4种处理方法对三点金种子萌发效果的影响

何国强,马宗仁,刘方超,巫建艺

（1.深圳大学园林科,广东深圳 518060；2.深圳大学高尔夫学院,广东深圳 518060）

①三点金Desmodium trif lorum,豆科山蚂蝗属多年生草本植物,又名三点金草、蝇翅草,产于浙江（龙泉）、福建、江西、广东、海南、云南、台湾等省（区）,多生于海拔180～570 m的旷野山坡地、路旁或河边,常年绿色。在野生环境中,常呈小面积片状平卧生长,自然生长高度仅为1.5～2.5 cm。据马宗仁等研究[1-2],三点金具有较高的耐荫性、抗旱性、抗寒性、耐践踏性和较低的迁移扩散能力。此外,三点金对杂草亦有较强的抑制作用[3],其低矮的株形,翠绿的叶色和紫色的小花,深受草业人士喜爱[4],草层的超低性（草层常年维持1.5～2.5 cm髙）又可免除修剪工作,是建设“节约型园林”的优质草坪植物资源（图1、图2）。

图1 三点金叶片

图2 三点金植株

与大多数野生豆科植物一样,三点金种子具有硬实现象,据观察,其在野外自然条件下种子的自然萌发率低于2%,种子繁殖困难。对多种植物硬实种子萌发的研究表明,当采用物理因素与化学因素处理后,种子萌发率会得到不同程度的提高[5-16]。马宗仁等[17]曾对三点金和海滨雀稗Seashore paspalum种子成苗阶段吸水量及耐旱性进行对比研究；冯凌[18]用热水浸种和浓硫酸处理三点金种子进行过发芽试验研究,认为三点金种子具有硬实现象,而且种子很小,种皮比较薄,处理不当容易对胚造成伤害。破除豆科种子硬实的方法有多种,包括物理的、化学的等。但由于各类种子的种皮结构存在差异,不同破除硬实方法对不同种子均有一定的局限性。目前有关弱酸、弱碱及物理摩擦处理三点金种子发芽效果的研究未见报道。试验通过比较弱酸、弱碱及物理摩擦的方法破除硬实对种子发芽效果的影响,旨在筛选出简单、有效、实用的方法,为野生草坪植物三点金的生产提供依据。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料试验种子来源于深圳大学高尔夫学院草坪试验站2008年6-12月采集的三点金种子,在三点金豆荚2/3至4/5转为褐色时开始采集。采集时调查自然枯落又未经处理的三点金种子,其自然萌发率仅接近2%。豆荚自然风干后人工将豆荚与种子剥离,并剔除空瘪种子和杂质。试验种子选取色泽正常、饱满、结构完整、无腐烂的正常种子。豆类作物种子的成熟阶段,可以分为绿熟期、黄熟期、完熟期、枯熟期 4个阶段[19]。三点金花后28 d,豆荚2/3至4/5转为褐色,种子进入黄熟期阶段；花后35 d,豆荚全为褐色,种子进入完熟期阶段；豆荚枯落地面,种子则进入枯熟期阶段。随机选用的种子采集时则不按豆荚色泽划分。

1.2 试验方法

1.2.1试验设计 分别设置NaOH溶液浸泡、H2SO4溶液浸泡、物理摩擦、清水浸泡4种方法处理三点金种子和采用不同成熟状态的种子试验,清水浸泡48 h作为对照组,每种处理设3个重复,每个重复取种子100粒。

1.2.2不同处理方法的试验 用NaOH溶液、H2SO4溶液处理种子,浸泡时间设置 1、3、5、10 min,处理溶液的质量分数设置0.5%、1%、5%、10%4种；物理摩擦方法是将种子放置在上下2层细砂纸夹层中,利用手掌自然重力人为地来回摩擦,时间设置为1、3、5 min；对照组的清水浸泡处理时间为48 h。上述处理的种子随机取样。

1.2.3不同成熟度种子的试验 在不同方法处理种子试验的基础上,选用发芽效果较好的 1%NaOH溶液浸泡1 min的方法处理种子,分别处理黄熟期、完熟期、枯熟期3种不同成熟状态的种子进行试验。

1.3 试验环境与数据统计发芽试验在室内自然状态下进行,以直径12 cm的培养皿为发芽床,内垫2层滤纸。处理过的种子立即用清水洗至中性,晾干后均匀地放入发芽床进行发芽试验.在发芽期间,保持发芽床湿润,皿内水分以不滴水为宜。试验期间室内温度为22.4～23.9℃。种子置床后,按照《国际种子发芽规程》,即胚根突出种皮的长度为种子长度的一半为发芽的种子,每天记录萌发的种子数。据研究[19],有的植物种子在第18天才开始萌发,因三点金种子发芽缓慢,开始发芽时间较迟,集中萌发时间在第10天后,10 d前的统计数据缺乏实际意义,不能真实反映种子发芽效果。因此,本试验在第10天统计发芽指数,第15天统计发芽势,试验结束时（第33天）统计发芽率。发芽指数、发芽势和发芽率[20]计算公式如下：

发芽指数（Gl）=∑（Gt/Dt）

式中,Gt为与Dt相对应的发芽种子数,Dt为发芽时间（d）；

发芽势（GP）=前15 d发芽数/供试种子总粒数×100%；

发芽率（G）=种子发芽总数/供试种子总粒数×100%。

1.4 数据处理试验数据使用统计软件SPSS进行分析比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理方法对三点金种子发芽效果的影响

2.1.1NaOH处理种子的发芽效果 NaOH溶液浸泡处理三点金种子,较理想的质量分数和时间组合是0.5%NaOH浸泡10 min和1%NaOH浸泡1 min,发芽率分别达到58%、48%,均大于其他组合和对照组,发芽势及发芽指数也占明显优势,但0.5%NaOH浸泡时间少于5 min时,则效果显著低于清水浸泡48 h的对照组。当处理质量分数达1%浸泡时间为1 min时,三点金的发芽效果随NaOH质量分数或时间的递增而减弱,当处理质量分数达10%浸泡时间达3 min以上时,三点金的发芽率为0,详见表1。表1中缺少5%NaOH浸泡3 min及1%NaOH浸泡5 min的处理组数据,是因为人为意外导致种子感染细菌而取消。

表1 NaOH处理种子的发芽效果比较

注：同列不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。下表同。

2.1.2H2SO4处理种子的发芽效果 用H2SO4溶液浸泡处理三点金种子,较理想的质量分数和时间组合是 0.5%H2SO4浸泡 3 min和 5%H2SO4浸泡1 min,发芽率均达到48%,大于其他组合和对照组,发芽势及发芽指数也占明显优势,但0.5%H2SO4浸泡时间少于3 min时,其效果与清水浸泡48 h的对照组差异不显著。当处理质量分数为1%浸泡时间达5 min、处理质量分数为5%浸泡时间达1 min时,三点金的发芽效果随浸泡时间的递增而减弱,当处理质量分数为10%浸泡时间长于1 min时,三点金的发芽率为0,详见表2。表中缺少5%H2SO4浸泡3 min处理组数据,是因为人为意外导致种子感染细菌而中止该组合的试验。

2.1.3物理摩擦处理种子的发芽效果比较 物理摩擦的结果表明,物理摩擦1～5 min的种子发芽率极显著地（P＜0.01）大于清水浸泡48 h的对照组,发芽势也极显著地大于对照组,其发芽率、发芽势、发芽指数均随物理摩擦时间的增加而增加,以物理摩擦5 min处理三点金种子的效果最显著,详见表3。其中物理摩擦处理的发芽率平均达到56%,最低也达53%,均远远高出对照组的平均数38%,这说明物理摩擦方式能够有效破除三点金种子的硬实种皮,从而提高发芽率。

表2 H2SO4处理种子发芽的效果比较

表3 物理摩擦处理种子的发芽效果比较

2.1.4不同方法处理种子的发芽效果比较 在其他条件一致的情况下,对比酸、碱溶液浸泡、物理摩擦及清水浸泡不同类型处理方法对三点金种子发芽效果的差异,分别用各类型处理方法中的最佳组别相关数据进行分析比较,其结果及差异性详见表4。

表4 不同方法处理种子的发芽效果比较

表4数据说明,物理摩擦5 min处理三点金种子,发芽效果最佳。从发芽率看,0.5%NaOH浸泡10 min和物理摩擦5 min差异不显著,但这2组处理的效果都显著（P＜0.05）大于0.5%H2SO4浸泡3 min及清水浸泡48 h的对照组；从发芽势看,物理摩擦5 min处理的效果显著大于其他处理组别；从发芽指数看,物理摩擦5 min、0.5%NaOH浸泡10 min和0.5%H2SO4浸泡3 min这3组的处理效果差异不显著,但与清水浸泡48 h的对照组处理效果差异显著。

综上所述,酸、碱等化学药物能够腐蚀种皮,改善种子通透性,或与种皮及种子内部的抑制物质作用而解除抑制,达到打破种子休眠,促进萌发的结果。用NaOH或H2SO4溶液浸泡处理三点金种子,表现出共同的特点,即质量分数太低、时间太短未能达到破除硬实种皮的效果,但质量分数过大、处理时间太长,则容易灼伤种子抑制种子萌发。这与种子种皮比较薄,酸、碱等化学药物易对种子造成伤害,导致种子丧失活力有关。李巧峡等[21]对北方嵩草Kobresia bellardii种子萌发的研究发现：在一定质量分数范围内,随着种子吸收化学试剂量的增加,种子的萌发率和萌发指数增高,但当其质量分数增大到一定程度时,反而抑制了种子的萌发。

从本试验结果看,通过碱溶液浸泡、酸蚀、物理摩擦或清水浸泡种皮,都能不同程度地提高三点金种子的发芽能力,最优组合是物理摩擦5 min及0.5%NaOH浸泡10 min。

2.2 种子成熟度对发芽效果的影响为对比不同成熟度种子发芽效果的差异,在同一条件下用1%NaOH浸泡1 min处理三点金种子,发芽效果及差异比较结果见表5。试验数据说明,完熟期的三点金种子发芽效果显著大于枯熟期和黄熟期的种子。无论是从发芽率,还是发芽势及发芽指数看,枯熟期和黄熟期阶段的种子发芽效果都不及完熟期的种子,这与枯熟期的种子种皮硬度最大,而黄熟期的种子又未能充分发育成熟诸因素有关。

表5 不同成熟度种子1%NaOH浸泡1 min处理的发芽效果比较

3 讨论与结论

3.1 不同处理的优缺点种子萌发是一个复杂的过程,物理作用或化学作用都可对种子的发芽率、发芽势等指标产生影响[8]。酸碱处理可腐蚀种皮,提高种皮的通气性与透水性,从而促进种子萌发。但存在两个突出的问题：一是处理时间较难控制,特别是对于种皮较薄的种子,由于处理时间较短,难以掌握；二是处理后的冲洗要彻底,对于颗粒较小的种子,冲洗也较难操作。这两点处理不当,容易对种子造成伤害,反而抑制种子萌发。三点金种子颗粒较小,物理摩擦种皮如砂纸摩擦简便易行,物理摩擦5 min的种子发芽率达58%,与0.5%NaOH浸泡 10 min的发芽率相当。因此,对于像三点金这样种皮较薄、颗粒较小的种子,物理摩擦是较理想的处理方法。许多研究也表明,机械损伤种皮是处理硬实最有效的方法,机械破皮后,水分和氧气通过种皮间的缝隙进入种子内,使胚得到萌发所必需的水分与氧气,在适宜的温度下,种子得以萌发[5,22-24]。

3.2 三点金种子的采收期石有太等[25]对掌叶大黄Rheum palmatum种子灌浆动态及其发芽特性研究认为,成熟度对种子发芽具有显著影响。以往的研究表明,豆类种子往往由于成熟过度使种皮硬化不能透水而成为硬实[20],这也是三点金种子的采收期对种子发芽率构成影响的因素。从不同成熟度的三点金种子发芽效果看,完熟期种子发芽率最高,显著大于枯熟期和黄熟期的种子。因此,三点金种子的采收时间约在花后35 d,即三点金豆荚转为褐色时开始采收为宜。

3.3 三点金种苗的繁殖问题种子繁殖是豆科植物最主要的繁殖方式,但由于该科一些种子具有坚厚且不透水气的种皮,阻碍了种子萌发,这就导致了种子发芽慢,发芽率低,发芽期长,发芽不整齐,给生产带来了一定的困难[26]。三点金的种子发芽率低,也大大地制约了它的开发和应用。虽然一般情况下三点金可用无性繁殖的方法繁育或建坪[27-28],但在绿化中特别是边坡等特殊地段的地被种植,利用种子喷播的方法有时是不可替代的。初步研究表明,春季在温度22.4～23.9℃的条件下,经物理因素或化学因素处理后的三点金种子,其发芽率可从自然状态下的2%提高到58%以上。因此,通过不断探索,有望大大提高其种子发芽率以达到实际生产的要求。

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