不同處理方法對(duì)7種豆科植物種子休眠以及成苗特性的影響

陳乙實(shí)， 娜麗克斯·外里， 王樹林， 景鵬成， 魯為華

(石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院， 新疆 石河子 832003)

種子繁殖是豆科植物最主要的繁殖方式。豆科植物種子普遍存在物理性休眠(硬實(shí))特性[1]，即具有活力的種子在適宜的環(huán)境條件(光照、溫度、水分和氧氣等)下[2-3]，長(zhǎng)期處于堅(jiān)韌致密的狀態(tài)，且在此狀態(tài)下種子不吸水，不膨脹，不萌發(fā)[4]。種子休眠(Seed Dormancy)由種子本身的遺傳特性所決定，但環(huán)境因素在很大程度上也會(huì)影響到種子的休眠特性，如豆科種子因過度干燥能導(dǎo)致硬實(shí)率的提高[5]，因此種子休眠是遺傳特性和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。種子休眠是植物在長(zhǎng)期系統(tǒng)發(fā)育過程中形成的抵抗不良環(huán)境條件的一種適應(yīng)特性[6]。一方面，種子休眠是植物適應(yīng)特定生態(tài)環(huán)境和溫濕度差異等各種外界因素，調(diào)節(jié)萌發(fā)的最佳時(shí)間與空間分布，以保持種族的繁衍而形成的一種生物學(xué)特性[7]，另一方面，物理休眠種子組成的持久土壤種子庫，在植被更新，尤其是洪澇災(zāi)害、草原火災(zāi)后的植被恢復(fù)中起著重要作用[8]，因此種子休眠對(duì)植物適應(yīng)環(huán)境和繁殖更新具有重要的生態(tài)學(xué)意義。與此同時(shí)，種子休眠也給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來諸多困難和不便，如具有休眠性的種子無法在收獲后立即進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，給種子產(chǎn)業(yè)加工和檢驗(yàn)等過程增加工序[9]，豆科種子直播后出苗時(shí)間長(zhǎng)，易造成田間缺苗或出苗不齊，嚴(yán)重影響了牧草的建植，這也成為豆科牧草人工栽培中不容忽視的重要問題。有些物理休眠種子由于較長(zhǎng)的休眠期，往往在若干年后才可萌發(fā)而成為田間雜草[10]，因此，播種前必須對(duì)種子進(jìn)行處理以打破休眠。

有關(guān)植物種子休眠破除方法的研究一直是種子科學(xué)的熱點(diǎn)問題[1]。對(duì)種子休眠特性的研究，有助于闡明物種對(duì)于多變或不可預(yù)測(cè)環(huán)境的適應(yīng)性，對(duì)了解物種的持續(xù)及種群繁殖更新具有重要意義[11]。國(guó)內(nèi)外對(duì)種子休眠機(jī)制、休眠解除方法及其機(jī)理已有大量研究，破除休眠方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法和綜合法[12-14]。已有研究表明，酸蝕和熱水處理是破除種子物理性休眠的有效方法，但其休眠破除效果則因物種、品種以及具體措施不同而異[15]，若處理方法不當(dāng)(如處理時(shí)間過長(zhǎng)或濃度、溫度過高等)，則有可能引起種子死亡或不正常苗增多[9]。因此，在大批量處理種子之前，必須明確合適的處理方法和條件。當(dāng)前，新疆地區(qū)大部分天然草地荒漠化加劇，植被破壞、過度放牧和生態(tài)演替，導(dǎo)致豆科野生資源量急劇下降，嚴(yán)重制約區(qū)域植被恢復(fù)與飼料、藥用價(jià)值的開發(fā)，迫切需要建立規(guī)?；斯ぴ耘嗉夹g(shù)[16]，快速有效地破除荒漠地區(qū)豆科植物種子的休眠則是解決區(qū)域性植被恢復(fù)與產(chǎn)業(yè)化等問題的關(guān)鍵所在[17]。

基于上述內(nèi)容，以7種豆科植物線葉野豌豆(Viciatenuifolia)、苦豆子(Sophoraalopecuroides)、紅豆草(Onobrychisviciaefolia)、羅馬苜蓿(Medicagofalcata)、準(zhǔn)噶爾巖黃芪(Hedysarumsongaricum)、山地巖黃芪(Hedysarumshandi)和小花紅豆草(Onobrychismicrantha)的種子為研究材料，采用機(jī)械、熱水(80℃)和硫酸(98%)3種處理方法打破種子休眠，對(duì)種子萌發(fā)所形成的幼苗進(jìn)行連續(xù)15 d的培養(yǎng)，并對(duì)幼苗的株高和根長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，以期明確天然草地豆科植物種子休眠的原因及破除休眠的最佳方法，并為大規(guī)模人工草地的種植栽培和區(qū)域性植被恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以廣布于北疆地區(qū)巴爾魯克山天然割草場(chǎng)(43°56′～44°03′ N，85°40′～85°59′ E, 海拔1 200～1 800 m)的7種豆科植物(線葉野豌豆、苦豆子、紅豆草、羅馬苜蓿、準(zhǔn)噶爾巖黃芪、山地巖黃芪和小花紅豆草)的種子為研究對(duì)象，根據(jù)不同植物種子成熟時(shí)期，于2015年6-10月對(duì)這7種子豆科牧草種子進(jìn)行采集。采集后的種子在室內(nèi)自然風(fēng)干后，裝入牛皮紙信封內(nèi)，于4℃冰箱中冷藏備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1種子休眠破除方法 種子休眠破除方法包括機(jī)械處理、熱水處理和硫酸處理3種，具體操作為：1)機(jī)械處理(M)：挑選籽粒飽滿、結(jié)構(gòu)完整的每種植物種子各1 000粒，用砂紙輕拭種子，擦破種皮但不傷及內(nèi)部的胚；2)熱水處理(H)：挑選每種種子各1 000粒，分別放入盛有80℃熱水的小燒杯中，用玻璃棒攪拌使所有種子均勻受熱，5 min后將種子取出，置于吸水紙上晾干待用；3)硫酸處理(S)：挑選每種種子各1 000粒，分別放入盛有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸的燒杯中，用玻璃棒不停攪拌，到相應(yīng)處理時(shí)間(1,3,5,10,15和20 min)(S1,S3,S5,S10,S15和S20)后，將種子取出，用自來水沖洗至pH試紙檢測(cè)呈中性后，置于吸水紙上晾干待用。每種處理方法重復(fù)3次，CK表示對(duì)照(處理前)。

1.2.2種子萌發(fā)試驗(yàn) 采用紙上法(Top Paper, TP)[18]對(duì)不同方法處理前后的種子進(jìn)行萌發(fā)行為的檢測(cè)，具體操作為將1 000粒種子分別放入鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)皿放入種子萌發(fā)培養(yǎng)箱，按照采集地點(diǎn)氣候特征設(shè)置8 h 15℃/16 h 25℃變溫和光照，適時(shí)向培養(yǎng)皿中加蒸餾水以保證濾紙濕潤(rùn)。每24 h進(jìn)行一次萌發(fā)檢測(cè)，胚根出現(xiàn)1～2 mm即可認(rèn)為已經(jīng)萌發(fā)，直到連續(xù)20 d后，不再有發(fā)芽種子出現(xiàn)時(shí)為止[19]，萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)束。每種處理方法(包括處理前，CK)重復(fù)3次，按下列公式計(jì)算種子的萌發(fā)率、休眠率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和萌發(fā)時(shí)滯(種子萌發(fā)所需天數(shù))等萌發(fā)指標(biāo)。

萌發(fā)率(%)=
(發(fā)芽末期全部正常種苗數(shù)/供試種子總數(shù))×100

(1)

休眠率(%)=1- 萌發(fā)率

(2)

發(fā)芽勢(shì)(%)=
[(日萌發(fā)種子數(shù))max/種子總數(shù)]×100

(3)

(4)

(4)式中，Gt為在第t天發(fā)芽的種子數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.2.3幼苗株高和根長(zhǎng)的測(cè)定 放入種子萌發(fā)袋(尺寸12.5×14 cm)中，Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，將萌發(fā)袋固定在透明塑料支架上，塑料架放入培養(yǎng)箱中(8 h,15℃/16 h,5℃變溫和光照)，至第15 d，從萌發(fā)袋邊緣的刻度線上直接讀出幼苗的根長(zhǎng)，用刻度尺量取幼苗的株高。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2007錄入，以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。用Sigmaplot 12.5軟件作圖，用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析(One-Way ANOVA)，多重比較采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 線葉野豌豆種子休眠的解除

對(duì)于線葉野豌豆種子，機(jī)械處理和硫酸處理均能顯著提高種子的萌發(fā)率(P<0.05)。其中用98%硫酸處理15 min的萌發(fā)率最高，為95.00%，比處理前的15.83%提高了6倍，萌發(fā)勢(shì)由處理前的15.00%顯著提高到95.00%(P<0.05)，萌發(fā)指數(shù)由處理前的0.52%顯著提高到7.56%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯由處理前的8 d縮短為2 d；其次為機(jī)械處理的萌發(fā)率，為65.83%，比處理前提高了4倍，萌發(fā)勢(shì)由處理前的15.00%顯著提高到了65.83%(P<0.05)，萌發(fā)指數(shù)由處理前的0.52%顯著提高到了3.39%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯由處理前的8 d縮短為5 d；熱水(80℃)處理5 min的萌發(fā)率、萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)與處理前相比差異均不顯著，但萌發(fā)時(shí)滯由處理前的8 d縮短為4 d(表1)。

2.2 苦豆子種子休眠的解除

對(duì)于苦豆子種子，機(jī)械處理、熱水(80℃)處理和硫酸處理均能顯著提高其種子的萌發(fā)率(P<0.05)。其中以機(jī)械處理的萌發(fā)率最高，為95.83%，較處理前的29.17%提高了3倍，萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)分別由處理前的23.33%和2.05%顯著提高到95.83%和12.22%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯由處理前的4 d縮短為2 d；其次為98%硫酸處理10 min的萌發(fā)率，為91.67%，較處理前的29.17%提高了近3倍，萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)分別由處理前的23.33%和2.05%顯著提高到88.33%和11.16%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯由處理前的4 d縮短為2 d；熱水(80℃)處理5 min的萌發(fā)率為80.83%，較處理前提高近3倍，萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)分別由處理前的23.33%和2.05%顯著提高到79.17%和4.39%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯由處理前的4 d縮短為3 d(表1)。

2.3 紅豆草種子休眠的解除

紅豆草種子經(jīng)機(jī)械處理、熱水(80℃)處理和硫酸處理后，萌發(fā)率均顯著提高(P<0.05)，休眠率顯著降低(P<0.05)。經(jīng)機(jī)械處理后，萌發(fā)率較處理前的40.83%顯著提高到96.67%(P<0.05)，萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)分別由處理前的40.83%和1.48%顯著提高到96.67%和14.87%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯由處理前的3 d縮短為2 d；熱水(80℃)處理5 min后萌發(fā)率較處理前的40.83%顯著提高到90.83%(P<0.05)，萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)分別由處理前的40.83%和1.48%顯著提高到91.67%和4.11%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯與處理前相同，均為3 d；98%硫酸處理5 min后萌發(fā)率較處處理前的40.83%顯著提高到88.33%(P<0.05)，萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)分別由處理前的40.83%和1.48%顯著提高到88.33%和11.27%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯縮短為2 d(表1)。

2.4 羅馬苜蓿種子休眠的解除

羅馬苜蓿處理前種子萌發(fā)率為10.00%，經(jīng)機(jī)械處理后，萌發(fā)率顯著提高到95.83%(P<0.05)，萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)分別由處理前的10.00%和0.35%顯著提高到95.83%和10.85%(P<0.05)；熱水(80℃)處理5 min后萌發(fā)率較處處理前的10.00%顯著提高到73.33%(P<0.05)，萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)分別由處理前的10.00%和0.35%顯著提高到59.16%和3.65%(P<0.05)；用98%硫酸處理1 min后，萌發(fā)率顯著提高到70.00%(P<0.05)，萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)較處理前分別顯著提高到41.83%和7.31%(P<0.05)。經(jīng)過機(jī)械、熱水(80℃)和硫酸(處理1 min)3種方法處理后，種子休眠率顯著降低(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯分別由處理前的6 d縮短為2 d,3 d和3 d(表1)。

2.5 準(zhǔn)噶爾巖黃芪種子休眠的解除

準(zhǔn)葛爾巖黃芪處理前種子萌發(fā)率為70.00%，經(jīng)機(jī)械、熱水(80℃)和98%硫酸(處理1 min)3種方法處理后，萌發(fā)率分別顯著提高到81.67%, 88.33%和87.50%(P<0.05)，休眠率由處理前的30.00%分別顯著降低到18.33%, 11.67%和12.50%(P<0.05)，萌發(fā)勢(shì)由處理前的70.00%分別顯著提高到81.67%，88.33%和87.50%(P<0.05)，萌發(fā)指數(shù)由處理前的2.80%分別顯著提高到11.64%,10.72%和5.66%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯由處理前的3 d均縮短為2 d(表1)。

2.6 山地巖黃芪種子休眠的解除

處理前的山地巖黃芪種子萌發(fā)率為20.00%，經(jīng)機(jī)械、熱水(80℃)和98%硫酸(處理5 min)3種方法處理后，萌發(fā)率分別顯著提高到96.67%, 37.50%和96.67%(P<0.05)，休眠率由處理前的80.00%分別顯著降低到3.33%, 62.50%和3.33%(P<0.05)，萌發(fā)勢(shì)由處理前的20.00%分別顯著提高到96.67%, 31.67%和96.67%(P<0.05)，萌發(fā)指數(shù)由處理前的0.65%分別顯著提高到15.87%,1.20%和15.21%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯由處理前的5 d均縮短為2 d,4 d和2 d(表1)。

2.7 小花紅豆草種子休眠的解除

處理前的小花紅豆草種子萌發(fā)率為17.50%，經(jīng)機(jī)械、熱水(80℃)和98%硫酸(處理15min)3種方法處理后，萌發(fā)率分別顯著提高到85.00%,40.83%和61.67%(P<0.05)，休眠率由處理前的83.00%分別顯著降低到15.00%,59.17%和38.33%(P<0.05)，萌發(fā)勢(shì)由處理前的13.30%分別顯著提高到85.00%,21.67%和55.00%(P<0.05)，萌發(fā)指數(shù)由處理前的0.62%分別顯著提高到5.62%,1.22%和2.26%(P<0.05)，萌發(fā)時(shí)滯由處理前的8 d均縮短為2 d, 4 d和3 d(表1)。

表1 不同處理方法對(duì)7種豆科植物種子休眠特性的影響Table 1 Effects of different treatment methods on seed dormancy characteristics of seven leguminous plants

續(xù)表1

2.8 不同處理方法對(duì)幼苗株高和根長(zhǎng)的影響

不同處理方法對(duì)幼苗株高和根長(zhǎng)的影響各不相同。線葉野豌豆種子經(jīng)98%硫酸處理1 min后，萌發(fā)所形成的幼苗株高最高，為13.68 cm，較處理前的11.7 cm顯著增加(P<0.05)，機(jī)械處理后種子萌發(fā)所形成的幼苗根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為10.60 cm，較處理前的8.765 cm顯著增加(P<0.05)；苦豆子種子經(jīng)熱水(80℃)處理5 min后萌發(fā)所形成的幼苗株高為5.50 cm，較處理前的6.76 cm顯著降低(P<0.05)，其他處理方式所得幼苗的株高和處理前相比差異不顯著，經(jīng)3種方法處理后，萌發(fā)種子所形成的幼苗其根長(zhǎng)和處理前相比差異均不顯著；準(zhǔn)葛爾巖黃芪種子經(jīng)熱水(80℃)處理5 min后萌發(fā)所形成的幼苗株高為6.18 cm，與處理前相比差異不顯著，其他處理方式所得幼苗的株高顯著降低(P<0.05)，其種子經(jīng)機(jī)械處理后萌發(fā)所得幼苗的根長(zhǎng)為7.62 cm，較處理前的8.54 cm顯著降低(P<0.05)，其他處理方式種子萌發(fā)所得幼苗的根長(zhǎng)差異不顯著；紅豆草種子經(jīng)98%硫酸處理3, 5和10 min后，萌發(fā)所得幼苗的株高與處理前相比顯著降低(P<0.05)，經(jīng)98%硫酸處理3 min后，種子萌發(fā)所得幼苗的根長(zhǎng)較處理前的7.04 cm顯著增加到8.04 cm(P<0.05)；羅馬苜蓿種子經(jīng)3種方法處理后，所得幼苗的株高和根長(zhǎng)與處理前相比差異均不顯著；天山巖黃芪種子經(jīng)98%硫酸處理10 min后，所得幼苗其株高由處理前的7 cm顯著降低到5.5 cm(P<0.05)，根長(zhǎng)由處理前的7.86 cm顯著降低到7.04 cm(P<0.05)，其他處理方式所得幼苗的株高和根長(zhǎng)與處理前相比差異均不顯著；小花紅豆草種子經(jīng)熱水(80℃)處理5 min后萌發(fā)所形成的幼苗其株高較處理前的7.32 cm顯著降低到6.52 cm(P<0.05)，經(jīng)98%硫酸處理20 min后，所得幼苗較處理前的13.52 cm顯著降低到11.28 cm(P<0.05)。整體上來說，這7種豆科植物種子經(jīng)機(jī)械處理或80℃熱水浸種5 min后，萌發(fā)所得幼苗的株高和根長(zhǎng)與處理前相比差異均不顯著，硫酸處理受處理時(shí)間影響較大，98%硫酸處理1或3 min后，幼苗株高和根長(zhǎng)與處理前相比差異不顯著，但隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，幼苗的株高和根長(zhǎng)則顯著降低(P<0.05)(圖1)。

圖1 不同處理方式對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effects of different treatment methods on seedling growth

3 討論

3.1 機(jī)械處理對(duì)種子休眠特性的影響

由于種皮或果皮致密、堅(jiān)硬以及具有蠟質(zhì)，水分不易透入種皮，種子不能吸水而萌發(fā)是造成種子休眠的根本原因[20]，許多研究表明，機(jī)械方法是破除物理性休眠最有效的方法[21]。本研究中7種豆科植物種子經(jīng)過機(jī)械處理后，萌發(fā)率較處理前均顯著提高(P<0.05)，表明這7種種子均存在物理休眠特性，機(jī)械處理通過擦破種皮，降低了種皮的阻礙和束縛，因而解除了種皮透性差所引起的休眠[22-23]。楊輝等[24]用小刀劃破苦豆子種子的種皮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)種子休眠率降低了94%，杜曉芳等[25]通過對(duì)塔里木荒漠區(qū)3種豆科植物種子休眠特性的研究，結(jié)果表明通過機(jī)械處理來破損種皮能有效打破種子休眠并顯著提高種子萌發(fā)率，和本研究所得結(jié)論一致。本研究還發(fā)現(xiàn)，這7種豆科植物的種子經(jīng)機(jī)械處理后，萌發(fā)所形成的幼苗生長(zhǎng)15 d后，和處理前相比，株高和根長(zhǎng)差異均不顯著(P<0.05)，表明機(jī)械處理不會(huì)影響幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育。隨著種子工業(yè)的發(fā)展，小型種子摩擦機(jī)、電動(dòng)摩米機(jī)等硬實(shí)破除機(jī)械相繼被研發(fā)出來，可以滿足大批量種子生產(chǎn)中硬實(shí)種子休眠的破除[26]，因此機(jī)械處理可作為種子休眠破除的有效方法而大規(guī)模推廣。

3.2 熱水處理對(duì)種子休眠特性的影響

熱水處理是另一種常用的種子休眠破除方法。高溫處理可以軟化種皮，去除種皮表層的一些脂類物質(zhì)，不但提高了種皮透水透氣性，還可去除了部分種皮內(nèi)的發(fā)芽抑制物[27]。本研究中7種豆科植物種子經(jīng)80℃熱水處理5 min后，萌發(fā)率均顯著提高(P<0.05)。Clemens等[28]研究表明，鐮莢相思樹(Acaciafalcata)種子經(jīng)80℃熱水處理10 min可有效破除種子休眠，胡小文等[1]對(duì)9種常見豆科植物的種子進(jìn)行熱水(60℃,80℃和95℃)處理后發(fā)現(xiàn)，以80℃處理效果最好，這表明80℃可作為參試種子休眠破除的一個(gè)較為適宜的溫度條件，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，死亡種子數(shù)量增加；Wang和Hanson[29]通過研究也得出類似結(jié)論。Auld和O'Connell[30]認(rèn)為對(duì)于每一種豆科植物種子而言，都存在一個(gè)休眠破除的臨界溫度和致死溫度，高于臨界溫度則休眠被破除，而低于臨界溫度，則對(duì)休眠破除影響較小，且其效果因處理時(shí)間不同變化較小；同理，種子亦存在一個(gè)致死溫度，暴露于該溫度下可導(dǎo)致其死亡，但這一過程因處理時(shí)間不同而存在較大變異。本研究還發(fā)現(xiàn)，雖然因種而異，但經(jīng)80℃熱水處理5 min后，7種豆科植物種子萌發(fā)所形成的幼苗連續(xù)培養(yǎng)15 d后，其株高和根長(zhǎng)總體上與處理前相比差異均顯著(P<0.05)，表明80℃熱水處理5 min是這7種種子休眠破除的有效方法且具有實(shí)際意義。

3.3 硫酸處理對(duì)種子休眠特性的影響

硫酸處理也是解除豆科牧草種子物理性休眠最常用的方法之一[31]。本研究結(jié)果表明，硫酸處理可有效解除豆科牧草種子的休眠，但處理效果則因物種和處理時(shí)長(zhǎng)的不同而異，且隨著硫酸處理時(shí)間的延長(zhǎng)，種子萌發(fā)率等相關(guān)指標(biāo)呈先增加后降低的趨勢(shì)，表明硫酸處理時(shí)間過短，效果不明顯；處理時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)殺死種子，如線葉野豌豆種子經(jīng)硫酸處理15 min效果最好，苦豆子經(jīng)硫酸處理10 min效果最好。胡小文等[1]報(bào)道硫酸處理50 min解除苦豆子種子休眠效果最好。而王進(jìn)等[32]研究表明80%硫酸處理25 min會(huì)增加死種子數(shù)，本研究中硫酸處理15 min，使苦豆子死種子數(shù)顯著增加(P<0.05)，或跟處理種子時(shí)的具體操作有關(guān)系，尤其是硫酸處理完畢后是否用水完全洗去殘留的酸液，對(duì)結(jié)果影響較大[1]。用硫酸處理羅馬苜蓿5 min后出現(xiàn)少量死種子，可能是因?yàn)榱_馬苜蓿種子較小，種皮較薄，不能承受起強(qiáng)酸傷害[4]。硫酸處理沒有顯著提高準(zhǔn)噶爾巖黃芪種子的發(fā)芽率，但顯著提高了其發(fā)芽指數(shù)(P<0.05)。本研究通過對(duì)98%硫酸處理后的種子萌發(fā)所形成的幼苗進(jìn)行連續(xù)15 d的培養(yǎng)，結(jié)果表明，不同物種的種子對(duì)硫酸的敏感度不同，且處理后的種子經(jīng)萌發(fā)所形成的幼苗生長(zhǎng)狀況也不同，這是因?yàn)榉N子經(jīng)過硫酸浸種后，由于種子的吸水作用，種子內(nèi)部會(huì)含有極少量的處理酸液，這些處理酸液將在兩個(gè)不同的時(shí)期對(duì)種子產(chǎn)生影響：第一個(gè)時(shí)期為種子萌動(dòng)時(shí)期，殘存的處理液會(huì)對(duì)胚產(chǎn)生影響，而不同種類的酸具有不同作用，從而表現(xiàn)為抑制萌發(fā)或者促進(jìn)萌發(fā)；第二個(gè)時(shí)期為胚根發(fā)育為根的時(shí)期，殘存的酸會(huì)隨著胚根突破萌發(fā)孔而逐漸滲入到培養(yǎng)基質(zhì)中，根的生長(zhǎng)就會(huì)處在一個(gè)酸性的環(huán)境中，當(dāng)超過根調(diào)節(jié)能力的pH環(huán)境時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重破壞根的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致幼苗根系活力急劇下降[33]。

4 結(jié)論

通過對(duì)線葉野豌豆、苦豆子、紅豆草、羅馬苜蓿、準(zhǔn)噶爾巖黃芪、山地巖黃芪和小花紅豆草7種豆科植物種子休眠特性的研究，表明這7種豆科植物種子均存在物理休眠。機(jī)械、熱水和硫酸處理均能打破種子休眠，顯著提高萌發(fā)率，且種子經(jīng)機(jī)械和80℃熱水處理5 min后，萌發(fā)所形成的幼苗其株高和根長(zhǎng)與處理前相比差異均不顯著，可作為種子休眠破除方法運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中；98%硫酸處理因品種和處理時(shí)長(zhǎng)不同而異，綜合考慮處理5 min效果最好，且此時(shí)種子經(jīng)萌發(fā)所得幼苗的株高和根長(zhǎng)整體上與處理前相比無顯著差異。