4種處理方法對三點(diǎn)金種子萌發(fā)效果的影響

何國強(qiáng),馬宗仁,劉方超,巫建藝

（1.深圳大學(xué)園林科,廣東深圳 518060；2.深圳大學(xué)高爾夫?qū)W院,廣東深圳 518060）

①三點(diǎn)金Desmodium trif lorum,豆科山螞蝗屬多年生草本植物,又名三點(diǎn)金草、蠅翅草,產(chǎn)于浙江（龍泉）、福建、江西、廣東、海南、云南、臺灣等?。▍^(qū)）,多生于海拔180～570 m的曠野山坡地、路旁或河邊,常年綠色。在野生環(huán)境中,常呈小面積片狀平臥生長,自然生長高度僅為1.5～2.5 cm。據(jù)馬宗仁等研究[1-2],三點(diǎn)金具有較高的耐蔭性、抗旱性、抗寒性、耐踐踏性和較低的遷移擴(kuò)散能力。此外,三點(diǎn)金對雜草亦有較強(qiáng)的抑制作用[3],其低矮的株形,翠綠的葉色和紫色的小花,深受草業(yè)人士喜愛[4],草層的超低性（草層常年維持1.5～2.5 cm髙）又可免除修剪工作,是建設(shè)“節(jié)約型園林”的優(yōu)質(zhì)草坪植物資源（圖1、圖2）。

圖1 三點(diǎn)金葉片

圖2 三點(diǎn)金植株

與大多數(shù)野生豆科植物一樣,三點(diǎn)金種子具有硬實(shí)現(xiàn)象,據(jù)觀察,其在野外自然條件下種子的自然萌發(fā)率低于2%,種子繁殖困難。對多種植物硬實(shí)種子萌發(fā)的研究表明,當(dāng)采用物理因素與化學(xué)因素處理后,種子萌發(fā)率會得到不同程度的提高[5-16]。馬宗仁等[17]曾對三點(diǎn)金和海濱雀稗Seashore paspalum種子成苗階段吸水量及耐旱性進(jìn)行對比研究；馮凌[18]用熱水浸種和濃硫酸處理三點(diǎn)金種子進(jìn)行過發(fā)芽試驗(yàn)研究,認(rèn)為三點(diǎn)金種子具有硬實(shí)現(xiàn)象,而且種子很小,種皮比較薄,處理不當(dāng)容易對胚造成傷害。破除豆科種子硬實(shí)的方法有多種,包括物理的、化學(xué)的等。但由于各類種子的種皮結(jié)構(gòu)存在差異,不同破除硬實(shí)方法對不同種子均有一定的局限性。目前有關(guān)弱酸、弱堿及物理摩擦處理三點(diǎn)金種子發(fā)芽效果的研究未見報道。試驗(yàn)通過比較弱酸、弱堿及物理摩擦的方法破除硬實(shí)對種子發(fā)芽效果的影響,旨在篩選出簡單、有效、實(shí)用的方法,為野生草坪植物三點(diǎn)金的生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)種子來源于深圳大學(xué)高爾夫?qū)W院草坪試驗(yàn)站2008年6-12月采集的三點(diǎn)金種子,在三點(diǎn)金豆莢2/3至4/5轉(zhuǎn)為褐色時開始采集。采集時調(diào)查自然枯落又未經(jīng)處理的三點(diǎn)金種子,其自然萌發(fā)率僅接近2%。豆莢自然風(fēng)干后人工將豆莢與種子剝離,并剔除空癟種子和雜質(zhì)。試驗(yàn)種子選取色澤正常、飽滿、結(jié)構(gòu)完整、無腐爛的正常種子。豆類作物種子的成熟階段,可以分為綠熟期、黃熟期、完熟期、枯熟期 4個階段[19]。三點(diǎn)金花后28 d,豆莢2/3至4/5轉(zhuǎn)為褐色,種子進(jìn)入黃熟期階段；花后35 d,豆莢全為褐色,種子進(jìn)入完熟期階段；豆莢枯落地面,種子則進(jìn)入枯熟期階段。隨機(jī)選用的種子采集時則不按豆莢色澤劃分。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì) 分別設(shè)置NaOH溶液浸泡、H2SO4溶液浸泡、物理摩擦、清水浸泡4種方法處理三點(diǎn)金種子和采用不同成熟狀態(tài)的種子試驗(yàn),清水浸泡48 h作為對照組,每種處理設(shè)3個重復(fù),每個重復(fù)取種子100粒。

1.2.2不同處理方法的試驗(yàn) 用NaOH溶液、H2SO4溶液處理種子,浸泡時間設(shè)置 1、3、5、10 min,處理溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)置0.5%、1%、5%、10%4種；物理摩擦方法是將種子放置在上下2層細(xì)砂紙夾層中,利用手掌自然重力人為地來回摩擦,時間設(shè)置為1、3、5 min；對照組的清水浸泡處理時間為48 h。上述處理的種子隨機(jī)取樣。

1.2.3不同成熟度種子的試驗(yàn) 在不同方法處理種子試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選用發(fā)芽效果較好的 1%NaOH溶液浸泡1 min的方法處理種子,分別處理黃熟期、完熟期、枯熟期3種不同成熟狀態(tài)的種子進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)環(huán)境與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽試驗(yàn)在室內(nèi)自然狀態(tài)下進(jìn)行,以直徑12 cm的培養(yǎng)皿為發(fā)芽床,內(nèi)墊2層濾紙。處理過的種子立即用清水洗至中性,晾干后均勻地放入發(fā)芽床進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn).在發(fā)芽期間,保持發(fā)芽床濕潤,皿內(nèi)水分以不滴水為宜。試驗(yàn)期間室內(nèi)溫度為22.4～23.9℃。種子置床后,按照《國際種子發(fā)芽規(guī)程》,即胚根突出種皮的長度為種子長度的一半為發(fā)芽的種子,每天記錄萌發(fā)的種子數(shù)。據(jù)研究[19],有的植物種子在第18天才開始萌發(fā),因三點(diǎn)金種子發(fā)芽緩慢,開始發(fā)芽時間較遲,集中萌發(fā)時間在第10天后,10 d前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)缺乏實(shí)際意義,不能真實(shí)反映種子發(fā)芽效果。因此,本試驗(yàn)在第10天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽指數(shù),第15天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢,試驗(yàn)結(jié)束時（第33天）統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢和發(fā)芽率[20]計(jì)算公式如下：

發(fā)芽指數(shù)（Gl）=∑（Gt/Dt）

式中,Gt為與Dt相對應(yīng)的發(fā)芽種子數(shù),Dt為發(fā)芽時間（d）；

發(fā)芽勢（GP）=前15 d發(fā)芽數(shù)/供試種子總粒數(shù)×100%；

發(fā)芽率（G）=種子發(fā)芽總數(shù)/供試種子總粒數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS進(jìn)行分析比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方法對三點(diǎn)金種子發(fā)芽效果的影響

2.1.1NaOH處理種子的發(fā)芽效果 NaOH溶液浸泡處理三點(diǎn)金種子,較理想的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和時間組合是0.5%NaOH浸泡10 min和1%NaOH浸泡1 min,發(fā)芽率分別達(dá)到58%、48%,均大于其他組合和對照組,發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)也占明顯優(yōu)勢,但0.5%NaOH浸泡時間少于5 min時,則效果顯著低于清水浸泡48 h的對照組。當(dāng)處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)1%浸泡時間為1 min時,三點(diǎn)金的發(fā)芽效果隨NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)或時間的遞增而減弱,當(dāng)處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)10%浸泡時間達(dá)3 min以上時,三點(diǎn)金的發(fā)芽率為0,詳見表1。表1中缺少5%NaOH浸泡3 min及1%NaOH浸泡5 min的處理組數(shù)據(jù),是因?yàn)槿藶橐馔鈱?dǎo)致種子感染細(xì)菌而取消。

表1 NaOH處理種子的發(fā)芽效果比較

注：同列不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）。下表同。

2.1.2H2SO4處理種子的發(fā)芽效果 用H2SO4溶液浸泡處理三點(diǎn)金種子,較理想的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和時間組合是 0.5%H2SO4浸泡 3 min和 5%H2SO4浸泡1 min,發(fā)芽率均達(dá)到48%,大于其他組合和對照組,發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)也占明顯優(yōu)勢,但0.5%H2SO4浸泡時間少于3 min時,其效果與清水浸泡48 h的對照組差異不顯著。當(dāng)處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%浸泡時間達(dá)5 min、處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%浸泡時間達(dá)1 min時,三點(diǎn)金的發(fā)芽效果隨浸泡時間的遞增而減弱,當(dāng)處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%浸泡時間長于1 min時,三點(diǎn)金的發(fā)芽率為0,詳見表2。表中缺少5%H2SO4浸泡3 min處理組數(shù)據(jù),是因?yàn)槿藶橐馔鈱?dǎo)致種子感染細(xì)菌而中止該組合的試驗(yàn)。

2.1.3物理摩擦處理種子的發(fā)芽效果比較 物理摩擦的結(jié)果表明,物理摩擦1～5 min的種子發(fā)芽率極顯著地（P＜0.01）大于清水浸泡48 h的對照組,發(fā)芽勢也極顯著地大于對照組,其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均隨物理摩擦?xí)r間的增加而增加,以物理摩擦5 min處理三點(diǎn)金種子的效果最顯著,詳見表3。其中物理摩擦處理的發(fā)芽率平均達(dá)到56%,最低也達(dá)53%,均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出對照組的平均數(shù)38%,這說明物理摩擦方式能夠有效破除三點(diǎn)金種子的硬實(shí)種皮,從而提高發(fā)芽率。

表2 H2SO4處理種子發(fā)芽的效果比較

表3 物理摩擦處理種子的發(fā)芽效果比較

2.1.4不同方法處理種子的發(fā)芽效果比較 在其他條件一致的情況下,對比酸、堿溶液浸泡、物理摩擦及清水浸泡不同類型處理方法對三點(diǎn)金種子發(fā)芽效果的差異,分別用各類型處理方法中的最佳組別相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,其結(jié)果及差異性詳見表4。

表4 不同方法處理種子的發(fā)芽效果比較

表4數(shù)據(jù)說明,物理摩擦5 min處理三點(diǎn)金種子,發(fā)芽效果最佳。從發(fā)芽率看,0.5%NaOH浸泡10 min和物理摩擦5 min差異不顯著,但這2組處理的效果都顯著（P＜0.05）大于0.5%H2SO4浸泡3 min及清水浸泡48 h的對照組；從發(fā)芽勢看,物理摩擦5 min處理的效果顯著大于其他處理組別；從發(fā)芽指數(shù)看,物理摩擦5 min、0.5%NaOH浸泡10 min和0.5%H2SO4浸泡3 min這3組的處理效果差異不顯著,但與清水浸泡48 h的對照組處理效果差異顯著。

綜上所述,酸、堿等化學(xué)藥物能夠腐蝕種皮,改善種子通透性,或與種皮及種子內(nèi)部的抑制物質(zhì)作用而解除抑制,達(dá)到打破種子休眠,促進(jìn)萌發(fā)的結(jié)果。用NaOH或H2SO4溶液浸泡處理三點(diǎn)金種子,表現(xiàn)出共同的特點(diǎn),即質(zhì)量分?jǐn)?shù)太低、時間太短未能達(dá)到破除硬實(shí)種皮的效果,但質(zhì)量分?jǐn)?shù)過大、處理時間太長,則容易灼傷種子抑制種子萌發(fā)。這與種子種皮比較薄,酸、堿等化學(xué)藥物易對種子造成傷害,導(dǎo)致種子喪失活力有關(guān)。李巧峽等[21]對北方嵩草Kobresia bellardii種子萌發(fā)的研究發(fā)現(xiàn)：在一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi),隨著種子吸收化學(xué)試劑量的增加,種子的萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)增高,但當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大到一定程度時,反而抑制了種子的萌發(fā)。

從本試驗(yàn)結(jié)果看,通過堿溶液浸泡、酸蝕、物理摩擦或清水浸泡種皮,都能不同程度地提高三點(diǎn)金種子的發(fā)芽能力,最優(yōu)組合是物理摩擦5 min及0.5%NaOH浸泡10 min。

2.2 種子成熟度對發(fā)芽效果的影響為對比不同成熟度種子發(fā)芽效果的差異,在同一條件下用1%NaOH浸泡1 min處理三點(diǎn)金種子,發(fā)芽效果及差異比較結(jié)果見表5。試驗(yàn)數(shù)據(jù)說明,完熟期的三點(diǎn)金種子發(fā)芽效果顯著大于枯熟期和黃熟期的種子。無論是從發(fā)芽率,還是發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)看,枯熟期和黃熟期階段的種子發(fā)芽效果都不及完熟期的種子,這與枯熟期的種子種皮硬度最大,而黃熟期的種子又未能充分發(fā)育成熟諸因素有關(guān)。

表5 不同成熟度種子1%NaOH浸泡1 min處理的發(fā)芽效果比較

3 討論與結(jié)論

3.1 不同處理的優(yōu)缺點(diǎn)種子萌發(fā)是一個復(fù)雜的過程,物理作用或化學(xué)作用都可對種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢等指標(biāo)產(chǎn)生影響[8]。酸堿處理可腐蝕種皮,提高種皮的通氣性與透水性,從而促進(jìn)種子萌發(fā)。但存在兩個突出的問題：一是處理時間較難控制,特別是對于種皮較薄的種子,由于處理時間較短,難以掌握；二是處理后的沖洗要徹底,對于顆粒較小的種子,沖洗也較難操作。這兩點(diǎn)處理不當(dāng),容易對種子造成傷害,反而抑制種子萌發(fā)。三點(diǎn)金種子顆粒較小,物理摩擦種皮如砂紙摩擦簡便易行,物理摩擦5 min的種子發(fā)芽率達(dá)58%,與0.5%NaOH浸泡 10 min的發(fā)芽率相當(dāng)。因此,對于像三點(diǎn)金這樣種皮較薄、顆粒較小的種子,物理摩擦是較理想的處理方法。許多研究也表明,機(jī)械損傷種皮是處理硬實(shí)最有效的方法,機(jī)械破皮后,水分和氧氣通過種皮間的縫隙進(jìn)入種子內(nèi),使胚得到萌發(fā)所必需的水分與氧氣,在適宜的溫度下,種子得以萌發(fā)[5,22-24]。

3.2 三點(diǎn)金種子的采收期石有太等[25]對掌葉大黃Rheum palmatum種子灌漿動態(tài)及其發(fā)芽特性研究認(rèn)為,成熟度對種子發(fā)芽具有顯著影響。以往的研究表明,豆類種子往往由于成熟過度使種皮硬化不能透水而成為硬實(shí)[20],這也是三點(diǎn)金種子的采收期對種子發(fā)芽率構(gòu)成影響的因素。從不同成熟度的三點(diǎn)金種子發(fā)芽效果看,完熟期種子發(fā)芽率最高,顯著大于枯熟期和黃熟期的種子。因此,三點(diǎn)金種子的采收時間約在花后35 d,即三點(diǎn)金豆莢轉(zhuǎn)為褐色時開始采收為宜。

3.3 三點(diǎn)金種苗的繁殖問題種子繁殖是豆科植物最主要的繁殖方式,但由于該科一些種子具有堅(jiān)厚且不透水氣的種皮,阻礙了種子萌發(fā),這就導(dǎo)致了種子發(fā)芽慢,發(fā)芽率低,發(fā)芽期長,發(fā)芽不整齊,給生產(chǎn)帶來了一定的困難[26]。三點(diǎn)金的種子發(fā)芽率低,也大大地制約了它的開發(fā)和應(yīng)用。雖然一般情況下三點(diǎn)金可用無性繁殖的方法繁育或建坪[27-28],但在綠化中特別是邊坡等特殊地段的地被種植,利用種子噴播的方法有時是不可替代的。初步研究表明,春季在溫度22.4～23.9℃的條件下,經(jīng)物理因素或化學(xué)因素處理后的三點(diǎn)金種子,其發(fā)芽率可從自然狀態(tài)下的2%提高到58%以上。因此,通過不斷探索,有望大大提高其種子發(fā)芽率以達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)的要求。

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