不同药剂对一把伞南星种子萌发特性的影响

侯 俊，王彩云，王 永，成忠均，周茂嫦，李恒谦，张翔宇

(1.大方县扶贫开发办公室，贵州 毕节 551700; 2.毕节市中药研究所，贵州 毕节 551700)

一把伞南星(Arisaemaerubescens(Wall) Schott)是天南星科(Araceae)天南星属(Arisaema)多年生草本植物，以干燥块茎入药[1]，其提取物具有治疗蛇虫咬伤、痈肿[2]、杀螺[3]、杀虫、抗癌[4]等多种功效，是重要的解毒中药，临床常用于散结消肿、祛风止痉、燥湿化痰，主要分布于贵州、四川、陕西、甘肃、河南等地。随着该植物药用价值的不断发掘，市场需求量不断增长，种植面积逐年增加，因此保护及合理开发一把伞南星资源日益重要[5]。

表1 各药剂处理浓度及时间

由于一把伞南星内种皮坚硬、外种皮有柔软膜质层，且内部结构比较紧密，导致其不易吸水，不经处理的种子播种后30 d左右才能出苗，且种子繁殖率低，出苗不整齐，苗期较长。为了解决这一情况，本试验从消除萌发抑制物和打破种皮障碍的角度出发，用过氧化氢、GA3、高锰酸钾、甲醛、硫酸、多菌灵等6种化学药剂处理一把伞南星种子，探讨这6种药剂对种子发芽特性的影响，旨在找到能高效地促进一把伞南星种子萌发的化学方法，从而提高一把伞南星的播种品质，为其种苗繁育以及优良种质资源的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料：一把伞南星种子由贵州省威宁万元恒开发有限公司提供，种子百粒重为2.145 7 g。

试验药剂：GA3购买于麦克林生化科技有限公司，高锰酸钾购买于天津市风船化学试剂科技有限公司，过氧化氢、多菌灵购买于天津市致远化学药剂有限公司，甲醛、硫酸，购买于阿拉丁生化科技有限公司。

1.2 试验方法

种子预处理：用配制好的各种浓度的化学药剂和清水(对照，ck)分别处理一把伞南星种子，记录处理编号及时间，具体处理浓度及时间见表1。

根据《国际种子检测规程》，采用纸质发芽床，置于直径为12 cm的培养皿中，每个培养皿准确放入50粒种子，重复3次，于25 ℃人工气候箱中培养，光暗时间各为12 h，期间保持芽床湿润，以免影响种子发芽。当有种子发芽时开始记录，发芽标准按照国际种子协会(ISTA)规定，有明显的胚根“露白”认定为发芽[6]，每2 d观察记录一次，直至连续4 d无新增发芽种子，每个处理随机挑选10株测量根长、芽长、芽粗，并统计发芽率、发芽指数、发芽势。

发芽率(%)=(发芽种子粒数/种子总粒数)×100%；

发芽势(%)=(30 d发芽粒数/种子总粒数)×100%；

发芽指数=∑(对应发芽时间的发芽粒数/发芽时间)。

1.2.1赤霉素溶液处理

随机抽取6份种子，每份50粒，用纱布包裹好后分别置于0、25 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、400 mg·L-1的GA3溶液中浸泡24 h，然后用纯净水清洗5次。将处理好的种子均匀的摆放于发芽器皿中，设置3次重复。

1.2.2硫酸溶液处理

硫酸浓度为0、10%、20%、30%、40%、50%，采用98%(比重1.84)的分析纯硫酸配制而成。随机抽取6份种子，每份50粒，用纱布包裹好后分别置于配制好的硫酸溶液中浸泡15 min，然后用纯净水清洗至冲洗液不显酸性为止，而后将处理好的种子均匀的摆放于发芽器皿中，设置3次重复。

1.2.3甲醛溶液处理

随机抽取6份种子，每份50粒，用纱布包裹好后分别置于浓度为0、10%、20%、30%、40%、50%的甲醛溶液中浸泡5 min，期间用玻璃棒不断搅拌，然后用纯净水清洗5次。将处理好的种子均匀的摆放于发芽器皿中，设置3次重复。

1.2.4过氧化氢溶液处理

随机抽取6份种子，每份50粒，用纱布包裹好后分别置于浓度为0、0.5%、1%、2%、4%、6%的过氧化氢溶液中浸泡20 min，然后用纯净水清洗至冲洗液不显碱性为止，将处理好的种子均匀的摆放于发芽器皿中，设置3次重复。

1.2.5多菌灵溶液处理

随机抽取6份种子，每份50粒，用纱布包裹好后分别置于0、100倍、200倍、300倍、400倍、500倍的多菌灵溶液中浸泡2 h，然后用纯净水清洗5次，将处理好的种子均匀地摆放于发芽器皿中，设置3次重复。

表2 GA3对一把伞南星种子萌发的影响

表3 硫酸对一把伞南星种子萌发的影响

1.2.6高锰酸钾溶液处理

随机抽取6份种子，每份50粒，用纱布包裹好后分别置于浓度为0、0.1%、0.2%、0.4%、0.8%、1.6%的高锰酸钾溶液中浸泡20 min，然后用纯净水清洗5次，将处理好的种子均匀地摆放于发芽器皿中，设置3次重复。

1.3 数据处理

利用Excel 2007软件及IBM SPSS Statistics 20软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 GA3对一把伞南星种子萌发的影响

采用不同质量浓度的GA3溶液浸泡一把伞南星种子，定期记录种子发芽情况，具体统计结果见表2。由表2可知，25～200 mg·L-1的GA3浸种24 h能促进一把伞南星种子萌发，随着GA3的浓度增加，种子发芽率、发芽势、发芽指数、种子根长、芽长、芽粗均呈先增加后降低的趋势，且在GA3浓度为100 mg·L-1时种子发芽率、发芽势、发芽指数、芽粗达到最大值，此时发芽率为(76.00±2.20)%，高于对照22.53%，发芽势为(70.00±2.45)%，高于对照23.07%，发芽指数为(7.16±1.68)%，高于对照1.6%，芽粗为(1.71±0.03)mm，除发芽指数外均与对照差异极显著(p<0.01)。GA3浓度为200 mg·L-1时，种子根长最长，为(29.76±6.04)mm，与对照差异显著(p<0.05)；芽长最长，为(89.46±4.18)mm，与对照差异极显著(p<0.001)。

但是，当用400 mg·L-1GA3预处理时，发现种子最终发芽率、发芽势均低于对照，分别低于对照1.54%、1.93%，说明高浓度的GA3对一把伞南星种子发芽有抑制作用。

2.2 硫酸对一把伞南星种子萌发的影响

根据表3可以看出，低浓度的硫酸溶液浸泡15 min能促进一把伞南星种子萌发。硫酸浓度为0～50%时，随着硫酸溶液浓度的增加，一把伞南星种子的发芽率、发芽势、发芽指数、芽粗均呈先增加后降低的趋势，浓度为10%时达到最大值，此时种子发芽率为(70.00±2.45)%，高于对照23.6%，与对照差异极显著；发芽势为(64.27±5.37)%，极显著高于对照(超出19.97%)；发芽指数为(9.68±0.52)%，高于对照4.23%，差异极显著；芽粗为(2.04±0.18)mm。种子根长、芽长则持续降低，即随着硫酸浓度的增加，根长、芽长越短。当浓度为50%时，发芽率、发芽势均低于对照，但差异不显著。

2.3 甲醛对一把伞南星种子萌发的影响

用不同浓度的甲醛溶液浸泡一把伞南星种子，时长为5 min，具体统计情况见表4。根据表4可以看出，甲醛能促进一把伞南星种子萌发，随着甲醛的浓度增加，一把伞南星种子的发芽率、发芽势、发芽指数、芽长、芽粗、根长均呈先增加后降低趋势，其中浓度为5%时发芽率、发芽势、发芽指数、芽粗均为最大，分别为(86.40±1.13)%、(75.07±2.07)%、(7.40±1.15)%、(2.32±0.15)mm，与对照差异均为极显著。种子根长在甲醛浓度为20%时达到最大值(24.42±0.75)mm，芽长在甲醛浓度为30%时达到最大值(63.46±2.29 mm)，且极显著高于对照(p<0.001)。当甲醛浓度≥30%时，种子发芽势低于对照，甲醛浓度为40%时显著低于对照(p<0.05)，此时种子发芽率、发芽指数、种子根长、芽粗也低于对照，表明高浓度的甲醛溶液对一把伞南星种子发芽有抑制作用。

表4 甲醛对一把伞南星种子萌发的影响

表5 过氧化氢对一把伞南星种子萌发的影响

2.4 过氧化氢对一把伞南星种子萌发的影响

用不同浓度的过氧化氢溶液浸种20 min，其种子发芽情况见表5。由表5可以看出，过氧化氢能促进一把伞南星种子萌发。在0～6%浓度范围内，随着过氧化氢浓度的增加，种子的发芽率、发芽势、发芽指数、种子根长、芽长均呈先增加后降低趋势，其中浓度为4%时发芽率、根长、芽长达到最大值，分别为(78.40±1.13)%、(22.36±1.71)mm、(69.82±3.20)mm，其中发芽率、芽长与对照差异极显著(p<0.001)，根长与对照无显著性差异；浓度为2%时，种子发芽势最大，为(69.43±0.97)%，与对照差异极显著(p<0.001)；浓度为0.5%时，发芽指数最大，为(6.31±0.85)%，与对照无显著性差异。芽粗随着过氧化氢浓度的增加逐渐增大。

2.5 多菌灵对一把伞南星种子萌发的影响

多菌灵对一把伞南星种子萌发情况的统计结果见表6。由表6可以看出，多菌灵能促进一把伞南星种子萌发，在0～500倍液浓度范围内，随着多菌灵浓度的增加，种子的发芽率、发芽势、发芽指数、根长、芽长、芽粗均呈先增加后降低趋势，其中浓度为200倍时发芽率、发芽势、发芽指数、根长达到最大值，分别为(86.79±2.73)%、(80.40±2.67)%、(9.83±1.21)%、(28.32±2.45)mm，且与对照差异极显著；使用100倍液浸泡的种子芽长、芽粗最大，分别为(56.59±1.65)mm、(1.93±0.03)mm，其中芽粗极显著高于对照(p<0.01)。使用多菌灵溶液浸泡一把伞南星种子，在100～500倍液范围内，浸泡的种子发芽率、发芽势、发芽指数、根长、芽粗均高于对照组，说明多菌灵溶液浸种有较好的萌发效果。

2.6 高锰酸钾对一把伞南星种子萌发的影响

高锰酸钾溶液浸种20 min对一把伞南星种子萌发情况的统计结果见表7。由表7可以看出，高锰酸钾溶液能促进一把伞南星种子萌发，在0～1.6%浓度范围内，随着高锰酸钾溶液浓度的增加，种子的发芽率、发芽势、发芽指数、根长均呈先增加后降低趋势，浓度为0.2%时发芽率、发芽势、发芽指数、根长达到最大值，分别为(77.68±1.62)%、(72.53±2.05)%、(7.04±0.94)%、(29.15±3.51)mm，其中发芽率、发芽势极显著高于对照(p<0.001)，根长显著高于对照(p<0.05)；芽长随着高锰酸钾溶液浓度的增大逐渐增大，芽粗则逐渐减小。使用高锰酸钾溶液浸种，种子的发芽率、发芽势、根长、芽长均高于对照，暗示高锰酸钾对一把伞南星种子萌发有一定的促进作用。

表6 多菌灵对一把伞南星种子萌发的影响

表7 高锰酸钾对一把伞南星种子萌发的影响

3 结论与讨论

研究表明，化学试剂处理可以改变种子内部的代谢机制，播种前采用适宜的药剂浸泡种子能有效促进种子萌发[7-10]。本研究发现，用不同化学药剂及不同浓度浸泡一把伞南星种子，对种子萌发特性影响很大；试验所使用的6种化学药剂，用其适宜浓度对种子进行浸种处理对一把伞南星种子的打破休眠、提高萌发都具有促进作用。但是不同药剂、不同浓度对一把伞南星种子萌发作用力却不同。

GA3是一种高效、广谱的植物生长调节剂，它可刺激细胞分裂和伸长，是种子萌发必需的发芽促进物[11]，在种子萌发过程中，能提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性从而降低种子膜脂过氧化程度，增强种子活力，促进种子萌发[12]。试验结果表明，不同浓度的GA3处一把伞南星种子，发芽率、发芽势在一定浓度及浸泡时间内较对照均有所提高，100 mg·L-1GA3溶液浸种24 h时有利于一把伞南种子萌发，此时发芽率、发芽势、发芽指数最大，分别为(76.00±2.20)%、(70.00±2.45)%、(7.16±1.68)%。与其他化学药剂相比GA3处理种子的发芽率不是最高的，但处理后发芽的种子根长、芽长均为最大，分别为(29.76±6.04)mm、(89.46±4.18)mm，并且种子出苗整齐，幼苗比较茁壮。表明GA3不仅打破种子休眠、促进种子快速萌发，提高种子发芽率，而且能促进幼嫩细胞伸长生长。GA3之所以有这样显著的作用，可能是因为赤霉素浸种后能增加体内赤霉素含量，提早调节抑制剂和促进剂的比例平衡，强化萌发[13]。

硫酸具有极强的腐蚀性，通过浓硫酸浸泡种子可以消除种皮障碍，增强透性，提高萌发率。本研究发现用10%的硫酸溶液浸泡15 min，一把伞南星种子的发芽率、发芽势、发芽指数达到最大值，分别为(70.00±2.45)%、(64.27±5.37)%、(9.68±0.52)%。但高浓度的硫酸溶液由于腐蚀性过强，浸种会造成种胚损害，种子霉烂，不利于种子萌发。

低浓度的甲醛溶液能溶解菌体类脂，使菌体蛋白质变性凝固，杀灭物体表面的细菌繁殖体、病毒和芽孢，浸种后可杀死病原微生物。本研究发现，5%的甲醛溶液浸种5 min，能有效提高一把伞南星种子的发芽率、发芽势以及发芽指数。

过氧化氢作为一种强氧化剂，浸种可轻度腐蚀种皮，增强其通气透水性。同时过氧化氢还能提供较多的氧，使水和氧能顺利透过种皮到达种胚，从而打破种子休眠，促进磷酸戊糖途径，刺激种子萌发[14]。一把伞南星种子在4%的过氧化氢溶液中浸泡20 min后发芽率最大，为(78.40±1.13)%，高于对照25.6%；浓度为2%时，种子发芽势最大，为(69.43±0.97)%；浓度为0.5%时，发芽指数最大，为(6.31±0.85)%。

高锰酸钾是生产中常用的消毒剂，一定浓度的高锰酸钾溶液浸种后能消除种子携带的病毒，促使种子迅速发芽，提高整齐度。本试验发现，用0.2%的高锰酸钾溶液浸泡20 min，种子发芽率、发芽势、发芽指数达到最大值，分别为(77.68±1.62)%、(72.53±2.05)%、(7.04±0.94)%；使用高锰酸钾溶液浸种，种子的发芽率、发芽势、根长、芽长均高于对照，表明高锰酸钾对一把伞南星种子萌发有一定的促进作用。高锰酸钾在一定浓度范围内能提高一把伞南星种子的发芽率，其原因可能是高锰酸钾作为强氧化剂可以促进内部萌发抑制物质的降解及排出以及氧气的进入，加速种子内外物质的交换和循环[15]，进而促进种子萌发，提高种子发芽率。本研究发现，用200倍的多菌灵溶液浸泡2 h有利于提高一把伞南星种子发芽率及发芽势，且萌发效果良好，幼苗生长整齐、茁壮，其原因可能是多菌灵浸种杀死了附着在种子上的各种微生物，进而防止种子霉变腐烂，促进种子的发育生长。

综合考虑各处理种子的萌发性状，发现200倍的多菌灵溶液浸泡2 h显著提高了一把伞南星种子的发芽率，其效果优于其余药剂浸种，其次为100 mg·L-1GA3溶液浸种24 h。因此，可在生产中使用多菌灵及GA3药剂处理种子。通过以上方法，不仅能缩短种子发芽时间，也可提高种子发芽率，最重要的是可提高种子发芽整齐度，有利于解决自然条件下一把伞南星种子繁殖系数过低的问题，在生产上有较大的应用前景。本试验仅初步研究了药剂浸种后一把伞南星种子的发芽率、发芽势、发芽指数等性状，还需进一步研究药剂浸种对种子萌发过程中膜透性及相关酶活性的影响。