反枝苋种子休眠解除方法研究

马小艳, 马 艳, 奚建平, 姜伟丽, 马亚杰, 李希风

(中国农业科学院棉花研究所/农业部棉花遗传改良重点实验室,河南安阳 455000)



反枝苋种子休眠解除方法研究

马小艳, 马 艳, 奚建平, 姜伟丽, 马亚杰, 李希风

(中国农业科学院棉花研究所/农业部棉花遗传改良重点实验室,河南安阳 455000)

研究了光照和黑暗两种条件下氢氧化钠(NaoH)、盐酸(HCl)、赤霉素(GA3)和乙烯利(ETH)处理对反枝苋种子萌发的影响。结果表明，氢氧化钠、盐酸、赤霉素和乙烯利浸泡处理均可以明显提高反枝苋种子的发芽率，且随着试剂浓度的提高，发芽率表现出单峰变化曲线，浓度过低或过高均不利于种子的萌发。其中，赤霉素对解除反枝苋种子休眠最有效，且以200 mg/L浸泡处理24 h效果最好，发芽率可达90.8%，比对照提高了52.5百分点。其次为4% NaOH和6%HCl处理1 h，与800 mg/L ETH处理24 h的效果相当，发芽率在70%～75%之间。黑暗条件不利于反枝苋种子的萌发，发芽率略低于光照条件。

反枝苋； 种子； 休眠； 萌发

反枝苋(AmaranthusretroflexusL.)别名野苋菜、西风谷，属苋科一年生阔叶杂草，是一种全国性分布的恶性杂草，常见于农田、果园、路旁和荒地。在农田中，反枝苋主要危害棉花、豆类、花生、瓜类、薯类、蔬菜等旱作物，因其植株个体大，可严密遮光和阻碍通风，消耗大量地力，降低作物产量[1]。作为一种难以防除的外来入侵性杂草，近年来国内关于反枝苋对除草剂抗性报道也越来越多[2-3]。研究反枝苋的发生规律、防除技术及抗药性状况，与其试材培养密不可分，因而解除种子休眠技术尤为重要。目前，国内关于打破反枝苋种子休眠的系统研究较少。崔聪淑等[4]研究表明，反枝苋种子的休眠期为11个月，采用恒温35 ℃以上或变温20 ℃/35 ℃及20 ℃/40 ℃可使其解除休眠。本试验通过研究在光照和黑暗两种条件下不同药剂浸泡对反枝苋种子萌发的影响，以期找到解除种子休眠的最佳方法，为进一步研究其生物学特性和综合防除技术奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供试反枝苋种子于2010年9月采自河南省安阳县白壁镇，户外晾晒后置于广口瓶中，在室温条件下储存。

1.2 试验设计

用纱布轻轻摩擦晾干的反枝苋种子，以脱去果皮。将脱过皮的反枝苋种子置于以下不同药剂不同浓度的药液中(以蒸馏水配置)，室温浸泡一定时间后，去除浮于上面的种子。剩余的种子用蒸馏水冲洗干净，挑选40粒大小、色泽、成熟度一致的种子，均匀置于铺有两层滤纸的培养皿(直径90 mm)内，加入6 mL蒸馏水，测定其发芽率。NaOH：0.25%、0.5%、1%、2%、4%、6%、8%，浸泡1 h；HCl：0.25%、0.5%、1%、2%、4%、6%、8%，浸泡1 h；GA3：25、50、100、200、400、800、1 000 mg/L，浸泡24 h；ETH：25、50、100、200、400、800、1 000 mg/L，浸泡24 h；以清水浸泡24 h作对照。

1.3 试验条件

试验采用滤纸培养皿法，分别在光照和黑暗两种条件下进行。光照组置于光照培养箱内(光暗比为12 h/12 h，温度28 ℃/24 ℃，湿度60%～75%，光照强度6 000 lx)；黑暗组也置于同一光照培养箱内，但用黑布遮盖，以保证种子萌发完全处于全黑暗状态。4次重复，第7 d调查发芽种子数，并计算发芽率。种子发芽以胚根长度等于(或大于)种子长度为标准。

2 结果与分析

2.1 氢氧化钠浸泡解除反枝苋种子休眠的效果

在光照和黑暗两种条件下，经清水浸泡后的反枝苋种子发芽率分别为38.3%和19.2%，表明此时反枝苋种子正处于休眠状态。但经不同浓度的NaOH溶液浸泡后，种子发芽率均显著提高，且随着NaOH浓度的提高，发芽率呈现单峰变化趋势(图1)，其中以4%的NaOH溶液浸泡效果最好，且在光照和黑暗条件下发芽率相当，分别为70.0%和69.2%。当NaOH溶液浓度为0.25%～2%时，黑暗条件下种子的发芽率为42.5%～47.5%，不同浓度处理间差异不显著，但均低于相同浓度在光照条件下的发芽率(63.3%～65.8%)。用6%和8%的NaOH溶液浸泡，不论在光照还是黑暗条件下，反枝苋种子的发芽率均有所降低，但仍高于清水对照。

2.2 盐酸浸泡解除反枝苋种子休眠的效果

由图2可见，经盐酸浸泡后，无论在光照条件下还是黑暗条件下，反枝苋种子的发芽率均高于清水对照，且经相同浓度处理后，光照条件下的发芽率明显高于黑暗条件。在0.25%～2%范围内，随着HCl浓度的提高，反枝苋种子的发芽率逐渐上升，但当浓度超过2%时，发芽率上升缓慢。其中，经6%的HCl浸泡1 h后，光照条件下反枝苋种子的发芽率最高，达73.3%，而相同浓度黑暗条件下的发芽率仅为58.3%。当盐酸的处理浓度达到8%时，其发芽率略有下降，但与6%的盐酸处理后的发芽率差异不显著。

2.3 赤霉素浸泡解除反枝苋种子休眠的效果

用适当浓度的GA3溶液浸泡处理反枝苋种子能明显打破其休眠，显著提高其种子发芽率，且有无光照对发芽率的影响不大。由图3可以看出，随着GA3浓度的提高，发芽率呈现单峰变化趋势。当GA3浓度从25 mg/L增加至200 mg/L时，反枝苋种子的发芽率增加较快，光照条件和黑暗条件下发芽率分别增至90.8%和83.3%，与对照相比分别提高了52.5%和64.1%。但是随着GA3浓度进一步增加，发芽率反而下降，当GA3浓度增至1 000 mg/L时，发芽率仅为70%左右。

2.4 乙烯利浸泡解除反枝苋种子休眠的效果

由图4可以看出，经不同浓度的ETH溶液浸泡后，反枝苋种子的发芽率明显高于对照处理，且除了最高浓度1 000 mg/L之外，相同浓度处理后，光照条件下的发芽率均高于黑暗条件下。当ETH的浓度为25～200 mg/L时，反枝苋种子的发芽率较低，仅为35.0%～51.7%。用800 mg/L的ETH浸泡24 h后，反枝苋种子的发芽率达到最高，在光照和黑暗两种条件下分别为75.0%和68.3%。而当ETH的浓度增加至1000 mg/L时，发芽率有所降低，光照和黑暗条件下均为68.3%。

3 结论

经氢氧化钠、盐酸、赤霉素和乙烯利浸泡处理后，反枝苋种子的发芽率均有所提高，表明4种试剂对解除其种子休眠均有明显效果。崔聪淑等[4]认为反枝苋种子的种皮不透性是造成种子休眠的主要原因之一，而氢氧化钠和盐酸具有腐蚀性，经这两种药剂处理后，可以增加种皮的透性，有利于水分和气体的交换，从而促进种子呼吸，同时还可能去除种皮表面附着的发芽抑制物质，激活种子内某些酶，起到破除休眠、促进发芽的作用。反枝苋种子休眠的另一原因是种子内含有发芽抑制物脱落酸(ABA)，而赤霉素具有抑制ABA的作用，有利于种胚细胞壁的松弛和水解，并保护生长素不受破坏，具有促进生长的作用。另外，赤霉素可以活化一系列水解酶的活性，使种子中的贮藏物质从大分子水解为小分子，从而为胚所利用，促进胚后熟，有利于萌发。对于乙烯和乙烯利在解除休眠中的作用， Ketring[5]认为乙烯可以与种子的内源激素，如脱落酸、生长促进因子等相互作用，并影响某些酶的合成与释放，进而影响与种子萌发相关的生理反应，促进种子萌发。

药剂的浓度对反枝苋种子萌发的影响较大，随着药剂处理浓度的增加，发芽率均表现出单峰变化曲线，浓度过低或过高均不利于种子的萌发。

研究表明，黑暗条件不利于反枝苋种子的萌发，发芽率略低于光照条件，这与程伟霞等[6]的研究结果基本一致。这说明反枝苋种子为需光种子，在光照条件下更有利于其萌发，而在黑暗中发芽率受到抑制。

4种试剂处理中，赤霉素对解除反枝苋种子休眠最有效，其中以200 mg/L浸泡处理24 h效果最好，发芽率可达90.8%。4%NaOH或6%HCl处理1 h与800 mg/L ETH处理24 h的效果相当，发芽率在70%～75%之间。

[1]李晓晶,张宏军,倪汉文. 反枝苋的生物学特性及防治[J]. 农药科学与管理,2004,25(3):13-16.

[2]黄媛媛,纪明山. 辽宁省不同地区的反枝苋对氯嘧磺隆抗药性研究[J]. 江西农业学报,2009,21(4):61-62.

[3]孙会杰,纪明山,刘 郁,等. 玉米田杂草反枝苋对莠去津的敏感性试验研究[J]. 安徽农业科学,2007,35(17):5193.

[4]崔聪淑,卢新雄,陈 辉,等. 野生苋种子休眠特性及发芽方法研究[J]. 种子,2001,114(2):55-56.

[5]Ketring D L. Ethylene and seed germination[M]. Amsterdam:North Holland Publishing,1977.

[6]程伟霞,陈双臣,李文亮. 不同处理对反枝苋种子萌发特性的影响[J]. 河南农业科学,2009(11):94-96.

江海澜,王俊刚,邓小霞,等. 二甲戊乐灵乳油施用深度和剂量对棉苗生长的影响[J]. 杂草科学，2011，29(2)：26-31.

Studies on Seeds Dormancy Breaking Methods of Redroot Pigweed (AmaranthusretroflexusL.)

MA Xiao-yan, MA Yan, XI Jian-ping, JIANG Wei-li, MA Ya-jie, LI Xi-feng

(Cotton Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Cotton Genetic Improvement,Ministry of Agriculture,Anyang 455000,China)

The effects of sodium hydroxide (NaOH),hydrochloric acid (HCl),gibberellins (GA3) and ethephon (ETH) treatment on seeds germination of redroot pigweed (AmaranthusretroflexusL.) were studied under light (12 hours day length) and dark conditions respectively. The results showed that seeds germination rate of redroot pigweed increased by soaking treatment using all four reagents with a unimodal trend as the increase of treating concentrations of reagents. Too high or too low treating concentration will bring negative effects on the seeds germination. Maximum germination rate 90.8% could be obtained by 200 mg/L GA3soaking treatments for 24 hours,and the germination rate increased 52.5 percent points compared with the control. Germination rate could he oblained to 70%～75% by 4% NaOH or 6% HCl soaking treatment for 1 hour or 800 mg/L ETH treatment for 24 hours. Dark condition never showed positive effects on seeds sevmination of redroot pigweed under which the germination rate was slightly lower than that of light condition.

Amaranthusretroflexus; seed; dormancy; germination

2011-03-15

中央级公益性科研院所基本科研业务专项(编号：SJB1103)。

马小艳(1981—)，女，河南焦作人，博士，助理研究员，主要从事棉田杂草生物学、生态学及杂草综合防除技术研究。Tel：(0372)2562297； E-mail：harmani@126.com。

马 艳，女，副研究员，主要从事棉田有害生物综合防除技术研究。E-mail：mayan@cricaas.com.cn。

S451

A

1003-935X(2011)02-0023-03