不同浸种处理对麻黄种子萌发和成苗的影响

2016-12-04，

种子 2016年12期

关键词：成苗发芽势麻黄

，

(河北北方学院草业研究所，河北张家口 075000)

不同浸种处理对麻黄种子萌发和成苗的影响

袁卉馥，李保峰

(河北北方学院草业研究所，河北张家口 075000)

研究了不同浓度的CaCl2、KNO3、CuSO4·5 H2O和GA3处理对麻黄种子萌发和成苗的影响。结果表明：50 mg/L GA3浸种12 h是促进麻黄种子萌发和幼苗生长的最佳处理方法；此外，5 g/L的KNO3浸种24 h也是有效的浸种处理方法。

浸种；麻黄种子；萌发；成苗

麻黄(EphedraSinica)是裸子植物麻黄科麻黄属草本小灌木，喜光、耐寒、耐高温、耐干旱瘠薄[1]。麻黄在医药、生态环境保护及饲草利用方面具有非常高的价值。麻黄可提炼麻黄碱，大量应用于医药工业；果实能制作饮料、保健品以及食用色素等[2]。随着麻黄越来越多的药用及经济价值被发掘，对麻黄原材料的需求迅速增加，致使我国的野生麻黄资源面积逐年减少，产量和品质下降；同时，破坏性采挖也影响麻黄的生长发育，使麻黄表现出植株低矮、枝条细弱、生活力差、不开花结果或结实率降低等问题[3]。为此，栽培驯化野生麻黄成为唯一出路。为快速为工业和医药业提供麻黄原材料，常需要在麻黄种子成熟后立即进行播种育苗，但麻黄因授粉不全致使种子多数不能成熟，且麻黄种子含有内源萌发抑制物质，表现浅度休眠现象而严重影响麻黄种子的发芽和出苗，这为麻黄产业发展增加了前期较大的经济风险。因此如何打破麻黄种子休眠，提高麻黄种子发芽率和成苗率就成为麻黄生产的“瓶颈”[4]。本试验利用CaCl2(氯化钙)、KNO3(硝酸钾)、CuSO4·5 H2O(五水硫酸铜)、GA3(赤霉素)4种试剂处理麻黄种子，研究各试剂对麻黄种子发芽特性的影响，探索促进麻黄种子发芽及幼苗生长的方法，旨在筛选出经济高效的试剂，为生产中促进麻黄种子发芽及种苗生长提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试麻黄种子于2014年采自内蒙古鄂尔多斯市鄂托克前旗麻黄种植基地。经测定种子千粒重10.2 g，净度96.65%，平均含水量8.10%。

浸种试剂为CaCl2、KNO3、CuSO4·5H2O、GA3，由西安市化学试剂厂生产。

1.2 试验方法

1.2.1 清水选种

挑选籽粒饱满、无虫孔且大小一致的种子若干，用50 ℃清水浸种3 h。将上层漂浮的不饱满的种子捞出，用沉在水底的饱满种子进行发芽试验。

1.2.2 药剂浸种处理

药剂处理浓度见表1。选取饱满的水选后的麻黄种子用0.1%HgCl2消毒10 min，用清水冲洗3次，用表1的处理浓度分别浸种12 h和24 h，处理完的种子，再用清水冲洗，均匀地摆放在铺有3层湿滤纸直径11 cm的培养皿内，每培养皿内50粒种子，对照为用清水浸泡的种子，重复3次。发芽试验在人工智能培养箱内进行，温度控制在白天25 ℃、夜间15 ℃。从发芽试验的第2天开始，每天定时统计发芽量，第9天统计发芽势，第14天发芽结束后，统计发芽率。把已经萌发的麻黄种子放置在白纱布上，利用水培法培养7 d，每个处理挑选15个幼苗，测定根长、苗高；计算对照和处理的发芽指数。各项指标的计算方法：

发芽率(%)=14 d内正常发芽的种子数/供试种子总数×100%；

发芽势(%)=9 d内正常发芽种子数/供试种子总数×100%；

发芽指数=∑(Gt/Dt)；式中：Gt为第t天种子的发芽数，Dt为对应的发芽天数。

表2 不同浓度KNO3处理对麻黄种子萌发和成苗的影响

处理时间浓度(g/L)发芽势(%)发芽率(%)发芽指数根长(cm)苗高(cm)可溶性糖(mg/L)可溶性蛋白(mg/L)24h561．51±9．50a28．20±8．10a10．26±1．62a2．31±2．32ab2．22±1．41ab28．12±14．10ab100．26±10．25ab1053．12±2．25b23．05±7．51ab7．19±3．32ab2．20±1．02ab2．30±1．01ab26．86±10．21ab96．18±12．23a1546．1±16．05c16．15±6．52b5．41±2．23b1．32±1．31b1．42±1．08b21．35±11．02a96．25±21．03a2040．05±3．51d16．10±5．06b5．35±0．18b1．41±0．33b1．29±1．09b22．12±9．32a95．12±12．35a12h553．20±1．23b21．23±3．13ab8．26±0．36ab2．41±2．30ab2．23±1．91ab23．13±10．01a96．25±14．27a1051．0±1．22bc24．14±5．21ab8．35±2．13ab2．23±0．36ab2．35±1．06ab21．23±10．14a96．48±12．36a1536．10±0．20d12．13±3．16b4．12±0．26b1．36±0．56b1．29±1．01b21．14±9．24a94．12±10．28a2037．12±1．25d14．12±3．56b5．13±2．12b1．39±1．02b1．32±1．20b22．14±9．84a93．25±12．27ack47．0±10．10c15．20±2．05b6．21±0．90b1．35±0．49b1．01±1．20b20．23±9．81a94．45±10．41a

注：数据后标不同小写字母表示存在显著性差异(plt;0.05)。下同。

表3 不同浓度CaCl2处理对麻黄种子萌发和成苗的影响

处理时间浓度(g/L)发芽势(%)发芽率(%)发芽指数根长(cm)苗高(cm)可溶性糖(mg/L)可溶性蛋白(mg/L)24h548．0±15．0a16．51±6．52a6．72±2．26a2．45±1．75a2．23±1．02a24．23±6．23a93．12±10．23a1051．5±7．5ab23．55±6．51b8．09±1．98ab3．59±2．12a3．82±1．02b27．85±10．12ab96．23±11．12ab1553．0±13．ab24．12±5．05b8．72±1．27ab3．13±2．01a3．59±2．03b26．59±10．23ab96．30±13．56ab2049．5±7．5a16．32±2．01a6．96±1．33a2．61±3．24a2．70±2．36a22．46±11．2a92．23±10．58a12h545．12±8．23a18．12±5．14a6．12±4．15a3．05±2．45a3．01±1．42a22．21±10．20a91．10±14．24a1052．45±9．16ab21．47±6．23b8．06±2．35ab3．12±2．10a3．36±1．23b25．53±12．23a95．14±9．23a1554．12±8．75ab22．89±7．48b6．95±6．23a3．35±3．10a3．69±2．10b25．47±14．10a95．35±9．65a2047．10±5．26a15．47±9．63a6．14±2．54a2．89±3．21a2．64±3．25a23．56±9．68a91．46±10．41ack47．0±10．0a15．20±2．05a6．21±0．90a2．35±0．49a2．01±1．20a20．23±9．81a92．45±10．41a

1.2.3 内容物测定

用考马斯亮蓝G-250染色法[5]测定麻黄种子中的可溶性蛋白；用蒽酮-硫酸法[5]测定种子中可溶性糖。

1.3 数据处理

所得数据用SPSS 12.0和Excel进行方差分析和统计处理。

表1 浸种试剂处理

浸种试剂处理浓度KNO3(g/L)5101520CaCl2(g/L)5101520CuSO4·5H2O(g/L)2468GA3(mg/L)50100150200

2 结果分析

2.1 不同浓度KNO3处理对麻黄种子萌发和成苗的影响

从表2可以看出，从浸种时间考虑，多数浸种时间为24 h的KNO3处理要优于同质量浓度的浸种时间为12 h的KNO3处理。5 g/L和10 g/L KNO3处理麻黄种子，不论浸种时间是12 h还是24 h，麻黄种子的发芽势、发芽率、发芽指数、根长和苗高均高于对照处理，浸种24 h对麻黄种子的发芽促进作用最好，但5 g/L和10 g/L的KNO3之间没有显著性差异。

可溶性糖含量代表着植物体内碳水化合物的运转情况，在有机物的代谢中起着重要的作用，也是种子能顺利萌发和生长的重要生理基础之一[6]。可溶性蛋白能够为种子萌发和幼苗生长提供必要的氮素营养，对种子萌发和胚生长起着重要的作用；同时还可保持种子的活力[7]。从表2可以看出，使用KNO3处理麻黄种子，除5 g/L浸种24 h的可溶性糖和可溶性蛋白明显高于对照外，其余浓度和时间处理与对照没有显著性差异。因此，综合考虑，采用5 g/L KNO3对麻黄种子浸种处理24 h，可以促进麻黄种子萌发和幼苗生长。

2.2 不同浓度CaCl2处理对麻黄种子萌发和成苗的影响

表4 不同浓度CuSO4·5H2O处理对麻黄种子萌发和成苗的影响

处理时间浓度(g/L)发芽势(%)发芽率(%)发芽指数根长(cm)苗高(cm)可溶性糖(mg/L)可溶性蛋白(mg/L)24h254．04±2．08b18．63±2．23ab8．35±2．06b2．85±1．75a3．61±1．30ab24．90±5．00ab99．25±15．10ab453．51±3．54b17．01±5．20ab8．00±2．13b3．12±1．02a3．98±2．12ab25．44±2．12ab99．01±12．01ab651．10±2．04a15．21±2．31a7．26±1．71a2．88±1．25a2．56±1．00a21．81±4．14a95．23±12．10a848．10±9．40a10．10±2．02c5．96±1．65a2．69±1．23a2．23±1．02a22．21±5．17a95．12±13．12a12h252．23±5．63b16．23±2．21a8．12±1．25b3．40±1．70a3．91±2．80b23．14±1．48a96．23±10．36a450．12±2．36a16．25±2．35a8．01±1．14b3．45±1．14a3．56±2．12ab23．42±1．47a96．89±15．42a646．69±3．69a15．25±5．12a6．83±2．25a2．98±2．35a2．13±1．25a20．23±1．36a98．78±14．45a842．23±5．58a10．25±5．12c5．12±1．56a2．42±1．23a2．14±1．04a18．23±5．21a92．86±17．45ack47．01±10．40a15．20±2．05a6．21±0．90a2．35±0．49a2．01±1．20a20．23±9．81a94．45±10．41a

表5 不同浓度GA3处理对麻黄种子萌发和成苗的影响

处理时间浓度(g/L)发芽势(%)发芽率(%)发芽指数根长(cm)苗高(cm)可溶性糖(mg/L)可溶性蛋白(mg/L)24h5070．20±9．00bc25．20±8．31b9．50±2．58ab3．00±3．50b3．62±1．26b31．63±16．00b161．21±19．23d10069．23±22．32bc24．45±4．15b9．22±2．01ab2．10±2．02a2．18±1．14a26．33±12．14ab148．25±16．52c15064．25±13．47b23．15±5．35b9．03±0．61ab2．00±1．05a2．24±1．02a24．37±7．58a137．89±19．58c20054．75±10．25ab19．20±3．10ab7．29±0．99a2．14±1．42a2．10±2．17a20．24±5．23a136．25±19．14c12h5070．23±10．23bc35．21±5．36c13．21±4．12b4．75±3．25b3．94±1．08b38．67±10．25c187．12±12．28d10068．45±12．25c29．17±2．48bc10．28±5．12ab2．56±1．25a2．51±1．23a34．25±9．28b155．24±10．25c15061．48±11．36b26．12±3．21b9．25±2．23ab2．38±1．23a2．21±1．02a23．15±5．23a134．15±14．45c20052．46±9．85ab20．21±3．28ab9．19±2．31ab2．38±1．25a2．04±1．25a21．05±4．12a110．23±14．14bck47．01±10．40a15．20±2．05a6．21±0．90a2．35±0．49a2．01±1．20a20．23±9．81a94．45±10．41a

从表3可以看出，不论浸种12 h还是24 h，不同浓度的CaCl2处理对麻黄种子的发芽势、发芽率、发芽指数均有促进作用，其中10 g/L和15 g/L对麻黄各项发芽指标(发芽率、发芽势及发芽指数)的促进作用最为明显，和对照及5、20 g/L的处理之间也形成显著性差异。从表3还可以看出，各浓度的CaCl2对麻黄种子的根长没有明显影响，但对麻黄幼苗的苗高有促进作用，其中以10 g/L和15 g/L浸种24 h对麻黄苗高的促进作用最为明显。表3还表明，10 g/L和15 g/L的CaCl2浸种24 h,对麻黄种子的可溶性糖和可溶性蛋白提高作用最为明显，说明10 g/L和15 g/L CaCl2对麻黄种子的处理最优，但是无论在芽势、发芽率、发芽指数、根长和苗高方面还是可溶性糖和可溶性蛋白方面，10 g/L和15 g/L之间都没有显著性差异。所以，笔者认为，使用10 g/L CaCl2浸种24 h，对麻黄种子发芽的促进作用最好，但是效果不大。

2.3 不同浓度CuSO4·5H2O处理对麻黄种子萌发和成苗的影响

对于不同浓度CuSO4·5H2O浸种12 h和24 h处理的麻黄种子，其中2 g/L、4 g/L和6 g/L浸种处理24 h，2、4 g/L浸种处理12 h，麻黄种子的各项发芽指标均高于对照处理，其余处理均低于对照处理；其中2 g/L CuSO4·5H2O浸种24 h处理的发芽势为54.04%，发芽率为18.63%，发芽指数为8.35；3项发芽指标在各列(不同浓度、不同浸种时间)最高。表3还表明，各浓度的CuSO4·5H2O对麻黄种子的根长没有明显影响，但对麻黄幼苗的苗高有促进作用，其中以2 g/L和4 g/L浸种24 h对麻黄苗高的促进作用最为明显。从表3还可以看出，2 g/L和4 g/L CuSO4·5H2O浸种24 h对麻黄种子中的可溶性糖和可溶性蛋白提高作用最为明显。综合考虑，用低浓度的CuSO4·5H2O浸种24 h，可以促进麻黄种子萌发和幼苗生长，但是效果不显著。

从表5可以看出，不同浓度、不同浸种时间的GA3处理均能提高麻黄种子的各项发芽指标。其中50 mg/L GA3浸种处理12 h的发芽势为70.23%；发芽率为35.21%，发芽指数为13.21，3项发芽指标在各列(不同浓度、不同浸种时间)最高。从表5还可以看出，除100、150 mg/L和200 mg/L GA3浸种12 h的根长低于对照外，其余浓度的GA3均能促进麻黄幼苗的根长和苗高。从表5可以看出，50 mg/L和100 mg/L的GA3浸种12 h和24 h，均能显著提高麻黄种子中的可溶性糖含量；各浓度的GA3浸种对麻黄中的可溶性蛋白含量均有显著性提高，但是50 mg/L的GA3浸种12 h，使麻黄种子中可溶性糖含量达到38.67 mg/L，可溶性蛋白含量达到187.12 mg/L，提高作用最为明显，和对照及其他处理形成显著性差异。由此可见，GA3处理可以促进麻黄种子萌发；其中以50 mg/L GA3浸种12 h最佳，不仅能促进麻黄种子萌发，还能加速麻黄幼苗的生长。

3 结论与讨论

本试验结果表明，麻黄种子在播种前先进行浸种处理，可以提高种子发芽率，促进幼苗生长，但不同试剂以及同一试剂不同浓度、不同浸种时间的效果不同。

KNO3处理麻黄种子可以有效地促进种子的发芽和生长。钾在植物体内的作用是酶的活化剂,促进糖分运输、转化及氮代谢[8]。钾还可以激活种子脱氢酶活性和增加呼吸度,调节溶液水势延缓种子吸水过程，使种子在萌发前有足够的时间进行膜系统修复和重要酶系的活化，改善细胞内环境和代谢状态,从而促进种子萌发[9]。使用KNO3对麻黄种子浸种，5 g/L和10 g/L的处理均可以促进麻黄种子的萌发和幼苗生长。不同质量浓度、不同浸种时间的GA3处理均可以促进麻黄种子萌发；其以50 mg/L GA3浸种12 h最佳，并能很好地促进麻黄幼苗生长。GA3是植物生长调节剂，能诱导水解酶，把种子贮藏物由大分子分解为小分子，便于胚的吸收，从而促进了种子的萌发和幼苗的生长[10-11]。因此，在生产中使用50 mg/L GA3浸种12 h是促进麻黄种子萌发和幼苗生长最佳处理方法；其次，5 mg/mL KNO3浸种处理24 h也能促进麻黄种子萌发和幼苗生长。

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