干热处理打破赤芍种子胚轴休眠方法的比较

秦立金，李嘉薇，马海峰，王金鹤，孙 为，田 彪

1 引言

赤芍为毛茛目芍药科芍药属多年生草本植物，是一种著名野生中药材，花期长达两个月，近几年赤峰地区及野生赤芍产地自然选育出了一批批重瓣花新品种，花朵漂亮，颜色各异，花期长，赤峰地区能够露地越冬，是未来我市及周边地区园区绿化、美化首选的种植种类.其不仅具有一定观赏价值，而且种子和根产量高，经济效益特别好，且为多年生植物能够节省大量劳动力成本.但因其是一种野生资源，近几年随着赤芍药材市场的需求，野生赤芍被大量采摘、挖掘和破坏，因此，赤芍的引种驯化和人工栽培日益提上日程.但赤芍种子具有上、下胚轴双休眠的特性，故怎么打破赤芍种子休眠，成为赤芍野生驯化、人工栽培和大面积推广种植的首要问题.

干热处理（DHT）是广泛应用在难发芽种子上的一种物理处理方法.目前，国际上将干热处理方法广泛应用于具有高附加值的种子上[1-2].本试验以常温为对照，设计几种不同干热处理温度和时间的二因素组合，对比常规浸种和沙藏方法处理野生赤芍种子，相关研究鲜见报道，这是本项目的创新之处.

本试验以呼伦贝尔盟额尔古纳市2017年山上采的野生赤芍种子为试验材料，通过干热处理等物理方法，比较赤芍发芽率、发芽势、发芽指数和第二年出苗率，筛选出最佳干热处理方法，为以后赤芍精量播种、驯化栽培、园区绿化美化推广等提供科学依据.

2 材料与方法

2.1 试验材料

赤芍种子：呼伦贝尔盟额尔古纳市野生赤芍种子.

2.2 试验指标及测定方法

2.2.1 种子发芽率和发芽势—参照范双喜、张玉星的方法[3]

2.2.2 发芽指数-参照范双喜、张玉星的方法[3]

2.3 试验方法

预试验进行了40℃、60℃、80℃、100℃的4个干热处理温度，以常温（25℃）为 CK，干热处理时间分别为 1h、3h、5h，共计15个处理.本试验在预试验的基础上，设计40℃、60℃、80℃3个干热处理温度，干热处理时间分别为2h、4h、6h、8h、10h、12h，以常温（25℃）为 CK，共计 24 个处理；每个处理150粒种子，4次重复，于2017年9月7日，将上述种子浸泡24h，放到25℃的恒温培养箱中催芽，选取100粒，观察和记录种子发芽数，计算发芽率、发芽势和发芽指数.

2017年10月7日，将上述处理种子50粒，每个处理3次重复，播种于生命科学学院天井试验地，覆土，浇水，覆膜，常规管理.2018年4月后，观察赤芍出苗情况.

2.4 数据处理

实验数据采用SPSS和Excell软件进行统计分析.

3 结果与分析

3.1 干热处理对赤芍种子发芽率的影响

表1表明：干热处理不仅使赤芍种子的发芽率有所提高，而且加快赤芍种子的萌发速率.其中，温度为40℃和60℃时的发芽率大于CK，而60℃时处理效果达到最佳，与CK 达到极显著水平（P＜0.01），相比于常温（CK），发芽率增加了5.57%.干热处理温度为80℃的发芽率比CK明显降低，生产栽培上不宜采用.干热处理时间效果不明显.

表1 干热处理对赤芍种子发芽率的影响

3.2 干热处理对赤芍种子发芽势的影响

表2表明：干热处理提高了赤芍种子的发芽势，发芽势的提高对保证种子快速发芽以及提高出苗率、出苗整齐打下良好的基础.其中，温度为40℃和60℃时的发芽势均大于CK，而60℃时处理效果达到最佳，与CK达到极显著水平（P＜0.01），相比于常温（CK），发芽势增加了 5.79%.干热处理温度为80℃的发芽势比CK明显降低，生产栽培上不宜采用.干热处理时间效果不明显.

表2 干热处理对赤芍种子发芽势的影响

3.3 干热处理对赤芍种子发芽指数的影响

表3表明：干热处理提高了赤芍种子的发芽势，发芽势的提高对保证种子快速发芽以及提高出苗率、出苗整齐打下良好的基础.其中，温度为40℃和60℃时的发芽势均大于CK，而60℃时处理效果达到最佳，与CK达到极显著水平（P＜0.01），相比于常温（CK），发芽指数增加了 17.56%.干热处理温度为80℃的发芽势比CK明显降低，生产栽培上不宜采用.干热处理时间效果不明显.

表3 干热处理对赤芍种子发芽指数的影响

4 结论与讨论

赤芍种子种皮坚硬，为多年生种子难发芽植物，生产栽培上，种子发芽率低，出苗不整齐.赤芍种子还具有上下胚轴休眠的特性，怎样打破赤芍种子胚轴休眠，找到一种简单、易行的处理方法，成为赤芍大面积推广种植和产业化发展的难题.对于赤芍等难发芽种子，生产上往往播前对种子进行处理，以便能够使促进种子萌发，出苗迅速、整齐，为作物高产栽培打下良好的基础.对于难发芽种子的处理方法，通常有物理方法和化学方法.农作物种子处理上，如果采用化学药剂进行处理，在提高种子发芽率的同时，也可能对种子有一定的毒害作用，影响种子及农作物产品质量安全.所以本试验采用物理处理方法，提高种子发芽率和发芽势的同时，进行抗逆性的诱导[5-7].

经预试验研究结果得出：干热处理温度为80℃和100℃时会妨碍赤芍种子发芽，发芽率明显降低，100℃时仅约为10%；80℃干热处理的各项发芽指标在数值上明显比对照降低，尤其是发芽势，仅达到30%左右.这说明过高的温度抑制了赤芍种子的发芽，种子内部胚的结构可能受到破坏，胚失去其生理功能，不利于赤芍种子保持活力，影响了赤芍种子种皮的吸水及胚萌发；同时，种子内营养物质可能也受到受到了破坏，严重影响了赤芍种子的活力和发芽率.，因此，过高温度的干热处理在植物种子处理的生产实践上不宜采用.

本试验研究结果表明，60℃干热处理温度促进了赤芍种子的发芽，说明60℃的干热处理温度能够使赤芍种子的种皮软化，增强种子种皮的通透性，另外对水分的吸收量也大幅度提高，水分的流通使种子内的养分快速分解并运输到幼胚，使其生长和发芽速度均加快，并提高了发芽整齐度.经试验筛选得出：60℃为最佳处理温度，且萌发的各项指标均达到最大值.

研究结果表明：干热处理温度为80℃和100℃抑制了赤芍种子的萌发，发芽率明显降低，100℃时仅约为10%；80℃干热处理的各项发芽指标明显比对照降低，尤其是发芽势，仅达到30%左右.因此，在打破赤芍种子休眠方法上，生产实践上80℃和100℃这两个干热处理温度不宜采用.干热处理60℃促进了赤芍种子的发芽，发芽各种指标均达到最大值，生产实践中可采用这种处理种子的物理方法，打破赤芍种子上下胚轴休眠的特性，为以后赤芍精量播种、人工种植和大面积推广栽培等提供科学依据.这次试验中，处理时间效果不明显，尚待进一步的探索和研究.