三種雜草種子休眠程度與物理參數(shù)相關(guān)性研究

張等宏，肖春芳，王 甄，高劍華，張遠(yuǎn)學(xué)，閆 雷，鄒 瑩，沈艷芬

（恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院/中國(guó)南方馬鈴薯研究中心，湖北 恩施 445000）

全世界有超過(guò)3萬(wàn)多種雜草，其中，1 800種造成9.7%的糧食減產(chǎn)［1］，在中國(guó)有超過(guò)130種具有嚴(yán)重危害的雜草［2］，對(duì)農(nóng)作物造成了嚴(yán)重的產(chǎn)量損失［2-4］，其中對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量損失可達(dá)44.01%［5］。多數(shù)雜草依靠種子進(jìn)行物種延續(xù)［6-9］，而種子的休眠對(duì)延續(xù)物種非常重要［10-12］，卻對(duì)雜草防除帶來(lái)難度［12，13］。

休眠是雜草種子本身的特性和對(duì)環(huán)境的一種反應(yīng)，受到內(nèi)在因素和外在環(huán)境的共同影響，是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的一個(gè)暫停生長(zhǎng)的階段，種子休眠是影響種子發(fā)芽的原因之一［14，15］。雜草種子通過(guò)休眠來(lái)度過(guò)低溫、短日照、干旱等嚴(yán)酷季節(jié)，從而保障其種族的延續(xù)性［16］。田間雜草種子由于具有復(fù)雜的休眠特性，導(dǎo)致萌發(fā)期不同，在田間雜草防除過(guò)程中，很難一次性防除，探索雜草種子的休眠對(duì)農(nóng)田雜草防治具有重要的意義［17］。

一般認(rèn)為休眠種子具備更高的抵抗能力，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)藏仍能保持活力。如果能通過(guò)對(duì)雜草物理參數(shù)的快速測(cè)定來(lái)判斷雜草的休眠程度，則可以判斷雜草的生育階段，對(duì)預(yù)測(cè)雜草的發(fā)生危害具有指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料

雜草種子：雜草種子分別于2017年（休眠2年）、2018年（休眠1年）、2019年（休眠0年）采集自恩施州馬鈴薯田間。

儀器：酸度計(jì)（PHSJ-4A型），電導(dǎo)率儀（DDSJ-308F型），上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；電子分析天平（HCB123型），英國(guó)艾德姆。

1.2 方法

1.2.1 物理參數(shù)的測(cè)定 稱取200 mg種子，置于100 mL去離子水中浸泡2 h，用三角漏斗過(guò)濾后測(cè)定電導(dǎo)率和pH，并記錄。

1.2.2 發(fā)芽率的測(cè)定 挑選顆粒飽滿、大小一致的雜草種子置于培養(yǎng)皿內(nèi)（直徑9 cm），培養(yǎng)皿底部鋪2層濕潤(rùn)濾紙，置于恒溫恒濕培養(yǎng)箱（HP150HS型，金壇市瑞華儀器有限公司），25℃黑暗萌發(fā)24 h。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所測(cè)的數(shù)據(jù)用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、作圖，采用SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同休眠時(shí)間的馬唐種子物理參數(shù)及發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果

為了明確馬唐［Digitaria sanguinalis（L.）Scop.］種子的休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性，通過(guò)室內(nèi)生物測(cè)定法，開(kāi)展了對(duì)不同休眠年份馬唐種子的pH、電導(dǎo)率及其種子發(fā)芽率的測(cè)定。由表1可知，在不同年份相同地點(diǎn)采集的馬唐種子發(fā)芽率從高到低依次為休眠2、1、0年，說(shuō)明休眠0年的馬唐種子休眠程度較深；相同地點(diǎn)采集的休眠1年的馬唐種子電導(dǎo)率最高；休眠0年的馬唐種子pH最低。

表1 不同休眠時(shí)間的馬唐種子物理參數(shù)及其發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果

由表2可知，pH與馬唐種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.449 0，電導(dǎo)率與馬唐種子發(fā)芽率相關(guān)系數(shù)為0.170 7，說(shuō)明pH與馬唐種子發(fā)芽率的線性相關(guān)性相對(duì)較好。

表2 馬唐種子休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性分析

2.2 不同休眠時(shí)間的牛膝菊種子物理參數(shù)及發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果

為了明確牛膝菊（Galinsoga parvifloraCav.）種子的休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性，通過(guò)室內(nèi)生物測(cè)定法，開(kāi)展了對(duì)不同休眠年份牛膝菊種子的pH、電導(dǎo)率及其種子發(fā)芽率的測(cè)定。由表3可知，不同休眠時(shí)間的牛膝菊種子發(fā)芽率從高到低依次為休眠2、1、0年，說(shuō)明休眠0年的牛膝菊種子休眠程度較深；相同地點(diǎn)休眠2年的牛膝菊種子電導(dǎo)率最高；休眠2年的牛膝菊種子pH最低。

表3 不同休眠時(shí)間的牛膝菊種子物理參數(shù)及其發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果

由表4可知，pH與牛膝菊種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.991 9，電導(dǎo)率與牛膝菊種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.791 1，說(shuō)明2種物理參數(shù)與牛膝菊種子發(fā)芽率的線性相關(guān)性較為明顯。

表4 牛膝菊種子休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性分析

2.3 不同休眠時(shí)間的春蓼種子物理參數(shù)及發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果

為了明確春蓼（Polygonum persicariaL.）種子的休眠程度與其物理參數(shù)的相關(guān)性，通過(guò)室內(nèi)生物測(cè)定法，開(kāi)展了對(duì)不同休眠年份春蓼種子的pH、電導(dǎo)率及其種子發(fā)芽率的測(cè)定。由表5可知，在不同年份相同地點(diǎn)采集的春蓼種子發(fā)芽率從高到低依次為休眠2、1、0年，休眠0年的春蓼種子休眠程度較深；相同地點(diǎn)休眠0年的春蓼種子電導(dǎo)率最高；休眠1年的春蓼種子pH最低。

表5 不同休眠時(shí)間的春蓼種子物理參數(shù)及其發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果

由表6可知，pH與春蓼種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.411 4，說(shuō)明兩者相關(guān)性不明顯，電導(dǎo)率與春蓼種子發(fā)芽率的線性相關(guān)系數(shù)為0.875 0，說(shuō)明兩者的線性相關(guān)性較為明顯。

表6 春蓼種子休眠程度與其物理參數(shù)相關(guān)性分析

3 小結(jié)與討論

休眠是影響雜草種子萌發(fā)的內(nèi)在因素［18，19］，種子發(fā)芽狀況從一定程度可以反映種子的休眠程度，明確雜草的休眠特性，可以作為雜草發(fā)生預(yù)測(cè)的依據(jù)。雜草種子在休眠過(guò)程中本身會(huì)積累抑制萌發(fā)的物質(zhì)，也是種子具有休眠現(xiàn)象的一個(gè)重要原因，這類抑制物包括揮發(fā)油、生物堿、生長(zhǎng)素（如脫落酸）、氨、酚、醛等，它們多是一些低分子量的有機(jī)物，其化學(xué)成分也因植物種類、休眠程度的不同而不盡相同［20，21］，其物理參數(shù)在一定程度上可以反映化學(xué)成分的變化，從而確定雜草種子的休眠程度。本試驗(yàn)結(jié)果表明，馬唐種子的pH與其種子發(fā)芽率的線性相關(guān)性相對(duì)較好；牛膝菊種子pH、電導(dǎo)率與其種子發(fā)芽率的線性相關(guān)性良好；春蓼種子電導(dǎo)率與其種子發(fā)芽率線性相關(guān)性較為明顯。以上結(jié)果在表觀上表現(xiàn)為雜草種子物理參數(shù)pH、電導(dǎo)率的變化，而這一變化本質(zhì)是由于雜草種子休眠程度不同而引起的其內(nèi)在變化。

當(dāng)前對(duì)雜草種子休眠的研究還相對(duì)不足，尤其對(duì)雜草種子休眠的原因和機(jī)理了解很少［22］。因此，研究種子休眠過(guò)程的相關(guān)參數(shù)變化可以為雜草種子休眠程度的判斷、雜草發(fā)生的預(yù)測(cè)奠定理論基礎(chǔ)，進(jìn)而為雜草的綜合防治提供科學(xué)依據(jù)和支持。