几种破除獐茅种子休眠的化学方法

2015-04-08张进红杨秋玲王国良盛亦兵

草业科学 2015年4期

吴波，张进红，杨秋玲，王国良，盛亦兵

(山东省农业可持续发展研究所，山东济南250100)

獐茅(Aeluropus littoralis)是禾本科泌盐盐生植物，所具备的特殊盐腺结构使其表现出较强的耐盐性，加之其蔓延迅速，抗旱、抗病性强，耐践踏，固土护坡能力强，在绿化盐碱地、保护生态环境等方面具有巨大作用;同时獐茅还具有一定的饲用价值和药用价值［1-3］。但獐茅种子休眠性强，发芽率低，种子建植成坪困难。因此，如何打破种子休眠，提高其发芽率，已成为种子繁殖生物学中的研究热点。目前，对种子繁殖能力弱的羊草(Leymus chinensis)［4-8］、结缕草(Zoysia japonica)［9-11］等种子发芽研究较多，对獐茅研究较少。对于禾本科有休眠的种子通常采用H2SO4、NaOH、KNO3、NaCl、NaHCO3等化学试剂来处理，可在一定程度上打破种子休眠，促进种子萌发［12-15］。为此，本研究利用H2SO4、NaOH 和KNO33种化学试剂处理獐茅种子，旨在探索既能有效提高獐茅种子的发芽率，又便于在生产中推广应用的处理方法，这对提高獐茅繁殖效率、保护獐茅资源及人工建植獐茅草地具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试种子于2009 年9 月采于山东省商河县，为野生獐茅群体，室温下自然干燥后置于－2 ℃条件下保存备用。供试种子的生活力为73.3%，初始发芽指数和发芽率分别为0.11 和4.4%。

1.2 试验设计

试验分别采用3 种化学试剂处理獐茅种子:(1)将种子用98% H2SO4分别浸泡2、5、10、20、30和60 min，用水冲洗干净后置于芽床做发芽试验;(2)将獐茅种子分别用浓度为0.5%、1%、5%、10%和20%的NaOH 溶液浸种30 min，然后用水冲洗干净置于芽床做发芽试验;(3)将獐茅种子分别用浓度为0.2%、0.6%、1%、2%和5%的KNO3溶液浸种24 h 后直接置于水润湿过的滤纸芽床上进行发芽试验。对照(CK)，直接将种子置于润湿芽床进行发芽试验。本试验设定发芽时间为种子置床后21 d。

参考《牧草种子检验规程——发芽试验》(GB/T 2930.4 －2001)，采用直径为12 cm 的培养皿，纸质芽床，每个培养皿置入30 粒种子，每处理3 次重复，以未处理的种子为对照，发芽试验在光照培养箱内进行，15 ℃/25 ℃变温处理，高温、低温各12 h，保持芽床湿润。有明显的胚根“露白”认定为发芽，当有种子发芽时开始记录，每天观察记录1 次。试验结束时测定根长和苗长。

1.3 测定项目与方法

发芽率= (发芽种子数/供试种子总数) ×100%;

发芽指数=∑(Gt/Dt)［9］;

活力指数=发芽指数×S［9］。

式中，Gt为t 日的发芽数，Dt为相应的发芽日数，S为苗平均长度。

1.4 数据分析

试验数据用Excel 2003 进行整理与绘图，用统计软件SPSS 16.0 进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 3 种化学试剂对獐茅种子发芽动态的影响

98% H2SO4浸种2 ～20 min 处理下的獐茅种子发芽率均高于对照(图1)，5 min 处理发芽率最高，为13.3%，延长浸种时间，种子发芽率降低;5 ～20 min 浸种处理的种子发芽时间也早于对照，17 d 后20 min 处理发芽率与对照趋于一致;30 和60 min 浸种处理无种子发芽(图1)。

不同浓度NaOH 处理的獐茅种子发芽率均高于对照，发芽时间均早于对照，且种子发芽率随NaOH浓度的增加呈递增趋势，10% NaOH 处理种子发芽率达到42.2%(图1)。

不同浓度KNO3溶液处理的獐茅种子均在置床7 d 后开始发芽，早于对照2 d(图1)。除1% KNO3处理的獐茅种子发芽率与对照接近外，其他不同浓度KNO3处理的獐茅种子发芽率均高于对照，5%浓度处理种子发芽率最高，达到26.7%，但这些浓度处理之间差异较小。

2.2 3 种化学试剂对獐茅种子发芽指标的影响

98% H2SO4浸种5 min 处理的獐茅种子发芽指数和活力指数均最高，显著高于其他处理(P ＜0.05)，分别为0. 49 和0. 38(表1)。浸种时间越长，獐茅种子的发芽指数和活力指数越低，浸种20 min 时与对照无显著差异(P ＞0.05)，浸种30 和60 min 处理无发芽。不同浓度NaOH 浸种处理与对照相比，均显著提高了獐茅种子的发芽指数和活力指数，且两者均随NaOH 浓度的增加而提高，10%和20%浓度处理的种子发芽指数和活力指数无显著差异，两者均约为对照的10 倍。1% KNO3浓度处理下的獐茅种子发芽指数最低，仅为0.18，与对照无显著差异，其他浓度处理发芽指数均显著高于对照，但各处理之间差异不显著。活力指数随KNO3浓度的变化规律与发芽指数类似。

图1 3 种化学物质处理对獐茅种子发芽率的影响Fig.1 Effects of three chemical reagents on germination rate of Aeluropus littoralis

2.3 3 种化学试剂处理对獐茅幼苗生长的影响

同一化学试剂处理下，獐茅幼苗的苗长和根长变化趋势相同，3 种试剂均促进了獐茅幼苗的生长，且根的生长速度大于苗(表2)。

随着98% H2SO4浸种时间的延长，獐茅种子的苗长和根长明显减小，5 min 浸种处理下的苗长和根长显著高于对照和20 min 处理(P ＜0.05)，分别为对照的3.19 倍和2.60 倍。1% NaOH 处理幼苗生长缓慢，增加NaOH 浓度，幼苗生长速度加快，10%和20%浓度处理效果最好，与其他处理的苗长和根长差异显著。1% KNO3浸种处理獐茅种子幼苗长势最弱，随着浓度的增加，苗长和根长增加，但处理间差异较小(图2)。总体而言，NaOH 溶液处理对促进獐茅幼苗生长的影响最大，KNO3溶液处理次之，98% H2SO4浸种处理最小。

表1 3 种化学试剂处理对獐茅种子发芽指标的影响Table 1 Effects of chemical reagents on the germination index of Aeluropus littoralis

3 讨论与结论

图2 3 种化学物质处理对獐茅幼苗生长的影响Fig.2 Effects of three chemical reagents on seeding growth of Aeluropus littoralis

有研究者认为，种子内部一般含有大量的抑制物质，进而引起种子的休眠，降低发芽率，而通过化学试剂浸种通常会影响种内抑制物质的含量，从而改变种子的发芽率［12］。本研究结果显示，未经处理的獐茅种子发芽率仅为4%，自然发芽率低，3种化学试剂(98% H2SO4浸种30 和60 min 除外)均在一定程度上提高了獐茅种子的发芽率、发芽指数和活力指数，可见，獐茅种子有一定的休眠特性，3 种化学试剂均可在一定程度上打破獐茅种子休眠，提高其发芽指数。但不同浸种时间或不同浓度处理对种子内部抑制物质的影响有区别，因此打破獐茅种子休眠、提高发芽率和促进幼苗生长的效果也有差异。

98% H2SO4通过其氧化性腐蚀颖壳而增强种皮透性，短时间浸种处理促进了獐茅种子萌发，发芽率和幼苗长势均随浸种时间的延长而降低，长时间处理使种子炭化严重，不能发芽，本研究结果与王继朋等［16］关于H2SO4处理对结缕草种子发芽影响的研究结果一致，但效果最好的5 min 浸种处理獐茅种子发芽率、苗长和根长，分别仅为13.3%、0.33 和0.46 cm，可见，98% H2SO4浸种处理对獐茅种子伤害较大，同时由于98% H2SO4具有强腐蚀性，因此，不便于在实际生产中应用［17］。

NaOH 浸种处理可显著提高獐茅种子的发芽率、发芽指数及活力指数，促进幼苗生长，与韩建国等［18］、王微［19］关于结缕草种子的研究结果一致，一方面可能是因为NaOH 浸种使抑制物渗出，另一方面NaOH 具有腐蚀性，可更好地增加种子的通透性，利于抑制物渗出［13］。俞飞飞和丁增成［20］在恒温下进行结缕草种发芽试验，发现NaOH 溶液浸种低浓度处理比高浓度效果好，而本研究的变温发芽条件下，高浓度NaOH(10%)处理下的獐茅种子发芽指标较高，幼苗长势较好。

KNO3能够促进种子细胞代谢，从而破除种子休眠状态［8］，并且KNO3溶液中的K+可参与诱导植物体内生长促进性激素(如生长素、赤霉素)的生物合成及其活力调控［21］，从而提高种子活力，促进发芽。国际种子检验规程中处理种子的KNO3浓度为0.2%［22］，王彦荣和曾彦军［14］研究也认为0.2%KNO3浸种兰引Ⅲ号结缕草种子可显著提高其发芽率，与之相同，本研究也显示，该浓度处理幼苗长势良好，与其他浓度处理差异较小。

整体而言，NaOH 溶液处理对促进獐茅种子发芽和幼苗生长的影响最大，KNO3溶液次之，98%H2SO4最小。其中10% NaOH 处理对促进獐茅种子发芽幼苗生长效果最好，且简单易行。

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