浸种处理对圆叶决明种子萌发的影响

罗旭辉，詹 杰，陈瑞金，陈永怀，黄榕辉，应朝阳

(1.福建省农业科学院农业生态研究所 福建省山地草业工程技术研究中心，福建 福州 350013；2.福建农林大学生命科学学院，福建 福州 350002；3.福建农林大学作物学院，福建 福州350002；4.宁德市农业局土肥站，福建 宁德 352100)

圆叶决明(Chamaecristarotundifolia)系豆科决明属热带牧草，喜高温，耐旱、耐瘠、耐酸，主要种植于澳大利亚年降水量700～1 200 mm的亚热带地区，国内在湘南、粤北、福建等地也有引进种植[1]。一些品种如威恩圆叶决明[2]、闽引圆叶决明[3]等不仅作为草食畜禽的优质饲草，还是果茶园套种的良好绿肥、侵蚀山地生态恢复的先锋草种和食用菌栽培材料[1,3]。圆叶决明在亚热带红壤区具良好的应用前景，但种子产量低、建植慢、适口性一般等缺陷制约着圆叶决明的推广应用[4-5]，其中导致建植慢的主要原因是种子存在硬实[6]。种子硬实引的起种子出苗慢、苗期长，加上苗期杂草没有及时防除，常常导致圆叶决明建植失败，同时种子硬实也给制种单位生产的种子质量评价造成一定困难。因此，种子硬实破除方法已成为圆叶决明栽培及种子生产的关键技术。硬实是豆科植物种子的一种常见现象，前人研究表明[7-8]，应用磨擦种皮、热水烫种、酸液浸种、碱液浸种等均可不同程度地破除种子硬实，但不同植物种适宜于不同的种子处理方法。本研究应用热水和硫酸浸种处理，观测圆叶决明的种子萌发情况，旨在为圆叶决明种子硬实破除方法选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1供试品种 供试品种为闽引圆叶决明、闽引2号圆叶决明，其中闽引圆叶决明2005年通过全国牧草品种审定委员会审定[3]，登记为引进品种，原编号CPI86134，种子来自福建省农业科学院农业生态研究所福农草业服务部，收获时期为2008年10-11月；闽引2号圆叶决明2011年通过全国牧草品种审定委员会审定，登记为引进品种，原编号ATF3248，种子由福建省农业科学院农业生态研究所北峰制种基地(26°09′33.5″ N，119°23′11.5″ E，海拔578 m)提供，收获时期为2008年10月。供试种子均置于冷库中保存，温度8～10 ℃，湿度≤50%。2009年5-6月在福建省农科院农业生态研究所内开展试验。

1.2试验设计

1.2.1热水浸种处理发芽试验 以未浸种为对照，设70、80、90和100 ℃为初始温度的热水浸种3 min，100 ℃为初始温度的热水分别浸种3、15和30 min，每处理3次重复(表1)。试验前将种子用1%高锰酸钾溶液浸泡10 min灭菌，迅速用滤纸吸去多余水分。浸种时，将种子放置在装水或溶液的烧杯中(室温条件)，种子经浸种处理后迅速用流水冲洗1 min，然后进行发芽试验。发芽试验采用纸上法，每个培养皿放100粒，3次重复，置25 ℃培养箱中，逐日统计发芽种子数，末次计数为15 d，发芽以种子露白为标准。

1.2.2浓硫酸浸种处理发芽试验 以未浸种为对照，用10%、30%、50%、70%、80%和98%硫酸溶液分别浸种1 min，98%硫酸溶液浸种1、5、10、15和20 min(表1)。试验前处理与发芽方法同1.2.1。

表1 浸种处理代号与方法

1.3观测项目

发芽指数(GI)=∑(Gt/Dt)。

式中，Gt为第t天发芽数，Dt为相应的发芽天数。

1.4数据统计分析 所有数据均采用Excel 整理，用SPSS 11.5软件分析显著性差异，除明确说明外，所有结果数据均以3次重复的平均数表示。

2 结果与分析

2.1 热水浸种对圆叶决明种子萌发的影响

2.1.1 不同浸种水温下圆叶决明种子发芽指标变化 未浸种条件下，闽引圆叶决明、闽引2号圆叶决明的种子硬实率分别为56.3%和76.0%，发芽率分别为19.3%和4.7%，发芽指数分别为15.4和0.8。以未浸种为对照，分别用初始温度70、80、90、100 ℃的热水浸种闽引圆叶决明、闽引2号圆叶决明3 min，结果表明，随着水温的升高，闽引圆叶决明种子发芽得到一定改善，呈硬实率不断下降，发芽率和发芽指数不断提高的变化趋势。100 ℃热水浸种3 min，闽引圆叶决明种子硬实率为11.7%，较对照下降44.6百分点，差异极显著(P<0.01)(图1)；发芽率为42.7%，较对照提高23.4百分点，差异极显著(P<0.01)(图2)；发芽指数达32.1，较对照提升16.7，差异极显著(P<0.01)(图3)。而闽引2号种子硬实率、发芽指数无显著差异(图1)。

图1 不同热水浸种处理下圆叶决明种子硬实率

图2 不同热水浸种处理下圆叶决明种子发芽率

图3 不同热水浸种处理下圆叶决明种子发芽指数

2.1.2不同热水浸种时间下圆叶决明种子发芽指标变化 初始温度100 ℃的热水浸种闽引圆叶决明、闽引2号圆叶决明3、15、30 min，结果表明，随着浸种时间的延长，闽引圆叶决明种子发芽有所下降。其中种子硬实率呈小幅下降趋势，但差异不显著(P≥0.05)(图1)。100 ℃热水浸种30 min，种子发芽率较100 ℃热水浸种3 min下降8百分点，差异显著(P<0.05)(图2)。就发芽指数而言，随着浸种时间的延长，发芽指数呈下降的趋势：100 ℃热水浸种15 min的发芽指数较100 ℃热水浸种3 min下降6.7，差异显著(P<0.05)；100 ℃热水浸种30 min的发芽指数较100 ℃热水浸种15 min下降1.1，差异不显著(P≥0.05)(图3)。

随着浸种时间的延长，闽引2号圆叶决明种子发芽则有一定改善。100 ℃热水浸种15 min种子硬实率较100 ℃热水浸种3 min下降2百分点，但差异不显著(P≥0.05)(图1)；发芽率较后者提高5.9百分点，差异不显著(P≥0.05)(图2)；发芽指数较后者提高14.9，差异极显著(图3)。100 ℃热水浸种30 min与100 ℃热水浸种15 min相比，闽引2号圆叶决明的种子发芽率、硬实率、发芽指数均相近(图1～图3)。

2.2硫酸浸种对圆叶决明种子萌发的影响

2.2.1不同质量分数硫酸浸种圆叶决明种子种子发芽指标的变化 以未浸种为对照，采用10%、30%、50%、70%、80%、98%的硫酸浸种闽引圆叶决明、闽引2号圆叶决明1 min，结果表明，10%、30%、50%、70%、80%硫酸浸种处理中，除闽引圆叶决明经30%硫酸浸种处理外，其余处理较对照均无显著差异(P≥0.05)。98%硫酸浸种1 min处理闽引圆叶决明和闽引2号圆叶决明的种子硬实率迅速下降至4.3%和14.0%(图4)，发芽率分别提高至65.0%和60.0%(图5)，发芽指数分别提高至41.9和13.9(图6)，上述指标均极显著高于对照(P<0.01)。

2.2.2不同硫酸浸种时间下圆叶决明种子发芽指标变化 98%硫酸浸种闽引圆叶决明、闽引2号圆叶决明15、10、15、20 min，结果表明，随着硫酸浸种时间的延长，2个圆叶决明种子硬实率均不断下降至0(图4)，种子发芽率、发芽指数则呈先升后降的变化趋势，98%硫酸浸种10 min 2个品种的发芽指数均达峰值，分别为58.9和37.0，较98%硫酸浸种1 min分别提高17.0和23.1，差异极显著(P<0.01)(图6)，相应的种子发芽率分别为64.7%和80.0%，其中闽引2号圆叶决明的种子发芽率较98%硫酸浸种1 min提高20百分点，差异极显著(P<0.01)(图5)。

图4 不同硫酸浸种处理下圆叶决明种子硬实率

图5 不同硫酸浸种处理下圆叶决明种子发芽率

图6 不同硫酸浸种处理下圆叶决明种子发芽指数

3 讨论

热水和硫酸浸种处理均可使圆叶决明种子发芽率有所提高。但是不同品种，发芽改善有所差异。本试验的供试品种中，闽引圆叶决明种子硬实率较低，易感染霉菌，经100 ℃热水浸种了3 min和98%硫酸浸种1 min处理，种子发芽率比对照分别增加了23.4和45.4百分点，可满足栽培生产要求，但仍无法满足商品种子质量的要求。黄世洋和罗荣太[6]在有关威恩圆叶决明种子硬实破除方法的研究显示，热水浸种也可明显提高圆叶决明的发芽率。闽引2号圆叶决明种子硬实率较高，热水浸种基本不能破除种子硬实，但是热水浸种可杀灭部分霉菌，种子发芽率有小幅提高，硫酸浸种则能有效破除种子硬实，经98%硫酸浸种10 min处理，种子发芽率可达80.0%，较对照提高了75.3百分点，基本满足种子生产需求。

破除圆叶决明种子硬实的不同方法相比较，黄世洋和罗荣太[6]研究认为，热水浸种优于摩擦种皮等方法。本试验显示硫酸浸种更优于热水浸种，尤其是对硬实程度重的品种。许多学者在野大豆(Glycinesoja)[9]、紫云英(Astragalussinicus)[10]、银合欢(Leucaenaleucocephala)[11]、羽叶决明(Chamaecristanictitans)[12]等豆科牧草的研究中亦发现硫酸浸种的优良效果。虽然经硫酸处理，种子硬实破除效果显著，但操作时需注意时间的掌握，尤其对于种皮较薄的种子，更难以掌握准确时间；另外种子处理后要充分洗净，否则易造成残留酸害；对于感染虫害的种子，可能种子仍有发芽能力，但硫酸易进入伤口损伤种子。对于硬实程度较弱的闽引圆叶决明，硫酸浸种容易损伤非硬实种子的胚芽，表现为浸种时间过长，种子发霉严重。建议将种子先用常温水浸种并筛拣出非硬实种子后，再针对硬实种子应用硫酸浸种处理。

种子硬实现象是植物长期适应其生长环境的结果。圆叶决明品系具有明显喜高温的特点，苗期低温极易导致死苗。种子硬实现象则使其在冬季和早春低温条件下处于休眠状态，待土壤温度回升足够，才开始陆续萌发。较长的萌发期又能保证圆叶决明安全渡过亚热带地区的倒春寒。此外，一般豆科植物喜弱碱性土壤，耐强酸性土壤则是圆叶决明在山地红壤种植表现优良的重要原因。该特点在种子生理表现为成熟、完整的种子具坚硬种皮，在强酸条件下种皮会迅速软化，而胚芽却不受损伤。因此，圆叶决明的种子硬实现象与该植物的生态适应性密切相关。由于圆叶决明品系丰富，原产地也不尽相同[4]，不同圆叶决明品系耐酸性有所差异[13]，本试验也初步发现不同品系的种子硬实程度也有所差异，有关不同圆叶决明品系种子硬实程度及其耐酸性的相互关系还有待进一步研究。

4 小结

本试验表明，常规条件下闽引圆叶决明和闽引2号圆叶决明的种子硬实率分别达56.3%和76.0%，发芽率分别为19.3%和4.7%。就闽引圆叶决明而言，初始温度为100 ℃热水浸种3 min处理种子发芽指数为32.1，高于其他热水浸种处理。该处理条件下种子硬实率可降至11.7%，较对照(未浸种)下降44.6百分点，差异极显著；种子发芽率达42.7%，较对照提升23.4百分点，差异极显著。对闽引2号圆叶决明而言，热水浸种各处理种子硬实率仍高于70%，这与该品种种子硬实程度重有关，但初始温度为100 ℃热水浸种3 min处理可提高发芽率17.3百分点，差异显著。

硫酸浸种试验表明，98%硫酸浸种10 min处理闽引圆叶决明和闽引2号圆叶决明的种子硬实率分别降至1.3%、0。随着浸种时间的延长，发芽指数呈先增后减的单峰曲线变化趋势，且峰值均出现在98%硫酸浸种10 min，此时2个品种圆叶决明种子的发芽指数分别为58.9和37.0，发芽率分别为64.7%和80.0%，较对照分别提升45.4和75.3百分点，差异极显著。

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