马铃薯块茎浸提液对枸杞种子萌发的影响

张飞祥,赵东方,牛笑菲,焦瑞锋

（河南科技学院,河南新乡453003）

马铃薯块茎浸提液对枸杞种子萌发的影响

张飞祥,赵东方,牛笑菲,焦瑞锋

（河南科技学院,河南新乡453003）

为研究马铃薯对枸杞种子萌发是否有影响,以宁夏枸杞为试验材料,用不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液对枸杞种子进行处理,研究处理后枸杞种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数的变化.结果表明：马铃薯块茎浸提液对枸杞种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数都有不同程度的抑制作用.质量浓度为25、50、100 g/L的马铃薯块茎浸提液处理的种子与对照组发芽率无显著性差异,只有质量浓度为200 g/L处理的种子与对照组发芽率有显著性差异；质量浓度为25、50、100、200 g/L的马铃薯块茎浸提液处理的种子与对照组发芽势有极显著性差异,与对照组的发芽指数和活力指数都有显著性差异.

马铃薯；浸提液；枸杞；种子萌发

马铃薯Solarium tuberosum L.是茄科茄属一年生草本植物,原产于南美秘鲁、智利的安第斯山一带.马铃薯在我国有400多年的栽培历史,我国已经成为世界第一大马铃薯生产大国[1].在实际生产中发现,马铃薯在种植过程中存在连作障碍,在同一地块上连续种植会导致其产量和品质下降[2-3].有研究资料显示,马铃薯秸秆浸提液和马铃薯连作土壤浸提液对番茄、茄子、辣椒等茄科植物都有化感作用[4].随着马铃薯主粮化战略的实施,需要开发不影响其他作物生产的马铃薯种植模式.马铃薯和枸杞（Lycium barbarum L.）都能适应西北地区的气候和水分土壤条件,是当地重要的农作物,在开发马铃薯和枸杞共作的模式时,需要了解这两种作物之间有无化感作用.

虽然在对马铃薯等相关茄科植物的研究中表明,茄科植物之间比较容易因化感作用产生不良的影响,但是目前关于枸杞的化感作用研究较少,只有少量资料显示苦豆子浸提物、蜀葵种子水浸液和紫茉莉种子水浸液对枸杞种子有化感作用,会对枸杞种子的萌发和生长产生影响[5-7].关于马铃薯和枸杞之间的化感作用研究还未见报道.

种子萌发期是植物生长的敏感时期,比较容易受到外界影响.为了研究马铃薯是否会对枸杞产生化感作用,选取枸杞作为目标植物,用马铃薯块茎浸提液对枸杞种子进行处理,观察记录种子的发芽指标变化,从而发现马铃薯对枸杞种子萌发的影响,在了解马铃薯和枸杞之间化感作用的基础上,为开发马铃薯和枸杞共作模式提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验于2016年4月至5月份在河南科技学院生态学实验室内进行.马铃薯品种为荷兰马铃薯；枸杞种子品种为宁夏枸杞,产地为宁夏.

取新鲜马铃薯块茎,洗净、擦干并称取质量后,用匀浆机将马铃薯块茎打成浆液.按照马铃薯和蒸馏水质量比为1∶5配制马铃薯块茎浸提液,在4℃黑暗条件下静置24 h,用纱布过滤即得质量浓度为200 g/L的马铃薯块茎浸提液母液.将母液盛于棕色瓶中,于4℃冰箱中冷藏备用[8].

1.2 试验方法

将枸杞种子用质量分数为0.5%的KMnO4溶液浸泡消毒30 min后,在室温条件下用清水浸泡10 h催芽[9].本试验采用纸间发芽法,将质量浓度为25、50、100、200 g/L的马铃薯块茎浸提液分别加入培养皿中,每皿10 mL,以蒸馏水作为对照,每个处理3次重复.将培养皿置于人工气候箱中进行培养,设置温度为25℃,相对湿度为70%,光照为0 h.每天下午的14：30记录发芽个数,试验第12天计算发芽率,从每个培养皿中随机选择10个发芽种子测量并记录芽长[10].计算种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数[11-12].

1.3 数据处理

本试验中数据处理和作图使用Excel软件,方差分析使用SPASS 18.0软件.

2 结果与分析

2.1 马铃薯块茎浸提液对枸杞种子发芽数的影响

不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液对枸杞种子发芽数的影响见图1.

图1 马铃薯块茎浸提液处理对枸杞种子发芽数的影响Fig.1 Effects of potato tuber extracts on the germination number of wolfberry seeds

由图1可知,马铃薯块茎浸提液会不同程度地影响枸杞种子的发芽数量.对照组的种子发芽数在第2天至第5天增长最快,第5天以后发芽数增加缓慢.质量浓度为25 g/L处理的种子发芽数在第4天至第5天增长较快,稍高于质量浓度为50、100 g/L处理的种子发芽数.质量浓度为50、100、200 g/L处理的种子发芽数增长较慢,第5天之后才开始缓慢增加.质量浓度为200 g/L处理的种子在第8天后其发芽数量呈现先平稳上升后下降的趋势.质量浓度为50、100 g/L处理的种子发芽数接近,在第10天后增长都比较慢.

对照组种子的发芽数从第2天开始就迅速增加,其余各质量浓度处理的种子发芽数都是在第4天以后才有明显增加,由此可以得出,马铃薯块茎浸提液有可能会推迟枸杞种子的发芽时间.质量浓度为25、50、100、200 g/L处理的枸杞种子发芽数均未达到对照组的发芽数量,表明马铃薯块茎浸提液可能会降低枸杞种子的发芽数.质量浓度为200 g/L处理的种子发芽数在后期出现下降,可能是由于浸提液的质量浓度较高,不适宜已发芽枸杞幼苗的生长,导致其死亡.

2.2 马铃薯块茎浸提液对枸杞种子发芽率的影响

不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液对枸杞种子发芽率的影响见图2.

图2 马铃薯块茎浸提液处理对枸杞种子发芽率的影响Fig.2 Effects of potato tuber extracts on the germination rate of wolfberry seeds

由图2可知,不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液处理枸杞种子,对其发芽率的影响不同.对照组的种子发芽率最高,接近50%；质量浓度为200 g/L处理的种子发芽率最低；质量浓度为25、50、100 g/L处理的种子发芽率在40%左右.其中质量浓度为25、50、100 g/L处理的种子与对照组之间发芽率无显著性差异,质量浓度为200 g/L处理的种子与对照组种子发芽率存在显著性差异.

虽然各处理的种子发芽率都低于对照组的发芽率,但是只有质量浓度为200 g/L处理的种子发芽率与对照组的发芽率存在显著性差异,表明马铃薯块茎浸提液对枸杞种子的发芽率可能抑制作用不大.质量浓度为200 g/L处理的种子发芽率显著低于对照组,可能是由于浸提液质量浓度较高,不适宜已发芽种子的生长并导致其在培养后期出现死亡,发芽率因此显著降低.

2.3 马铃薯块茎浸提液对枸杞种子发芽势的影响

发芽势在农业生产中具有重要意义,它反映的是种子发芽速度和出苗的整齐度.在发芽率相同的情况下,发芽势高的种子发芽速度快,出苗整齐,种子的品质更好.不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液对枸杞种子发芽势的影响见图3.

图3 马铃薯块茎浸提液处理对枸杞种子发芽势的影响Fig.3 Effects of potato tuber extracts on the germination energy of wolfberry seeds

由图3可知,不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液对枸杞种子的发芽势抑制强度不同.对照组的种子发芽势最高,质量浓度为25 g/L处理的种子发芽势次之,其余3个质量浓度处理的种子发芽势较低,均低于10%.质量浓度为50、100、200 g/L处理的种子之间发芽势没有显著性差异.对照组的种子与质量浓度为25、50、100、200 g/L处理的种子发芽势均有极显著性差异.质量浓度为25 g/L处理的种子与50、100、200 g/L处理的种子之间发芽势也有极显著性差异.

质量浓度为25 g/L处理的种子与对照组相比发芽势下降一半左右,说明马铃薯块茎浸提液对枸杞种子的发芽势抑制作用非常明显.质量浓度为50、100、200 g/L处理的种子发芽势下降更多,可能是浸提液质量浓度越高对发芽势的抑制作用越大,但是质量浓度为50、100、200 g/L处理的种子之间发芽势没有显著性差异,可能是因为这3个质量浓度都高于最大的抑制质量浓度,质量浓度的增加不会再增加抑制作用,所以它们之间发芽势的差异才会没有显著性.马铃薯块茎浸提液处理会显著抑制枸杞种子的发芽势,从而使其发芽速度减慢,导致田间出苗不齐.

2.4 马铃薯块茎浸提液对枸杞种子发芽指数的影响

发芽指数反映种子在萌发期间的综合活力.不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液对枸杞种子发芽指数的影响见图4.

图4 马铃薯块茎浸提液处理对枸杞种子发芽指数的影响Fig.4 Effects of potato tuber extracts on germination index of wolfberry seeds

由图4可知,不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液处理枸杞种子,对其发芽指数均有抑制作用.对照组的枸杞种子发芽指数最高,质量浓度为25、50、100 g/L处理的种子发芽指数次之,质量浓度为200 g/L处理的枸杞种子发芽指数最低.质量浓度为25、50、100 g/L处理的种子之间没有显著性差异.对照组的种子与其他4个质量浓度处理种子的发芽指数有显著性差异.质量浓度为200g/L处理的种子与25、50、100 g/L处理的种子发芽指数有显著差异.

产生这样结果的原因,可能是200 g/L处理的质量浓度远高于其他3个质量浓度,对种子发芽指数抑制作用也就更强.质量浓度为25、50、100g/L处理的种子发芽指数受抑制的程度低于质量浓度为200 g/L处理的种子,而且它们之间对于发芽指数的抑制作用处于同一水平,彼此之间没有显著性差异.

2.5 马铃薯块茎浸提液对枸杞种子活力指数的影响

活力指数不仅可以反映种子的发芽率、发芽速度,还可以反映生长势及生长活力.不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液对枸杞种子活力的影响见图5.

图5 马铃薯块茎浸提液处理对枸杞种子活力指数的影响Fig.5 Effects of potato tuber extracts on vigor index of wolfberry seeds

由图5可知,不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液处理,对枸杞种子活力指数的影响相差很大.对照组的种子活力指数最高,质量浓度为25 g/L处理的种子活力指数次之,质量浓度为200 g/L处理的种子活力指数最低.其中对照组的种子与质量浓度为25、50、100、200 g/L处理的种子之间活力指数均存在显著性差异.质量浓度为25 g/L处理的种子与50、100、200 g/L处理的种子之间活力指数有显著性差异.质量浓度为200 g/L处理的种子与100、50 g/L处理的种子之间有显著性差异.

马铃薯块茎浸提液对枸杞种子的活力指数抑制较大,并且不同质量浓度浸提液的抑制作用处于不同水平.质量浓度为200 g/L的处理对种子活力指数的抑制最大,50、100 g/L处理对种子活力指数的抑制次之,25 g/L处理对种子活力指数的抑制最小.产生这样结果,可能是因为质量浓度为25、50、100、200 g/L的马铃薯块茎浸提液对种子的活力指数抑制作用处于不同的水平,并且有质量浓度越大抑制作用越强的趋势.

3 结论与讨论

本试验结果表明,马铃薯块茎浸提液能推迟枸杞种子的发芽时间,质量浓度为200 g/L的浸提液能抑制种子的发芽率,质量浓度为100、50、25 g/L的浸提液处理对枸杞种子的发芽率抑制作用不明显.质量浓度为25、50、100、200 g/L的浸提液处理对枸杞种子的发芽势有极显著性抑制,说明枸杞种子的发芽势对于马铃薯块茎浸提液的质量浓度较为敏感.质量浓度为25、50、100、200 g/L的马铃薯块茎浸提液处理,对枸杞种子的发芽指数和活力指数有显著抑制作用,并且其抑制作用有随质量浓度的升高而增强的趋势.

目前关于马铃薯的报道多集中于马铃薯的种植技术、连作障碍及其作用机理的研究和探索[13-17],马铃薯对同科植物和马铃薯与蔬菜之间的化感作用研究报道尚少.本研究结果表明,马铃薯块茎浸提液处理对枸杞种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数都有抑制作用.这与杜茜等人研究的马铃薯对茄科作物发芽率表现为“低浓度促进,高浓度抑制”现象[4]有所不同,可能是试验设置的质量浓度范围都在相对比较高的水平,需要设置更低的质量浓度去试验观察；也可能是马铃薯块茎浸提液对枸杞种子只有抑制作用,没有促进作用.本次试验仅研究了不同质量浓度的马铃薯块茎浸提液对枸杞种子萌发过程的影响,其作用方式和具体化感物质尚不清楚,有待进一步试验研究.

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（责任编辑：邓天福）

Effect of potato tuber extract on germination of wolfberry seeds

ZHANG Feixiang,ZHAO Dongfang,NIU Xiaofei,JIAO Ruifeng
（Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China）

In order to explore the effect of potato on the germination of wolfberry seeds,with Ningxia wolfberry as the experimental material,treatment of wolfberry seeds with different concentrations of potato tuber extracts,the changes of germination rate,germination energy,germination index,vigor index of the wolfberry seeds after treatment was studied. The results showed that the germination rate,germination energy,germination index and vigor index of the wolfberry seeds were inhibited by different degrees.There was no significant difference in germination rate between the 25,50 and 100 g/L treated seeds and CK,but there was a significant difference between the seed germination rate and CK with the concentration of 200 g/L.The concentration of 25,50,100,200 g/L treated seeds and CK germination energy has extremely significant difference.The concentration of 25,50,100,200 g/L treatment of seeds and CK in the germination index and vigor index have significant differences.

potato；extract；wolfberry；seed germination

S532,S567.1+9

A

1008-7516（2016）04-0016-06

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.04.004

2016-06-02

河南科技学院横向课题“沙地有机马铃薯间套轮作模式开发”；国家级大学生创新创业训练项目（2016CX038）；2016年河南科技学院专业综合改革项目

张飞祥（1992―）,男,河南开封人,本科生.

焦瑞锋（1982―）,男,河南安阳人,博士,讲师.主要从事生态农业和环境生态方面的研究.