不同浸種處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響

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(河北北方學(xué)院草業(yè)研究所， 河北 張家口 075000)

不同浸種處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響

袁卉馥，李保峰

(河北北方學(xué)院草業(yè)研究所， 河北 張家口 075000)

研究了不同濃度的CaCl2、KNO3、CuSO4·5 H2O和GA3處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響。結(jié)果表明：50 mg/L GA3浸種12 h是促進麻黃種子萌發(fā)和幼苗生長的最佳處理方法；此外，5 g/L的KNO3浸種24 h也是有效的浸種處理方法。

浸種； 麻黃種子； 萌發(fā)； 成苗

麻黃(EphedraSinica)是裸子植物麻黃科麻黃屬草本小灌木，喜光、耐寒、耐高溫、耐干旱瘠薄[1]。麻黃在醫(yī)藥、生態(tài)環(huán)境保護及飼草利用方面具有非常高的價值。麻黃可提煉麻黃堿，大量應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)；果實能制作飲料、保健品以及食用色素等[2]。隨著麻黃越來越多的藥用及經(jīng)濟價值被發(fā)掘，對麻黃原材料的需求迅速增加，致使我國的野生麻黃資源面積逐年減少，產(chǎn)量和品質(zhì)下降；同時，破壞性采挖也影響麻黃的生長發(fā)育，使麻黃表現(xiàn)出植株低矮、枝條細弱、生活力差、不開花結(jié)果或結(jié)實率降低等問題[3]。為此，栽培馴化野生麻黃成為唯一出路。為快速為工業(yè)和醫(yī)藥業(yè)提供麻黃原材料，常需要在麻黃種子成熟后立即進行播種育苗，但麻黃因授粉不全致使種子多數(shù)不能成熟，且麻黃種子含有內(nèi)源萌發(fā)抑制物質(zhì)，表現(xiàn)淺度休眠現(xiàn)象而嚴重影響麻黃種子的發(fā)芽和出苗，這為麻黃產(chǎn)業(yè)發(fā)展增加了前期較大的經(jīng)濟風(fēng)險。因此如何打破麻黃種子休眠，提高麻黃種子發(fā)芽率和成苗率就成為麻黃生產(chǎn)的“瓶頸”[4]。本試驗利用CaCl2(氯化鈣)、KNO3(硝酸鉀)、CuSO4·5 H2O(五水硫酸銅)、GA3(赤霉素)4種試劑處理麻黃種子，研究各試劑對麻黃種子發(fā)芽特性的影響，探索促進麻黃種子發(fā)芽及幼苗生長的方法，旨在篩選出經(jīng)濟高效的試劑，為生產(chǎn)中促進麻黃種子發(fā)芽及種苗生長提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試麻黃種子于2014年采自內(nèi)蒙古鄂爾多斯市鄂托克前旗麻黃種植基地。經(jīng)測定種子千粒重10.2 g，凈度96.65%，平均含水量8.10%。

浸種試劑為CaCl2、KNO3、CuSO4·5H2O、GA3，由西安市化學(xué)試劑廠生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

1.2.1 清水選種

挑選籽粒飽滿、無蟲孔且大小一致的種子若干，用50 ℃清水浸種3 h。將上層漂浮的不飽滿的種子撈出，用沉在水底的飽滿種子進行發(fā)芽試驗。

1.2.2 藥劑浸種處理

藥劑處理濃度見表1。選取飽滿的水選后的麻黃種子用0.1%HgCl2消毒10 min，用清水沖洗3次，用表1的處理濃度分別浸種12 h和24 h，處理完的種子，再用清水沖洗，均勻地擺放在鋪有3層濕濾紙直徑11 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)，每培養(yǎng)皿內(nèi)50粒種子，對照為用清水浸泡的種子，重復(fù)3次。發(fā)芽試驗在人工智能培養(yǎng)箱內(nèi)進行，溫度控制在白天25 ℃、夜間15 ℃。從發(fā)芽試驗的第2天開始，每天定時統(tǒng)計發(fā)芽量，第9天統(tǒng)計發(fā)芽勢，第14天發(fā)芽結(jié)束后，統(tǒng)計發(fā)芽率。把已經(jīng)萌發(fā)的麻黃種子放置在白紗布上，利用水培法培養(yǎng)7 d，每個處理挑選15個幼苗，測定根長、苗高；計算對照和處理的發(fā)芽指數(shù)。各項指標的計算方法：

發(fā)芽率(%)=14 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(%)=9 d內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)；式中：Gt為第t天種子的發(fā)芽數(shù)，Dt為對應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

表2 不同濃度KNO3處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響

處理時間濃度(g/L)發(fā)芽勢(%)發(fā)芽率(%)發(fā)芽指數(shù)根長(cm)苗高(cm)可溶性糖(mg/L)可溶性蛋白(mg/L)24h561．51±9．50a28．20±8．10a10．26±1．62a2．31±2．32ab2．22±1．41ab28．12±14．10ab100．26±10．25ab1053．12±2．25b23．05±7．51ab7．19±3．32ab2．20±1．02ab2．30±1．01ab26．86±10．21ab96．18±12．23a1546．1±16．05c16．15±6．52b5．41±2．23b1．32±1．31b1．42±1．08b21．35±11．02a96．25±21．03a2040．05±3．51d16．10±5．06b5．35±0．18b1．41±0．33b1．29±1．09b22．12±9．32a95．12±12．35a12h553．20±1．23b21．23±3．13ab8．26±0．36ab2．41±2．30ab2．23±1．91ab23．13±10．01a96．25±14．27a1051．0±1．22bc24．14±5．21ab8．35±2．13ab2．23±0．36ab2．35±1．06ab21．23±10．14a96．48±12．36a1536．10±0．20d12．13±3．16b4．12±0．26b1．36±0．56b1．29±1．01b21．14±9．24a94．12±10．28a2037．12±1．25d14．12±3．56b5．13±2．12b1．39±1．02b1．32±1．20b22．14±9．84a93．25±12．27ack47．0±10．10c15．20±2．05b6．21±0．90b1．35±0．49b1．01±1．20b20．23±9．81a94．45±10．41a

注：數(shù)據(jù)后標不同小寫字母表示存在顯著性差異(plt;0.05)。下同。

表3 不同濃度CaCl2處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響

處理時間濃度(g/L)發(fā)芽勢(%)發(fā)芽率(%)發(fā)芽指數(shù)根長(cm)苗高(cm)可溶性糖(mg/L)可溶性蛋白(mg/L)24h548．0±15．0a16．51±6．52a6．72±2．26a2．45±1．75a2．23±1．02a24．23±6．23a93．12±10．23a1051．5±7．5ab23．55±6．51b8．09±1．98ab3．59±2．12a3．82±1．02b27．85±10．12ab96．23±11．12ab1553．0±13．a(chǎn)b24．12±5．05b8．72±1．27ab3．13±2．01a3．59±2．03b26．59±10．23ab96．30±13．56ab2049．5±7．5a16．32±2．01a6．96±1．33a2．61±3．24a2．70±2．36a22．46±11．2a92．23±10．58a12h545．12±8．23a18．12±5．14a6．12±4．15a3．05±2．45a3．01±1．42a22．21±10．20a91．10±14．24a1052．45±9．16ab21．47±6．23b8．06±2．35ab3．12±2．10a3．36±1．23b25．53±12．23a95．14±9．23a1554．12±8．75ab22．89±7．48b6．95±6．23a3．35±3．10a3．69±2．10b25．47±14．10a95．35±9．65a2047．10±5．26a15．47±9．63a6．14±2．54a2．89±3．21a2．64±3．25a23．56±9．68a91．46±10．41ack47．0±10．0a15．20±2．05a6．21±0．90a2．35±0．49a2．01±1．20a20．23±9．81a92．45±10．41a

1.2.3 內(nèi)容物測定

用考馬斯亮藍G-250染色法[5]測定麻黃種子中的可溶性蛋白；用蒽酮-硫酸法[5]測定種子中可溶性糖。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)用SPSS 12.0和Excel進行方差分析和統(tǒng)計處理。

表1 浸種試劑處理

浸種試劑處理濃度KNO3(g/L)5101520CaCl2(g/L)5101520CuSO4·5H2O(g/L)2468GA3(mg/L)50100150200

2 結(jié)果分析

2.1 不同濃度KNO3處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響

從表2可以看出，從浸種時間考慮，多數(shù)浸種時間為24 h的KNO3處理要優(yōu)于同質(zhì)量濃度的浸種時間為12 h的KNO3處理。5 g/L和10 g/L KNO3處理麻黃種子，不論浸種時間是12 h還是24 h，麻黃種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、根長和苗高均高于對照處理，浸種24 h對麻黃種子的發(fā)芽促進作用最好，但5 g/L和10 g/L的KNO3之間沒有顯著性差異。

可溶性糖含量代表著植物體內(nèi)碳水化合物的運轉(zhuǎn)情況，在有機物的代謝中起著重要的作用，也是種子能順利萌發(fā)和生長的重要生理基礎(chǔ)之一[6]?？扇苄缘鞍啄軌驗榉N子萌發(fā)和幼苗生長提供必要的氮素營養(yǎng)，對種子萌發(fā)和胚生長起著重要的作用；同時還可保持種子的活力[7]。從表2可以看出，使用KNO3處理麻黃種子，除5 g/L浸種24 h的可溶性糖和可溶性蛋白明顯高于對照外，其余濃度和時間處理與對照沒有顯著性差異。因此，綜合考慮，采用5 g/L KNO3對麻黃種子浸種處理24 h，可以促進麻黃種子萌發(fā)和幼苗生長。

2.2 不同濃度CaCl2處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響

表4 不同濃度CuSO4·5H2O處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響

處理時間濃度(g/L)發(fā)芽勢(%)發(fā)芽率(%)發(fā)芽指數(shù)根長(cm)苗高(cm)可溶性糖(mg/L)可溶性蛋白(mg/L)24h254．04±2．08b18．63±2．23ab8．35±2．06b2．85±1．75a3．61±1．30ab24．90±5．00ab99．25±15．10ab453．51±3．54b17．01±5．20ab8．00±2．13b3．12±1．02a3．98±2．12ab25．44±2．12ab99．01±12．01ab651．10±2．04a15．21±2．31a7．26±1．71a2．88±1．25a2．56±1．00a21．81±4．14a95．23±12．10a848．10±9．40a10．10±2．02c5．96±1．65a2．69±1．23a2．23±1．02a22．21±5．17a95．12±13．12a12h252．23±5．63b16．23±2．21a8．12±1．25b3．40±1．70a3．91±2．80b23．14±1．48a96．23±10．36a450．12±2．36a16．25±2．35a8．01±1．14b3．45±1．14a3．56±2．12ab23．42±1．47a96．89±15．42a646．69±3．69a15．25±5．12a6．83±2．25a2．98±2．35a2．13±1．25a20．23±1．36a98．78±14．45a842．23±5．58a10．25±5．12c5．12±1．56a2．42±1．23a2．14±1．04a18．23±5．21a92．86±17．45ack47．01±10．40a15．20±2．05a6．21±0．90a2．35±0．49a2．01±1．20a20．23±9．81a94．45±10．41a

表5 不同濃度GA3處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響

處理時間濃度(g/L)發(fā)芽勢(%)發(fā)芽率(%)發(fā)芽指數(shù)根長(cm)苗高(cm)可溶性糖(mg/L)可溶性蛋白(mg/L)24h5070．20±9．00bc25．20±8．31b9．50±2．58ab3．00±3．50b3．62±1．26b31．63±16．00b161．21±19．23d10069．23±22．32bc24．45±4．15b9．22±2．01ab2．10±2．02a2．18±1．14a26．33±12．14ab148．25±16．52c15064．25±13．47b23．15±5．35b9．03±0．61ab2．00±1．05a2．24±1．02a24．37±7．58a137．89±19．58c20054．75±10．25ab19．20±3．10ab7．29±0．99a2．14±1．42a2．10±2．17a20．24±5．23a136．25±19．14c12h5070．23±10．23bc35．21±5．36c13．21±4．12b4．75±3．25b3．94±1．08b38．67±10．25c187．12±12．28d10068．45±12．25c29．17±2．48bc10．28±5．12ab2．56±1．25a2．51±1．23a34．25±9．28b155．24±10．25c15061．48±11．36b26．12±3．21b9．25±2．23ab2．38±1．23a2．21±1．02a23．15±5．23a134．15±14．45c20052．46±9．85ab20．21±3．28ab9．19±2．31ab2．38±1．25a2．04±1．25a21．05±4．12a110．23±14．14bck47．01±10．40a15．20±2．05a6．21±0．90a2．35±0．49a2．01±1．20a20．23±9．81a94．45±10．41a

從表3可以看出，不論浸種12 h還是24 h，不同濃度的CaCl2處理對麻黃種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均有促進作用，其中10 g/L和15 g/L對麻黃各項發(fā)芽指標(發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù))的促進作用最為明顯，和對照及5、20 g/L的處理之間也形成顯著性差異。從表3還可以看出，各濃度的CaCl2對麻黃種子的根長沒有明顯影響，但對麻黃幼苗的苗高有促進作用，其中以10 g/L和15 g/L浸種24 h對麻黃苗高的促進作用最為明顯。表3還表明，10 g/L和15 g/L的CaCl2浸種24 h,對麻黃種子的可溶性糖和可溶性蛋白提高作用最為明顯，說明10 g/L和15 g/L CaCl2對麻黃種子的處理最優(yōu)，但是無論在芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、根長和苗高方面還是可溶性糖和可溶性蛋白方面，10 g/L和15 g/L之間都沒有顯著性差異。所以，筆者認為，使用10 g/L CaCl2浸種24 h，對麻黃種子發(fā)芽的促進作用最好，但是效果不大。

2.3 不同濃度CuSO4·5H2O處理對麻黃種子萌發(fā)和成苗的影響

對于不同濃度CuSO4·5H2O浸種12 h和24 h處理的麻黃種子，其中2 g/L、4 g/L和6 g/L浸種處理24 h，2、4 g/L浸種處理12 h，麻黃種子的各項發(fā)芽指標均高于對照處理，其余處理均低于對照處理；其中2 g/L CuSO4·5H2O浸種24 h處理的發(fā)芽勢為54.04%，發(fā)芽率為18.63%，發(fā)芽指數(shù)為8.35；3項發(fā)芽指標在各列(不同濃度、不同浸種時間)最高。表3還表明，各濃度的CuSO4·5H2O對麻黃種子的根長沒有明顯影響，但對麻黃幼苗的苗高有促進作用，其中以2 g/L和4 g/L浸種24 h對麻黃苗高的促進作用最為明顯。從表3還可以看出，2 g/L和4 g/L CuSO4·5H2O浸種24 h對麻黃種子中的可溶性糖和可溶性蛋白提高作用最為明顯。綜合考慮，用低濃度的CuSO4·5H2O浸種24 h，可以促進麻黃種子萌發(fā)和幼苗生長，但是效果不顯著。

從表5可以看出，不同濃度、不同浸種時間的GA3處理均能提高麻黃種子的各項發(fā)芽指標。其中50 mg/L GA3浸種處理12 h的發(fā)芽勢為70.23%；發(fā)芽率為35.21%，發(fā)芽指數(shù)為13.21，3項發(fā)芽指標在各列(不同濃度、不同浸種時間)最高。從表5還可以看出，除100、150 mg/L和200 mg/L GA3浸種12 h的根長低于對照外，其余濃度的GA3均能促進麻黃幼苗的根長和苗高。從表5可以看出，50 mg/L和100 mg/L的GA3浸種12 h和24 h，均能顯著提高麻黃種子中的可溶性糖含量；各濃度的GA3浸種對麻黃中的可溶性蛋白含量均有顯著性提高，但是50 mg/L的GA3浸種12 h，使麻黃種子中可溶性糖含量達到38.67 mg/L，可溶性蛋白含量達到187.12 mg/L，提高作用最為明顯，和對照及其他處理形成顯著性差異。由此可見，GA3處理可以促進麻黃種子萌發(fā)；其中以50 mg/L GA3浸種12 h最佳，不僅能促進麻黃種子萌發(fā)，還能加速麻黃幼苗的生長。

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，麻黃種子在播種前先進行浸種處理，可以提高種子發(fā)芽率，促進幼苗生長，但不同試劑以及同一試劑不同濃度、不同浸種時間的效果不同。

KNO3處理麻黃種子可以有效地促進種子的發(fā)芽和生長。鉀在植物體內(nèi)的作用是酶的活化劑,促進糖分運輸、轉(zhuǎn)化及氮代謝[8]。鉀還可以激活種子脫氫酶活性和增加呼吸度,調(diào)節(jié)溶液水勢延緩種子吸水過程，使種子在萌發(fā)前有足夠的時間進行膜系統(tǒng)修復(fù)和重要酶系的活化，改善細胞內(nèi)環(huán)境和代謝狀態(tài),從而促進種子萌發(fā)[9]。使用KNO3對麻黃種子浸種，5 g/L和10 g/L的處理均可以促進麻黃種子的萌發(fā)和幼苗生長。不同質(zhì)量濃度、不同浸種時間的GA3處理均可以促進麻黃種子萌發(fā)；其以50 mg/L GA3浸種12 h最佳，并能很好地促進麻黃幼苗生長。GA3是植物生長調(diào)節(jié)劑，能誘導(dǎo)水解酶，把種子貯藏物由大分子分解為小分子，便于胚的吸收，從而促進了種子的萌發(fā)和幼苗的生長[10-11]。因此，在生產(chǎn)中使用50 mg/L GA3浸種12 h是促進麻黃種子萌發(fā)和幼苗生長最佳處理方法；其次，5 mg/mL KNO3浸種處理24 h也能促進麻黃種子萌發(fā)和幼苗生長。

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Effects of Different Seed Soaking Treatments on the Seed Germination and Seedling of Ephedra

YUANHuifu，LIBaofeng

2016-07-16

河北北方學(xué)院重大課題(編號：ZD 201408)。

袁卉馥(1970—)，女，河北省承德市圍場縣人；碩士，教授，主要從事植物資源開發(fā)與利用研究。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.12.87

S 567.1+9

A

1001-4705(2016)12-087-04