去除果皮和晒种处理对红豆草种子萌发特性的影响

张建文，王 芳，陈 燕，杨海磊，肖 红，鱼小军

(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.甘肃农业大学 农学院，甘肃 兰州 730070)



去除果皮和晒种处理对红豆草种子萌发特性的影响

张建文1，王 芳2，陈 燕1，杨海磊1，肖 红1，鱼小军1

(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.甘肃农业大学 农学院，甘肃 兰州 730070)

试验研究了去除果皮和晒种处理对红豆草种子(荚果)萌发特性的影响。结果表明：和对照相比，去除果皮处理显著缩短了红豆草种子的初次发芽时间，且显著提高了发芽率、发芽指数、活力指数和根、芽生长，显著降低了发霉率；晒种处理能显著促进未去掉果皮红豆草种子(荚果)的萌发。晒种1～3 d对去掉果皮的红豆草种子的发芽率和发霉率无显著影响(P>0.05)。去掉果皮晒种2、3 d处理红豆草种子的发芽率显著高于未去皮晒种0 d(对照)，发霉率显著低于对照(P<0.05)，发芽指数和活力指数显著高于去掉果皮晒种0 d和1 d，初次发芽时间比对照提前2 d，其根长和芽长显著高于对照(P<0.05)；经过去掉果皮和晒种的红豆草种子在室内贮存75 d后其发芽指数、根长、芽长均有所降低，而发芽率却有所增加。试验得出，去除红豆草种子(荚果)果皮并晒种2～3 d能显著促进其萌发、降低发霉率，而且短期(75 d)贮藏后其发芽率未降低。

红豆草；发芽率；发霉率；去除果皮；晒种

红豆草(Onobrychisviciaefolia)是优良的多年生优质豆科牧草，其茎叶茂盛，草质柔嫩，营养丰富，各类家畜均喜食，青饲家畜不得臌胀病，有“牧草皇后”的美称。红豆草具耐寒、耐旱、耐霜冻、耐土壤贫瘠等习性，适宜于西北干旱或半干旱地区种植[1]，在新疆、河北、北京、内蒙古、陕西、宁夏、青海等23个省区均有栽培[2]。21世纪初，红豆草在国内栽培面积已超过3万hm2，在畜牧业生产、土壤改良、水土保持、园林绿化等方面发挥着重要作用，在我国西部农牧业生产和生态建设中发挥着越来越重要的作用[3]。

红豆草果实以荚果的形式存在，荚皮粗糙且厚实，且荚果是病菌的主要载体之一[4-5]。红豆草种子通常是带果皮播种或进行发芽试验，因种子携带病原真菌[5]，从而造成红豆草种子发芽率低、发霉率高等问题[6]。有关提高红豆草种子发芽率报道的方法涉及H2O2、H2SO4溶液浸种[7-9]，采用百菌清、高锰酸钾、甲醛等化学药剂消毒处理[10]，但这些处理的效果欠佳，实践生产应用不便，且与生态发展观不符。有研究发现，对种子表面进行消毒后，入侵种子内部的病原菌反而得到更有利的生长空间和生存条件[11-12]。因此，通过去皮、晒种的办法对红豆草种子进行处理，以探索简便实用、生态环保的红豆草种子处理方法，改善红豆草种子的发芽特性，为红豆草种子发芽试验和草地建植提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试红豆草品种为甘肃红豆草，于2014年采收于甘肃武威。

1.2 试验方法

1.2.1 果皮去除和晒种 于2014年9月，选择连续晴朗天气对去掉果皮种子和未去掉果皮种子(荚果)同时进行日晒处理，种子堆厚度为3 cm，分别晒0(对照)、1、2、3 d。

1.2.2 萌发试验 将双层滤纸铺于培养皿经过高温湿热灭菌，将处理好的种子置于湿润的发芽床上。每处理重复3次，每重复50粒种子。在20℃恒温培养箱中自然光下进行发芽试验，每天加适当蒸馏水以补充因蒸发散失的水分，并记录每天发芽数(以胚根露白为标准)，直到连续2 d不再有种子发芽时，停止试验。发芽试验的第6 d从每个培养皿中随机取出10株测幼苗的根长、芽长[13]。

发芽率(%)=发芽种子数/供试种子数×100%；

发霉率(%)=发霉种子数/供试种子数×100%；

发芽指数(GI) =∑(Gt/Dt)

式中：Gt为第t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数；

活力指数(VI)=GI×S

式中：GI为发芽指数，S为一定时期内的幼苗长度。

1.2.3 去除果皮和晒种处理的种子经短期贮藏后的萌发特性 将处理后的红豆草种子盛装于塑料自封袋中，在室温下(17～20℃)贮存75 d后进行发芽试验。

1.3 数据分析

用SPSS 16.0软件对发芽率等进行显著性检验。去皮与未去皮之间用t检验比较，不同晒种天数之间用Duncan方法进行多重比较。图表中所有数据用“平均数±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 果皮去除和晒种对红豆草种子(或荚果)发芽的影响

2.1.1 对红豆草种子(或荚果)初次发芽天数的影响 去皮处理显著促进了红豆草种子的萌发(P<0.05)(表1)。晒种处理0～2 d，去皮比未去皮提前1 d发芽，说明果皮对红豆草种子发芽有抑制作用。晒种1 d，去皮和未去皮均与对照(晒种0天)同时发芽，晒种2 d，去皮和未去皮均比对照提前1 d发芽，晒种3 d，去皮与未去皮同天发芽。说明晒种处理可消除果皮对种子萌发的抑制。

2.1.2 对红豆草种子(或荚果)发芽率的影响 去除果皮显著增提高了红豆草种子的发芽率(P<0.05)(表1)。对照种子未去除果皮发芽率为50%，去除果皮后发芽率为89%。晒种1、2、3 d去除果皮的种子发芽率分别为91%，90%和89%，显著高于未去除果皮种子(P<0.05)。

去除果皮后晒种1、2、3 d处理的种子发芽率与对照无显著差异(P>0.05)(表1)。未去除果皮晒种2、3 d的发芽率无显著差异(P>0.05)，但均显著高于晒种1 d和对照(P<0.05)；晒种1 d与对照间亦无显著差异(P>0.05)。

表1 不同处理下红豆草种子发芽率、发霉率和发芽指数Table 1 The effects of different treatments on germination percentage,mildew percentage and germination index of Onobrychis viciaefolia seed

注：同列不同小写字母表示同一指标不同处理间差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示去皮与未去果皮间差异显著，下同

2.1.3 对红豆草种子(或荚果)在萌发期间发霉率的影响 去除果皮显著降低了红豆草种子萌发期间的发霉率(P<0.05)(表1)。对照未去除果皮较去除果皮的发霉率高9倍。同样，未去除果皮晒种1、2、3 d的发霉率均显著高于去除果皮处理(P<0.05)，是去皮的5倍以上。

去除果皮后晒种1、2、3 d处理与对照发霉率无显著差异(P>0.05)(表1)。未去除果皮晒种2、3 d发霉率分别为28%和32%，二者无显著差异(P>0.05)，但均显著低于晒种1 d(43%)和对照(50%)处理(P<0.05)，后二者间无显著差异(P>0.05)。2.1.4 对红豆草种子(或荚果)发芽指数的影响 去除果皮显著的提高了红豆草种子的发芽指数(P<0.05)(表1)。晒种0 d的去皮种子发芽指数为11.8，是未去皮的2.14倍。去皮晒种1、2、3 d的种子发芽指数分别为12.2、18.8和19.4，显著高于未去皮处理(P<0.05)。

未去皮和去皮晒种1 d均与对照无显著差异(P>0.05)，去皮晒种2、3 d处理发芽指数分别为18.8和19.4，均显著高于晒种0、1 d(P<0.05)；未去皮晒种2、3 d发芽指数显著高于0、1 d，且晒种3 d处理显著高于2 d(P<0.05)。

2.2 去除果皮和晒种对红豆草幼苗的影响

2.2.1 对幼苗根长的影响 去除果皮对红豆草根长无显著影响(P>0.05)(表2)。未去皮晒种和去皮后晒种2、3 d处理的根长均无显著差异(P>0.05)，但均显著高于晒种0、1 d处理(P<0.05)，后二者差异不显著(P>0.05)。

2.2.2 对幼苗芽长的影响 去皮晒种各处理芽长分别显著高于未去除果皮处理，说明果皮对红豆草幼苗芽的生长具有抑制作用。去皮后晒种2、3 d芽长分别为2.35和2.33 cm，均显著高于晒种0、1 d处理(P<0.05)。未去皮晒种3 d芽长(1.95 cm)显著高于2 d(1.63 cm)(P<0.05)，2 d处理显著高于1 d和0 d(P<0.05)，后二者间无显著差异(P>0.05)。

表2 不同处理下红豆草幼苗的生长Table 2 The effects of different treatments on seedling growth of Onobrychis viciaefolia

2.2.3 对幼苗活力指数的影响 去除果皮显著提高了红豆草幼苗的活力指数(P<0.05)(表2)。晒种0 d，去皮种子活力指数为32.45，是未去皮的2.6倍。去皮晒种1～3 d的种子活力指数分别为25.5，93.08和93.33，显著高于未去皮晒种处理(P<0.05)。

未去皮晒种0 d与1 d的活力指数无显著的差异(P>0.05)，晒种2 d、3 d显著高于0,1 d(P<0.05)。去除果皮晒种1 d和晒种0 d间无显著差异(P>0.05)，晒种2 d和3 d活力指数分别为93.08和93.33，且均显著高于其他处理(P<0.05)。

2.3 去除果皮和晒种处理的种子经短期贮藏后的萌发特性

2.3.1 发芽率和发芽指数的变化 供试各处理红豆草种子(或荚果)经短期(75 d)室内贮藏后，其发芽率都有所增加(图1)。未去掉果皮、未晒种处理红豆草种子(或荚果)经短期(75 d)室内贮藏后发芽率的增加率显著高于晒种1、2、3 d处理(P<0.05)；去掉果皮、未晒种处理红豆草种子(或荚果)经短期(75 d)室内贮藏后发芽率的增加率显著和晒种1 d处理间的差异无显著效果(P>0.05)，二者均显著低于晒种2 d和3 d处理。未去掉果皮晒种0、1、2、3 d处理的红豆草种子(荚果)，经过短期室内贮藏后，发芽率分别增加了20.5%、14.5 %、15.4%、10.8 %；去掉果皮、晒种0、1、2、3 d处理的红豆草种子发芽率分别增加了1.5%、1.5%、4.1%、7.9%。未去掉果皮晒种0、1、2、3 d的红豆草种子(荚果)经过75 d的贮藏后发芽率增加率显著高于去掉果皮晒种相应天数的处理。

试验中未去掉果皮晒种0、1、2、3 d处理的红豆草种子(荚果)，经短期(75 d)室内贮藏后，其发芽指数分别降低了20.7%、10.9%、10.6%、12.6%；去掉果皮、晒种0、1、2、3 d的分别降低了14.3%、26.5%、28.1%、25.8%(图1)。

2.3.2 幼苗生长和活力指数的变化 未去掉果皮红豆草种子(荚果)晒种0、1、2、3 d，再经短期(75 d)室内贮藏后，其根、芽长有所降低(表3)。其根长和芽长分别降低了1.6%、4.9%、5.4%、19.4%和41.4%、64.1%、55.1%、51.3%，去掉果皮、晒种的根长和芽长比别降低了24.3%、39.8%、18.2%、10.6%和68.3%、68.8%、56.3%、64.9%。

经短期(75 d)室内贮藏后，未晒种的红豆草种子(或荚果)的活力指数都有所增加(表3)，而晒种的红豆草种子(或荚果)其活力指数均降低。

3 讨论

在植物生长的整个生育期中，种子萌发期和幼苗生长期是最重要的两个阶段，其中种子萌发期是最敏感的时期，决定着作物的生长以及产量。此次研究结果表明，去除果皮后加以适当的晒种处理，可以降低红豆草种子萌发期间的发霉率，显著提高种子的发芽率。去皮、晒种处理种子发芽率比对照提高39%～41%，是碾磨处理[15]的10倍；种子萌发期间的发霉率(4%)比对照(50%)降低43%～46%，是50℃温水浸种处理的10倍以上。

图1 贮存75 d后红豆草种子发芽率和发芽指数的变化Fig.1 The change of germination percentage and germination index of Onobrychis viciaefolia seed after 75 days of storage

不去皮、晒种处理2、3 d，降低了发霉率，且提高了发芽指数、发芽率及活力指数，说明晒种不仅可以达到灭菌效果以降低发霉率，同时也是变温处理过程，促进种子的后熟过程，进而促进红豆草种子的发芽，缩短初次发芽时间。去皮种子发芽率较不去皮种子高(P<0.05)，说明种皮对种子萌发有抑制作用[16]。南志标[17]在种带真菌的研究中发现，红豆草种子真菌检出率和发芽率呈显著负相关，可能由于红豆草种子携带的某些真菌抑制了种子的萌发,导致种子发芽率降低、活力降低，使幼苗生长受到不同程度的抑制[6]，这与此次试验去皮、晒种处理可以促进红豆草幼苗根长和芽长的结果一致。另外，晒种可降低种子抑制萌发物质诸如谷壳内胺 A、谷壳内胺 B、离层酸和香草酸等物质的浓度[18]，因而在其他农作物产品的贮存、催芽方面都有应用[19]。

经短期(75 d)室内贮藏后，红豆草种子(或荚果)发芽率均有提高，原因可能是随着贮藏时间的延长种子硬实率下降。未晒种红豆草种子(或荚果)经过一段时间贮藏后发芽率提高、幼苗活力指数有所增加，可能是由于硬实率下降、种子后熟、发芽初始天数提前引起。经过晒种的红豆草种子(或荚果)经过一段时间贮藏后萌发的幼苗活力指数有所减少，原因可能是晒种促进萌发的酶活性又有所降低，具体原因有待于进一步研究[23]。

4 结论

去除果皮+晒种2、3 d处理显著地提高了红豆草种子的发芽率、发芽指数和活力指数，显著降低了发霉率，促进了种子的发芽，并促进根和芽的生长。对红豆草种子(或荚果)晒种处理后，室内短期贮存后发芽率保持较好，但幼苗生长变缓。实际生产中，建议使用去皮+晒种2～3 d处理。

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Effects of removing peel and solarization on seed germination characteristics ofOnobrychisviciifolia

ZHANG Jian-wen,WANG Fang,CHEN Yan,YANG Hai-lei,YU Xiao-jun

(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China； 2.CollegeofAgronomy,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

In order to solve the problem of lower germination percentage and higher mildew rate during the seed germination stage ofOnobrychisviciifoliaand find a convenient and effective method for seed treatment,the effects of removing peel and solarization on seed germination characteristics ofOnobrychisviciifoliawere studied.The results showed that,compared to CK,removing peel significantly reduced the first germination time and mildew rate of sainfoin seed,and significantly improved germination percentage,germination index,vigor index and the growth of radical and plumule length(P<0.05).The germination of sainfoin seed with peel was significantly promoted by solarization treatment(P<0.05).The solarization treatment(1 to 3 days) had no significant effect on the germination percentage and mildew percentage of sainfoin seed with removing peel(P>0.05).The germination rate of sainfoin seed with removing peel after solarizing 2 days and 3 days were significantly higher than that of CK,while the mildew percentage was significantly lower than that of CK(P<0.05),the germination index and vigor index were significantly higher than removing peel after solarizing 0 day and 1 day.Initial germination time was 2 days earlier than CK,and radical and plumule length were significantly higher than that of CK(P<0.05).The germination index,radical and plumule length were decreased,while the germination rate was increased after indoor storage 75 days of the sainfoin seed under removing peel and solarizing treatments.The comprehensive analysis showed that removing peel and solarizing for 2 or 3 days significantly promoted the germination of sainfoin seed,while decreased the mildew rate,in addition,the germination of sainfoin seed was not decreased after short-term storage(75 days).

sainfoin;germination rate;mildew rate;removing peel;solaring seed

2015-03-09；

2016-04-12

甘肃省高校基本科研业务费资助

张建文(1988-)，男，甘肃天水人，在读硕士生。

E-mail：805964226@qq.com

S 541

A

1009-5500(2016)05-0115-06

鱼小军为通讯作者。