NaOH溶液处理对2个种源白刺种子萌发的影响

王红明

(省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)，北京，100083 )

NaOH溶液处理对2个种源白刺种子萌发的影响

王红明

(省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)，北京，100083 )

以采自甘肃张掖和武威2个种源的白刺种子为试验材料，研究了NaOH溶液浓度和处理时间对2个种源白刺种子萌发的影响。结果表明：1)不同浓度NaOH溶液处理对白刺种子萌发的影响不同。其中，以0.5 mol/L最好，0.3 mol/L次之，高于0.5 mol/L则抑制种子萌发甚至致死种子，使其不能萌发；2)相同浓度不同处理时间对白刺种子萌发的影响也不同。0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h最好，而0.3 mol/L NaOH溶液处理24 h最好，0.7和1.0 mol/L NaOH溶液处理12 h可以萌发，但处理时间再长就不能萌发了。综合各项指标发现，0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h，2个种源白刺种子的发芽率、发芽势和发芽指数最大，且发芽时间最短，发芽速度最快，效果最好。

白刺；白刺种源；种子萌发

We studied the effects of soaking concentrations and time of NaOH on the germination ofNitrariatangutorumBobr. seeds collected from the cities of Zhangye and Wuwei in Gansu Province, respectively. The seed germination was different with NaOH treatment concentrations. The best soaking concentration of NaOH for seed germination was 0.5 mol/L followed by 0.3 mol/L, and over 0.5 mol/L NaOH treatment inhibited seed germination and even led to death. The seed germination varied with soaking time under the same NaOH concentration. The best soaking time for seed germination was 12 h under 0.5 mol/L NaOH, and 24 h was optimal treatment time when seeds were soaked by 0.3 mol/L NaOH. When soaked under 0.7 and 1.0 mol/L NaOH, only 12-h treatment led to germination, and seed could not germinate while treatment time exceeded 12 h. The optimal group for seed germination of twoN.tangutorumBobr. provenances was under 0.5 mol/L NaOH and soaking time of 12 h, which would resulted in highest germination rate, highest germination potential, highest germination index, shortest germination time and fastest germination speed among all the treatments.

白刺(NitrariatangutorumBobr.)俗称沙樱桃，为蒺藜科(Zygophyllaceae)白刺属(NitrariaL.)多年生典型荒漠灌木[1]，其抗旱、耐盐、耐高温，是干旱、半干旱地区防风、固沙和水土保持的先锋树种[2]。白刺果是沙漠地区罕见的野生水果，营养价值很高，其叶鲜嫩，营养丰富，是骆驼等很好的饲料。白刺草地是我国荒漠区最重要的草地类型之一，对荒漠地区畜牧业的饲料平衡有重要作用[3]。同时，也是中药材锁阳的寄主之一[4]。因此，白刺具有很高的生态和经济利用价值。但在自然条件下，白刺种子萌发困难，且发芽率很低，在生产实践中常造成直播后出苗时间长，出苗率低，甚至出现严重缺苗断垄的现象[5]。因此，研究种子预处理，打破休眠，促进萌发意义重大。

白刺种皮坚硬，透水透气性差，存在严重的硬实现象。硬实休眠是植物适应环境、延续种质的一种生存方式。研究表明，荒漠植物硬实种子的不透水、不透气性以及物理障碍等是影响种子萌发的重要因素[7]。目前，采用浓硫酸、低温层积、刻伤处理、生长激素等对白刺种子进行大量研究，取得了一定的效果[8-11]，但发芽率依然不是很高。该实验采用不同浓度的NaOH溶液对白刺种子进行不同时间的处理，探索NaOH溶液对白刺种子萌发的影响，以期为白刺的种子育苗与开发利用提供依据。

1 材料与方法

供试的2个种源白刺种子于2013年8月下旬采自甘肃张掖和武威，试验于2014年4月在北京林业大学森林培育与保护重点实验室内进行。所用NaOH为分析纯。

种子处理：白刺种子分别在0.3、0.5、0.7、1.0 mol/L NaOH溶液中浸泡0、12、24和36 h，然后再用去离子水浸泡24 h后进行发芽试验。试验设3次重复，以未被NaOH溶液浸泡的种子作为对照。

萌发试验：种子发芽试验设3次重复，每次重复30粒种子。供试种子经上述预处理后，用1%NaClO溶液对种子消毒10 min，用清水冲洗干净，播在以河沙为基质的育苗钵中，河沙提前用多菌灵溶液(V(多菌灵)∶V(清水)=1∶800)消毒灭菌。再置于人工气候箱中进行发芽试验，培养条件为白天12 h，晚上12 h，白天光照80%，湿度60%，温度25 ℃。每天观察，视情况补充水分并记录发芽种子数。若连续5 d无种子发芽，即为该试验结束。

测定指标：发芽结束后，计算发芽率、发芽势、发芽指数和平均发芽时间[12]。

发芽率=(发芽种子数/供试种子数)×100%。

发芽势=(发芽达到高峰期的种子发芽数/供试种子数)×100%。

发芽指数：GI=∑Gt/Dt。式中：GI为发芽指数；Gt为不同时间(7 d)的发芽数量；Dt为发芽时间。

平均发芽时间=∑(d)n/∑n。式中：d为从开始试验之日算起的时间；n为正常发芽数量。

数据处理：所有数据分析采用SPSS17.0软件完成数据处理及方差等统计学分析，采用Excel2007进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同处理对2个种源白刺种子发芽率的影响

不同浓度和相同浓度不同时间的NaOH溶液处理对白刺种子发芽率的影响各不相同。在一定的范围内，NaOH溶液处理的白刺种子的发芽率均有不同程度的提高，而高浓度的NaOH溶液处理抑制种子萌发，甚至不能萌发。与对照相比，发芽起始时间也不相同，很多处理第2天、第3天就开始萌发，而对照组在第5天、第6天才开始萌发。

其中，0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h后，张掖和武威2个种源的种子发芽率分别达81.11%和78.89%，分别比对照提高了55.56%和57.78%，效果最好，并达到了极显著水平(p<0.01)。0.3 mol/L NaOH溶液处理24 h也显著促进了2个种源白刺种子萌发，发芽率比对照分别提高了28.88%和45.46%，也达到了极显著水平(p<0.01)。其他处理中，0.3 mol/LNaOH处理12 h、0.3 mol/L NaOH处理36 h、0.5 mol/L NaOH处理24 h也达到了极显著差异(p<0.01)，但0.5 mol/L NaOH处理36 h、0.7 mol/L NaOH处理12 h、1.0 mol/L NaOH处理12 h差异不显著。而0.7 mol/L NaOH处理24 h、0.7 mol/L NaOH处理36 h、1.0 mol/L NaOH处理24 h和1.0 mol/L NaOH处理36 h后2个种源的种子都没有萌发，发芽率为0%，这可能是因为高浓度的NaOH溶液处理使种子失活，丧失了发芽能力。

2.2 不同处理对2个种源白刺种子发芽势的影响

发芽势反应测试种子的发芽速度和整齐度。不同处理对白刺种子发芽势的影响不同(表1，表2)。由表1可知，0.5 mol/L NaOH溶液处理24 h后，张掖种源种子发芽势最高，达56.67%，比对照提高了40%，并且达到了极显著水平(p<0.01)。其他处理中，0.3 mol/L NaOH溶液处理24 h和0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h也达到了极显著水平(p<0.01)。0.3 mol/L NaOH溶液处理36 h达到了显著水平(p<0.01)。表2表明，0.3 mol/L NaOH溶液处理36 h后，武威种源种子发芽势最高，达53.33%，比对照提高了40%，并且达到了极显著水平(p<0.01)。另外，0.3 mol/L NaOH溶液处理24 h和0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h也达到了极显著水平(p<0.01)，比对照分别提高了36.67%和31%，但这两种处理之间差异不显著。0.3 mol/L NaOH和0.5 mol/L NaOH的所有处理都与对照差异显著(p<0.05)。

表1 不同处理对张掖种源白刺种子发芽特性的影响

注:同列不同大写字母表示0.01水平差异极显著；同列不同小写字母表示0.05水平差异显著。

各处理下，白刺种子达到发芽势的时间也不相同。而时间越短，说明发芽越整齐，苗木质量越好。与对照相比，除高浓度的NaOH溶液处理种子没有萌发外，其他处理达到发芽高峰期的时间均提前。其中，0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h在第2天就达到发芽高峰期，比对照提前4 d。由此可知，在一定的浓度范围内，NaOH溶液提高了白刺种子的发芽势，并缩短了达到发芽高峰期的时间。

2.3 不同处理对2个种源白刺种子发芽指数的影响

试验结果表明，不同处理对白刺种子发芽指数的影响也各不相同(表1、表2)。0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h提高了白刺种子发芽指数，与对照相比分别提高了34.36和26.57，并且达到了极显著水平(p<0.01)。其他处理中，0.3 mol/L NaOH溶液处理24 h、0.5 mol/L NaOH溶液处理24 h均显著提高了白刺种子的发芽指数，与对照相比也达到了极显著水平(p<0.01)。由表1可知，0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h与0.3 mol/L NaOH溶液处理24 h和0.5 mol/L NaOH溶液处理24 h相比，张掖种源种子发芽指数分别提高了22.26和11.06，并且达到了极显著差异(p<0.01)。

表2 不同处理对武威种源白刺种子发芽特性的影响

注:同列不同大写字母表示0.01水平差异极显著；同列不同小写字母表示0.05水平差异显著。

表2表明，0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h与0.3 mol/L NaOH溶液处理24 h和0.5 mol/L NaOH溶液处理24 h相比，武威种源种子发芽指数分别提高了3.08和16.4，并且达到了极显著差异(p<0.01)。

2.4 不同处理对2个种源白刺种子平均发芽时间的影响

不同处理对白刺种子的平均发芽时间影响不同(表1、表2)。表1表明，0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h对张掖种源白刺种子平均发芽时间的影响最大，与对照相比减少了3.96 d，达到了极显著水平的差异(p<0.01)。与对照相比，除0.3 mol/L NaOH溶液处理36 h未达到显著差异外，其他处理均达到了极显著差异(p<0.01)。从表2可以看出，0.3 mol/L NaOH溶液处理12 h对武威种源白刺种子平均发芽时间的影响最大，与对照相比减少了3.93 d，达到了极显著水平的差异(p<0.01)。与对照相比，其他处理均达到了显著差异(p<0.05)。

3 结论与讨论

白刺种子被一层骨质且较厚的种皮紧紧包裹[13]。唐安军等[14]研究表明，种皮的蜡质层、木栓层、栅栏组织、骨状石细胞等会导致种子休眠。相关研究表明,白刺种子经沙藏催芽、温藏催芽或层积催芽后，至少需要1个月(层积催芽需2个月)，种子会有1/3露白，播后约7～11 d出苗[15]。这种处理效果时间太长，耗时耗力，不利于推广应用。岳利军等用浓H2SO4泡种55 min后，再用赤霉素浸泡，在10 d内发芽率达到69%，提高了发芽率，缩短了发芽时间，取得了很好的效果。本试验采用强碱NaOH溶液处理白刺种子，结果表明，0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h能显著促进白刺种子萌发，发芽率最高达81.11%，比岳利军等[13]研究的最高发芽率提高了12.11%。这说明白刺种子休眠的原因主要是种皮坚硬所致，这与岳利军等[13]的研究结果一致。

发芽率、发芽势、发芽指数和平均发芽时间是评价种子发芽常用的指标，反映种子发芽速度、发芽整齐度和幼苗生长潜势。该试验表明，在一定的范围内，不同浓度的NaOH溶液以及相同浓度NaOH溶液处理不同时间后均能显著提高发芽率、发芽势和发芽指数，缩短发芽时间，但以0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h效果最好。这与王彦雕等[16]研究结果基本一致，但本试验更系统的研究了不同浓度以及相同浓度不同处理时间对白刺种子萌发的影响，确立了适合白刺种子萌发的最佳NaOH溶液浓度和处理时间。该研究表明，2个种源白刺种子在一定浓度氢氧化钠一定时长的处理后能够腐蚀外层坚硬的种子结构，处理时长过短时达不到腐蚀内果皮的最佳时长，而处理时长过长则破坏了种皮内胚的生理活性，从而降低了种子的萌发特性，甚至不能萌发。

综上所述，一定浓度的氢氧化钠能够促进白刺种子萌发，高浓度的氢氧化钠则破坏种子生活力，抑制种子萌发甚至使其不能萌发；相同浓度的氢氧化钠处理不同时间，对白刺种子萌发影响不同。其中以0.5 mol/L NaOH溶液处理12 h效果最好。该方法很好的打破了白刺种子休眠，解决了白刺种子萌发难的问题，为白刺种子萌发及育苗提供了理论依据和技术指导，可以在生产实践中推广应用。

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Effect of NaOH on Seed Germination of Two ProvenanceNitrariatangutorumBobr.

Wang Hongming(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China)/Journal of Northeast Forestry University，2015,43(4)：31-33.

NitrariatangutorumBobr.;N.tangutorumprovenance; Seed germination

王红明，男，1989年2月生，省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)，硕士研究生。 E-mail:wanghm226@126.com。

2014年8月16日。

S763.306.3

责任编辑：潘 华。