牛筋草种子休眠解除方法研究

杨彩宏， 冯 莉， 杨红梅， 岳茂峰， 田兴山(广东省农业科学院植物保护研究所杂草研究室,广东广州 510640)

牛筋草种子休眠解除方法研究

杨彩宏， 冯 莉， 杨红梅， 岳茂峰， 田兴山
(广东省农业科学院植物保护研究所杂草研究室,广东广州 510640)

研究了光照(12h光周期)和黑暗两种条件下摩擦脱果皮处理及不同药剂(NaOH、HCl、KNO3及GA3)浸泡处理对脱果皮和未脱果皮牛筋草种子萌发的影响。结果表明，牛筋草种子休眠主要是其果皮对种子的束缚引起的机械休眠，种子一经脱果皮，休眠基本解除，萌发率达61%以上。若用蒸馏水浸泡24 h，萌发率显著升高，达80%。种子的萌发不受光照条件的影响。NaOH、HCl、KNO3及GA3浸泡对未脱果皮的牛筋草种子萌发无任何促进作用。与对照相比，脱果皮的牛筋草种子经NaOH、HCl浸泡后萌发率急剧下降，而经KNO3和GA3浸泡24h后，在一定浓度范围内萌发率均有所提高。

牛筋草； 果皮； 种子； 萌发

国内关于打破牛筋草种子休眠的系统研究较少，据查阅(http://baike.baidu.com/view/237136.htm?fr=ala0-1)，牛筋草种子经土壤沉积3个多月可解除休眠，且种子发芽需有光照。Ismail[3]等在研究抗草甘膦牛筋草及敏感生物型萌发和生长特性中，采用纱布摩擦挫伤牛筋草种子种皮后进行试验；Ng等[4]使用0.2% KNO3处理以打破牛筋草种子休眠，进而研究抗草甘膦牛筋草的遗传特性。本研究通过光照和黑暗两种条件下摩擦脱果皮及不同药剂(NaOH、HCl、KNO3及GA3)浸泡对脱果皮及未脱果皮牛筋草种子萌发的影响。找出解除牛筋草种子休眠的最快、最佳方法，为研究其发生、抗性及防除提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试牛筋草(Eleusineindica)于2009年11月采自广东省番禺区鱼窝头，在室温条件下晾干，置于干燥箱内储存。

1.2 试验方法

1.2.1 摩擦脱果皮 用纱布轻轻摩擦晾干的牛筋草种子，以脱其果皮。以未脱果皮的牛筋草种子作为对照。将40粒种子(脱果皮和未脱果皮两类)放于铺有一层滤纸的培养皿内，加入5 mL蒸馏水，测定其萌发率。

1.2.2 药剂浸泡 将牛筋草种子(脱果皮和未脱果皮两类)置于以下不同药剂不同浓度的药液中(以蒸馏水配制)，室温浸泡24 h，然后用蒸馏水冲洗干净，挑选40粒放于铺有一层滤纸的培养皿内，加入5 mL蒸馏水，测定其萌发率。NaOH：0、0.375%、0.75%、1.5%、3%；HCl：0、0.225%、0.45%、0.9%、1.8%；KNO3：0、0.062 5%、0.125%、0.25%、0.5%、1%；GA3：0、25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、800 mg/L、1 000 mg/L。

1.3 发芽试验条件

采用培养皿法试验，所有试验均在光照和黑暗两种条件下进行。光照组置于人工气候箱内(光照：12 L/12 D；温度：32 ℃/28 ℃；湿度60%～75%；光照强度11 000 lx)；黑暗组置于生化培养箱内(24 h全黑暗；温度：32 ℃)；每处理重复4次。种子萌发以胚芽露出为标准，萌发过程中每天调查发芽种子数，连续调查7 d。

2 结果与分析

2.1 摩擦脱果皮处理对解除牛筋草种子休眠的效果

未经脱果皮处理的牛筋草种子完全不萌发，处于休眠状态。而种子一经摩擦脱果皮，萌发率即升高至60%以上，且光照条件对其萌发基本无影响(表1)。说明牛筋草种子休眠主要是由于薄膜质的果皮引起的。

表1 脱果皮处理对牛筋草种子萌发率的影响

2.2 药剂浸泡解除牛筋草种子休眠的效果

2.2.1 NaOH 从图1可以看出，不论在光照或黑暗条件下，脱果皮后的牛筋草种子经蒸馏水浸泡24 h后(即对照)，种子发芽率高达77.5%以上。而NaOH溶液浸泡后，不论有无光照均显著降低了脱果皮牛筋草种子萌发率(<27.5%)，且随着NaOH浓度的升高，抑制作用急剧加强，当0.75%的NaOH溶液浸泡24 h后，种子萌发率仅为5%～7.5%。这可能是由于NaOH具有强氧化性，种子经长时间浸泡后，种皮呈现棕红色，且过度软化，内部组织可能已被破坏，影响了种子的萌发。

2.2.2 盐酸 由图2可以看出，高浓度或低浓度HCl浸泡脱果皮和未脱果皮牛筋草种子24 h，种子萌发率几乎为0。导致萌发效果差的原因可能与NaOH一样，酸的腐蚀性导致内部组织受到破坏。

2.2.3 KNO3脱果皮或未脱果皮牛筋草种子的萌发均不受光照条件的影响。不同浓度KNO3对未脱果皮的牛筋草种子萌发无任何作用(图3)。当牛筋草种子脱果皮后，对照萌发率>77.5%。KNO3溶液在一定浓度范围内对脱果皮牛筋草种子有一定的促进作用，经0.0625%的KNO3溶液浸泡24 h后，种子萌发率与对照相比有所提高，且随着溶液浓度的升高，萌发率基本呈先升高后逐渐下降趋势，但萌发率总体均高于72.5%。

2.2.4 GA3图4结果表明，脱果皮或未脱果皮牛筋草种子的萌发受光照条件的影响很小。不同浓度GA3对未脱果皮的牛筋草种子萌发无任何作用，GA3溶液浸泡对于脱果皮后的牛筋草种子有一定的促进作用，GA3浓度在25～1 000 mg/L范围内，牛筋草种子萌发率(77.5%～95%)均高于或与对照相当。

3 讨论

种子休眠是长期自然选择的结果，即植物在系统发育过程中所形成的抵抗不良环境条件的适应性。研究杂草的发生及防除，首先要打破杂草的休眠。目前关于牛筋草种子休眠的原因未见系统报道。通常参考破除杂草休眠的常规方法，如挫伤种皮或KNO3溶液浸泡[3-4]。而本试验结果发现，牛筋草种子休眠主要是由于其薄膜质的果皮束缚而引起，只需用纱布轻轻摩擦将其果皮去掉，即使不通过药剂处理，仍有60%以上的种子可萌发，若用蒸馏水浸泡24 h，种子萌发率可进一步升高，达80%，此结果与Fry等研究野牛草种子萌发结果一致[5]。说明牛筋草种子若被薄膜质的果皮包裹时，种子无法正常呼吸，导致其不萌发。对于经过脱果皮处理的种子，一段时间的蒸馏水浸泡可以软化种皮达到增强种子透气透水性，更利于种子萌发。

一些对破除杂草休眠的研究表明[6-7]，一定浓度的强酸强碱可腐蚀种皮或使种皮软化，增强种皮的透气透水性，利于萌发。但是本研究发现，牛筋草种子经过纱布摩擦脱果皮处理后，由于种子的种皮本身可能存在一定的机械损伤，酸碱长时间浸泡易对种子内部组织形成较大的伤害，可能是导致种子不萌发或萌发率很低的原因之一。而对于没有进行脱果皮处理的种子，可能果皮对于种子的束缚导致药剂无法浸入种皮而达到软化种皮的作用，故对种子萌发基本无作用。

KNO3作为一种强氧化剂，主要通过强迫性供氧促进代谢的进行，从而促进种子萌发。丁全林等[8]应用0.1%的KNO3浸泡小型西瓜种子，发芽率达96%。顾卫红等[9]用0.2%KNO3溶液浸泡蓼种子20 h，种子萌发率达到83.6%。本试验中KNO3溶液浓度0.062 5%～0.5%浸泡脱果皮牛筋草种子24 h后，与对照相比，萌发率均略微有所提高，提高幅度为2.5%～12.5%。说明KNO3对脱果皮牛筋草种子萌发有一定的促进作用。

GA3作为植物激素可使休眠种子中存在的某些化学抑制物钝化或失效，从而促进种子发芽。丁全林等[8]应用0.01% GA3处理小型西瓜种子，发芽率达98%。吴声敢等[6]应用1 000 mg/L GA3处理稗草种子240 h，萌发率达75.88%。黄世霞[10]研究表明，800 mg/L GA3溶液浸泡看麦娘种子48 h，能够明显促进其萌发，萌发率达80%。屈海泳等[11]试验结果表明，5 mg/L GA3处理8 h能打破洋葱种子休眠。本试验结果表明不同溶液GA3对于未脱果皮的牛筋草种子萌发无任何效果，而在25～1 000 mg/L范围内浸泡脱果皮牛筋草种子24 h，与对照相比使其萌发率提高了5%～15%。

4 结论

牛筋草种子休眠主要是由于其薄膜质果皮因素而导致。经过脱果皮处理后，种子基本解除休眠，萌发率达61%以上。若用蒸馏水浸泡24 h，萌发率可提高到80%。

牛筋草种子的萌发不受光照条件的影响。

NaOH、HCl、KNO3、GA3对未脱果皮的牛筋草种子萌发率几乎无作用。

与对照相比，脱果皮后的牛筋草种子经NaOH、HCl浸泡后萌发率急剧下降，而经KNO3和GA3浸泡24 h后，在一定浓度范围内萌发率均有所提高。

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S451.1

A

1003-935X(2010)01-0012-03

2010-01-26

国家科技支撑计划(编号：2006BAD08A09)；广东省科技项目(编号：2008B020900004)；广东省农科院支撑项目(编号：07-支撑-20)；广东省农业科学院植保所所长基金(编号：植-2008-4)。

杨彩宏(1982—)，女，山西柳林人，硕士，从事除草剂抗药性及杂草综合治理研究。E-mail：ych19820808@163.com。

冯 莉(1963—)，江苏宝应人，研究员，研究方向为杂草科学。Tel：(020)87594497； E-mail：fengl2005@126.com。