不同浸種處理對(duì)野生草地早熟禾種子萌發(fā)特性的影響

王曉穎，朱慧森，黃志超，黃鳳鳴

（1.武鄉(xiāng)縣豐州鎮(zhèn)農(nóng)村綜合服務(wù)中心，山西武鄉(xiāng)046300；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山西太谷030801）

草地早熟禾是世界上應(yīng)用最廣的冷季型草坪草之一，在我國(guó)主要分布在東北、西北、華北、華中和西南等大部分地區(qū)。其成坪后外觀整齊、綠期較長(zhǎng)；耐踐踏能力強(qiáng)、再生能力突出，有極高的觀賞價(jià)值和實(shí)用價(jià)值[1-2]。目前，國(guó)內(nèi)建坪用的草地早熟禾品種依賴(lài)于國(guó)外商品化的品種，在使用過(guò)程中易表現(xiàn)出抗逆性差等問(wèn)題。山西地處黃土高原的東緣，干旱少雨，屬暖溫帶大陸性氣候，分布有豐富的野生草地早熟禾種質(zhì)資源，對(duì)山西本土生境的適應(yīng)性強(qiáng)。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院朱慧森課題組經(jīng)過(guò)大量的前期工作篩選出表現(xiàn)優(yōu)異的本土居群渾源和沁水[3-4]，具有坪觀性狀優(yōu)良、抗旱性強(qiáng)等特點(diǎn)，但存在種子萌發(fā)能力較弱的問(wèn)題，在成坪前期易受雜草危害，大大增加了建坪成本。

種子萌發(fā)是種苗建植過(guò)程中最重要的階段，決定了植物能否在其所處環(huán)境中正常生長(zhǎng)發(fā)育。浸種處理是提高種子活力的有效措施之一[5]。目前，針對(duì)浸種處理提高草地早熟禾種子活力的研究已有報(bào)道。抗壞血酸是種胚內(nèi)最重要的生理活性物質(zhì)之一，可以清除超氧陰離子和過(guò)氧化氫，抑制膜質(zhì)過(guò)氧化，顯著提高種子活力[6]。除了抗壞血酸，低分子量有機(jī)酸如檸檬酸、酒石酸等對(duì)植物種子的萌發(fā)亦有顯著影響。

本試驗(yàn)選用5種浸種劑并分別采取4個(gè)梯度和3個(gè)浸種時(shí)間對(duì)草地早熟禾進(jìn)行浸種處理，通過(guò)比較不同浸種處理對(duì)種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的影響，探尋草地早熟禾種子最佳浸種方法，以期為草地早熟禾的成功建坪提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為草地早熟禾渾源居群，由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院種質(zhì)資源庫(kù)提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)前期將草地早熟禾渾源居群的種子進(jìn)行除雜篩選，采用水和不同濃度的硝酸鉀（KNO3，0、1% 、2% 、4% ）、硝酸鈣（Ca（NO3）2，0、1% 、2% 、4% ）、酒石酸（0、0.5、1.0、1.5 mmol/L）、抗壞血酸（0、0.5、1.0、1.5 mmol/L）作為浸種劑，浸種時(shí)間分別為0、1、2 d。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，各處理重復(fù)3次，以不浸種處理作為對(duì)照。

稱(chēng)取2.0 g種子放入50 mL小燒杯中，分別倒入6 mL的各種浸種劑，封口后放在培養(yǎng)箱內(nèi)，浸種相應(yīng)天數(shù)。浸種結(jié)束后用紗布將種子濾出，并置于自來(lái)水下沖洗后再用蒸餾水沖洗，最后置于雙層濾紙的無(wú)蓋培養(yǎng)皿中回干24 h。在鋪好濾紙的培養(yǎng)皿中放置100粒種子，重復(fù)3次，置于培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)箱條件為：光照14 h，光照強(qiáng)度2 000 lx，溫度（25±2）℃，相對(duì)濕度70% ；黑暗10 h，溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度80% 。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

試驗(yàn)開(kāi)始后第2天開(kāi)始記錄各培養(yǎng)皿內(nèi)種子的發(fā)芽情況，直到第15天試驗(yàn)結(jié)束；第15天時(shí)從各培養(yǎng)皿中取10株幼苗測(cè)定芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)，并測(cè)定根鮮質(zhì)量和芽鮮質(zhì)量。

式中，n7、n15分別為各處理發(fā)芽第7、15天的發(fā)芽種子總數(shù)；M為種子總數(shù)；Gt為第t天的發(fā)芽種子數(shù)；Dt為對(duì)應(yīng)的種子發(fā)芽天數(shù)；my為總芽質(zhì)量；mg為總根質(zhì)量；ly為總芽長(zhǎng)；lg為總根長(zhǎng)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2003和SPSS 18.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析；Duncan法比較各處理間的差異，試驗(yàn)數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸種時(shí)間對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

表1不同浸種時(shí)間對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)的影響

由表1可知，種子經(jīng)浸種處理后，各處理發(fā)芽勢(shì)均高于對(duì)照，浸種1、2 d的發(fā)芽勢(shì)分別較對(duì)照高出1.80、0.88百分點(diǎn)；各處理的發(fā)芽率和活力指數(shù)均低于對(duì)照；浸種1 d處理的發(fā)芽指數(shù)和平均發(fā)芽時(shí)間均高于對(duì)照，而浸種2 d時(shí)低于對(duì)照，各處理與對(duì)照間差異均不顯著。

從表2可以看出，各處理的根長(zhǎng)、根鮮質(zhì)量、芽長(zhǎng)和芽鮮質(zhì)量均顯著低于對(duì)照（P＜0.05）；僅浸種1 d的芽長(zhǎng)顯著高于浸種2 d；浸種1 d的根長(zhǎng)、根鮮質(zhì)量和芽鮮質(zhì)量與浸種2 d之間均無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。

表2不同浸種時(shí)間對(duì)草地早熟禾幼苗生長(zhǎng)的影響

2.2 浸種劑對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

由表3可知，各濃度梯度的Ca（NO3）2和KNO3處理的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均高于對(duì)照，其中，2% 的KNO3處理種子發(fā)芽勢(shì)最高，4% 的KNO3處理的發(fā)芽率最高，分別較對(duì)照高出22.27、20.84百分點(diǎn)，抗壞血酸、酒石酸和水處理后的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均低于對(duì)照；各濃度梯度的Ca（NO3）2和KNO3處理的種子發(fā)芽指數(shù)均高于對(duì)照，其中，4% 的KNO3處理的發(fā)芽指數(shù)最高，達(dá)到9.22，較對(duì)照高出3.82，而水、抗壞血酸和酒石酸處理后的發(fā)芽指數(shù)均低于對(duì)照；各處理對(duì)種子活力指數(shù)的影響，僅1% 的KNO3和4% 的KNO3處理后的活力指數(shù)顯著高于對(duì)照（P＜0.05），而各梯度抗壞血酸、酒石酸及水處理后的活力指數(shù)均低于對(duì)照；各濃度梯度的Ca（NO3）2和KNO3處理的種子平均發(fā)芽時(shí)間均低于對(duì)照，其中，2% 的Ca（NO3）2處理后平均發(fā)芽時(shí)間最短，抗壞血酸、酒石酸和水處理后的種子平均發(fā)芽時(shí)間均較對(duì)照延長(zhǎng)。

表3不同浸種劑對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)的影響

從表4可以看出，各處理后幼苗的根長(zhǎng)均低于對(duì)照，其中，1.5 mmol/L酒石酸浸種劑處理對(duì)根長(zhǎng)產(chǎn)生的抑制最小，為3.54 cm，與對(duì)照間差異不顯著；各浸種劑對(duì)根鮮質(zhì)量也產(chǎn)生了一定的抑制作用，4% 的KNO3和1.5 mmol/L的酒石酸處理對(duì)根鮮質(zhì)量的影響較小，且與對(duì)照間差異不顯著；各浸種劑中，僅水處理后的芽長(zhǎng)高于對(duì)照，較對(duì)照提高了8.2% ，其他各處理均低于對(duì)照；各處理對(duì)芽鮮質(zhì)量產(chǎn)生了不同的影響，其中，2% 的KNO3對(duì)芽鮮質(zhì)量產(chǎn)生的抑制作用最大。

表4不同浸種劑對(duì)草地早熟禾幼苗生長(zhǎng)的影響

2.3 浸種劑和浸種時(shí)間的交互作用對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

由表5可知，各濃度梯度KNO3和Ca（NO3）2處理后的發(fā)芽勢(shì)均顯著高于對(duì)照（P＜0.05），其中，2% 的KNO3浸種1 d的發(fā)芽勢(shì)最高，較對(duì)照高出22.33百分點(diǎn)，H2O、抗壞血酸和酒石酸處理后的發(fā)芽勢(shì)均低于對(duì)照；除2% 的KNO3浸種2 d和2% 的Ca（NO3）2浸種1 d的發(fā)芽率低于對(duì)照外，各濃度梯度KNO3和Ca（NO3）2處理后的發(fā)芽率均高于對(duì)照；發(fā)芽指數(shù)以4% 的KNO3浸種1 d最高；各浸種處理對(duì)活力指數(shù)的影響除2% 的KNO3浸種1、2 d，2% 的Ca（NO3）2浸種2 d和4% 的Ca（NO3）2浸種2 d的活力指數(shù)低于對(duì)照外，其他KNO3和Ca（NO3）2處理后的活力指數(shù)均高于對(duì)照，其中，1% 、4% 的KNO3浸種1 d的活力指數(shù)均顯著高于對(duì)照（P＜0.05），較對(duì)照分別提高了49.47% 和55.70% ；除4% 的Ca（NO3）2浸種1 d的平均發(fā)芽時(shí)間高于對(duì)照外，其他各濃度梯度KNO3和Ca（NO3）2處理后的平均發(fā)芽時(shí)間較對(duì)照均有縮短，2% 的Ca（NO3）2浸種2 d的平均發(fā)芽時(shí)間最短，較對(duì)照（11.02 d）縮短2.31 d，各濃度梯度抗壞血酸和酒石酸處理后的平均發(fā)芽時(shí)間，僅0.5 mmol/L抗壞血酸浸種2 d低于對(duì)照，其他處理均高于對(duì)照但差異不顯著（P＞0.05）。

表5浸種劑和浸種時(shí)間的交互作用對(duì)草地早熟禾種子萌發(fā)的影響

從表6可以看出，種子經(jīng)浸種處理后，僅4% 的KNO3浸種1 d和4% 的Ca（NO3）2浸種1 d的幼苗根長(zhǎng)高于對(duì)照，較對(duì)照分別高出0.22、0.12 cm，但是與對(duì)照之間差異不顯著（P＞0.05），其他各處理的幼苗根長(zhǎng)均低于對(duì)照；各浸種劑對(duì)幼苗根鮮質(zhì)量的影響，除了4% 的KNO3浸種1 d和1.5 mmol/L的酒石酸浸種1 d的根鮮質(zhì)量高于對(duì)照外，其他處理的根鮮質(zhì)量均顯著低于對(duì)照（P＜0.05）；各浸種劑對(duì)芽長(zhǎng)的影響，僅H2O浸種2 d的芽長(zhǎng)高于對(duì)照，其他處理均低于對(duì)照；各浸種劑對(duì)芽鮮質(zhì)量的影響除1% 的KNO3浸種1 d顯著高于對(duì)照外，其他處理均低于對(duì)照。

雙因素方差分析結(jié)果表明，浸種劑對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到極顯著差異水平（P＜0.01）；浸種時(shí)間對(duì)根長(zhǎng)、根鮮質(zhì)量、芽長(zhǎng)和芽鮮質(zhì)量均達(dá)到顯著差異水平（P＜0.05），而對(duì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和平均發(fā)芽時(shí)間均無(wú)顯著差異；浸種劑和浸種時(shí)間的交互作用對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)顯著影響（表5、6）。

表6浸種劑和浸種時(shí)間的交互作用對(duì)草地早熟禾幼苗生長(zhǎng)的影響

3 結(jié)論與討論

浸種處理是提高種子萌發(fā)的有效措施之一，浸種處理后既可以提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽速率，達(dá)到出苗整齊的效果，還能提高種子在萌發(fā)過(guò)程中的抗逆能力，使種子在逆境條件下萌發(fā)[7]。錢(qián)春榮等[8]研究表明，不同浸種時(shí)間對(duì)水稻種子的發(fā)芽勢(shì)影響不顯著，但對(duì)水稻種子的發(fā)芽率有顯著影響，且浸種時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短均對(duì)水稻種子發(fā)芽不利。本研究表明，隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，可以提高種子的發(fā)芽勢(shì)，但差異不顯著，而發(fā)芽率則隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。引發(fā)時(shí)間是決定引發(fā)效果的關(guān)鍵因素之一，時(shí)間太短使引發(fā)效果不顯著，而過(guò)長(zhǎng)則可能出現(xiàn)負(fù)效應(yīng)。本研究結(jié)果表明，浸種1、2 d可能對(duì)草地早熟禾浸種效果均未達(dá)到最佳，可在后續(xù)的試驗(yàn)中調(diào)整浸種時(shí)間梯度以尋求最適宜草地早熟禾的浸種時(shí)間。

水引發(fā)是在控制給水條件下使種子定量吸水，達(dá)到促進(jìn)種子萌發(fā)且不對(duì)種子造成傷害的技術(shù)。閔丹丹等[9]研究發(fā)現(xiàn)，隴東苜蓿種子的最終萌發(fā)率沒(méi)有受到水引發(fā)的顯著影響，但普遍能夠縮短種子萌發(fā)率達(dá)到50% 的時(shí)間，從而提高萌發(fā)速率，并促進(jìn)種子幼苗的生長(zhǎng)。本研究中，水處理對(duì)種子的萌發(fā)產(chǎn)生了一定的抑制作用，但水處理相比于對(duì)照能顯著降低種子的平均發(fā)芽時(shí)間，且促進(jìn)了芽長(zhǎng)的生長(zhǎng)，這與劉慧霞等[10]的研究結(jié)果一致。

鉀是植物生長(zhǎng)必需的三大元素之一，在一定程度上促進(jìn)多種代謝酶的活性，且鉀離子處理具有打破種子休眠、促進(jìn)萌發(fā)，提高種子活力和低溫下出苗率的作用[11]。李寧等[12]對(duì)密花香薷種子的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，7% 的KNO3浸種1 d處理后，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)分別達(dá)到37.43% 和35.97% ，有利于解除密花香薷種子休眠；王紅俊等[13]研究表明，2% 的KNO3處理可以提高種子發(fā)芽率，且對(duì)幼苗生長(zhǎng)的不良影響相對(duì)較小。本研究結(jié)果表明，僅2% 的KNO3浸種2 d的發(fā)芽率低于對(duì)照外，其他各濃度梯度KNO3的處理基本都可以提高草地早熟禾的相關(guān)萌發(fā)指標(biāo)，而且同樣對(duì)幼苗的損傷較小。其中，4% 的KNO3浸種1 d的效果最好，其處理后的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均較好，有效促進(jìn)了草地早熟禾種子的萌發(fā)，這說(shuō)明4% 的KNO3處理對(duì)幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生的損傷較小。

鈣是植物必需的一種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，是植物代謝和發(fā)育的主要調(diào)控者。段輝國(guó)等[14]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，Ca（NO3）2能顯著提高鹽脅迫下青稞種子的萌發(fā)速率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗的根數(shù)、株高、根長(zhǎng)、地上鮮質(zhì)量、地上干質(zhì)量、根系鮮質(zhì)量、根系干質(zhì)量。刑燕等[15]研究發(fā)現(xiàn)，10 mmol/L的Ca（NO3）2處理促進(jìn)萌發(fā)的效果最為明顯，可以顯著提高老化西瓜種子活力。本試驗(yàn)得出，除4% 的Ca（NO3）2浸種2 d的活力指數(shù)略低于對(duì)照外，其他各濃度梯度Ca（NO3）2處理均對(duì)草地早熟禾的種子萌發(fā)產(chǎn)生促進(jìn)作用，這與劉才宇等[16]的研究結(jié)果一致。Ca（NO3）2各濃度梯度處理可以顯著縮短種子的發(fā)芽時(shí)間，其中，2% 的Ca（NO3）2浸種2 d的平均發(fā)芽時(shí)間最短，較對(duì)照縮短發(fā)芽時(shí)間2.31 d。

抗壞血酸作為一種小分子量的抗氧化物質(zhì)，在細(xì)胞中能夠清除活性氧，對(duì)防止細(xì)胞衰老具有重要作用。尚瑞廣等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，將老化后的瑪咖種子在300 mg/L的抗壞血酸溶液中進(jìn)行浸種48 h后，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著高于對(duì)照。而在本試驗(yàn)中，各梯度的抗壞血酸處理對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)并未起到促進(jìn)作用，筆者認(rèn)為可能是濃度選取過(guò)高反而產(chǎn)生了抑制作用。

酒石酸是植被根系分泌物中典型的低分子有機(jī)酸。劉春艷等[18]研究表明，油菜種子在酒石酸中浸種處理后，其根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和根鮮質(zhì)量隨著酒石酸濃度的增大而降低，當(dāng)酒石酸濃度達(dá)到5 mmol/L時(shí)，相關(guān)萌發(fā)指標(biāo)出現(xiàn)顯著降低。本試驗(yàn)中，各濃度梯度的酒石酸處理對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生了極強(qiáng)的抑制作用，種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等指標(biāo)在浸種處理后均顯著低于對(duì)照，且延長(zhǎng)了平均發(fā)芽時(shí)間。這可能是因?yàn)榫剖岜旧硎侨跛幔瑫?huì)對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生一定的脅迫能力，Zn2+、Cu2+等的吸收和代謝會(huì)在有機(jī)酸添加過(guò)量或被過(guò)量吸收而降低，從而干擾植物對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)元素吸收，對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生損害。

綜合分析各浸種處理對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、平均發(fā)芽時(shí)間、芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)和幼苗鮮質(zhì)量的影響，對(duì)各浸種處理的浸種效果進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)比得出，4% 的KNO3浸種1 d可以提高種子萌發(fā)，且對(duì)幼苗生長(zhǎng)的不良影響相對(duì)較小，浸種效果最好，可以作為草地早熟禾種子浸種處理優(yōu)先選用。