不同處理對草木樨種子萌發(fā)特性的影響

李鴻斌

（甘肅省隴西縣鞏昌鎮(zhèn)畜牧獸醫(yī)站，隴西 748100）

草木樨（Melilotus officinalis）俗名野苜蓿，為豆科草木樨屬一年或兩年生草本植物。原生于歐亞大陸地中海沿岸，經歐洲、亞洲向東傳至中國西藏［1-2］。全世界共有25種，白花草木樨和黃花草木樨分布最為廣泛，在澳大利亞、阿根廷、南非、加拿大、美國、中國等都有栽培。目前，我國已審定的草木樨品種有3個，其中兩個是1942年葉培忠教授從美國引進的白花草木樨和黃花草木樨，后選育出兩個地方品種：天水白花草木樨和天水黃花草木樨［3］。早在2000多年前，地中海國家將草木樨作為綠肥及蜜源植物栽培。草木樨營養(yǎng)價值較高、質地細嫩、青綠多汁，是喂養(yǎng)家畜的好飼料，有“寶貝草”之稱［4］。既可青飼、青貯，又可曬制干草，制成草粉。同時草木樨還是一種蜜源植物，草木樨開花期正是蜜源缺乏的時期，也是蜜蜂大量繁殖的階段。其花期較長，蜜腺發(fā)達，花流蜜量大，蜜的質量高，是良好的蜜源植物。草木樨適應性強，具有較強的耐寒、耐旱、耐貧瘠和耐鹽堿的能力，對土壤要求不嚴格，各地均可種植，是改造中低產田、治理鹽堿地理想的優(yōu)良綠肥［4-5］。隨著人們逐步認識到一年生高產高效的草木樨既可固氮養(yǎng)地，又可作家畜的優(yōu)質飼料，草木樨將會更廣泛地推廣應用于綠肥、畜牧以及生態(tài)文明建設，創(chuàng)造出更大的經濟、生態(tài)和社會效益［6-7］。

黃花草木樨種籽休眠性強，硬粒很多，常達60%左右，種皮堅實不易吸水發(fā)芽。如果不加處理，發(fā)芽率只有30%左右，所以在播種前必須經過處理［8］。解除硬實的方法很多，如機械破損、變溫處理、硫酸處理等。硫酸可腐蝕草木樨硬實種子表皮上的角質層或表皮中的柵欄細胞，使種皮軟化，從而增加透水性，促進正常萌發(fā)，采用硫酸解除硬實的關鍵是濃度和時間［9］。盡管硫酸處理在解除硬實性種子的休眠有諸多優(yōu)點，但也存在一些問題：一是硫酸處理時間較難控制，特別是對于種皮較薄的種子，由于處理時間較短，比較難以掌握；二是處理后的沖洗要徹底，處理不當易造成酸害；三是未處理好的硬粒種子要反復處理，而反復處理的時間較難掌握；四是對于受蟲害較嚴重的種子，可能有些種子仍有發(fā)芽能力，但硫酸卻易通過傷口使這些種子喪失發(fā)芽能力，這在豆科植物中尤其明顯。濃度小或浸的時間過短，則無作用或作用很?。坏珴舛冗^大或浸的時間長了又會燒壞種子［10］。

基于此，本試驗研究了不同時間酸處理對去皮與未去皮草木樨種子萌發(fā)的影響，對比分析了打破草木樨種子休眠的方法，以探索簡便有效的處理方法，為草木樨種子發(fā)芽試驗和人工種植提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

黃花草木樨種子于2014年8月采收于甘肅省定西市隴西縣德興鄉(xiāng)。所有種子萌發(fā)特性試驗于2015年3月進行。

1.2 方法

1.2.1 去皮處理 對草木樨種子（果實）進行去掉果皮處理，另一組不去掉果皮。

1.2.2 9 8%濃硫酸處理 對分別處理后的兩份草木樨種子分別用98%的濃硫酸浸泡處理，共設置5個梯度時間，即 0min（未浸泡），10min，20min，30min，40min。浸泡完后用清水沖洗數次，再在自來水中浸泡10min，取出待用。

1.2.3 發(fā)芽試驗和觀察記錄 將經過不同時間浸泡處理的種子均勻放在鋪好濾紙的培養(yǎng)皿中，共設置5個對照組，4次重復，每個重復50粒種子，然后加適量蒸餾水，均置于20℃的恒溫箱中進行種子萌發(fā)試驗。每24小時觀察記錄種子發(fā)芽情況，并根據培養(yǎng)皿中濾紙的干濕情況，補充適量的水分，以保持培養(yǎng)皿內水分恒定。試驗周期以培養(yǎng)皿內的種子連續(xù)2 d不再發(fā)芽為止，時間10 d左右。在連續(xù)培養(yǎng)10 d后停止觀測記錄。發(fā)芽試驗的第6天從每個培養(yǎng)皿中隨機取出10株測幼苗的根長、芽長。發(fā)芽結束統(tǒng)計發(fā)芽種子數、硬實種子、死亡種子，計算發(fā)芽指數和活力指數。

1.3 測定指標與方法

發(fā)芽結束（10 d）統(tǒng)計正常種苗數、不正常種苗數、新鮮未發(fā)芽種子及死種子，按照《牧草種子檢驗規(guī)程GB/T2930—2011》［10］計算種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數。于第6天，每個培養(yǎng)皿取生長均勻一致的10株幼苗測定根長和芽長。

發(fā)芽率（%）=（發(fā)芽終期全部正常種苗數/供試種子數）×100%；

發(fā)芽指數（GI）= ∑（Gt/Dt）（Gt為第 t天的發(fā)芽數，Dt為相應的發(fā)芽天數）；

活力指數（VI）=GI×S（GI為發(fā)芽指數，S為一定時期內的幼苗長度）。

1.4 數據統(tǒng)計

用Excel軟件對試驗數據進行整理，用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對數據進行單因素方差分析，用LSR法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同濃硫酸處理時間對初次發(fā)芽天數和發(fā)芽率的影響

由圖1可知，未經98%濃硫酸處理的未去皮和去皮草木樨種子初次萌發(fā)天數均超過了1 d，未去皮草木樨種子的初次發(fā)芽天數更是超過了3 d。經過98%濃硫酸處理10、20、30和40min后，未去皮草木樨種子的初次發(fā)芽天數均有顯著縮短（P＜0.05）；在未經濃硫酸處理的情況下，未去皮種子初次發(fā)芽天數顯著高于去皮處理（P＜0.05），其他各處理下未去皮和去皮處理間的種子初次發(fā)芽天數均無顯著性差異（P＞0.05）。

圖1 不同處理時間下的種子初次發(fā)芽天數

由圖2可知，用98%濃硫酸對未去皮和去皮草木樨種子進行不同時間的處理后，種子的發(fā)芽率均有明顯提升。與0min處理相比，用98%濃硫酸處理10、20、30、40min后均顯著提高了草木樨種子的發(fā)芽率，其中以去皮處理30min的效果最好，使草木樨種子的發(fā)芽率達到100%。0min處理未去皮和去皮種子的發(fā)芽率間差異不顯著（P＞0.05），但其他各處理時間下去皮種子的發(fā)芽率均顯著大于未去皮種子（P＜0.05）。

圖2 不同處理時間下的種子發(fā)芽率

2.2 不同濃硫酸處理時間對硬實率和死種子數的影響

由圖3可知，經98%濃硫酸處理的草木樨種子硬實率隨處理時間的增加呈下降趨勢。對于去皮草木樨種子，硫酸處理30min的硬實率下降至0，20、30、40min處理的硬實率間均無顯著性差異（P＞0.05），但均顯著小于0min處理（P＜0.05）和10min處理（P＜0.05）。對于未去皮草木樨種子，處理40min的種子硬實率均顯著小于其他各處理（P＜0.05）。0min處理未去皮和去皮種子的硬實率間無顯著性差異（P＞0.05），而其他處理時間下未去皮種子的硬實率顯著大于去皮種子（P＜0.05）。

圖3 不同處理時間下的種子硬實率

由圖4可知，隨著98%濃硫酸處理時間的增加，草木樨死種子數呈先減后增的變化趨勢。對于未去皮草木樨種子，30min處理下死種子數顯著小于其他各處理（P＜0.05），而其他各處理間均無顯著性差異（P ＞0.05）。對于去皮草木樨種子，30min處理下死種子數顯著小于0、10和 40min處理（P＜0.05）。濃硫酸浸泡 40min處理反而增加了去皮和未去皮草木樨的死種子數量。同一處理時間下，未去皮和去皮死種子數間均無顯著性差異（P ＞0.05）。

圖4 不同處理時間下的死種子數

2.3 不同濃硫酸處理時間對幼苗生長的影響

由圖5可知，不同時間濃硫酸浸泡處理對草木樨種子胚芽長的影響并不明顯。但0 min處理未去皮的草木樨種子芽長顯著小于其他各未去皮處理（P＜0.05）。同一處理時間下，未去皮和去皮處理的草木樨種子芽長均無顯著性差異（P＞0.05）。

圖5 不同處理時間下的種子芽長

由圖6可知，隨處理時間的增加，草木樨種子根長呈遞增趨勢。對于未去皮草木樨種子，10min浸泡處理的種子根長與0min處理間無顯著性差異（P＞0.05），20、30和40min處理的根長顯著大于0min處理（P＜0.05）。對于去皮草木樨種子，0min處理的種子根長顯著小于其余各處理（P＜0.05），而 10、20、30 和 40min 各處理間根長均差異不顯著（P＞0.05）。

圖6 不同處理時間下的種子根長

2.4 不同濃硫酸處理時間對發(fā)芽指數和活力指數的影響

由圖7可知，隨處理時間的增加，草木樨種子發(fā)芽指數呈遞增趨勢。98%濃硫酸30min和40min處理下的去皮草木樨種子發(fā)芽指數間無顯著性差異（P＞0.05），而0～20min隨處理時間的增加去皮種子發(fā)芽指數顯著遞增（P＜0.05）。不同時間98%濃硫酸處理下的去皮和未去皮草木樨種子的發(fā)芽指數均顯著高于0 min處理（P＜0.05），其中30min去皮草木樨種子與40min去皮種子的發(fā)芽指數間差異不顯著（P＞0.05），但30min去皮處理顯著高于其他去皮處理（P＜0.05）。同一處理時間下，0min處理未去皮和去皮種子發(fā)芽指數間差異不顯著（P＞0.05），其他各時間未去皮種子的發(fā)芽指數均顯著小于去皮處理（P＜0.05）。

由圖8可知，經98%濃硫酸處理的草木樨種子活力指數明顯增加。20min和30min處理下未去皮種子的活力指數間差異不顯著（P＞0.05），但兩者均顯著大于0min處理和 10 min 處理（P＜0.05），顯著小于 40 min 處理（P＜0.05）。0min處理的去皮種子的活力指數顯著小于10min處理（P＜0.05），且二者均顯著小于其他各處理（P＜0.05）。20、30和40min處理的去皮種子活力指數間差異均不顯著（P＞0.05）。

圖7 不同處理時間下的種子發(fā)芽指數

圖8 不同處理時間下的種子活力指數

綜上可得，0min處理去皮和未去皮的草木樨種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數都沒有明顯差異（P＞0.05），但經過98%濃硫酸處理10～40min，去皮草木樨種子每個時段的發(fā)芽率和發(fā)芽指數均明顯高于未去皮草木樨種子（P＜0.05）。由此可知，為了有效提高并保證草木樨種子的發(fā)芽率，播種前必須對草木樨種子進行打磨去皮并用98%濃硫酸進行浸泡處理，且為保證其發(fā)芽率應以30 min濃硫酸浸泡處理為宜。

3 討論

種子的硬實現象在自然界普遍存在，形成硬實的原因是種皮細胞內含物脫水而發(fā)生的膠體變化所造成［11］。有關報道認為，硬實數量由植物遺傳基因所控制。與種子本身成熟度有關，受生態(tài)環(huán)境所影響。植物的種皮是種子外面覆蓋的部分，其具有保護種子不受外力機械損傷和防止病蟲害入侵的作用，但它也是引起種子休眠的主要原因之一［12］。硬實引起的休眠是防止種子在不適合幼苗存活的條件下延遲萌發(fā)的一種機制，增加種子在整個生活史階段成功萌發(fā)的機會，是植物適應不確定降水和不可預測環(huán)境的一種對策。

由于草木樨種子休眠性強，當年收獲后，硬粒很多，常達60%左右，種皮堅實不易吸水發(fā)芽。如果不加處理，直接播種不易吸水膨脹，往往造成不發(fā)芽或很少發(fā)芽，造成缺苗斷壟，為了改善硬實草木樨種子的休眠狀態(tài)，提高草木樨種子的發(fā)芽率，目前對于硬實種子常用的解除休眠的方法有物理處理（打磨）、溫度處理（開水燙）和化學處理（用酸或堿處理）［13-15］。但用機械損傷破除硬實種子輕重程度難以把握，易造成種子破損處發(fā)生腐爛。用熱水處理硬實種子易導致腐爛、畸形發(fā)芽等現象。酸蝕是破除豆科種子休眠的常用方法［16］。使用98%濃硫酸處理草木樨種子是一種有效、快速、簡便的方法。有研究報道認為，酸蝕對提高幼苗生長、增加苗鮮重具有明顯的效果［17-19］。但需要注意的是硫酸處理時間較難控制，特別是對于種皮較薄的種子，由于處理時間較短，比較難以把握；酸處理后的種子要徹底沖洗干凈，否則容易造成酸害，影響幼苗的后期生長；未處理好的硬實種子要反復處理，而反復處理的時間較難掌握；對于受蟲害較嚴重的種子，可能有些種子仍有發(fā)芽的能力，但硫酸卻易通過傷口使這些種子喪失發(fā)芽能力［20-22］。

本試驗結果表明，經過98%濃硫酸處理的草木樨種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數都有明顯的提高，在對未去皮草木樨種子進行98%濃硫酸處理后打破了種皮的硬實障礙，增加了種皮的透水性，解除了種子的休眠，提高了種子的發(fā)芽率，縮短了種子的初次發(fā)芽天數，使種子獲得了理想的發(fā)芽效果，這對草木樨種子的快速繁殖生長有積極的作用［23-24］。對去皮的草木樨種子進行98%濃硫酸處理后種子發(fā)芽率顯著提高，到30min時已經達到了100%，說明草木樨種子的種皮堅硬緊密，透水性差是影響種子發(fā)芽的一個主要原因。到40min時發(fā)現發(fā)芽率又有下降趨勢，說明在更長時間的98%濃硫酸處理下，種子受到了一定程度的腐蝕損傷，影響了種子的萌發(fā)。

用98%濃硫酸進行處理時時間不易把握，過長可能會引起酸害或缺氧等因素影響種子的發(fā)芽。隨著時間延長發(fā)芽率不完全成比例增加，會有下降的情況。本試驗結果表明，經過98%濃硫酸處理的草木樨種子的發(fā)芽率明顯優(yōu)于未經濃硫酸處理的，去皮、用98%濃硫酸處理30min為最佳處理。

本試驗結果對比發(fā)現，在98%濃硫酸浸泡處理下，去皮草木樨種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢明顯優(yōu)于未去皮草木樨種子，這表明若不對草木樨種子進行處理會降低發(fā)芽率，對草木樨種子進行去皮處理后再用98%濃硫酸處理發(fā)芽率會有顯著的提高。而且在98%濃硫酸處理30min時去皮草木樨種子的發(fā)芽率達到了100%，為未去皮草木樨種子發(fā)芽率的近2倍，可見草木樨的種皮對種子的發(fā)芽有很大的影響，在適宜的條件下如果能消除草木樨的種皮或減弱其種皮的阻礙會對草木樨的種子發(fā)芽有很大的幫助。

4 結論

經過98%濃硫酸處理后，去皮和未去皮草木樨種子的發(fā)芽率均得到了顯著的提高，以去皮、98%濃硫酸處理30min破除草木樨種子硬實的效果最佳。

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