预处理方式对不同类型二色胡枝子种子萌发影响

杨晓红， 韩苗苗， 牛言心

（1.北京农学院园林学院， 北京102206； 2.北京林果业生态环境功能提升协同创新中心， 北京102206）

二色胡枝子是豆科胡枝子属落叶灌木，具有花量大，花色艳丽，耐旱、耐寒、耐瘠薄、萌蘖能力强等优良特性，通常是荒坡绿化、矿山生态修复的先锋树种［1－2］，也常作为园林观赏植物、木本饲料作物、药用植物进行栽培利用［2－4］。胡枝子属植物原种主要以播种繁殖为主，种子硬实率较高，萌发率因种类不同差别较大［5］。据研究，二色胡枝子种子硬实率在80%以上［6－8］，硬实特性对胡枝子种子的萌发有很大的影响，浓硫酸或热水浸种被证实在破除胡枝子属种子硬实性上具有较好的效果［9－11］。二色胡枝子存在自花不孕，需蜜蜂进行异花授粉的特性［12］，因此种内有较多的性状差异［2］。目前，针对不同遗传类型的二色胡枝子种子萌发的研究则未见报导。本试验以不同种源，不同无性系的二色胡枝子为研究对象，研究简易热水浸种、浓硫酸处理对遗传性状不同的二色胡枝子种子萌发的影响，以期为二色胡枝子的生产应用寻找适宜的促进种子萌发的技术方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验中所用种子均为2014年采种，净种后保存于4～10℃的干燥环境下。试验材料为2个种源，3个无性系。种源分美国种源和华北种源2种类型，其中美国种源的材料来自美国乔治亚州，2007年引种栽植到北京农学院园林植物实践教学基地；华北种源的二色胡枝子采自北京怀柔、山西大同、河北平山，采种后混合用于本次试验。3个无性系材料由美国种源的材料选育出来，在叶形、花色、花期等性状上存在明显差别。

1.2 试验方法

1.2.1 种子千粒质量、硬实率的测定

随机选取200粒种子称质量，3次重复，计算千粒质量平均值；随机取净种子100粒放入烧杯中，用自来水浸种24h，统计未吸胀种子数占种子总数的比例，计算种子硬实率，3次重复。

1.2.2 种子萌发试验

种子萌发预处理分为简易热水处理与浓H2SO4酸蚀处理2种类型。

1）简易热水处理：用95℃热水浸烫种子后，使其在自然冷却过程中浸泡1，2，3d后进行发芽试验。

2）浓H2SO4酸蚀处理：用质量分数98%的浓H2SO4分别浸泡10，20，30min，处理完毕，先用网筛把浓硫酸滤掉，再用自来水把浓硫酸冲洗干净，自来水浸泡1d后进行发芽试验。以自来水浸泡1d作为对照（ck）处理。

预处理后，将种子置于铺有2层湿滤纸的培养皿中于25℃的恒温培养箱中进行发芽试验。每处理100粒种子，重复3次。

1.3 数据处理

试验数据采用DPS 9.5标准版软件进行处理，计算发芽势、发芽率、发芽指数。

式中：A1为2周后发芽的种子总数；At为供试种子总数；A5为前5天发芽的种子总数；Gt为在第t天的发芽种子数，Dt为相应的发芽天数。

2 结果与分析

2.1 不同种类二色胡枝子的种子千粒质量与硬实率

测定供试的2种源及3个无性系的二色胡枝子种子千粒质量与硬实率，结果见表1。从表1可见，不同类型的二色胡枝子的种子千粒质量存在显著性差异，美国种源的种子千粒质量明显低于华北种源。在硬实率方面，种源之间差异显著，无性系之间也存在极显著性差异（F＝107.2；p＝0.000 3），但是无性系2号与3号之间则差异不显著。可见，遗传类型不同，其种子千粒质量与硬实率也会存在差异。

表1 不同种类二色胡枝子千粒质量与硬实率

2.2 种子预处理方式对不同类型二色胡枝子硬实率的影响

从表2可见，与对照（自来水浸种1d）相比，用浓硫酸和热水处理可降低各类型二色胡枝子种子的硬实率，各处理之间存在极显著性差异（F＝898.49；p＝0.001）。浓硫酸处理时间越长，或热水烫后浸泡时间越长，各类型二色胡枝子种子硬实率越低。在各种处理中，以浓硫酸处理30min对二色胡枝子种子硬实率的降低效果最好。95℃热水烫后浸泡1d可使各类二色胡枝子的种子硬实率下降57% ～67%。 用DPS 9.5标准版软件分析2个种源硬实率差异，经过配对2处理t检验，种子硬实率在种源之间存在极显著性差 异 （t＝5.635；p ＝0.001 3；配 对 样 本 相 关 系数＝0.995 6）。3个无性系种子硬实率经过方差分析，在无性系之间也存在极显著性差异（F＝10.56；p＝0.002 3）。

表2 处理方式对各类型二色胡枝子硬实率（%）影响

表3 处理方式对各类型二色胡枝子发芽率（%）影响

表4 处理方式对各类型二色胡枝子发芽势（%）的影响

2.3 种子预处理方式对各类型二色胡枝子发芽率的影响

从表3可看出，二色胡枝子种子采用浓硫酸处理10～30min或95℃热水烫后浸泡1～3d，种子发芽率比用自来水浸泡1d提高5～44倍。在各种处理中，以95℃热水烫后浸泡1 d的处理效果最好，各类种子的发芽率最高。采用浓硫酸处理各类型二色胡枝子的种子时，以浓硫酸处理20～30min的效果比较好。95℃热水烫后随着浸种时间的延长，发芽率反而降低。在发芽率方面，经过配对2处理t检验，种源之间存在显著性差异（t＝2.575；p＝0.042 1；配对样本相关系数＝0.915 8），3个无性系之间经过方差分析，则不存在显著性差异（F＝3.082；p＝0.083 1）。

2.4 种子预处理方式对各类型二色胡枝子发芽势的影响

二色胡枝子种子经过浓硫酸或热水预处理后，播种5d就可达到发芽高峰，以播种5d统计各类型二色胡枝子种子的发芽势，结果见表4。从表4可看出：酸处理或热水处理可明显提高各类型二色胡枝子种子的发芽势，种子发芽势以浓硫酸处理20～30min及95℃热水烫后浸泡1～2d的效果比较好。对于华北种源的二色胡枝子，6种预处理措施之间在种子发芽势上不存在显著性差异，而对美国种源及3个无性系来说，6种预处理措施对种子发芽势的影响则在不同措施之间差异性不同。经过配对2处理t检验，种源之间的发芽势不存在显著性差异（t＝1.854；p＝0.113 1；配对样本相关系数＝0.871 8），3个无性系之间经过方差分析，其发芽势也不存在显著性差异（F＝3.739；p＝0.054 7）。

表5 处理方式对各类型二色胡枝子发芽指数的影响

表6 不同种实类型在热水处理下的种子萌发情况

2.5 种子预处理方式对各类型二色胡枝子发芽指数的影响

发芽指数是衡量种子发芽快慢的常用指标。从表5可见，各类型的二色胡枝子种子经过酸处理、热水处理后，其种子的发芽指数明显高于对照，且浓硫酸处理以处理20，30 min的效果比较好，热水处理以95℃热水烫后浸泡1d的处理效果比较好。对于不同类型的材料，其发芽指数也存在差异，经过配对2处理t检验，种源之间的发芽指数不存在显著性差异（t＝2.186；p＝0.071 5；配 对 样本相 关 系 数 ＝0.641 6），而3个无性系经过方差分析，其发芽指数之间也不存在显著性差异（F＝3.805；p＝0.052 5）。

2.6 果皮对各类型二色胡枝子种子发芽的影响

二色胡枝子每个荚果内只含有1粒种子，种子成熟时果皮不开裂。为了解果皮对种子萌发的影响，试验比较了经95℃热水烫后浸泡1d处理的各类型二色胡枝子种子的发芽率、发芽势、发芽指数及长出的胚根长度，结果见表6。从表6可见，二色胡枝子的果皮会明显影响种子的萌发。不论是种源还是无性系，各类型材料带果皮播种时，其种子发芽率、发芽势、发芽指数明显低于未带果皮的同类材料；但是，各类型带果皮种子萌发后，在发芽2周的胚根长度则都显著高于未带果皮的种子，可见，二色胡枝子的果皮对胚根的发育也产生影响。

3 结论与讨论

种子的千粒质量和硬实率常常影响种子的萌发和出苗。千粒质量大、硬实率低的种子常常发芽迅速整齐，出苗率高，幼苗健壮，并能保证田间成苗密度［13］。在本次研究中，来自华北的二色胡枝子种子明显比来自美国的二色胡枝子种子的千粒质量大，硬实率低，其相应的未经过酸、热处理的种子发芽率、发芽势、发芽指数均好于美国种源的二色胡枝子。经过浓硫酸处理或热水处理，在种子的发芽率方面，2个种源之间存在显著性差异，但在种子发芽势、发芽指数方面，种源之间则差异不显著。尽管3个无性系之间在种子硬实率上也存在显著性差异，但在种子发芽率、发芽势、发芽指数方面则差异不显著。这些结果表明，遗传类型不同的二色胡枝子在种子品质、种子萌发上会出现不同。由于3个无性系均由美国种源的二色胡枝子选育而成，其遗传性状比较接近，因此在种子萌发方面没有表现出较大的差异。胡枝子属的许多研究表明，浓硫酸处理、热水处理可破除种子的硬实率，影响种子萌发［11，14－18］。本次试验 中，各 类 型 的 二 色 胡 枝 子 种 子 经过浓硫酸处理10～30min，或95℃热水烫后浸泡1～3d，这些处理方式与对照相比明显降低了各类型二色胡枝子种子的硬实率，提高了种子的萌发率、发芽势、发芽指数，进一步表明酸、热处理可改善种皮的通透性，促进气体交换和水分进入，消除机械限制而促进种子萌发［19］。酸蚀和热水处理是破除物理性休眠的有效方法，但其休眠破除效果则因种、品种以及具体措施不同而不同［20］。本研究中，2个种源和3个无性系的二色胡枝子种子经过浓硫酸处理10～30min，或95℃热水烫后浸泡1～3d，其种子萌发存在一定差异，但这种差异主要与浓硫酸处理时间，或95℃热水烫后浸泡时间的长短有关。对供试的5种类型的材料来讲，普遍是浓硫酸处理20～30min、95℃热水烫后浸泡1d，种子萌发效果最好。95℃热水烫后种子浸泡时间越长，种子的萌发率、发芽势反而降低，这可能是较长时间浸泡种子，使种子吸收不到氧气，抑制了种子的呼吸作用，进而影响了种子的萌发率。胡枝子属植物的果实为荚果，每个荚果中只有1枚种子，且种子成熟时果皮不开裂。本研究发现，带果皮的二色胡枝子的种子发芽率、发芽势、发芽指数明显低于不带果皮的种子，这个结果与张鹏等［14］的研究结果相似，表明二色胡枝子的果皮确实会影响种子的萌发，播种育苗时最好去除果皮。但是本研究还发现，带果皮的种子萌发中其胚根的长度却显著高于不带果皮的种子，表明胡枝子的果皮还会影响胚根的最初发育。这可能是试验中采用95℃热水烫后浸泡了1d，带果皮的种子因为果皮的保护作用，使得热水处理对种子破除休眠的影响较小，从而使得各项发芽指标较低。胡小文等［21］曾对9种常见豆科植物的种子萌发进行研究，发现95℃热水对种子休眠破除不利，所有参试物种，即使95℃热水仅处理1min，亦可引起死种子数的显著增加。尽管胡枝子属植物种子硬实率高，用100℃热水处理美丽胡枝子、阴山胡枝子，也能使其种子发芽率达到98.2%［15－16］，但热水 毕 竟 会 影 响 种 子 的 活 性［22］，有 果皮的种子受到的影响相对较小，其胚根发育受热水影响也会减小，因此胚根发育较快，发芽2周时胚根长度大于不带果皮的种子。

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