提高元宝枫种子发芽率的方法研究

李久道朴世领金 华邹吉祥张 靖张 颖

（1延边大学农学院，吉林延吉 133000；2大连民族大学环境与资源学院，辽宁大连 116600）

提高元宝枫种子发芽率的方法研究

李久道1朴世领1金 华2邹吉祥2张 靖2张 颖2

（1延边大学农学院，吉林延吉 133000；2大连民族大学环境与资源学院，辽宁大连 116600）

为找出提高元宝枫种子发芽率的方法，对元宝枫种子进行不同试剂浸种处理，并对发芽状况和幼苗生长状况进行分析。结果表明：200mg/L、400mg/L赤霉素（GA3）和2%硝酸钾（KNO3）浸泡与对照相比均能显著提高元宝枫种子发芽率，其中200mg/L GA3发芽率最高，达61．7%，400mg/L GA3对元宝枫幼芽生长有显著促进作用；98%硫酸（H2SO4）浸种，5%、10% PEG6000浸种及80℃水浴10min处理对元宝枫发芽率有抑制作用；60% H2SO4浸种、60℃水浴10min和4% KNO3浸种对元宝枫种子发芽无明显促进作用。

元宝枫；种子；休眠；发芽率

元宝枫属于槭树科槭属，在我国的东北、华北、长江流域中下游都有分布，适合在湿润、肥沃的土地上生长，耐寒性强，对二氧化硫、氟化氢的抗性较强，吸附粉尘的能力亦较强[1]。元宝枫树形美观，树叶颜色丰富，随着近年来我国对于城乡环境的不断重视，元宝枫作为一种优良的园林树种成为了许多城市用作绿化的新宠。此外，元宝枫作为我国特有的木本油料树种，其籽油具有很高的经济价值。所以元宝枫作为一种营养高、抗逆性强、用途广泛的树种已逐渐形成产业，悄然发展起来。然而，目前元宝枫都是依靠种子繁殖，其种子具有休眠特性，自然条件下需要很长时间才能发芽，且出苗不整齐，所以研究提高元宝枫种子发芽率方法对发展元宝枫种植有重要意义。

试剂浸种可以促进种子萌发，提高种子抗逆性，增加产量，改善品质[2-3]。不同的种子选择的试剂也不尽相同。PEG作为一种高分子渗透保护剂，其溶液可以降低水势，对种子萌发过程中生理生化方面产生影响；脱落酸（ABA）是抑制种子发芽的主要内源激素，外源GA3的增加会降低种子内脱落酸浓度，从而使种子重新萌动发芽；高温处理是农业中常用的促进种子萌发的方法，可以刺激种子从休眠中解除，软化种皮，有利于种子出芽；H2SO4处理会腐蚀软化种皮，降低种子在萌发过程中的机械阻力。目前国内对于元宝枫发芽方法的研究较少，本文系统分析了元宝枫在上述几种试剂浸种下的发芽指标，筛选出提高元宝枫发芽率的方法，为元宝枫的生产实践提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料供试元宝枫种子于2015年采自内蒙古赤峰市。

1.2 试验方法本试验共设10个处理，分别为98%、50%的H2SO4溶液，2%、4%的KNO3溶液，5%、10%的PEG6000溶液，200mg/L、400mg/L的GA3溶液，60℃、80℃蒸馏水处理，对照组为不做任何处理的干种子。每组处理随机选取30粒种子，每组处理重复3次。试验前先用0．14%甲醛溶液浸泡种子15min，进行种子消毒。

H2SO4溶液处理：将种子分别浸于60%、98%的H2SO4溶液中10min后用蒸馏水与去离子水冲洗2遍，晾干备用。

KNO3溶液处理：将种子浸在2%、4%的KNO3溶液中24h，每隔3～5h用玻璃棒搅拌，取出种子，用蒸馏水与去离子水冲洗2遍，晾干备用。

PEG6000溶液处理：将元宝枫种子分别浸在5%、10%的PEG6000溶液中24h，每隔3～5h用玻璃棒搅拌，取出种子，用蒸馏水与去离子水冲洗2遍，晾干备用。

GA3溶液处理：将元宝枫种子浸于200mg/L、400mg/L的GA3溶液中24h，每隔3～5h用玻璃棒搅拌，取出种子，用蒸馏水与去离子水冲洗2遍，晾干备用。

不同温度处理：将种子分别在60℃、80℃蒸馏水中水浴10min，用蒸馏水冲洗3遍后晾干备用。

将晾干的种子以1∶3的比例与湿沙子混匀，放入培养皿中，用12h/12h光照的智能培养箱白天27℃，晚间23℃培养，补水法每天称重补水，以保证种子发芽环境基本一致。每隔12h观察记录种子发芽状况。

发芽率=种子发芽数/种子总数×100%

发芽势=第10天发芽数/种子总数×100%

开始发芽时间：种子置床起算起，第1粒种子露白时间。

1.3 数据分析分别利用Microsoft Excel 2007、SPSS 17．0软件统计分析，采用邓肯氏新复极差法进行数据差异显著性检测。

2 结果与分析

2.1H2SO4溶液处理对种子发芽的影响由表1可以看出，60%硫酸比98%硫酸处理的发芽率显著提高，但与对照相比发芽率差异不显著，仅相差0．6%。在后期生长方面，98%硫酸处理的茎长要显著高于60%硫酸处理，但与对照的茎长相差不显著。

表1不同处理方法对元宝枫种子发芽参数的影响

2.2KNO3溶液处理对种子萌发的影响由表1可以看出，2% KNO3处理的发芽率显著高于4% KNO3处理，但在发芽势、茎长方面2个浓度差异不显著。与对照相比，2% KNO3处理的各项发芽指标均差异显著，而4% KNO3处理在茎长方面有显著提高，开始发芽天数显著提前。

2.3PEG6000溶液处理对种子发芽的影响由表1可以看出，2种浓度PEG6000浸种处理均会显著降低种子发芽率，其中5%浓度浸种较对照组降低11．8%，10%浓度浸种降低13．4%。并且发芽后期茎的生长速度较慢，茎长分别为1．67cm、1．88cm。

2.4GA3溶液处理对种子发芽的影响由表1可以看出，200mg/L GA3浸种的发芽率在所有处理中最高，是对照组的2．6倍，但是与400mg/L GA3浸种差异不显著。在种子后期生长中，400mg/L浸种处理的种子茎长显著高于其他处理，达到了7．87cm。

2.5 不同温度处理对种子发芽的影响由表1可以看出，在不同水温处理中，60℃水浴处理与对照组发芽率差异不显著，而80℃水浴处理种子的发芽率为0。在种子后期生长中，60℃水浴与对照的茎长差异不显著。

3 讨论与结论

对于种子的休眠原因有很多，主要有3个方面的因素，分别为种子的解剖结构、种子代谢方面以及种胚的发育情况，且各种休眠原因都是相互关联，互相影响，共同调控种子的休眠[4]。种皮虽然在一定程度上阻止了种子内部与外界水汽的交换，但完整种子依然可以从外界吸收水分进行萌发，由于种皮结构的原因，其对种胚的萌动以及幼芽的生长产生机械阻力，导致幼芽无法破出种皮。元宝枫种子中的发芽抑制物质主要存在于种皮和种胚中，而且元宝枫种子不同部位甲醇提取液的抑制强度为种皮＞种胚＞果皮，随着种皮提取液浓度的提高发芽抑制作用越强。本试验的结果表明，不同试剂浸种对元宝枫种子发芽率影响各不相同，可能是对种内发芽抑制物的影响有差异所导致的。

在种子发芽过程中，GA3和脱落酸（ABA）共同参与了诱导种子解除自然休眠的过程，研究表明种子内ABA和GA3之间的浓度平衡决定了自然休眠的发生与解除。本试验中，200mg/L GA3处理的元宝枫种子发芽率显著高于对照组，在幼芽后期生长中，GA3处理的茎长显著高于其他处理，说明GA3浸泡处理在元宝枫种子萌发和种子后期生长方面有促进作用。

高温对种子进行发芽预处理可以显著提高种子发芽率。种皮中通常含有角质、胶质、栓质、脂质和蜡质等疏水性的化学物质，使种子不能吸胀。高温烫种可以软化种皮，减少种皮对幼芽萌发产生的机械阻力，去除种皮表层的蜡质和油脂质，提高种皮通透性，浸出种内的发芽抑制物，达到提高发芽率的效果。80℃水温处理无一发芽，全部死亡，可能是水温过高或处理时间过长，在处理过程中烫伤了种胚，造成了吸胀损伤，最终导致元宝枫种子发芽受到抑制。

PEG是一种渗透调节剂，用PEG进行渗调处理种子，可提高种子发芽率、种子活力、抗逆性和贮藏潜能及萌发种子某些酶的活性，通过限制种子吸水速度来保护种子的膜系统，不会因为快速吸水而胀破。刘杰等[5]在关于PEG处理对羊草种子发芽的影响时发现，PEG处理会使种子萌发过程中活性氧自由基引起的过氧化反应受到抑制，阻止丙二醛与蛋白质和核酸结合破坏生物膜和细胞的物质结构。本试验中5%和10%浓度处理之间发芽率没有显著差异，但都低于对照组。在后期茎的生长也受到了影响，说明PEG处理浓度过高，使种子受到了干旱胁迫，干旱胁迫对胚芽生长起抑制作用，无法正常吸收水分。

KNO3是植物的一种重要氮源，也是用于控制植物各个部位生长的重要信号分子。在有利于种子母株硝酸盐积累的环境条件下，种子发生生物性或其他差异性休眠的几率更低。外源性硝酸盐的提供能够刺激种子萌发，硝酸盐会作为一种信号分子调控种子中ABA和GA3的浓度平衡，打破种子的休眠状态。试验中KNO3处理的种子发芽率均高于对照，种子茎长高于除GA3处理以外的其他处理组，说明KNO3对元宝枫发芽有促进作用，且2%浓度处理发芽率、发芽势显著高于4%浓度处理，所以在元宝枫实际生产应用中应以低浓度为宜。

H2SO4的腐蚀性可以快速分解种皮含有的蜡质层、木栓层、栅栏组织、骨状石细胞等，软化种皮，增加种皮透水透气性，蔺吉祥等[6]在羊草种子发芽试验中发现浓H2SO4能够快速腐蚀羊草种子的稃，显著提高发芽率。具有腐蚀性的酸要比其他强酸和弱酸对种子萌发的影响更明显，但处理时间和酸浓度要根据种子类型进行调整。在本试验中，60% H2SO4处理对于发芽率的促进作用并不明显，98% H2SO4处理的发芽率显著低于对照，可能H2SO4浓度过高或处理时间过长，腐蚀种胚，导致大部分种子无法发芽。

本研究结果表明，通过不同浸种处理可以看出98% H2SO4浸种，5%、10% PEG6000浸种及80℃水浴处理对元宝枫种子的发芽率具有明显抑制作用，并且限制幼苗后期生长；60% H2SO4浸种，60℃水浴和4% KNO3浸种对发芽率没有明显促进作用；200mg/ L GA3、400mg/L GA3和2% KNO3浸种对发芽率和幼芽生长有明显促进作用，其中400mg/L GA3浸种对幼芽生长促进效果最显著，为7．87cm。

[1] 刘世东，孙开理，刘迎彩，等．元宝枫的应用价值及育苗技术[J]．现代农业科技，2012（14）：163-165

[2] 郑守华，罗尚均，何敏，等．不同药剂对宜香1A陈种发芽率的影响[J]．中国种业，2010（S1）：50-51

[3] 冯辉，薛正刚，郜战宁，等．不同药剂拌种对大麦发芽及根部性状的影响[J]．中国种业，2016（9）：55-56

[4] 肖志成．三角槭种子休眠机理及解除方法的研究[D]．南京：南京林业大学，2006

[5] 刘杰，刘公社，齐冬梅，等．聚乙二醇处理对羊草种子萌发及活性氧代谢的影响[J]．草业学报，2002，11（1）：59-64

[6] 蔺吉祥，邵帅，隋丹，等．几种提高羊草种子发芽率方法的比较[J]．中国草地学报，2015，36（3）：47-51

2016-10-23）

中央高校基本科研业务费专项资金（DC201501070202）

金华 朴世领