMoringaoleifera,so as to improve the germination rate of seeds. [Method] With traditionalM.oleiferaseeds in Nigeria as the test materials, we researched the effects of environmental factors on seed germination, such as soaking temperature and time, culture temperature, light, seed uncoating and carbendazim treatment, so as to explore the optimal germination conditions forM.oleiferaseeds. [Result] Seed germination rate was the highest when soaking temperatures ranged from 20 to 40 ℃, and germination began from the second day to the seventh day. Under the temperature of 20 and 40 ℃, seed germination had the highest germination rate which began from the second day. Within the test range, seed soaking time had no significant effects on germination rate. Under 32 ℃, seed germination had the best germination effect. Seeds started to germinate on the second day and the germination rate reached the maximum value. Carbendazim restricted the pollution of seeds; but there were no significant effects on seed germination rate and pollution rate among different concentrations. Whole day illumination and whole day darkness had no significant impacts on seed germination rate and vigor. After seed uncoating, seed germinated earlier and had higher emergence evenness. And germination rate reached the maximum value on the 4th day. [Conclusion] The optimal cultivation temperature forM.oleiferaseed germination is around 32 ℃. Soaking in 1000 times of carbendazim can achieve the purpose of sterilization. Illumination and existence of seed coat have no significant impacts on seed germination rate.

Key wordsMoringaoleiferaseeds; Carbendazim; Temperature; Light; Seed coat

辣木(Moringaoleifera)是辣木科(Moringaceae)辣木屬(MoringaAdans.)多年生常綠或落葉喬木，有14個(gè)種[1]，其中原產(chǎn)于印度、喜馬拉雅山脈南麓的印度傳統(tǒng)辣木栽培和開(kāi)發(fā)最為廣泛。辣木因其具有獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)價(jià)值被很多國(guó)家和地區(qū)引種[2]，現(xiàn)在美洲中部、非洲、亞洲和太平洋島嶼等熱帶和亞熱帶地區(qū)等地均有栽培[3-4]。早在19世紀(jì)，辣木就從印度傳入我國(guó)臺(tái)灣，目前在云南、廣東、廣西、海南、四川和貴州等地均有種植。

國(guó)內(nèi)外對(duì)辣木的研究主要集中于良種選育[5]、栽培[6-7]、藥理[8-10]、活性物質(zhì)提取[11-12]等方面。辣木的主要育苗方式為播種繁殖，一般2年生開(kāi)始正常結(jié)實(shí)，但在樹(shù)下種苗很少出現(xiàn)，說(shuō)明辣木種子需要特定的條件才能萌發(fā)。種子萌發(fā)是指有活力的種子受潮吸水后，進(jìn)行呼吸、蛋白質(zhì)合成及其他代謝活動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)期，種胚突破種皮，露出胚根的過(guò)程[13]。目前關(guān)于促進(jìn)辣木種子萌發(fā)技術(shù)的研究已有些報(bào)道[14-16]，還有一些關(guān)鍵問(wèn)題需要解決，如辣木種子浸種時(shí)間、浸種溫度和光照對(duì)種子萌發(fā)的影響、播種的最佳溫度及殺菌劑濃度等。筆者通過(guò)試驗(yàn)分析辣木種子適宜的萌發(fā)條件，從而提高種子的萌發(fā)率。

1材料與方法

1.1供試材料及預(yù)處理供試材料為從尼日利亞采收的傳統(tǒng)印度辣木種子，供試種子飽滿、無(wú)蟲(chóng)蛀、無(wú)損壞。試驗(yàn)于2015年4～7月在室內(nèi)進(jìn)行。萌發(fā)盤(pán)底面鋪有濕潤(rùn)干凈紗布，將處理后種子播在上面，再蓋1塊干凈的濕紗布。從放入光照培養(yǎng)箱開(kāi)始記時(shí)，每隔12 h在紗布表面噴水，每隔24 h記錄種子的開(kāi)始萌發(fā)時(shí)間、萌發(fā)數(shù)量。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.2.1浸種溫度、時(shí)間和培養(yǎng)溫度試驗(yàn)。浸種溫度設(shè)置20、40、60 ℃ 3個(gè)梯度，浸種時(shí)間設(shè)置0、12、24 h 3種，培養(yǎng)溫度設(shè)置22、32、42 ℃ 3種(表1)，試驗(yàn)采用L9(34)正交設(shè)計(jì)，開(kāi)展3因素3水平試驗(yàn)，將種子置于恒溫水浴鍋中浸泡，在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每處理40顆種子，重復(fù)3次。

正交試驗(yàn)具有綜合可比性和均衡彌散性的優(yōu)點(diǎn)，在浸種溫度、浸種時(shí)間和培養(yǎng)溫度的正交試驗(yàn)中共安排9次試驗(yàn)。對(duì)于正交試驗(yàn)?zāi)骋灰蛩氐?種水平而言，其余2個(gè)因素的變化處于完全相似的狀態(tài)，則對(duì)應(yīng)的該因素3種水平的指標(biāo)綜合平均值主要是由于該因素變化引起的。因此，該試驗(yàn)通過(guò)綜合平均值的比較，分別研究浸種溫度、時(shí)間和培養(yǎng)溫度3個(gè)因素對(duì)種子萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)的影響。

表1　正交試驗(yàn)因素及水平

1.2.2多菌靈殺菌試驗(yàn)。用75%乙醇對(duì)萌發(fā)盤(pán)消毒，將紗布和水經(jīng)121 ℃高壓滅菌鍋滅菌30 min。在浸種時(shí)間為12 h、浸種溫度為32 ℃、培養(yǎng)溫度為32 ℃條件下，用多菌靈浸泡種子。設(shè)置多菌靈的稀釋倍數(shù)分別為1 000倍、500倍、200倍，用無(wú)菌水作對(duì)照，浸泡時(shí)間為10 min，用無(wú)菌水清洗5遍后，將種子播在萌發(fā)盤(pán)上，當(dāng)種子表面布滿菌絲視為污染，記錄后及時(shí)清理已污染種子。每處理40顆種子，重復(fù)3次。

1.2.3光照、帶種殼試驗(yàn)。在浸種時(shí)間為12 h、浸種溫度為32 ℃、培養(yǎng)溫度為32 ℃、多菌靈稀釋1 000倍的條件下，以光照帶殼為對(duì)照，比較黑暗帶殼、光照去殼處理對(duì)種子萌發(fā)的影響。將培養(yǎng)箱光強(qiáng)調(diào)至0 lx，作為黑暗處理；將培養(yǎng)箱光強(qiáng)調(diào)至20 000 lx，作為光照處理。每處理40顆種子，重復(fù)3次。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析用Excel2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，種子萌發(fā)各指標(biāo)計(jì)算方法如下：

萌發(fā)率=萌發(fā)種子數(shù)/種子總數(shù)×100%

發(fā)芽勢(shì)=日最高峰時(shí)種子萌發(fā)數(shù)/種子總數(shù) ×100%

污染率=污染的種子數(shù)/種子總數(shù)×100%

2結(jié)果與分析

2.1浸種溫度、時(shí)間及培養(yǎng)溫度對(duì)辣木種子萌發(fā)的影響圖1為不同浸種溫度下種子萌發(fā)率的變化情況。當(dāng)浸種溫度為60 ℃時(shí)，種子的萌發(fā)率最低，少數(shù)種子到播種第4天才開(kāi)始萌發(fā)，播種第8天停止萌發(fā)，萌發(fā)率為5.56%。20 ℃和40 ℃條件下浸種，種子從播種第2天開(kāi)始萌發(fā)，到播種第7天結(jié)束萌發(fā)，萌發(fā)率最高。由此可見(jiàn)，高溫浸種不利于種子萌發(fā)，浸種溫度應(yīng)控制在20～40 ℃。方差分析表明不同浸種溫度處理下辣木種子萌發(fā)率差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。

圖1　浸種溫度對(duì)辣木種子萌發(fā)率的影響Fig.1　Effects of soaking temperature on seed germination rate of M. oleifera

圖2為不同浸種時(shí)間下種子萌發(fā)率的變化情況。不同處理在播種第2～3天開(kāi)始有種子萌發(fā)，到播種第7～8天種子萌發(fā)結(jié)束。但在該試驗(yàn)范圍內(nèi)，浸種時(shí)間對(duì)萌發(fā)率沒(méi)有明顯影響。方差分析表明，不同浸種處理間辣木種子萌發(fā)率差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平(P>0.05)。

圖2　浸種時(shí)間對(duì)辣木種子萌發(fā)率的影響Fig.2　Effects of soaking time on seed germination rate of M. oleifera

圖3　培養(yǎng)溫度對(duì)辣木種子萌發(fā)率的影響Fig.3　Effects of culture temperature on seed germination rate of M. oleifera

圖3為不同培養(yǎng)溫度下種子萌發(fā)率的變化情況。在42 ℃條件下培養(yǎng)，種子萌發(fā)率較低，只有20.3%；在32 ℃條件下培養(yǎng)，種子在第2天開(kāi)始萌發(fā)，萌發(fā)率最高；在22 ℃條件下培養(yǎng)，種子推遲到第4天才萌發(fā)。由此表明，32 ℃是辣木種子萌發(fā)的最佳培養(yǎng)溫度。方差分析表明，不同培養(yǎng)溫度處理下辣木種子萌發(fā)率的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。

2.2多菌靈處理對(duì)辣木種子萌發(fā)的影響由圖4可知，與對(duì)照相比，多菌靈能夠抑制種子的污染，不同濃度多菌靈處理的種子萌發(fā)率和污染率沒(méi)有顯著影響，但使用多菌靈處理的種子污染率顯著低于對(duì)照。綜合考慮，選用1 000倍的多菌靈浸泡種子即可達(dá)到殺菌的目的。

注：各指標(biāo)上小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。Note:The different louercases of each index indicated significant differences at 0.05 lavel.圖4　不同稀釋倍數(shù)多菌靈對(duì)辣木種子萌發(fā)率和污染率的影響Fig.4　Effects of dilution times of carbendazim on seed germination rate and infection rate of M. oleifera

2.3光照和種殼對(duì)辣木種子萌發(fā)的影響由表2可知，全天光照和全天黑暗對(duì)種子萌發(fā)率和萌發(fā)勢(shì)的影響沒(méi)有顯著差異。種殼對(duì)種子萌發(fā)率的影響沒(méi)有顯著差異，種子剝殼后培養(yǎng)，發(fā)芽勢(shì)明顯提高，第2天發(fā)芽勢(shì)達(dá)70%以上，出苗整齊，種子發(fā)芽維持時(shí)間最短，到第4天萌發(fā)率達(dá)到最大值。

表2光照和種殼對(duì)辣木種子萌發(fā)的影響

Table 2Effects of illumination and seed coat on germination rate ofM.oleifera

處理Treatment萌發(fā)率Germinationrate∥%發(fā)芽勢(shì)Germinationvigor∥%黑暗帶殼Darknesswithcoat70±0.0829±0.08光照帶殼Illuminationwithcoat60±0.1427±0.01光照去殼luminationwithoutcoat79±0.1771±0.06

注：表中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，n=3。

Note: Data in the table were mean value ±standard error,n=3.

3結(jié)論與討論

(1)該試驗(yàn)將辣木種子在60 ℃恒溫水浴鍋中浸種得到萌發(fā)率只有5.56%，比20～40 ℃浸種處理的萌發(fā)率低25.6個(gè)百分點(diǎn)，這與孔令芳等[17]研究結(jié)果不同，這可能是浸種處理時(shí)間不同引起的。該試驗(yàn)表明，辣木種子最佳萌發(fā)的培養(yǎng)溫度為32 ℃，與龔德勇等[18]研究結(jié)果基本一致。

(2)馮燕燕等[19]研究表明多菌靈能顯著促進(jìn)土壤纖維素酶和脲酶等活性，有效降低土壤中真菌群落數(shù)量；張浩等[20]研究表明多菌靈在大豆植株內(nèi)的消散速度快于土壤，收獲期子粒最終殘留量為0.005 mg/kg，低于FAO定義的多菌靈在大豆中的最大殘留量(MRL，0.200 mg/kg)。目前，多菌靈較多用于食用植物，如葡萄[21-22]、人參[23]、香菇[24]等，但最終的殘留量都低于MRL值，所以用多菌靈處理不僅能降低污染，而且還安全可靠。該研究表明，選用1 000倍的多菌靈浸泡種子可達(dá)到殺菌的目的。

(3)光照能影響很多植物種子萌發(fā)，如能促進(jìn)細(xì)葉青蔞藤[25]、百合[26]等植物種子萌發(fā)，同時(shí)也會(huì)抑制沙芥和斧翅沙芥等植物種子[27]萌發(fā)。該試驗(yàn)表明，在種子萌發(fā)期間，光照有無(wú)對(duì)辣木種子萌發(fā)并沒(méi)有影響，而關(guān)于光周期變化和光照強(qiáng)弱對(duì)辣木種子代謝過(guò)程是否有影響還需要進(jìn)一步研究。

(4)不同植物種殼在解剖學(xué)上有較大差異，厚壁保護(hù)細(xì)胞的層數(shù)、角質(zhì)層的有無(wú)、種殼的質(zhì)地決定了種子的吸水性和透氣性。種殼的作用具有兩面性：一方面，在萌發(fā)的第一階段，種殼作為一道物理屏障能夠調(diào)節(jié)種子的膨脹速度，防止快速膨脹、損壞細(xì)胞膜；另一方面，種殼中存在抑制物或是由于機(jī)械阻力[28]抑制種子萌發(fā)，如遼東櫟種子因覆蓋胚根的種殼角質(zhì)層較厚且具有一層致密的柵欄組織而限制其萌發(fā)[29]，但也有研究表明種殼對(duì)萌發(fā)沒(méi)有影響[30]。該試驗(yàn)結(jié)果表明，雖然種子有無(wú)種殼對(duì)萌發(fā)率沒(méi)有影響，但剝殼有助于種子提早萌發(fā)和出苗整齊。

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中圖分類(lèi)號(hào)S 718.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)06-188-03

收稿日期2016-01-18

作者簡(jiǎn)介林孟飛(1991- )，女，浙江樂(lè)清人，碩士研究生，研究方向：辣木繁殖。*通訊作者，教授，博士，從事林木遺傳育種、森林植物資源開(kāi)發(fā)利用研究。

基金項(xiàng)目廣東省林業(yè)廳資助項(xiàng)目(2015KJCX009)；中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)墾局資助項(xiàng)目(15RZNJ-62)。