龍爪茅種子休眠解除方法研究

鄭廣進 楊彬麗 韋佩花 張軍 韋慧嫻

摘要：研究了光照（12 h光照/12 h黑暗）和黑暗（24 h黑暗）2種條件下鹽酸（HCl）、氫氧化鈉（NaOH）、硝酸鉀（KNO3）和赤霉素（GA3）對摩擦種皮和未摩擦種皮龍爪茅種子萌發(fā)的影響。結果表明，龍爪茅種子的休眠主要是其種皮對種胚的束縛引起的機械性休眠，經(jīng)摩擦種皮處理，空白組的萌發(fā)率即可達67%以上。不同濃度的HCl、NaOH、KNO3及GA3處理均不能有效解除未經(jīng)摩擦種皮處理的龍爪茅種子的休眠。摩擦種皮處理的龍爪茅種子經(jīng)低濃度的KNO3及GA3浸泡24 h后萌發(fā)率可達80%以上，而經(jīng)HCl、NaOH以及高濃度KNO3浸泡相同時間后萌發(fā)率急劇下降。光照因素對龍爪茅種子的萌發(fā)影響較小，光照條件下的萌發(fā)率略高于黑暗條件。

關鍵詞：龍爪茅;種子;休眠;萌發(fā)

中圖分類號：S451 ?文獻標志碼：A ?文章編號：1003-935X（2020）01-0031-04

Abstract：The effects of hydrochloric acid （HCl），sodium hydroxide （NaOH），potassium nitrate （KNO3） and gibberellins （GA3） on the germination of Dactylocteninm aegyptium seed either with or without rubbing their coats were studied under both light （12 hours a day） and dark conditions. Dormancy of D. aegyptium seeds is mainly mechanical and caused by the binding of the seed coat to the embryo since the germination rate of a blank group reached above 67% after rubbing the seed coats. HCl，NaOH，KNO3 and GA3 at different concentrations failed to effectively relieve dormancy of D. aegyptium seeds without rubbing the seed coats. The germination rate of D. aegyptium seeds with their seed coats rubbed could reach above 80% after soaking in KNO3 and GA3 at low concentration for 24 hours，but dropped sharply after soaking in HCl，NaOH and high concentration of KNO3 for the same duration. Light only affected seed germination slightly compared with germination in the dark.

Key words：Dactylocteninm aegyptium; seed; dormancy; germination

龍爪茅[Dactyloctenium aegyptium （L.） P. Beauv.]屬一年生禾本科雜草，適應性較強，全世界熱帶及亞熱帶地區(qū)均有分布，在我國主要分布于浙江、臺灣、廣東、廣西等地區(qū)，是旱地作物的主要雜草之一[1]。龍爪茅繁殖能力極強，花果期為5—10月，其種子邊成熟邊脫落且具有較強的休眠特性，較難根除，對農(nóng)作物的危害極大。但也有學者利用龍爪茅匍匐莖、常平臥成席狀的特點，嘗試將龍爪茅開發(fā)為本土草坪材料[2]。龍爪茅種子的休眠特性給除草劑靶標材料或本土草坪材料的培育帶來了困難，探索龍爪茅種子休眠的解除方法有利于開展對龍爪茅防除和利用的深入研究。國內關于不同雜草種子休眠解除方法已有一定的研究，如物理去皮[3]、酸堿處理[4-6]、赤霉素處理[7]、變溫處理[8]和綜合處理[9]等。目前，關于龍爪茅種子休眠機制及休眠解除方法的研究尚未見報道，本試驗分別采用不同濃度的化學試劑[鹽酸（HCl）、氫氧化鈉（NaOH）、硝酸鉀（KNO3）及赤霉素（GA3）]浸泡經(jīng)摩擦種皮和未經(jīng)摩擦種皮處理的龍爪茅種子，試圖找出解除龍爪茅種子休眠的最佳方法，為研究其發(fā)生、防除及利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試龍爪茅種子于2019年7月采集于廣西民族師范學院內，種子經(jīng)自然晾干，干燥器內貯藏備用。GA3由上海麥克林生化科技有限公司生產(chǎn)，含量為96%;其他試劑均為市售分析純。

1.2 試驗方法

1.2.1 摩擦種皮 用砂紙輕輕摩擦已脫果皮的龍爪茅種子，以挫傷其種皮，以未摩擦種皮的龍爪茅種子為對照。分別取40粒飽滿的種子置于鋪有一層濾紙的培養(yǎng)皿中，加入8 mL蒸餾水，室溫浸泡24 h。將培養(yǎng)皿內的水小心倒掉，加入5 mL蒸餾水，蓋好皿蓋，置光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，測定其萌發(fā)率。

1.2.2 藥劑浸泡 分別取若干經(jīng)砂紙摩擦處理和未經(jīng)摩擦處理的龍爪茅種子置于燒杯中，以不同濃度的不同藥劑溶液室溫浸泡 24 h，將溶液倒去，用蒸餾水沖洗干凈。分別挑選40粒飽滿的種子置于鋪有一層濾紙的培養(yǎng)皿中， 加入5 mL蒸餾水， 蓋好皿蓋，置光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，測定其萌發(fā)率。藥劑的種類及濃度分別為HCl：0.5%、10%、1.5%、2.0%、2.5%;NaOH：0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%;KNO3：0.3125%、0.625 0%、1.250 0%、2.500 0%、5.000 0%;GA3：50、100、200、400、800 mg/L。以蒸餾水（CK）作空白對照。

1.2.3 萌發(fā)試驗條件 采用培養(yǎng)皿培養(yǎng)法，分光照和黑暗2種條件進行。光照組置光照培養(yǎng)箱內（12 h光照/12 h黑暗;30 ℃ /25 ℃;光照強度4級）;黑暗組在培養(yǎng)皿外用錫紙包裹避光，其他操作條件同光照組。每個處理組重復3次，種子萌發(fā)以胚芽露出為標準[3]，連續(xù)觀察10 d。

2 結果與分析

2.1 摩擦種皮處理對龍爪茅種子萌發(fā)的影響

由表1可以看出，未經(jīng)摩擦種皮處理的龍爪茅種子完全不萌發(fā)，說明其處于休眠狀態(tài)。而種子一經(jīng)摩擦種皮處理，其萌發(fā)率即升高到67%以上，且光照因素對其萌發(fā)影響較小，說明龍爪茅種子的休眠主要是由于種皮的機械束縛引起的。

2.2 藥劑浸泡對龍爪茅種子萌發(fā)的影響

2.2.1 HCl浸泡 由圖1可以看出，摩擦種皮處理的龍爪茅種子經(jīng)低濃度的HCl浸泡24 h后，萌發(fā)率急劇下降。無論是摩擦種皮還是未摩擦種皮的龍爪茅種子，經(jīng)濃度為1.0%～2.5%的HCl浸泡24 h后，種子的萌發(fā)率為0，且種皮變黑褐色，說明濃度高于1.0%的HCl長時間浸泡對龍爪茅種子具有比較強的腐蝕作用。

2.2.2 NaOH浸泡 由圖2可以看出，摩擦種皮處理的龍爪茅種子經(jīng)低濃度的NaOH浸泡24 h后，萌發(fā)率急劇下降。無論是摩擦種皮還是未摩擦種皮的龍爪茅種子，經(jīng)過濃度為1.0%～2.5%

的NaOH浸泡24 h后，種子的萌發(fā)率為0，且種皮變黑褐色，說明濃度高于1.0%的NaOH長時間浸泡對龍爪茅種子具有比較強的腐蝕作用。

2.2.3 KNO3浸泡 由圖3可以看出，不同濃度的KNO3對未摩擦種皮的龍爪茅種子的萌發(fā)幾乎無任何促進作用，種皮的完整性妨礙了KNO3溶液對種子呼吸作用的影響。當摩擦種皮處理后，蒸餾水對照組的萌發(fā)率即可達到67%以上，低濃度KNO3溶液對龍爪茅種子的萌發(fā)有較強的促進作用，可能是因為低濃度的KNO3溶液可促進摩擦種皮的種子進行有氧呼吸。當KNO3溶液的濃度大于0.625%時，其對龍爪茅種子的萌發(fā)則表現(xiàn)出抑制作用，隨著濃度的升高，抑制作用增強，可能是因為KNO3溶液濃度的增大造成了種子脫水。

2.2.4 GA3浸泡 由圖4可以看出，不同濃度的GA3對未摩擦種皮的龍爪茅種子的萌發(fā)幾乎無任何促進作用，種皮的完整性妨礙了GA3進入種胚誘導種子萌發(fā)。當摩擦種皮處理后，濃度為50～400 mg/L的GA3溶液對龍爪茅種子的萌發(fā)具有較強的促進作用，萌發(fā)率最高達到95%，說明適當摩擦種皮可以促進GA3進入種子內部誘導種子萌發(fā)。但隨著GA3濃度的增加，萌發(fā)率反而下降，當GA3濃度增加到800 mg/L時，萌發(fā)率只有76%。

3 結論

經(jīng)摩擦種皮處理再用蒸餾水浸泡24 h，龍爪茅種子萌發(fā)率即可由完全不萌發(fā)提升至67%以上，說明龍爪茅種子的休眠機制主要是種皮對種胚的束縛引起的機械性休眠。不同濃度的HCl、NaOH、KNO3及GA3處理均不能有效解除未經(jīng)摩擦種皮處理的龍爪茅種子的休眠。HCl和NaOH的腐蝕性較強，長時間浸泡龍爪茅種子造成種子內部損傷，不利于種子的萌發(fā)。KNO3和GA3在一定濃度范圍內可以提高經(jīng)摩擦種皮處理的龍爪茅種子的萌發(fā)率，400 mg/L的GA3促進作用最為明顯，可使萌發(fā)率提高至95%，但當濃度過高時則表現(xiàn)出抑制作用。光照因素對龍爪茅種子的萌發(fā)影響較小，光照條件下的萌發(fā)率略高于黑暗條件。綜上所述，摩擦種皮后用低濃度的GA3或KNO3浸泡24 h綜合處理是一種有效的破除龍爪茅種子休眠的方法，值得在實際生產(chǎn)或科研試驗中進行推廣。

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