赤霉酸處理對(duì)藜麥種子萌發(fā)的影響

董立盛

（甘肅省天祝藏族自治縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 天祝 733299）

藜麥?zhǔn)寝伎妻紝僖荒晟荼局参?，原產(chǎn)南美洲安第斯山區(qū)，20 世紀(jì)90 年代被引入我國(guó)試種，積累了一定的種植經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，并在一定區(qū)域示范推廣。2010 年后，藜麥因富含多種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，低脂肪、低熱量，被認(rèn)為是未來(lái)最具發(fā)展?jié)摿Φ娜珷I(yíng)養(yǎng)食品。因此，在全國(guó)興起了藜麥研究和種植熱潮，已在我國(guó)西北地區(qū)內(nèi)蒙古、青海和甘肅等?。▍^(qū)）大面積示范推廣。藜麥喜光照充足、氣候冷涼的高原氣候，且耐鹽堿、耐貧瘠、耐干旱，種植流程簡(jiǎn)便，用工少，效益高。但我國(guó)西北地區(qū)春季降水少，氣候干旱，易發(fā)生春旱現(xiàn)象，給藜麥的播種和發(fā)芽帶來(lái)一定的影響。除此之外，藜麥種子直徑2～4 mm，種子內(nèi)貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)少，播種時(shí)需淺播快出苗。在生產(chǎn)中為了搶抓春季墑情，藜麥播種后在地表變干前如快速萌芽破土出苗可規(guī)避干旱的威脅，保證了出苗整齊和防止缺株少苗，為豐產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。王彥波等[1-2]研究結(jié)果表明：赤霉酸（GA3）可解除種子休眠，促進(jìn)種子及早萌發(fā)，其機(jī)理是赤霉酸可部分或完全代替低溫處理，但不同的植物種子處理所需的濃度和方法不同。本試驗(yàn)播種前用不同濃度赤霉酸浸泡藜麥種子來(lái)提高萌芽能力，研究了不同處理對(duì)種子發(fā)芽和生長(zhǎng)特性及代謝產(chǎn)物含量的影響，以期篩選出快速打破種子休眠和促其萌發(fā)的最佳處理濃度，為藜麥抗旱播種和快速成苗提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選在甘肅省天祝藏族自治縣松山鎮(zhèn)達(dá)秀村，該地位于祁連山支系毛毛山淺山區(qū)，平均海拔2 450 m，屬高原季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫2.5 ℃，年均降水量280 mm，降水主要集中在7—9 月，春季多風(fēng)干旱，年均蒸發(fā)量1 600 mm，無(wú)霜期120～150 d。土壤為亞高山草甸土，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量高。天祝藏族自治縣與藜麥原產(chǎn)地南美洲安第斯山區(qū)氣候相似，是藜麥的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)之一。2018 年天祝藏族自治縣已發(fā)展藜麥產(chǎn)業(yè)3 500 hm2，并成功申報(bào)“中國(guó)高原藜麥之都”。隨著藜麥產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，2020年已在試驗(yàn)地建成集藜麥種植、加工與觀光為一體的藜麥產(chǎn)業(yè)園區(qū)。

1.2 材料

藜麥種子處理化學(xué)藥劑赤霉酸可溶性粉劑由美國(guó)華侖生物科學(xué)公司生產(chǎn)，廣東德州生物科技有限公司進(jìn)口分裝，有效成分赤霉酸含量20%。處理種子品種為隴藜1 號(hào)，由本地藜麥制種公司甘肅純潔高原農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。

1.3 方法

試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)藜麥種子赤霉酸處理濃度，分別是200 mg/L、400 mg/L、600 mg/L 和0 mg/L（清水），其中清水設(shè)為對(duì)照（CK）。藜麥種子處理前先將赤霉酸可濕性粉劑溶于75%工業(yè)酒精制成1 000 mg/L的酒精母液，再將母液稀釋成不同處理溶液。2020年4 月隨機(jī)抽取藜麥種子，在室溫條件下（溫度20～22 ℃）用不同濃度赤霉酸處理液浸泡12 h，取出后放到干紗布上晾曬30 min，吸附藜麥種子表面殘留的赤霉酸處理液，然后將種子整齊擺放在墊有2 層浸濕濾紙的培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿放置在智能培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)環(huán)境模擬藜麥播種后土壤環(huán)境條件，即將溫度設(shè)定為18 ℃，濕度設(shè)定為75%，光照設(shè)定為300 Lx。培養(yǎng)時(shí)每個(gè)赤霉酸處理濃度隨機(jī)抽取處理種子150 粒，重復(fù)3 次。

培養(yǎng)后第三天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，胚根幼嫩組織突破種皮認(rèn)定為萌發(fā)；培養(yǎng)后第六天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率；培養(yǎng)后第十二天測(cè)定胚根長(zhǎng)度，稱取胚根鮮重，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)，并測(cè)定種子可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量。胚根長(zhǎng)度用電子游標(biāo)卡尺測(cè)定，胚根鮮重用分析天平稱取，可溶性糖含量參照徐本美等[3]的方法測(cè)定，可溶性蛋白質(zhì)含量參照李合生[4]的方法測(cè)定。

試驗(yàn)結(jié)束后，整理所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用Excel 2003、DPS 6.03 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較和5%顯著水平分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度赤霉酸處理對(duì)藜麥種子萌發(fā)特性的影響

由表1 可知，不同濃度赤霉酸處理后的藜麥種子在培養(yǎng)箱培養(yǎng)條件下，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均被提高，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均隨著處理濃度的提高先升高后降低，不同處理中赤霉酸濃度400 mg/L 的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均最高，分別為82.45%、62.54%和20.38，較清水（CK）處理分別提高了22.13 個(gè)百分點(diǎn)、17.45 個(gè)百分點(diǎn)和8.12，差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。不同處理發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)由高到低的排序均為400 mg/L＞200 mg/L＞600 mg/L＞清水（CK）。

表1 不同濃度赤霉酸處理的種子發(fā)芽特性

2.2 不同濃度赤霉酸處理對(duì)藜麥胚根生長(zhǎng)特性的影響

由表2 可知，不同濃度赤霉酸處理后的藜麥種子在培養(yǎng)箱培養(yǎng)條件下，胚根長(zhǎng)度和胚根鮮重均被提高，胚根長(zhǎng)度和胚根鮮重均隨著處理濃度的提高先升高后降低，不同處理中赤霉酸濃度400 mg/L 的胚根長(zhǎng)度和胚根鮮重均最高，分別為4.03 cm 和30.00 mg/株，較清水（CK）處理分別提高了39.93%和45.28%，差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。不同處理胚根長(zhǎng)度和胚根鮮重由高到低的排序均為400 mg/L＞200 mg/L＞600 mg/L＞清水（CK）。

表2 不同濃度赤霉酸處理的胚根生長(zhǎng)特性

2.3 赤霉酸對(duì)藜麥種子內(nèi)含物含量的影響

由表3 可知，不同濃度赤霉酸處理后的藜麥種子在培養(yǎng)箱培養(yǎng)條件下，可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量均被提高，可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量均隨著處理濃度的提高先升高后降低，不同處理中赤霉酸濃度400 mg/L 的可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量均最高，分別為2.40 mg/g 和56.44 mg/g，較清水（CK）處理分別提高了130.77%和40.50%，差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。不同處理可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量由高到低的排序均為400 mg/L＞200 mg/L＞600 mg/L＞清水（CK）。

表3 不同赤霉酸處理濃度的種子內(nèi)含物含量

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明：藜麥種子播種前用不同濃度赤霉酸浸泡后均提高了發(fā)芽能力、胚根生長(zhǎng)量、內(nèi)含物可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量，以上指標(biāo)均隨著赤霉酸處理濃度的提高先升高后降低，其中處理濃度400 mg/L 的綜合效果最佳，建議在藜麥抗旱播種中示范推廣。

種子萌發(fā)需要充足的水分、適宜的溫度和足夠的氧氣。水分可使種皮變軟，即利于氣體交換，提高呼吸速率，又便于種胚突破種皮。水分還是種子內(nèi)化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的媒介，種子吸水后促使原生質(zhì)膠體由凝膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)，酶活性提高，代謝加強(qiáng)。水分還促使種子內(nèi)不溶性的大分子化合物轉(zhuǎn)化為可溶性的低分子化合物，便于運(yùn)輸，供胚呼吸與生長(zhǎng)。種子在浸泡條件下可能較土壤播種條件下更易在極短時(shí)間內(nèi)吸足和吸飽水分，從而提高萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)。

赤霉酸能有效打破種子、塊莖和芽的休眠，促其萌發(fā)[5]。赤霉酸可打破水稻[6]、檀香[7]和菵草[8]種子的休眠，促其萌發(fā)。除此之外，在赤霉酸的作用下，植物幼嫩莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)速度加快，在生產(chǎn)中利用赤霉酸刺激莖伸長(zhǎng)的特性來(lái)促使牧草、麻類(lèi)和蔬菜的營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)，以便獲得高產(chǎn)[9]。本試驗(yàn)中赤霉酸處理藜麥種子后，胚根長(zhǎng)度和鮮重顯著增加可能證實(shí)了這一點(diǎn)，其機(jī)理可能是赤霉酸首先打破了藜麥種子的休眠，其次促進(jìn)了可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化。吳文芳等[10-11]研究表明：可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)是種子萌發(fā)過(guò)程中的能量來(lái)源和合成各種酶蛋白的原料，在種子萌發(fā)過(guò)程中起著重要的作用。

用赤霉酸處理藜麥種子可打破休眠，促其快速萌發(fā)和生長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)和天氣預(yù)報(bào)等種植措施相結(jié)合，當(dāng)有短時(shí)降水時(shí)，應(yīng)抓緊處理種子，及時(shí)播種，使種子播種后及時(shí)出土生長(zhǎng)，防止板結(jié)后窩苗。但當(dāng)過(guò)度干旱時(shí)，不急于處理種子播種，以防種子播種后快速萌發(fā)，幼嫩胚軸被灼傷。