赤霉素对柱花草种子萌发的影响

张 莹，刘金祥，张德罡

（1.甘肃农业大学 草业学院／草业生态系统教育部重点实验室／甘肃省草业工程实验室／中－美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070；2.湛江师范学院 热带草业科学研究所，广东 湛江524048；3.广东高校边缘热带特色植物工程技术开发中心，广东 湛江 524048）

柱花草（Stylisanthesspp.），原产于中南美洲和加勒比海地区，是热带地区广泛种植的优良豆科牧草［1］。近年来，随着柱花草的种子产业在国外一些国家的发展，对其种子的需求急剧上升，但柱花草在我国广东和广西等省区易受寒害，不易结籽，严重地影响了柱花草的推广种植和产量的提高［2］。陈三有［3］最早研究了加勒比海柱花草、灌木状柱花草和圭亚那柱花草种子休眠的原因。近年来，除刘壮［4］对西卡柱花草种子发芽方法进行研究，其他柱花草新品种的种子发芽方法报道较少。赤霉素（GA3）是促生长的植物激素，能通过促进细胞分裂，调控促进物与抑制物之间的平衡来提高种子的发芽力［5，6］。GA3在促进作物、林木及牧草种子的萌发，加速幼苗发育等方面常有报道［7－9］。

目前，中国热带农业科学院新选育了7个适合我国南方种植的优良柱花草品种，包括：热研2、5、7、10、13、18号柱花草和西卡柱花草，其中，热研2号是CIAT 184群体中选育出的第1个圭亚那柱花草品种，热研10号是CIAT 184群体中选育出的晚花抗病品种［2］。通过对热研10号、热研2号和有钩柱花草种子进行不同时间的浸种，并采用最佳浸种时间对种子进行不同质量分数GA3处理，筛选出适合3种柱花草种子萌发的浸种时间及GA3浓度，旨在为探讨柱花草种子休眠机理，提高柱花草种子发芽率提供依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试种子为中国热带农业科学院牧草研究中心提供的热研10号柱花草（Stylosanthesguianensiscv.Reyan No.10）、热研2号柱花草（Stylosanthes guianensiscv.Reyan No.2）和有钩柱花草（Stylosantheshamatacv.verano）。

1.2 试验方法

1.2.1 千粒质量与含水量的测定 千粒质量和含水量测定参照文献［10］的方法。即取3种柱花草种子各1 000粒，3次重复，用0.000 1g电子天平称量后，在105℃烘箱内烘干2h，80℃下烘干12h。

1.2.2 浸泡处理 分别挑选3种柱花草优质种子，先用0.1%HgC12溶液对种子进行表面消毒10min，再用蒸馏水冲洗若干次，在室温条件下自然风干备用。3种柱花草种子各取一部分分别浸入20mL蒸馏水中，浸泡时间分别为0、6、12、24、36及48h。浸泡处理后取出种子放在铺有双层滤纸的玻璃培养皿（Φ9cm），每处理3次重复，每重复100粒种子。光照／黑暗30℃／25℃，12h／12h。试验时间为14d，发芽结束后统计发芽率。

1.2.3 赤霉素处理 用少量乙醇溶解GA3，再用蒸馏水分别配成浓度为100、200、300、400、500mg／kg的溶液，各取20mL分别浸泡3种备用的柱花草种子24h（最佳浸泡时间），取出用蒸馏水洗净，放在玻璃培养皿内，发芽方法同1.2.2所述。每天加入适量蒸馏水保持芽床湿润，并记录正常发芽的种子数目，第6d计算种子的发芽势，发芽结束后，分别随机抽取10株幼苗，测定胚根和胚芽长度，计算种子的发芽率、发芽指数和活力指数，以未浸泡GA3的为对照。

1.2.4 测定指标及方法

（1）发芽率（GP）＝发芽结束时发芽种子数／供试种子总数×100%

（2）发芽势＝发芽第6d发芽种子数／供试种子总数×100%

（3）发芽指数（GI）＝Σ（Gt／Dt）

（4）活力指数（VT）＝发芽指数×S

式中：Gt为t日发芽粒数，Dt为Gt对应的发芽天数，S为苗平均长度［10］。

1.3 统计分析

采用Excel 2003进行数据处理和图表绘制，并用Spss 17.0软件进行统计分析，最小显著水平差数法（LSD）在P＜0.05水平确定各个平均值之间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 3种柱花草种子千粒质量及含水量的比较

热研10号和有钩柱花草种子千粒质量分别为3.095g、3.130g（表1），热研2号千粒质量为2.425 g，均与热研10号差异显著（P＜0.05）。热研10号和有钩柱花草种子含水量分别为7.788%和7.498%，热研2号种子含水量为8.680%，差异显著（P＜0.05）。说明热研2号种子较小，千粒质量低，但含水量高，热研10号和有钩柱花草种子则相反（表1）。

表1 3种柱花草种子的千粒质量及含水量Tab.1 Grain weight and moisture content of seeds of three stylo varieties

2.2 不同浸种时间对3种柱花草种子发芽率的影响

3种柱花草种子的发芽率均随浸种时间的增加呈现先上升后下降的趋势（图1）。其中，热研10号和有钩柱花草种子浸泡12h发芽率无任何变化，12h后，发芽率开始提高，浸泡24h发芽率达到最大，分别为18%和36%（P＜0.05），但随着浸泡时间的延长发芽率开始下降，浸泡48h发芽率几乎与热研10号持平，分别为12%和25%。热研2号发芽率本身较高，为84%，浸泡24h发芽率为86%，随浸泡时间的增加发芽率下降，浸泡48h发芽率降至68%，显著低于热研10号（P＜0.05）。

试验表明，通过浸种均不同程度提高了3种柱花草种子的发芽率。3种柱花草种子萌发的最佳浸种时间均为24h，发芽率高低为热研2号＞有钩柱花草＞热研10号。

图1 不同浸种时间下3种柱花草种子的发芽率Fig.1 Effect of different soaking time on seed germination of three stylo varieties

2.3 不同浓度GA3处理对3种柱花草种子萌发指标的影响

不同浓度的GA3浸种24h后，热研2号和有钩柱花草种子发芽率与对照相比均有不同程度的提高，其中，均以200mg／kg GA3处理发芽率最高，分别提高了11%和12%。热研10号100mg／kg GA3处理对发芽率有促进作用，其余浓度与对照相比均有抑制作用，但差异不显著（P＞0.05）（表2）。

发芽势、发芽指数代表种子的发芽速度［10］。GA3处理热研2号和有钩柱花草种子的发芽势和发芽指数与热研10号和对照相比均有明显提高，其中，100和200mg／kg GA3处理发芽势最高，分别为95%和40%，比热研10号提高10%和20%；200mg／kg GA3处理下的发芽指数也最高，分别比热研10号提高24.38和6.33；热研10号只有100mg／kg GA3处理的发芽势和发芽指数有所提高，其他处理则降低。

热研10号在400mg／kg的GA3处理下活力指数最低，低于对照，且差异显著（P＜0.05），热研2号与有钩柱花草种子各浓度GA3处理的活力指数均有提高。其中，200mg／kg GA3处理的热研2号和有钩柱花草种子活力指数最高，分别为322.69和41.38，比热研10号提高161.84和14.52，且均与对照差异显著（P＜0.05）；热研10号经100mg／kg GA3处理的活力指数最高，为17.10，比对照提高4.19（P＜0.05）。

综合分析，热研10号采用100mg／kg GA3处理、热研2号和有钩柱花草种子经200mg／kg GA3处理的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数最高。表明较低浓度（100、200mg／kg）的GA3处理更有利于促进3种柱花草种子的发芽率及整齐度。

表2 不同浓度GA3下3种柱花草种子的萌发指标Table2 Effect of different GA3concentration on seed germination indexes

2.4 不同浓度GA3处理对3种柱花草幼苗生长的影响

不同浓度的GA3处理3种柱花草种子，热研10号和热研2号苗长（胚根＋胚芽）排序均为500＞200＞300＞400＞0＞100mg／kg，除100mg／kg GA3处理的幼苗长度短于热研10号，其他浓度GA3处理的幼苗长度比热研10号组均表现出不同程度的伸长。其中，500mg／kg GA3处理的热研2号和热研10号幼苗长度最长，分别为3.37cm和3.18cm，比对照长1.08 cm和1.12cm（P＜0.05）。各浓度 GA3处理的有钩柱花草幼苗长度排序为0＞300＞200＞500＞100＞400mg／kg，幼苗长度均低于对照（P＜0.05），其中，处理 组 中 的3 0 0mg／kg GA3处 理 的 幼 苗 长 度 最 长 ，为2.38cm，表明各浓度GA3处理对有钩柱花草的幼苗并未表现出促进作用。总之，不同浓度的GA3处理3种柱花草种子，其幼苗长度与GA3浓度之间未表现出明显的规律。

图2 不同浓度GA3下3种柱花草幼苗的生长Fig.2 Effect of different GA3concentration on seedling growth

3 讨论与结论

未经处理的热研10号、热研2号和有钩柱花草种子发芽率分别为10%，84%和24%，说明种子存在休眠，造成不同类型柱花草种子休眠的原因很多，如千粒质量、含水量、种子内部及种皮含有的抑制物质脱落酸的浓度［11－13］。热研10号和有钩柱花草种子千粒质量约是热研2号的1.3倍，但后者含水量约是前者的1.2倍，热研2号千粒质量小主要是因为其种子比另外2种柱花草种子体积小，但不同种子对于干燥条件的忍耐程度不同，含水量过低种子就会受到损伤，发芽率明显降低［14］。因此，热研10号和有钩柱花草种子发芽率低可能与含水量低有关。

研究表明，适当的浸种可以软化种皮，打破休眠，提高种子的发芽率［15］。3种柱花草种子发芽率最大的浸泡处理时间均为24h，此时柱花草种子完成了物理吸水过程，发芽率分别提高了8%，2%和12%。超过24h发芽率开始下降，其中，热研2号柱花草种子浸泡48h后发芽率由86%降至68%，显著低于热研10号，热研10号和有钩柱花草种子发芽率也由18%、36%降至12%、25%，这是由于氧气不足，种子呼吸受阻而使发芽受阻。因此，3种柱花草种子的最佳浸种时间为24h。

适量的GA3可以激活种子中的水解酶，促进核酸和蛋白质合成，提高种子的活力［16，17］。研究中，不同浓度的GA3浸种24h后，热研2号和有钩柱花草种子的发芽率均有不同程度的提高，其中，200mg／kg GA3处理下发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数最高。热研10号只有100mg／kg GA3处理对发芽率表现出促进作用，且该浓度下，其发芽势、发芽指数和活力指数最高。表明低浓度（100，200mg／kg）的 GA3处理更有利于促进3种柱花草种子的发芽率及整齐度。这与很多其他种子使用赤霉素浸种处理的报道结果相似［7－11］。

不同浓度的GA3处理3种柱花草种子，热研10号和热研2号苗长排序为500＞200＞300＞400＞0＞100mg／kg，除100mg／kg GA3处理的幼苗长度短于热研10号，其他浓度GA3处理的幼苗长度比热研10号组均表现出不同程度的伸长。有钩柱花草各浓度GA3处理的幼苗长度均低于对照。表明幼苗长度与GA3浓度未表现出有规律的关系，发芽率高的GA3处理的幼苗未必生长快，发芽率低的GA3处理的幼苗也未必生长慢，具体原因还需进一步研究。

由此可见，热研10号、热研2号和有钩柱花草种子在播种前催芽应采用24h浸种，另外用低浓度（100，200mg／kg）的GA3处理可以提高种子的萌发和活力。

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