提高元寶楓種子發(fā)芽率的方法研究

李久道樸世領金 華鄒吉祥張 靖張 穎

（1延邊大學農學院，吉林延吉 133000；2大連民族大學環(huán)境與資源學院，遼寧大連 116600）

提高元寶楓種子發(fā)芽率的方法研究

李久道1樸世領1金 華2鄒吉祥2張 靖2張 穎2

（1延邊大學農學院，吉林延吉 133000；2大連民族大學環(huán)境與資源學院，遼寧大連 116600）

為找出提高元寶楓種子發(fā)芽率的方法，對元寶楓種子進行不同試劑浸種處理，并對發(fā)芽狀況和幼苗生長狀況進行分析。結果表明：200mg/L、400mg/L赤霉素（GA3）和2%硝酸鉀（KNO3）浸泡與對照相比均能顯著提高元寶楓種子發(fā)芽率，其中200mg/L GA3發(fā)芽率最高，達61．7%，400mg/L GA3對元寶楓幼芽生長有顯著促進作用；98%硫酸（H2SO4）浸種，5%、10% PEG6000浸種及80℃水浴10min處理對元寶楓發(fā)芽率有抑制作用；60% H2SO4浸種、60℃水浴10min和4% KNO3浸種對元寶楓種子發(fā)芽無明顯促進作用。

元寶楓；種子；休眠；發(fā)芽率

元寶楓屬于槭樹科槭屬，在我國的東北、華北、長江流域中下游都有分布，適合在濕潤、肥沃的土地上生長，耐寒性強，對二氧化硫、氟化氫的抗性較強，吸附粉塵的能力亦較強[1]。元寶楓樹形美觀，樹葉顏色豐富，隨著近年來我國對于城鄉(xiāng)環(huán)境的不斷重視，元寶楓作為一種優(yōu)良的園林樹種成為了許多城市用作綠化的新寵。此外，元寶楓作為我國特有的木本油料樹種，其籽油具有很高的經濟價值。所以元寶楓作為一種營養(yǎng)高、抗逆性強、用途廣泛的樹種已逐漸形成產業(yè)，悄然發(fā)展起來。然而，目前元寶楓都是依靠種子繁殖，其種子具有休眠特性，自然條件下需要很長時間才能發(fā)芽，且出苗不整齊，所以研究提高元寶楓種子發(fā)芽率方法對發(fā)展元寶楓種植有重要意義。

試劑浸種可以促進種子萌發(fā)，提高種子抗逆性，增加產量，改善品質[2-3]。不同的種子選擇的試劑也不盡相同。PEG作為一種高分子滲透保護劑，其溶液可以降低水勢，對種子萌發(fā)過程中生理生化方面產生影響；脫落酸（ABA）是抑制種子發(fā)芽的主要內源激素，外源GA3的增加會降低種子內脫落酸濃度，從而使種子重新萌動發(fā)芽；高溫處理是農業(yè)中常用的促進種子萌發(fā)的方法，可以刺激種子從休眠中解除，軟化種皮，有利于種子出芽；H2SO4處理會腐蝕軟化種皮，降低種子在萌發(fā)過程中的機械阻力。目前國內對于元寶楓發(fā)芽方法的研究較少，本文系統(tǒng)分析了元寶楓在上述幾種試劑浸種下的發(fā)芽指標，篩選出提高元寶楓發(fā)芽率的方法，為元寶楓的生產實踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試元寶楓種子于2015年采自內蒙古赤峰市。

1.2 試驗方法本試驗共設10個處理，分別為98%、50%的H2SO4溶液，2%、4%的KNO3溶液，5%、10%的PEG6000溶液，200mg/L、400mg/L的GA3溶液，60℃、80℃蒸餾水處理，對照組為不做任何處理的干種子。每組處理隨機選取30粒種子，每組處理重復3次。試驗前先用0．14%甲醛溶液浸泡種子15min，進行種子消毒。

H2SO4溶液處理：將種子分別浸于60%、98%的H2SO4溶液中10min后用蒸餾水與去離子水沖洗2遍，晾干備用。

KNO3溶液處理：將種子浸在2%、4%的KNO3溶液中24h，每隔3～5h用玻璃棒攪拌，取出種子，用蒸餾水與去離子水沖洗2遍，晾干備用。

PEG6000溶液處理：將元寶楓種子分別浸在5%、10%的PEG6000溶液中24h，每隔3～5h用玻璃棒攪拌，取出種子，用蒸餾水與去離子水沖洗2遍，晾干備用。

GA3溶液處理：將元寶楓種子浸于200mg/L、400mg/L的GA3溶液中24h，每隔3～5h用玻璃棒攪拌，取出種子，用蒸餾水與去離子水沖洗2遍，晾干備用。

不同溫度處理：將種子分別在60℃、80℃蒸餾水中水浴10min，用蒸餾水沖洗3遍后晾干備用。

將晾干的種子以1∶3的比例與濕沙子混勻，放入培養(yǎng)皿中，用12h/12h光照的智能培養(yǎng)箱白天27℃，晚間23℃培養(yǎng)，補水法每天稱重補水，以保證種子發(fā)芽環(huán)境基本一致。每隔12h觀察記錄種子發(fā)芽狀況。

發(fā)芽率=種子發(fā)芽數(shù)/種子總數(shù)×100%

發(fā)芽勢=第10天發(fā)芽數(shù)/種子總數(shù)×100%

開始發(fā)芽時間：種子置床起算起，第1粒種子露白時間。

1.3 數(shù)據(jù)分析分別利用Microsoft Excel 2007、SPSS 17．0軟件統(tǒng)計分析，采用鄧肯氏新復極差法進行數(shù)據(jù)差異顯著性檢測。

2 結果與分析

2.1H2SO4溶液處理對種子發(fā)芽的影響由表1可以看出，60%硫酸比98%硫酸處理的發(fā)芽率顯著提高，但與對照相比發(fā)芽率差異不顯著，僅相差0．6%。在后期生長方面，98%硫酸處理的莖長要顯著高于60%硫酸處理，但與對照的莖長相差不顯著。

表1不同處理方法對元寶楓種子發(fā)芽參數(shù)的影響

2.2KNO3溶液處理對種子萌發(fā)的影響由表1可以看出，2% KNO3處理的發(fā)芽率顯著高于4% KNO3處理，但在發(fā)芽勢、莖長方面2個濃度差異不顯著。與對照相比，2% KNO3處理的各項發(fā)芽指標均差異顯著，而4% KNO3處理在莖長方面有顯著提高，開始發(fā)芽天數(shù)顯著提前。

2.3PEG6000溶液處理對種子發(fā)芽的影響由表1可以看出，2種濃度PEG6000浸種處理均會顯著降低種子發(fā)芽率，其中5%濃度浸種較對照組降低11．8%，10%濃度浸種降低13．4%。并且發(fā)芽后期莖的生長速度較慢，莖長分別為1．67cm、1．88cm。

2.4GA3溶液處理對種子發(fā)芽的影響由表1可以看出，200mg/L GA3浸種的發(fā)芽率在所有處理中最高，是對照組的2．6倍，但是與400mg/L GA3浸種差異不顯著。在種子后期生長中，400mg/L浸種處理的種子莖長顯著高于其他處理，達到了7．87cm。

2.5 不同溫度處理對種子發(fā)芽的影響由表1可以看出，在不同水溫處理中，60℃水浴處理與對照組發(fā)芽率差異不顯著，而80℃水浴處理種子的發(fā)芽率為0。在種子后期生長中，60℃水浴與對照的莖長差異不顯著。

3 討論與結論

對于種子的休眠原因有很多，主要有3個方面的因素，分別為種子的解剖結構、種子代謝方面以及種胚的發(fā)育情況，且各種休眠原因都是相互關聯(lián)，互相影響，共同調控種子的休眠[4]。種皮雖然在一定程度上阻止了種子內部與外界水汽的交換，但完整種子依然可以從外界吸收水分進行萌發(fā)，由于種皮結構的原因，其對種胚的萌動以及幼芽的生長產生機械阻力，導致幼芽無法破出種皮。元寶楓種子中的發(fā)芽抑制物質主要存在于種皮和種胚中，而且元寶楓種子不同部位甲醇提取液的抑制強度為種皮＞種胚＞果皮，隨著種皮提取液濃度的提高發(fā)芽抑制作用越強。本試驗的結果表明，不同試劑浸種對元寶楓種子發(fā)芽率影響各不相同，可能是對種內發(fā)芽抑制物的影響有差異所導致的。

在種子發(fā)芽過程中，GA3和脫落酸（ABA）共同參與了誘導種子解除自然休眠的過程，研究表明種子內ABA和GA3之間的濃度平衡決定了自然休眠的發(fā)生與解除。本試驗中，200mg/L GA3處理的元寶楓種子發(fā)芽率顯著高于對照組，在幼芽后期生長中，GA3處理的莖長顯著高于其他處理，說明GA3浸泡處理在元寶楓種子萌發(fā)和種子后期生長方面有促進作用。

高溫對種子進行發(fā)芽預處理可以顯著提高種子發(fā)芽率。種皮中通常含有角質、膠質、栓質、脂質和蠟質等疏水性的化學物質，使種子不能吸脹。高溫燙種可以軟化種皮，減少種皮對幼芽萌發(fā)產生的機械阻力，去除種皮表層的蠟質和油脂質，提高種皮通透性，浸出種內的發(fā)芽抑制物，達到提高發(fā)芽率的效果。80℃水溫處理無一發(fā)芽，全部死亡，可能是水溫過高或處理時間過長，在處理過程中燙傷了種胚，造成了吸脹損傷，最終導致元寶楓種子發(fā)芽受到抑制。

PEG是一種滲透調節(jié)劑，用PEG進行滲調處理種子，可提高種子發(fā)芽率、種子活力、抗逆性和貯藏潛能及萌發(fā)種子某些酶的活性，通過限制種子吸水速度來保護種子的膜系統(tǒng)，不會因為快速吸水而脹破。劉杰等[5]在關于PEG處理對羊草種子發(fā)芽的影響時發(fā)現(xiàn)，PEG處理會使種子萌發(fā)過程中活性氧自由基引起的過氧化反應受到抑制，阻止丙二醛與蛋白質和核酸結合破壞生物膜和細胞的物質結構。本試驗中5%和10%濃度處理之間發(fā)芽率沒有顯著差異，但都低于對照組。在后期莖的生長也受到了影響，說明PEG處理濃度過高，使種子受到了干旱脅迫，干旱脅迫對胚芽生長起抑制作用，無法正常吸收水分。

KNO3是植物的一種重要氮源，也是用于控制植物各個部位生長的重要信號分子。在有利于種子母株硝酸鹽積累的環(huán)境條件下，種子發(fā)生生物性或其他差異性休眠的幾率更低。外源性硝酸鹽的提供能夠刺激種子萌發(fā)，硝酸鹽會作為一種信號分子調控種子中ABA和GA3的濃度平衡，打破種子的休眠狀態(tài)。試驗中KNO3處理的種子發(fā)芽率均高于對照，種子莖長高于除GA3處理以外的其他處理組，說明KNO3對元寶楓發(fā)芽有促進作用，且2%濃度處理發(fā)芽率、發(fā)芽勢顯著高于4%濃度處理，所以在元寶楓實際生產應用中應以低濃度為宜。

H2SO4的腐蝕性可以快速分解種皮含有的蠟質層、木栓層、柵欄組織、骨狀石細胞等，軟化種皮，增加種皮透水透氣性，藺吉祥等[6]在羊草種子發(fā)芽試驗中發(fā)現(xiàn)濃H2SO4能夠快速腐蝕羊草種子的稃，顯著提高發(fā)芽率。具有腐蝕性的酸要比其他強酸和弱酸對種子萌發(fā)的影響更明顯，但處理時間和酸濃度要根據(jù)種子類型進行調整。在本試驗中，60% H2SO4處理對于發(fā)芽率的促進作用并不明顯，98% H2SO4處理的發(fā)芽率顯著低于對照，可能H2SO4濃度過高或處理時間過長，腐蝕種胚，導致大部分種子無法發(fā)芽。

本研究結果表明，通過不同浸種處理可以看出98% H2SO4浸種，5%、10% PEG6000浸種及80℃水浴處理對元寶楓種子的發(fā)芽率具有明顯抑制作用，并且限制幼苗后期生長；60% H2SO4浸種，60℃水浴和4% KNO3浸種對發(fā)芽率沒有明顯促進作用；200mg/ L GA3、400mg/L GA3和2% KNO3浸種對發(fā)芽率和幼芽生長有明顯促進作用，其中400mg/L GA3浸種對幼芽生長促進效果最顯著，為7．87cm。

[1] 劉世東，孫開理，劉迎彩，等．元寶楓的應用價值及育苗技術[J]．現(xiàn)代農業(yè)科技，2012（14）：163-165

[2] 鄭守華，羅尚均，何敏，等．不同藥劑對宜香1A陳種發(fā)芽率的影響[J]．中國種業(yè)，2010（S1）：50-51

[3] 馮輝，薛正剛，郜戰(zhàn)寧，等．不同藥劑拌種對大麥發(fā)芽及根部性狀的影響[J]．中國種業(yè)，2016（9）：55-56

[4] 肖志成．三角槭種子休眠機理及解除方法的研究[D]．南京：南京林業(yè)大學，2006

[5] 劉杰，劉公社，齊冬梅，等．聚乙二醇處理對羊草種子萌發(fā)及活性氧代謝的影響[J]．草業(yè)學報，2002，11（1）：59-64

[6] 藺吉祥，邵帥，隋丹，等．幾種提高羊草種子發(fā)芽率方法的比較[J]．中國草地學報，2015，36（3）：47-51

2016-10-23）

中央高校基本科研業(yè)務費專項資金（DC201501070202）

金華 樸世領