脱颖处理对禾本科牧草种子萌发的影响

王春梅，田福平，杨红善，时永杰，张怀山，张 茜，朱新强，王晓力

（中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，兰州 730050）

草地与牧草

脱颖处理对禾本科牧草种子萌发的影响

王春梅，田福平，杨红善，时永杰，张怀山，张 茜，朱新强，王晓力

（中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，兰州 730050）

禾本科牧草具有很高的营养和经济价值，提高其萌发率对禾草地建植具有重要意义。脱颖是一种简单、快速、安全的物理方法，且不会对环境造成污染，目前国内外脱颖处理对不同禾本科牧草萌发的影响研究较少。研究选取21种典型的禾本科牧草种子进行脱颖处理并对其发芽率、发芽势、根长进行对比分析。结果表明：脱颖处理能明显提高早熟禾（百思特、百胜）、鸭茅（楷模）和高羊茅（易凯）4种禾本科牧草种子的发芽势，早熟禾（百思特、百胜）2个品种的发芽率，以及高丹草PACF8421、黑麦草（首相）、饲用高粱、多年生黑麦草4个草种的根长。去颖后种子的萌发率、发芽势与种子的大小、颖壳的薄厚程度、种子和颖壳结合程度无显著相关性。根据结果建议早熟禾百胜和百思特在快速建植时应进行脱颖处理，鸭茅（楷模）、高羊茅（易凯）根据实际情况决定是否脱颖，这对于禾本科牧草地的建植具有重要的实际指导意义。

脱颖处理；禾本科牧草；发芽率；发芽势；根长

禾本科草种在自然界分布范围很广，是天然草原放 牧及舍饲饲料的重要组成部分，同时也是重要的护坡、水土保持和园林绿化草种。由于畜牧业发展对天然草原的压力越来越大，因而需要大量人工繁殖的草地［1］。禾本科草种主要有种子繁殖和营养繁殖两种方式，因营养繁殖效率低、成本高，目前主要以种子繁殖为主。在我国北方干旱半干旱地区，牧草种子大多存在萌发困难、出苗

不整齐和幼苗耐旱性弱的特点［2］。此外禾本科牧草以其产量高、品质好、适口性强、适应性广等特点，在我国的草地畜牧业中扮演重要的角色。由于禾本科牧草的应用偏重于营养生长和驯化时间短，使得种子产量低［3］。因此，提高种子萌发率是禾草地和草坪建植成功的重要保障和基础［4］。

种子萌发条件通常包括种子本身要具有健全的发芽力、解除休眠、充足的水分、适宜的温度和足够的氧气。此外禾本科牧草种子多数具芒或颖片等附属物，所谓颖指的是禾的末端，植物学上指某些禾本科植物小穗基部的苞片，除了保护作用外，有些种子的颖壳厚而坚硬，或颖壳上附着蜡质层或角质层，使之不透水、不透气或对胚具有机械阻碍作用，是种子休眠的主要因素，对种子萌发率有重要影响。为了提高种子的发芽率，保证种植质量以及烘干、清选工作的顺利进行，很有必要进行脱颖处理［5］。颖壳引起的休眠通常可以通过挫伤颖壳、酸碱腐蚀颖壳、超声波软化颖壳等方法破除，促进种子萌发［6］。目前，有关脱颖处理对提高禾本科草种萌发率的研究还没有系统报道。由于禾草种子大多体积较小，挫伤颖壳操作难度大、酸碱腐蚀颖壳和超声波软化对种子活力存在部分破坏。本研究采用直接物理研磨脱颖的方式，对21种典型的禾本科草种进行脱颖处理，测定了发芽率、发芽势、根长等指标，旨在为提高草坪、草场的快速建植提供参考。

1 材料与方法

1.1 植物材料实验共选用21种禾本科牧草种子：其中野生禾本科草种野大麦、猫尾草、芨芨草的成熟种子于2011年8月采自甘肃河西走廊；垂穗披碱草、中间偃麦草于2011年月采自兰州市大洼山。栽培型禾本科草种苏丹草（伊诺、布鲁赛）、鸭茅（楷模）、早熟禾（百胜、百思特）、黑麦草（首相、潘多拉）、多年生黑麦草、特文黑麦草、高羊茅（凌志、易凯、法恩）、苇状羊茅（多维）、饲用高粱、甜弗吉尼亚、高丹草PACF8421于2011年10月购自百绿公司。

1.2 种子处理

选取成熟饱满的种子置于研钵中轻研数下脱去颖壳露出褐色的种子，吹去乳黄色的颖壳，将褐色种子置于小烧杯中备用。分别将脱颖后和未脱颖的种子在超净工作台中，用75%的酒精消毒3 min，再用5%的次氯酸钠（NaClO）消毒10 min，最后用无菌水冲洗3～5次。从中挑选50粒种子称量，然后将每个品种的种子用研磨的方法将种子的颖壳脱去，注意在研磨时要掌握力度，要轻轻的研磨直至种子脱去颖壳，切忌不可力度较重的磨，否则会将种子的结构破坏，导致种子不能发芽，造成实验失误。

1.3 种子置床培养与管理

将培养皿用无菌水洗干净、烘干，将滤纸铺到培养皿底，加入1 mL无菌水。注意：在无菌水倒入培养皿之后，要使滤纸粘到培养皿壁上且滤纸和培养皿必须紧贴在一起，中间不得有气泡，否则会使放置到其上的种子的发芽受到影响。此后，用镊子将脱颖处理的种子整齐地放置在培养皿中。每粒种子间保持1个种子的距离，减少相互感染。将置床后的培养皿放进人工气候箱进行恒温萌发，人工气候箱设定值：20/16℃，16/8 h（昼/夜），湿度：75%。每天加入1 mL无菌水，检查种子萌发情况。

1.4 观察记录

整个发芽试验期间应每天同一时间记录发芽种子数，种子萌发的标准是芽长超过种子长轴的1/2以上，用直尺测量其根长并记录数据，测定天数依草种而异，根据萌发情况本实验记录时间为7 d。

1.5 结果计算

发芽势（%）=发芽种子粒数（3 d）/种子粒数×100%

发芽率（%）=发芽种子数（7 d）/种子粒数×100%

2 结果与分析

2.1 种子重量

由表1可以看出，种子重量的排序为：高丹草PACF8421>甜弗吉尼亚>饲用高粱>中间偃麦草>苏丹草（布鲁塞）>苏丹草（伊诺）>多年生黑麦草>黑麦草（首相）>特文黑麦草>黑麦草（潘多拉）>高羊茅（凌志）>高羊茅（易凯）>高羊茅（法恩）>苇状羊茅（多维）>垂穗披碱草>楷模>早熟禾（百斯特）>鸭茅>早熟禾（百胜）>芨芨草>猫尾草。

脱颖使牧草种子的重量降低，对应的颖壳重量占种子重量的比例：其中猫尾草最多，为33%，其次是苏丹草（伊诺）、苏丹草（布鲁赛）、垂穗披碱草（15%～17%），差异显著（P<0.05）；再依次为楷模、早熟禾（百胜）、早熟禾（百思特）、黑燕麦（潘多拉）、特文黑麦草、鸭茅、芨芨草，多年生黑麦草，黑燕麦（首相），高羊茅（凌志）、高羊茅（易凯）、高羊茅（法恩）、苇状羊茅（多维）（5%～9%）；对中间偃麦草、饲用高粱、甜弗吉尼亚、高丹草PACF8421几乎无影响。

观察得到的颖壳厚度为：苏丹草（伊诺）和苏丹草（布鲁赛）>多年生黑麦草、黑麦草（首相）、黑麦草（潘多拉）、特文黑麦草>中间偃麦草、猫尾草、高羊茅（凌志）、高羊茅（易凯）、高羊茅（法恩）、苇状羊茅、芨芨草、垂穗披碱

草、饲用高粱、甜弗吉尼亚、高丹草PACF8421>鸭茅（楷模）、早熟禾（百胜）、早熟禾（百思特）、鸭茅。结果表明：不同种的颖壳厚度差异较大，且野生草种的颖壳比例大于栽培种；相同种不同品种间差异较小。

表1 对照组与脱颖处理组的种子重量（50粒）

2.2 发芽势

由表2可以看出，脱颖明显提高了2个早熟禾品种（百思特、百胜）的发芽势，与对照组相比，分别提高了60个百分点和40个百分点，其次是鸭茅（楷模）和高羊茅（易凯），分别提高了20个百分点和22个百分点，差异显著（P<0.05），高羊茅（法恩）、苇状羊茅（多维）有小幅提升，分别提高了12个百分点和10个百分点，但却明显降低了黑麦草（首相）、特文黑麦草和高羊茅（凌志）的发芽势，分别下降了34个百分点、24个百分点和46个百分点，差异显著（P<0.05），对黑麦草（潘多拉）、苏丹草（伊诺）、苏丹草（布鲁赛）、中间偃麦草有小幅降低（8%～18%）。对多年生黑麦草（雅旺）、芨芨草、鸭茅、垂穗披碱草影响较小（±6%）。

2.3 发芽率

由表3可以看出，脱颖可以显著提高2个早熟禾品种的发芽率，其中脱颖处理组与对照组相比较，早熟禾（百胜）提高了22个百分点，早熟禾（百思特）提高了26个百分点，差异显著（P<0.05），但却降低了芨芨草、垂穗披碱草、黑麦草（潘多拉）、特文黑麦草的发芽率（分别为10%～16%），对苏丹草（伊诺）、鸭茅（楷模）、高羊茅（法恩）、苇状羊茅（多维）、苏丹草（布鲁赛）、中间偃麦草、黑麦草（首相）、高羊茅（凌志）、高羊茅（易凯）、鸭茅影响较小（±8%），对猫尾草发芽率无影响。

表2 脱颖处理组与对照组的发芽势对比%

2.4 根长

由图1可以看出，脱颖处理能提高大多数实验草种的根长，其中高丹草PACF8421增长最多，为1.95 cm（22%），其次为黑麦草（首相）、饲用高粱、多年生黑麦草（1.0～1.5 cm，18%～20%），均差异显著（P<0.05）；以及高羊茅（法恩）、垂穗披碱草、芨芨草、中间偃麦草（0.55～0.85 cm，10%～17%）和甜弗吉尼亚、苏丹草（伊诺）、高羊茅（凌志）、高羊茅（易凯）（0.25～0.35 cm，3%～9%）。但脱颖处理使猫尾草、苇状羊茅（多维）、鸭茅、早熟禾（百胜）的根长分别减少了1.00、0.85、0.65和0.65 cm（10%～16%），对其余草种影响较小，其中猫尾草和苇状羊茅（多维）降低达到显著水平（P<0.05）。

图1 脱颖处理组和对照组的根长比较

3 讨论

本实验结果表明，脱颖处理对不同草种的影响存在很大差异，脱颖处理能明显提高2个早熟禾品种（百思特、百胜）、鸭茅（楷模）和高羊茅（易凯）的发芽势，以及2个早熟禾品种（百思特、百胜）的发芽率，此外还明显增加了高丹草PACF8421、黑麦草（首相）、饲用高粱、多年生黑麦草的根长，具有一定的促进作用。但却明显降低了黑麦草（首相）、特文黑麦草、高羊茅（凌志）的发芽势；芨芨草、垂穗披碱草、黑麦草（潘多拉）、特文黑麦草的发芽率；以及猫尾草、苇状羊茅（多维）、鸭茅、早熟禾（百胜）的根长。造成这种差异的原因可能有以下几方面。

1）种子大小。大种子一般能储存更多的能量物质用于萌发。本实验中大种子的发芽率和发芽势均没有因为去颖而得到提升，但种子较大的高丹草PACF8421、饲用高粱、多年生黑麦草的根长却明显增加了。反之，种子较小的早熟禾百斯特和百胜的发芽率和发芽势在去颖后都明显增加。可见种子的大小对于去颖后的萌发率效果没有正相关关系，但能促进一部分大种子的根长，有益于幼苗期的生长。

2）颖壳厚度。一般颖壳附着在种子表面，对于种子的吸水有一定阻碍作用，但颖壳对于种子萌发率和成苗的作用却因种而异。研究表明，假高粱籽实的颖壳对萌发存在抑制作用［7］，去除颖壳后不同基因型的水稻成苗率均显著下降［8］。本研究中颖壳较薄的鸭茅（楷模）、早熟禾（百胜和百思特）在颖壳去除之后萌发率和发芽势均有明显提高，可见颖壳的薄厚程度与萌发率和发芽势无显著相关性，颖壳中的抑制物可能才是影响萌发的关键。

3）种子与颖壳的结合程度。高羊茅（凌志）、高羊茅（易凯）、高羊茅（法恩）与颖壳的结合最紧密；早熟禾（百胜）、早熟禾（百思特）、楷模、鸭茅、饲用高粱、高丹草PACF8421、甜佛吉尼亚、苇状羊茅（多维）、黑麦草（首相）、黑麦草（潘多拉）、多年生黑麦草、特文黑麦草的种子结合程度居中；苏丹草（伊诺）、苏丹草（布鲁赛）、猫尾草、中间偃麦草种子与颖壳结合程度最松。本研究中，去颖后萌发率和发芽势提高的早熟禾（百胜）、早熟禾（百思特）、楷模、高羊茅（易凯）均为种子与颖壳结合较紧的品种，而黑麦草首相和潘多拉、多年生黑麦草、特文黑麦草等结合程度较松，萌发率提高不明显。可见，去颖对于种子和颖壳结合较为紧密的种子萌发具有一定的促进作用，但并不成正相关，可能还受其他影响因素的控制。

4）温度。黑麦草种子发芽的最适温度在13℃以上，高羊茅、早熟禾种子发芽的最适温度为20℃，高丹草种子发芽的最适温度为20～30℃，饲用高粱种子发芽的最适温度为25℃，中间偃麦草种子发芽的最适温度为8～10℃，鸭茅种子发芽的最适温度为10～28℃，猫尾草种子的最适发芽温度为3～4℃，苇状羊茅种子发芽的最适温度为4～6℃，芨芨草、垂穗披碱草种子的最适发芽温度为15～20℃［9-10］。此外，温度对根长的生长也有影响，也会对发芽情况产生影响。本研究采用的温度为早熟禾和高羊茅最适的温度处理，得到的去颖效果也最好；对于去颖效果不明显或有反作用的品种，也可能受到萌发温度的影响。

4 结论

1）脱颖处理能明显提高早熟禾品种（百思特和百胜）、鸭茅（楷模）和高羊茅（易凯）4种禾本科牧草种子的发芽势；能明显提高早熟禾品种（百思特和百胜）2种禾本科牧草种子的发芽率和高丹草PACF8421、黑麦草（首相）、饲用高粱、多年生黑麦草4种禾本科牧草的根长。

2）在21种禾本科牧草中，早熟禾百胜和百思特应该进行脱颖处理，而楷模、苇状羊茅、甜佛吉尼亚、饲用高粱、中间偃麦草可根据实验要求而决定是否进行脱颖处理，而对于其他的种子不建议采用脱颖处理。

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Effects of Glume Removing on Seed Germination of Gramineous Forages

WangChun-mei，Tian Fu-pin，WangXiao-li，et al
（Lanzhou Institute ofHusbandryand Pharmaceutical Sciences ofCAAS，Lanzhou 730050，China）

Gramineous forages have high nutritional and high economic values，the improvement of germination rate has important significance on planting.Glume removing is a simple，quick and safe method，and will not cause pollution to the environment.By now，few studies on glume removing effect on gramineous forages were carried out at home and abroad.In this paper 21 typical gramineous forage seeds were used to study the effects of glume removing on the germinative energy，germinative percentage，root length.The results showed that glume removing treatment improved the germination energy of 4 gramineous forage seeds:bluegrass（Best，Yum），cocksfoot（Kaimo）and the tall fescue（Yikai），and germination rate of bluegrass（Best，Yum），and the root length of4 kinds ofgrasses:sudan grass，loliumPACF8421（Prime Minister），forage sorghum，perennial ryegrass.The seed germination rate，germination energy have no significant correlation with seed size，hull thick and thin degree of seed and glume，but mayrelation tovariety，glume inhibitor materials.It was suggested that the bluegrass（Best，Yum）should be pretreated in the rapid establishment，while cocksfoot（Kaimo），tall fescue（Yikai）could be alternative according to the actual situation，which might has important practical significance in the construction ofgramineous forages.

glume removingtreatment；gramineous forage；germinative percentage；germinative energy；root length

S54

A

2095-3887（2014）04-0046-05

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.04.011

2014-04-08

国家自然科学基金（31201841）；中央级公益性科研院所基本科研业务费（1610322013011）；公益性行业（农业）科研专项（201203042）

王春梅(1981-)，女，助理研究员。研究方向：牧草抗逆生理与育种学。

王晓力（1965-），女，副研究员。研究方向：饲草饲料营养学。