野黍种子休眠特性及破除方法

2017-10-10贾金蓉马诚义马红

江苏农业科学 2017年14期

贾金蓉　马诚义　马红

摘要：近年来，野黍逐渐成为黑龙江省玉米田发生面积较大、危害较重的一种较难防除的杂草。针对野黍种子的休眠性进行的研究表明，野黍种子具有休眠特性。用物理化学等不同方法来打破野黍种子的休眠，结果表明，不同储存条件对野黍种子发芽的影响存在着较大差异，其中5 cm土层下湿润保存的野黍种子发芽率达到100%；温水浸泡野黍种子是打破野黍种子休眠比较成功的方法之一，但不同水温、不同浸种时间对种子发芽率的影响存在差异，其中 80 ℃ 水温浸种24 h，野黍种子发芽率达到100%；化学药剂硫酸、氢氧化钠、硝酸钾和赤霉素处理都能不同程度地打破野黍种子休眠，均表现为低浓度下随着浸种时间的增加，发芽率呈现先升高后降低的趋势，而高浓度处理下，一般在短时间内发芽率较高。综合试验结果可知，10 g/L氢氧化钠浸种9 h、150 g/L氢氧化钠浸种7 h以及200 g/L氢氧化钠浸种5、7 h处理的野黍种子发芽率达到73.33%。

关键词：野黍；种子；休眠；破解

中图分类号： S451文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）14-0088-04

野黍（Eriochloa villosa）是一年生禾本科杂草，生于耕地旁、水田边、荒芜的地方及居民点、树林边[1]。野黍在亚洲的中国、日本、印度及其他地方均有分布。在我国分布于东北地区、华北地区、华东地区、华中地区、西南地区、华南地区[2]，在东北地区的玉米、大豆、高粱、小麦、谷子、马钤薯、甜菜等旱田作物田均可发生[3]。随着近年来黑龙江地区玉米种植面积与年限的增加，野黍成为一种抗药性较强的早春杂草[4]。

野黍种子比较大，在田间的分布也不均匀，造成部分区域植株密度大，而其根部分蘖能力较强，易成为优势种群，会对除它以外其他植物的生长造成影响[5]。野黍种子休眠能抵御不良的环境条件，因此对整个植物的生存、延续、进化等都具有积极的作用。本研究针对野黍种子是否具有休眠性进行了试验，并利用物理化学等不同方法来打破野黍种子的休眠。

1材料与方法

1.1供试材料

野黍种子分别于2014、2015年采自黑龙江省哈尔滨市香坊农场的玉米田。

1.2供试药剂

主要药剂：硫酸（H2SO4），含量98%；氢氧化钠（NaOH），含量≥96%；硝酸钾（KNO3），含量≥99%；赤霉素（GA3）结晶粉，有效成分含量75%。

1.3主要仪器设备

JA3003B電子天平（上海越平科学仪器有限公司）；Rx人工气候培养箱（常州海博仪器设备有限公司）。

1.4试验方法

1.4.1野黍种子吸水性的测定取2015年（未经任何处理）的野黍种子100粒，称质量后放入直径为9 cm的培养皿中，加入足量的蒸馏水，置于25 ℃恒温箱中让其吸水[6]。于2、4、6、8、10、12、20、24、28、32、36、44、48、52、56、60、68、72、76、80、84、92、96 h取出种子，用吸水纸吸去多余水分，用万分之一天平称质量，测定野黍种子吸水率[7]，吸水率计算公式如下：

[JZ]吸水率=[SX（]浸种后质量-浸种前质量浸种前质量[SX）]×100%。

1.4.2野黍种子休眠性分别取2014年（经历自然环境变化）、2015年（未经任何处理）的野黍种子，置于2层滤纸铺垫的9 cm培养皿中，每皿50粒，加入8 mL蒸馏水培养，每个处理3次重复，用培养皿法分别培养3、6、9、12、15 d后，测定发芽率[8]。

1.4.3储存条件对野黍种子休眠的影响取2015年采集的野黍种子，置于以下5种储存条件：室温下干燥保存、5 cm土层下干燥保存、5 cm土层下湿润保存、5 cm土层下浸水、4 ℃冰箱干燥保存。分别保存15、30、45 d，取出处理后的野黍种子，用培养皿法分别培养3、6、9、12、15 d后，测定发芽率[9]。

1.4.4打破野黍种子休眠的方法

1.4.4.1水温对野黍种子发芽率的影响将2015年（未经任何处理）的野黍种子置于2层滤纸铺垫的9 cm培养皿中，每皿50粒，每个处理3次重复。将野黍种子用不同温度的蒸馏水浸泡，以打破休眠。浸种水温分别为50、60、70、80 ℃，浸种时间分别为1、6、12、24、48 h后，用培养皿法测定发芽率[10-11]。

1.4.4.2化学药剂处理对野黍种子发芽率的影响将2015年的野黍种子（未经任何处理）用不同浓度的硫酸、氢氧化钠、硝酸钾、赤霉素浸泡，以打破休眠，以清水为对照（CK）。硫酸浓度分别为10、50、100、150、200、250、300 g/L；氢氧化钠浓度分别为10、50、100、150、200、250、300 g/L；硝酸钾浓度分别为1、10、50、70、100、200 g/L；赤霉素浓度分别为125、250、500、1 000、2 000、4 000、8 000 mg/L[12-20]。分别浸种1、3、5、7、9、12、24、48 h后，用培养皿法测发芽率。

1.5培养皿法测发芽率

将培养皿置于暗—光周期12 h（15 ℃）—12 h（20 ℃）、光照度40 000 lx、相对湿度85%的光照培养箱内，用蒸馈水（pH值7.2）培养[21]。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，适当加水保持湿度，连续3 d发芽种子数无增长，视为发芽完全，调查种子的发芽数，并计算出发芽率[22-23]。发芽率计算公式如下：

2结果与分析

2.1野黍种子的吸水性

由图1可见，未经处理的野黍种子在1～24 h内迅速吸水，24～72 h吸水缓慢，72 h后吸水达到动态平衡，种子的吸水率达到80%。

2.2野黍种子的休眠性

对于采自同一地点的野黍种子，2014年采集的野黍种子经过了自然环境储存，培养15 d后发芽率能达到98%，2015年采集的野黍种子未经任何处理，培养15 d后发芽率为2%（图2），说明新采集的野黍种子具有休眠性。

2.3储存条件对野黍种子休眠的影响

野黍在5种储存条件下保存15 d后发芽率均不超过30%，而保存45 d后发芽率均达到95%以上，只有保存30 d后不同储存条件之间发芽率有区别。由图3看出，5 cm土层下湿润保存的野黍种子培养12 d后发芽率达到78%，培养15 d后发芽率达到100%；5 cm土层下干燥保存的野黍种子培养12 d后发芽率达到77%，15 d后发芽率达到89%；室温干燥、4 ℃冰箱干燥、5 cm 土层下浸水保存的种子发芽率都低于50%，15 d后发芽率分别仅为33.5%、40.0%、25.0%。

2.4打破野黍种子休眠的方法

2.4.1水温对野黍种子发芽率的影响由图4可见，不同水温浸种1、6 h处理的野黍种子发芽率，仅有80 ℃水温浸种 6 h 处理的发芽率达到了50.00%；浸种12 h后，50、60、70、80 ℃ 水温处理的发芽率分别达到41.67%、50.00%、66.67%、75.00%；浸种24 h后，50、60、70、80 ℃水温处理的发芽率分别达到50.00%、66.67%、91.67%、100.00%；浸种 48 h 后，50、60、70、80 ℃水温处理的发芽率分别为 84.62%、92.31%、69.23%、0%。由此可見，温水浸泡野黍种子是打破休眠的方法之一，但80 ℃水温浸种48 h也会使野黍种子失活，发芽率为0%。

2.4.2化学药剂处理对野黍种子发芽率的影响

2.4.2.1硫酸对野黍种子发芽率的影响试验结果表明，不同浓度的硫酸、不同浸种时间均对野黍种子萌发无太大影响。10 g/L硫酸浸种5、7 h以及50 g/L硫酸浸种5 h时，野黍种子发芽率达到26.67%；50 g/L硫酸浸种7 h和100 g/L硫酸浸种3 h时，野黍种子发芽率达到6.67%；其余处理均对野黍种子萌发无影响（表1）。

2.4.2.2氢氧化钠对野黍种子发芽率的影响表2显示，氢氧化钠的浓度和浸种时间均对野黍种子萌发有影响，并存在较大差异；10 g/L氢氧化钠浸种9 h、150 g/L氢氧化钠浸种 7 h 以及200 g/L氢氧化钠浸种5、7 h时，野黍种子发芽率达到73.33%；50、100 g/L氢氧化钠浸种9 h时，野黍种子发芽率达到66.67%；10 g/L氢氧化钠浸种7 h时，野黍种子发芽率达到60.00%；其余处理野黍种子的发芽率均不超过60.00%。整体来看，相同浸种时间下，随着氢氧化钠浓度的升高，野黍发芽率呈现先升高后降低的趋势；相同浓度氢氧化钠处理下，随着浸种时间的增加，野黍发芽率表现先升高后降低的态势。

2.4.2.3硝酸钾对野黍种子发芽率的影响硝酸钾浓度、浸种时间均对野黍种子萌发有影响。100、200 g/L硝酸钾浸种7 h时，野黍种子发芽率均达到53.33%；其余处理对野黍种子萌发影响较低，发芽率均不超过40.00%（表3）。

2.4.2.4赤霉素对野黍种子发芽率的影响从表4看出，赤霉素浓度、浸种时间均对野黍种子萌发有影响。野黍种子在250 mg/L赤霉素浸种48 h的处理下发芽率达到 40.00%；其余处理对野黍种子萌发影响较低，发芽率均不超过30.00%。

3结论

刚采集的野黍种子具有很强的吸水性，最终吸水率能达到80%左右。野黍种子具有休眠的特性，刚采集的种子必须经过正常的生理休眠过程或其他打破休眠的处理才能发芽[24]。不同储存条件对野黍种子发芽的影响存在着较大差异，5 cm土层下湿润保存15 d后发芽率都能达到100%；5 cm土层下干燥保存15 d后发芽率能接近90%；室温干燥、4 ℃冰箱干燥和5 cm土层下浸水保存15 d后发芽率都低于40%。

温水浸泡野黍种子是打破其休眠方法之一，不同水温不同浸种时间对种子发芽率的影响存在差异。浸种时间较短的各处理种子发芽率均不理想，80 ℃水温浸种24 h发芽率能达到100%； 60 ℃水温浸种48 h发芽率能达到92.31%。温度过高、浸种时间过长不利于种子萌发，80 ℃水温浸种48 h的发芽率为0%。

不同化学药剂处理打破野黍种子休眠也存在着差异，其中氢氧化钠是比较理想的打破野黍种子休眠的化学药剂。10 g/L 氢氧化钠浸种9 h和150、200 g/L氢氧化钠浸种5、7 h发芽率达到73.33%。硝酸钾、赤霉素也能不同程度地打破野黍种子休眠，但对野黍种子萌发影响低于氢氧化钠，不是理想的打破野黍种子休眠的化学药剂。100、200 g/L硝酸钾浸种7 h野黍种子发芽率均达到53.33%；250 mg/L赤霉素浸种48 h发芽率达到40.00%。而硫酸对打破野黍种子休眠无明显效果，10 g/L硫酸浸种5、7 h以及50 g/L硫酸浸种5 h时，野黍种子发芽率仅为26.67%。

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