顶苗新对苜蓿和水飞蓟种子发芽及幼苗生长的效应分析

房永雨,姜 超,,* ,张 凯,李佳悦,武海明,齐桂强,丁海君,李景伟,潘文喧

(1.内蒙古自治区农牧业科学院, 呼和浩特 010031;2.呼伦贝尔学院, 海拉尔 021008;3.呼伦贝尔农垦特泥河农牧场有限公司, 特泥河 021008)

种子处理剂对保护作物生长、防治病害虫效果显著,且其用药少、效果高、对人畜和环境影响小、持续期长,无论从经济上、健康上、药效上都为种植者带来极大的利益[1,2],是减少农药使用量提高农药利用率的有效方式。戎聪敏等[3]得出,正确的种子处理可以清除种子自身的病菌,提高本身的种子出苗率,有助于幼苗的生长,可以让出苗变得快和整齐,加强幼苗在恶劣环境条件中的抵抗能力,增加幼苗的成活率,提高幼苗自身质量。唐秀丽等[4]研究表明,种子播前消毒处理可促进种苗生长发育,提高作物品质和产量,降低病虫害,对防止种传或土传病害的发生和传播也具有重要作用。伍振毅等[2]研究表明,种子处理可以为增加农业生产中的效益,起到保护环境的作用,有利于植株良好生长,可以预防一些病虫害,保护作物。海斯琴等[5]认为对种子进行适当的处理,其实是对种子的新陈代谢活动进行干预,使种子朝着理想的状态进行生长发育,从而提高作物的产量。张利艳等[6]认为种子处理剂在生物学方面主要是防治病虫害、增加抗逆性和种子活力、提高作物产量等作用。遇璐等[7]发现,种子处理剂是一种从萌发期开始的保护手段,对作物稳产、增产具有一定效果,种植者也可以从中获得巨大的利益和较高的收益。

俄罗斯杂花苜蓿(Medicagosativasubsp.varia),是由俄罗斯引进的栽培牧草,属于多年生豆科牧草,具有耐寒、返青早等特点。贾淑杰等[8]研究表明俄罗斯杂花苜蓿抗旱、适应能力好、越冬率高、产量高、品质优,特别是有耐寒性能,豆科牧草同时具有固氮、吸碳、节能和减耗的作用[9],其中苜蓿根系具有固氮能力较强的根瘤菌,土壤中保留的苜蓿根茬对后续轮作于该地的作物产量、品质有一定提高[10],利于优化环境和改良贫瘠土壤。沈景林等[11]研究表明,俄罗斯杂花苜蓿在北方农区牧草生长性能、产量、生长势和分蘖枝数都表现良好,推断牧草在北方寒区具有生长潜势,因此内蒙古呼伦贝尔地区的气候条件等方面适合该苜蓿大面积推广和种植[12]。

水飞蓟(Silybummarianam(L.)Gaertn.)属于1年生或2年生草本植物,可以起到清热解毒的效果。陈晶等[13]研究表明,水飞蓟抗寒、抗旱适应性强,对土壤、水分要求不高,沙滩地、盐碱地均可种植,还具有较高的药用价值和经济价值,未来前景非常好,对种植者实现小康生活及地方经济发展意义非凡。药物残留对水飞蓟生长影响较大,前茬施用过残效期较长的农药如绿磺隆、虎威、普施特等除草剂的地块,不宜种植水飞蓟[14]。

为此选用一种全新的由美国科聚亚公司研制的种子处理杀菌剂——顶苗新进行本试验,顶苗新为4.23%微乳剂,含有有效成分种菌唑和甲霜灵[15]。本试验通过采用不同浓度的种子处理剂顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿和水飞蓟进行处理,测定2种牧草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、幼苗株高等指标,以期筛选出种子处理剂顶苗新对2种牧草种子发芽和幼苗生长的效益分析的最优浓度范围,为俄罗斯杂花苜蓿和水飞蓟的大田种植奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验材料为俄罗斯杂花苜蓿种子和水飞蓟种子,种子处理剂为顶苗新,均由内蒙古农牧业科学院草原研究所提供。

1.2 试验方法

试验于2022年8月在中国科学院生态草牧业工程实验室鄂温克族自治旗试验站进行。2种牧草种子各设置5个顶苗新浓度处理,3次重复,每个重复种子数量统一为100 粒且籽粒饱满,将在室外进行盆栽,选取性质相同的土壤,选用16.00 cm口径花盆,播种深度均为3 cm。顶苗新处理梯度分别为:0.50 mL/kg、1.00 mL/kg、1.50 mL/kg、2.00 mL/kg、0 mL/kg(CK)、分别表示为A、B、C、D、CK(如表1)。将种子浸入被稀释的顶苗新处理剂中,浸种相同时间后将种子均匀播种,播种完成后覆土,覆土高度保持一致,种植完成。每24 h统计种子发芽数。连续记录14 d后,计算发芽率、发芽势和发芽指数[16]。每个重复随机选取3株进行株高测定。

表1 种子处理剂顶苗新处理编号及浓度

1.3 测定方法

发芽率=(发芽总数/供试种子总数)×100 %;

发芽势=(14 d内发芽数/供试种子总数)×100 %;

发芽指数=∑(Gt/Dt),其中Gt为第t d的发芽数,Dt为相应的发芽天数[17]。

1.4 数据统计与分析

用SPSS12.0软件进行方差分析处理,用Excel 2016对数据进行整理和制作柱状图。

2 结果与分析

2.1 种子处理剂顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响

不同浓度顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿种子的发芽率和发芽势的影响如图所示。结果表明,不同质量浓度种子处理剂顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿种子的发芽率都有促进作用(如图1),顶苗新浓度为0.05 mL/kg,发芽率最高,为39%,显著高于对照及其它处理,顶苗新浓度为1.00 mL/kg、1.50 mL/kg、2.00 mL/kg时,发芽率显著高于对照,分别为26%、31%和29%。不同浓度的顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿种子的发芽势影响不同(如图2),在顶苗新浓度为1.00 mL/kg时,苜蓿种子发芽势显著高于对照及其它处理,浓度为1.50 mL/kg时的发芽势与未处理的苜蓿种子差异不显著,浓度为0.50 mL/kg和2.00 mL/kg时的苜蓿种子发芽势显著低于未处理的苜蓿种子。4个不同浓度顶苗新处理下的苜蓿种子发芽指数变化不同(如图3),浓度为0.50 mL/kg,发芽指数最高为2.78,显著高于其它处理及对照,浓度为1.00 mL/kg、1.50 mL/kg、2.00 mL/kg时,苜蓿发芽指数显著高于对照,3个处理间差异不显著。

注:不同小写字母表示苜蓿种子在不同浓度顶苗新下差异显著(P<0.05)。下同图1 种子处理剂顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿种子发芽率的影响

图2 种子处理剂顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿种子发芽势的影响

图3 种子处理剂顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿种子发芽指数的影响

2.2 顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿幼苗株高的影响

不同浓度顶苗新处理对俄罗斯杂花苜蓿种子株高的影响(如图4)所示。结果表明,A、B、C这3个处理下的俄罗斯杂花苜蓿种子的幼苗株高分别为2.50 cm、2.23 cm、2.23 cm,与对照株高(2.83 cm)相比略有降低,但差异不显著;D浓度下幼苗株高为1.93 cm,显著低于对照。

图4 种子处理剂顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿种子株高的影响

2.3 种子处理剂顶苗新对水飞蓟种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响

不同浓度顶苗新对水飞蓟种子的发芽率和发芽势的影响结果,可以看出,不同浓度的顶苗新处理对水飞蓟种子的发芽率都表现出不同程度的促进作用(如图5),且差异显著。顶苗新浓度为2.00 mL/kg时水飞蓟种子发芽率最高,为79%。在顶苗新浓度为1.00 mL/kg和1.50 mL/kg时的水飞蓟种子发芽势显著高于未处理的水飞蓟种子(如图6),浓度为0.50 mL/kg时发芽率为69%,浓度为1.50 mL/kg时发芽率为65%,浓度为1.00 mL/kg时,发芽率为55%。不同浓度的顶苗新处理对水飞蓟种子的发芽势影响不同,在顶苗新浓度为1.50 mL/kg和1.00 mL/kg时,水飞蓟种子发芽势显著高于对照处理,分别浓度为15%和10%,在顶苗新浓度为0.50 mL/kg和2.00 mL/kg时的水飞蓟种子发芽势显著低于未处理的水飞蓟种子。不同质量浓度的顶苗新处理的水飞蓟种子发芽指数均大于未处理的水飞蓟种子(如图7),且差异显著,发芽指数由高到低分别为D处理(3.31)、C处理(3.25)、A处理(2.86)、B处理(2.56)。

图5 种子处理剂顶苗新对水飞蓟种子发芽率的影响

图6 种子处理剂顶苗新对水飞蓟种子发芽势的影响

图7 种子处理剂顶苗新对水飞蓟种子发芽指数的影响

2.4 顶苗新对水飞蓟幼苗株高的影响

不同浓度顶苗新对水飞蓟种子幼苗株高的影响结果(图8),可以看出,对照CK的株高为4.06 cm,A、C、D浓度下水飞蓟种子的幼苗株高分别为3.66 cm、3.96 cm、3.90 cm,略低于对照但差异不显著,B浓度下幼苗株高最低为3.16 cm,低于CK,差异显著。

图8 种子处理剂顶苗新对水飞蓟幼苗株高的影响

3 讨论

曾彦军等[18]得出,种子萌发是植物生长过程中的关键一步,它对于对品质差的作物的种群恢复起到重要作用。种子的发芽势和发芽率属于判断其生活力的指标,在本试验中种子发芽势高,则表示种子活力强,种子处理剂发挥作用,增产潜力大。有研究表明,不同种种子处理剂对同一作物影响不同[19],同种种子处理剂对不同作物影响存在差异[20]。顶苗新对苜蓿种子株高产生影响差异和水飞蓟种子相比较大,处理剂顶苗新对苜蓿和水飞蓟的株高影响趋势不同。

种子处理剂拌种对种子出苗率和存苗率存在一定的抑制作用,一定范围内增加用量则会促进种子出苗,提高出苗率和存苗率[21]。袁明等[22]表明,种子浸种剂促进作物生长效果明显,使用后的秧苗生长旺盛,根系发达,幼苗粗壮,抗逆性强,其它的浸种剂都有一定促进作物生长的作用,浸种处理可有效提高种子活力[23]。本试验不同种子处理剂浓度对2种牧草种子均可提高种子发芽率,基本确定最适浓度所在区间,只需进一步缩小范围即可确定最适浓度。但在2种牧草种子的发芽势上同时出现了促进作用和抑制作用,作用程度也略不相同,试验说明种子处理剂对种子发芽势影响较大。

寇江涛等[24]指出种子的发芽指数是判断种子活力的数据,数据增加说明它的活力在增强,幼苗越好,发芽的时间越短,证明自然状态下的种子可以短时间内出苗。高宇等[25]研究表明,适宜浓度的种子处理剂可促进增加作物产量,同时还能有效提高作物品质和营养成分,可在种子萌发期和幼苗期发挥有效作用。本试验表明顶苗新对2种牧草种子处理后都是发芽指数有不同程度的增加,苜蓿种子的发芽指数最大可达到对照的1.4倍,水飞蓟种子的发芽指数最大可达到对照的1.5倍,说明适宜浓度的种子处理剂对作物的部分农艺性状是有效的。

4 结论

第一,俄罗斯杂花苜蓿种子和水飞蓟种子的发芽率和发芽指数都可以通过顶苗新处理来提高。顶苗新浓度在0.50 mL/kg时对俄罗斯杂花苜蓿种子发芽率和发芽指数影响最显著,顶苗新浓度在2.00 mL/kg时对水飞蓟种子发芽率和发芽指数影响最显著。

第二,种子处理剂顶苗新在不同浓度下对2种牧草种子的发芽势产生不同程度的促进或抑制作用。顶苗新浓度在1.00 mL/kg时对俄罗斯杂花苜蓿种子发芽势促进作用最显著,浓度为1.50 mL/kg时对水飞蓟种子发芽势促进作用最显著。

第三,种子处理剂顶苗新对俄罗斯杂花苜蓿种子和水飞蓟种子的株高生长均有不同程度的抑制作用,浓度为2.00 mL/kg时对俄罗斯杂花苜蓿抑制作用显著。浓度为0.50 mL/kg时对水飞蓟幼苗株高抑制作用显著。