赤芍种子休眠解除方法的优化

2022-04-07穆赢通张晓明樊东昌吕丽娟李晓杰王俊杰

耕作与栽培 2022年1期

穆赢通，张晓明，樊东昌，吕丽娟，李晓杰，王俊杰

(内蒙古农业大学草原与资源环境学院，呼和浩特 010019)

赤芍为毛茛科植物芍药(PaeonialactifloraPalL)或川赤芍(PaeoniaveitchiiLynch)的干燥根。苦，微寒,归肝经。赤芍是著名野生地道中药材，有清热凉血，散瘀止痛的功效[1]，应用历史悠久，用量较大、用途广泛且需求较为刚性，每年都有较大数量的出口。赤芍繁殖方式分为无性繁殖和种子繁殖。无性繁殖以分根繁殖为主，但3～5年才可分株一次[2]，虽可以保持母本的优良性状，但繁殖系数低，种子繁殖一方面是获得新品种的主要手段，一方面又是无性繁殖的基础。赤芍种子具有上下胚轴双休眠的特性，从播种到出苗需要7～8个月，给赤芍的种子繁殖造成了极大的困扰[3]。赤芍出苗需要经过两个阶段，首先需要解除下胚轴的休眠，然后待根长到一定的长度再解除上胚轴的休眠。

李秀珍等[4]、杨洋[5]、孙晓梅等[6-7]、董召阳[8]都采用了先化学试剂浸泡再沙藏的综合处理方法来解除下胚轴的休眠，但对沙藏的环境(温度和湿度)没有经过深入研究。在解除芍药种子上胚轴休眠的过程中孙晓梅[6]、谢军[9]发现，芍药种子根长大于3 cm时上胚轴休眠更易被打破。但袁燕波等[10]研究发现，芍药种子根长小于3 cm时上胚轴休眠更易打破。因此本实验旨在探讨沙藏环境、种子大小、化学试剂浸泡对解除赤芍种子下胚轴休眠的影响，在上胚轴休眠解除实验中，研究主根长度、赤霉素浸泡时间对上胚轴休眠解除的影响，以期为赤芍种子休眠解除方法和机理的研究提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试的赤芍种子为2018年6月在呼伦贝尔采集的野生种子，千粒重120.03 g，含水量12.3%。

1.2 实验方法

1.2.1相关指标测试

种子重的测定采用百粒法，种子含水量的测定采用重量法；种子生根率测定参考李秀珍等[4]的方法。

1.2.2催根实验

实验剔除在水中漂浮的种子，然后选取10种处理方法(见表1)来进行催根实验，实验所用沙子均高温杀菌。

表1 不同处理方法

在上述实验的基础上，设置两个因素沙藏水分和种子大小。沙藏水分为10.5%、16.5%、20.5%，按重量把种子分为大(0.117～0.165 g)、中(0.067～0.116 g)、小(0.020～0.066 g)三个等级。沙藏温度为20 ℃。30 d后统计生根率。根长达到种子的一半(约0.4 cm)视为出根，统计根长4～5 cm种子所占比例。

1.2.3出苗实验

催根采取双因素实验。根长(0.4～1 cm、1～4 cm、4～5 cm)。赤霉素浓度为300 mg/L。赤霉素浸泡时间(6 h、12 h、24 h、48 h)一共24个处理。每个处理3个重复,每个重复30粒种子。种植在花盆中，土为花卉营养土，置于室温下，统计出苗种子数。

1.2.4数据处理

数据处理采用SAS 9.0、DPS 7.5软件进行分析，表格处理采用Word 2016软件。

2 结果与分析

2.1 不同处理对赤芍种子生根的影响

赤霉素在种子发育过程中起到重要的作用，浓硫酸具有腐蚀性可以腐化种皮。对10个处理赤芍种子出苗率进行方差分析，结果(表2)表明，沙藏前对赤芍种子进行赤霉素和60%硫酸处理可以提高赤芍种子生根率，缩短赤芍种子生根时间。此外，赤芍种子下胚轴的生长对温度十分敏感。5 ℃和10 ℃低温沙藏均不能解除赤芍种子的下胚轴休眠。15 ℃、20 ℃、25 ℃的暖温沙藏可以解决赤芍种子的下胚轴休眠。20 ℃为赤芍种子下胚轴休眠解除的最适温度。在20 ℃沙藏下赤芍种子的发芽率最高(72.45%)，且生根最快(为15 d)。

表2 不同处理的生根效果

2.2 沙藏水分和种子大小对赤芍种子生根的影响

沙子的含水量会影响赤芍种子的呼吸，种子自身的大小可以从侧面反映种子的营养物质含量和成熟度。不同大小的赤芍种子均在沙子含水量为16.5%的情况下发芽率最高。赤芍种子重量低于0.067 g(小种子)时，发芽率显著下降。在沙子含水量为20%时大种子的发芽率低于中种子，其余含水量下，大种子发芽率最高(表3)。

表3 不同沙藏湿度和种子大小对芍药种子生根的影响

2.3 沙藏湿度和种子大小对赤芍种子根长的影响

30 d后观察发现赤芍种子根最长可达5 cm，对不同处理下胚根为4～5 cm的种子进行统计，发现在沙子含水量为16.5%的情况下，无论种子大小，胚根长为4～5 cm的种子所占比例最大。当赤芍种子重量低于0.067 g(小种子)时，胚根为4～5 cm的种子所占比例会显著下降。沙子含水量为20%的条件下没有4～5 cm根长的种子(表4)。

表4 不同沙藏湿度和种子大小对芍药种子根长的影响

2.4 根长及赤霉素浸泡时间对出苗的影响

在根长为4～5 cm时用300 mg/L的赤霉素溶液浸泡12 h出苗率最好，为100%。在根长为0.4～1 cm时用赤霉素浸泡效果不明显。在根长相同的情况下，随着浸泡时间的加长出苗率先增高后降低，12 h为最好。赤霉素长时间浸泡根会对根造成伤害，此外在根长为1～4 cm时不同浸泡时间的出苗率差异不大(表5)。

表5 不同根长和赤霉素浸泡时间对芍药种子出苗的影响

3 讨论

在赤芍种子下胚轴休眠解除实验中，发现赤芍种子下胚轴的生长对温度十分敏感。低温不能解除下胚轴的休眠，暖温才能解除下胚轴的休眠。这与杨洋[5]、谢军[9]研究结果一致。沙藏前对赤芍种子进行赤霉素、浓硫酸浸种，能提高赤芍种子的发芽率，缩短发芽时间，这与孙晓梅等[6]研究结果一致。此外种子大小和沙子含水量也会影响赤芍种子下胚轴休眠的解除。在赤芍种子上胚轴休眠解除实验中，发现随着根的增长用赤霉素浸泡效果越来越好，根长大于4 cm时用赤霉素处理效果最好，这与孙晓梅等[6]、谢军[9]的研究结果一致，与袁燕波等[10]研究结果相反。赤霉素长时间浸泡根会对根造成伤害，浸泡12 h最合适。种子大小影响下胚轴生长的内在机制，以及胚根长度影响上胚轴的机制还需进一步研究。