北烏頭種子萌發(fā)影響因子研究初探

于洪亮，張燕夫

(1.遼寧省森林經(jīng)營(yíng)研究所，遼寧 丹東 118002； 2.鳳城市種苗繁育中心，遼寧 鳳城 118100)

北烏頭Aconitumkusnezoffii為毛茛科烏頭屬多年生草本植物，其塊根具有祛風(fēng)除濕、溫經(jīng)止痛的功效，在中藥處方中比較常見，主要用于風(fēng)寒濕痹，關(guān)節(jié)疼痛，心腹冷痛，麻醉止痛[1]。近年來中藥材市場(chǎng)對(duì)北烏頭的需求日益增長(zhǎng)，價(jià)格也不斷升高。目前，北烏頭藥材來源以野生北烏頭資源為主，由于連年過度采挖，野生資源也接近枯竭，遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需要。因此，開展北烏頭人工育苗和栽培勢(shì)在必行。

北烏頭種皮由1層細(xì)胞和厚度為8～10 μm的角質(zhì)膜組成，胚乳細(xì)胞含大量的蛋白質(zhì)顆粒，還貯有少量脂質(zhì)顆粒[2]，因而種子具有休眠特性，導(dǎo)致不能適時(shí)播種，或播種后出苗率低，這已成為制約北烏頭人工栽培的主要因素。本研究通過分析溫度、消毒處理、植物激素預(yù)處理和播種密度等因素對(duì)北烏頭種子萌發(fā)的影響，確定北烏頭種子萌發(fā)影響因子及適宜參數(shù)，為改進(jìn)北烏頭人工育苗技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 基礎(chǔ)處理

9月下旬至11月上旬，在北烏頭種皮和胚乳完全發(fā)育、呈魚雷型胚時(shí)開始采種。采種后晾曬2 h，自然堆放1～2 d，除去果殼、種膜和雜質(zhì)。

1.2 恒溫處理

取經(jīng)過基礎(chǔ)處理的北烏頭種子250粒，平均分為5組置于瓊脂培養(yǎng)皿中，分別在10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃和30 ℃恒溫下8 h光照/16 h黑暗的人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)11 d。種子萌發(fā)以胚根突破種皮2 mm為標(biāo)準(zhǔn)，逐日統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)量，計(jì)算發(fā)芽率[3]。

1.3 高錳酸鉀溶液消毒處理

取經(jīng)過基礎(chǔ)處理的北烏頭種子250粒，平均分為5組，分別采用0 g·L-1、3 g·L-1、6 g·L-1、9 g·L-1和12 g·L-1的高錳酸鉀溶液浸泡5 h，用蒸餾水清洗干凈后置于瓊脂培養(yǎng)皿中，在恒溫20 ℃、8 h光照/16 h黑暗的人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)11 d，進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，調(diào)查統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率。

1.4 赤霉素(GA3)處理

取經(jīng)過基礎(chǔ)處理的北烏頭種子250粒，平均分為5組，分別采用0 mg·L-1、90 mg·L-1、180 mg·L-1、270 mg·L-1和360 mg·L-1的GA3溶液浸泡12 h，用蒸餾水清洗干凈后置于瓊脂培養(yǎng)皿中，在恒溫20 ℃、8 h光照/16 h黑暗的人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)11 d，調(diào)查統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率。

1.5 播種密度試驗(yàn)

北烏頭種子經(jīng)過基礎(chǔ)處理后，按照1 g·m-2、3 g·m-2、5 g·m-2、7 g·m-2和9 g·m-25個(gè)密度在栽培箱(栽培箱中覆有10 cm厚疏松土壤)中播種，播種后再覆蓋2 cm厚腐殖土，澆足水，以后每天用噴水壺補(bǔ)充一定量蒸餾水，保持栽培箱土壤濕潤(rùn)。培育時(shí)間為30 d，種子萌發(fā)以出苗為標(biāo)準(zhǔn)，逐日統(tǒng)計(jì)出苗數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)北烏頭種子萌發(fā)的影響

從圖1可以看出，當(dāng)溫度為20 ℃時(shí)，北烏頭種子萌發(fā)的發(fā)芽率最高，達(dá)到20%。當(dāng)溫度在10 ℃以下時(shí)，北烏頭種子不萌發(fā)，仍然處于休眠狀態(tài)。而當(dāng)溫度達(dá)到25 ℃時(shí)，北烏頭種子的發(fā)芽率反而開始下降；當(dāng)溫度達(dá)到30 ℃時(shí)下降到12%。其原因可能是，溫度超過20 ℃后，北烏頭種子內(nèi)活性酶的催化能力開始下降，從而導(dǎo)致種子的萌發(fā)力下降。由此可以表明，溫度對(duì)北烏頭種子的萌發(fā)影響較大，而以20 ℃為最適宜發(fā)芽溫度。因此，春季北烏頭播種，氣溫達(dá)到20 ℃左右時(shí)最為適宜。

圖1 不同溫度北烏頭種子發(fā)芽率

2.2 高錳酸鉀處理對(duì)北烏頭種子萌發(fā)的影響

高錳酸鉀溶液可以有效殺死種子的致病菌、病毒、蟲卵等，減少妨礙種子萌發(fā)的有害生物，從而提高發(fā)芽率。從圖2可以看出，經(jīng)過高錳酸鉀處理的北烏頭種子的發(fā)芽率明顯高于未經(jīng)過高錳酸鉀處理的，總體上北烏頭種子的發(fā)芽率與高錳酸鉀質(zhì)量濃度呈正相關(guān)，隨著高錳酸鉀質(zhì)量濃度的增大而提高，在質(zhì)量濃度為9 g·L-1時(shí)達(dá)到最大。當(dāng)高錳酸鉀質(zhì)量濃度達(dá)到12 g·L-1時(shí)，北烏頭種子的發(fā)芽率反而有所下降，這可能是因?yàn)楦咤i酸鉀質(zhì)量濃度過高，氧化性太強(qiáng)，破壞了一部分種子組織引起的。因此，選擇質(zhì)量濃度為9 g·L-1的高錳酸鉀處理最為適合。

2.3 GA3預(yù)處理對(duì)北烏頭種子萌發(fā)的影響

GA3是一種高效的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，化學(xué)結(jié)構(gòu)屬于二萜類酸，可以打破種子休眠，促進(jìn)種子萌發(fā)。從圖3可以看出，經(jīng)過GA3預(yù)處理的北烏頭種子的發(fā)芽率明顯高于未經(jīng)過GA3預(yù)處理的，總體上北烏頭種子的發(fā)芽率與GA3質(zhì)量濃度呈正相關(guān)，隨著GA3濃度的增大而提高，在180 mg·L-1時(shí)達(dá)到較高。之后，隨著濃度增大，北烏頭種子的發(fā)芽率變化不大。因此，在綜合考慮費(fèi)效比后，選擇質(zhì)量濃度為180 mg·L-1的GA3預(yù)處理最為適合。

圖2 不同濃度高錳酸鉀處理北烏頭種子發(fā)芽率

圖3 不同GA3預(yù)處理北烏頭種子發(fā)芽率

2.4 播種密度對(duì)北烏頭出苗率的影響

從圖4可以看出，播種密度為1 g·m-2時(shí)北烏頭的出苗率最高，達(dá)到12.1%。而其他播種密度的北烏頭出苗率在8.7%～8.9%。因此，應(yīng)該選擇≤1 g·m-2的播種密度最為適宜。

圖4 不同播種密度北烏頭出苗率

3 結(jié) 論

本研究初步摸清了影響北烏頭種子發(fā)芽效果的因素及其參數(shù)。結(jié)果表明北烏頭種子發(fā)芽受溫度影響較大，最適宜的溫度為20 ℃；高錳酸鉀預(yù)處理和GA3預(yù)處理可有效促進(jìn)北烏頭種子萌發(fā)，較適合的質(zhì)量濃度為高錳酸鉀9 g·L-1、GA3180 mg·L-1；播種密度過大會(huì)降低北烏頭種子發(fā)芽效率，較合適的播種密度為≤1 g·m-2。采用試驗(yàn)得出的影響因素參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)播種，效果理想。