, , , , (贵州大学动物科学学院草业科学系, 贵阳 550025)
·问题探讨·
不同处理方法对2种雀稗属牧草种子萌发的影响
唐华江,赵丽丽,陈超,宋高翔,帅菲
(贵州大学动物科学学院草业科学系, 贵阳 550025)
采用不同浓度(0.3%,0.5%,0.7%)的KNO3溶液、NaCl溶液以及浓硫酸浸泡(2,5,8 min)处理巴哈雀稗(Paspalumnotatum)和宽叶雀稗(PaspalumwettsteiniiHack)2种雀稗属种子,以探寻各处理对巴哈雀稗和宽叶雀稗种子萌发的影响。结果表明: 1) 经KNO3处理,Pensacola发芽率及发芽指数受影响不显著,处理组发芽势、活力指数显著降低;普通百喜草发芽势受影响不明显,发芽率和发芽指数在浓度为0.7%时显著低于对照,活力指数在浓度为0.5%时显著高于其他组;宽叶雀稗活力指数在0.3%和0.5%浓度时显著高于对照,其余组间差异不显著。 2) 2种巴哈雀稗在经NaCl处理后,除普通百喜草活力指数(浓度为0.3%时显著高于对照组)外,其余指标均随盐浓度升高而显著下降;宽叶雀稗在盐浓度为0.3%时各项萌发指标均为最大值。 3) 浓硫酸处理2种巴哈雀稗后各萌发指标随着浸泡时间的增加而增大,且较对照组差异显著;而宽叶雀稗却随处理时间增加,萌发受到的抑制越强烈。
巴哈雀稗; 宽叶雀稗; 种子; 萌发
雀稗属(Paspalum)是一个具有400个以上种的大属[1]。巴哈雀稗(Paspalumnotatum,俗称百喜草)和宽叶雀稗(PaspalumwettsteiniiHack)为禾本科黍亚科雀稗属多年生牧草,二者具有根系发达、再生性能好、生长年限长、适应性强等特点,是适合贵州、广西、广东等地生长的优良草种资源。目前国内已经大面积应用于放牧、草地改良、草坪建植以及水土保持等方面[2-3]。龙忠富等研究指出,在贵州山地同样的坡度下,巴哈雀稗能有效改善土壤的物理性状,提高土壤的贮水量和蓄水保水能力,改良培肥土壤[4]。宽叶雀稗营养丰富、适口性好,家畜喜食,可与多种豆科牧草混播作为放牧利用[5]。同时,宽叶雀稗在治理水土流失等方面也得到广泛的应用[6]。但在实际生产中,雀稗属种子存在一些问题,例如籽粒小、成熟度不一致、休眠性强等,这些均增加了2种牧草推广利用难度,限制了其在生产上的应用。
目前,关于巴哈雀稗种子萌发方面主要为水引发种子处理技术的研究,宽叶雀稗主要集中于种子萌发期耐盐性能研究[7],而种子萌发、休眠特性研究方面尚未见报道。因此,为探索破除种子休眠的最佳方法,本试验以3份雀稗属牧草种子为研究对象,利用不同浓度的KNO3和NaCl溶液以及浓硫酸处理,研究各种处理对供试材料种子萌发特性的影响,以期找出较适合各材料种子萌发的条件,提高种子发芽率,充分发掘牧草生产潜力,为更有效利用和研究雀稗属牧草提供理论参考。
1.1 材 料
2种不同品种巴哈雀稗种子,分别记为Pensacola(进口窄叶型品种)和普通品种,1种宽叶雀稗种子。Pensacola购买于宿迁市绿草地种业有限公司,普通百喜草和宽叶雀稗由贵州众智恒生态科技有限公司提供。
1.2 方 法
1.2.1 试验处理
配置浓度为0.3%,0.5%,0.7%的KNO3和NaCl溶液,处理1和处理2均以蒸馏水处理为对照,分别用3种溶液处理3份雀稗属牧草种子;处理3是以98%H2SO4分别浸泡种子2,5,8 min,以未经处理的种子为对照。
1.2.2 种子萌发
各材料选择饱满种子。依照国际种子检验规程[8],采用滤纸法,将供试种子置于铺有2层滤纸的培养皿中,每皿100粒。处理1和处理2中每个培养皿分别加入10 mL不同浓度的KNO3和NaCl溶液,对照培养皿中加入10 mL蒸馏水。处理3中的种子用98%H2SO4浸泡一定时间后,在自来水下冲洗干净,并用蒸馏水冲洗2次,分别置于含10 mL蒸馏水的培养皿中。每个处理设3次重复,均置于20 ℃恒温培养箱内。每天统计种子萌发数,萌发以胚芽长至种子的1/2为标准。于种子达到日发芽数最高峰时计算发芽势,第28天统计终期发芽数。
注:不同字母表示在0.05水平下差异达显著,下同。图1 KNO3溶液对3种雀稗属种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数的影响
测定内容:
发芽势(%)=日发芽种子数最高峰时的发芽总数/供试种子总数×100%;
发芽率(%)=第28天发芽的种子数/供试种子总数×100%;
发芽指数(GI)=∑Gt/Dt;
活力指数(VI)=GI×S。
式中,Gt为t日内的发芽数,Dt为相应的发芽天数,S为平均苗鲜重(单位,g)。
1.3 数据处理
数据用Microsoft Excel 2010及SPSS 17.0统计软件进行统计分析,采用LSD方法进行显著性分析。
2.1 KNO3处理对雀稗属牧草种子萌发的影响
有研究表明,硝酸钾对含羞草[9]、高羊茅[10]等种子的萌发具有促进作用。由图1可知,经过KNO3处理,Pensacola和普通百喜草的发芽势与对照组相比(图1),均呈先下降后上升再下降的趋势,在浓度为0.5%KNO3溶液处理时发芽势达到最大值,但处理间差异较小;宽叶雀稗的发芽势呈现先上升后下降的趋势,处理间差异不显著。Pensacola和宽叶雀稗的发芽率和发芽指数呈现先上升后下降的趋势,在低浓度(0.3%)时达到峰值,但处理间差异不显著。普通百喜草在高浓度(0.7%)时,发芽率和发芽指数与其他组相比显著降低。Pensacola的活力指数随KNO3浓度上升而下降且与对照组差异显著;普通百喜草在浓度为0.5%时活力指数显著高于其他组;0.3%和0.5%浓度的KNO3溶液显著提高了宽叶雀稗的活力指数,分别提高到3.39和3.32。而高浓度处理与对照组差异不显著。结果表明,低浓度KNO3溶液对3种种子的萌发影响较小,在种子萌发后可一定程度上促进普通百喜草和宽叶雀稗的幼苗生长。
2.2 NaCl处理对雀稗属牧草种子萌发的影响
从图2可以看出,经过NaCl处理,Pensacola的各项萌发指标以及普通百喜草的发芽势、发芽率、发芽指数均随盐浓度的增大而减小,各处理均与对照间差异显著(plt;0.05);普通百喜草的活力指数在低盐浓度(0.3%)时升高,且显著高于对照及其他处理。对于宽叶雀稗,各项指标最大值在盐浓度为0.3%时,其发芽势与活力指数较对照组差异显著,在0.7%浓度时发芽势降低,与对照组差异显著(plt;0.05),但是发芽率与对照组无显著差异。
图2 NaCl溶液对3种雀属种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数的影响
图3 98%H2SO4对3种雀稗属种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数的影响
2.3 98%H2SO4对雀稗属牧草种子萌发的影响
浓硫酸处理是破除种子物理休眠常用的方法之一。如图3所示,Pensacola和普通百喜草在经过浓硫酸处理后各萌发指标随着浸泡时间的增加而增大,且较对照组差异显著(plt;0.05)。而宽叶雀稗种子各项萌发指标却随处理时间的增加而降低,在处理8 min时各项指标与对照组差异显著。说明浓硫酸处理对巴哈雀稗种子萌发起到了促进作用,对宽叶雀稗来说长时间处理抑制了萌发。
发芽率反映种子发芽的多少,发芽势反映种子发芽的快慢和整齐度,发芽指数反映种子在整个发芽期的综合活力,活力指数既能反映种子发芽率、发芽速度,又能反映生长势及生长活力。本试验中,经KNO3处理后Pensacola的发芽率、发芽指数均与对照无显著差异,发芽势和活力指数随处理浓度增加而显著下降,在高浓度时其抑制作用表现最为强烈。普通百喜草发芽率、发芽指数在高浓度时(0.7%)显著降低,说明其种子萌发受到了抑制,而活力指数在0.5%浓度时增加且与其他组差异显著。宽叶雀稗发芽势、发芽率以及发芽指数均与对照组无显著差异,活力指数在0.3%和0.5%浓度下升高且显著大于对照,这与武占会等[11]的研究结果一致,原因是硝酸钾处理在一定程度上促进多种酶的活性,使细胞膜得到部分修复,还可参与诱导植物体内生长促进性激素(如生长素、赤霉素)的生物合成及其活力调控,从而使供试种子生活力提高[12],促进种子发芽后幼苗的生长。
盐对巴哈雀稗种子的萌发具有抑制作用,其种子萌发率与盐浓度之间呈负相关关系。盐胁迫对植物的伤害主要表现在渗透胁迫、离子毒害、营养失衡和氧化破坏4个层面[13],对植物种子萌发的抑制作用还表现在推迟种子初始萌发时间和延长萌发时间上[14-15]。本研究中,盐溶液使Pensacola的各项萌发指标降低,与对照组相比差异达到显著性水平;普通百喜草在盐处理下除活力指数外都随盐浓度增加而下降,且与对照差异显著,在浓度为0.3%时活力指数为4.45,显著高于对照及其他组,说明该浓度的盐胁迫虽然对种子的萌发有抑制作用,但是对幼苗生长有一定的促进作用,这与宋旭丽等[16]对甜椒(CapsicumfrutescensL.var.grossumBailey)的研究结果一致。宽叶雀稗的种子发芽势、发芽指数及活力指数在低浓度时有所增高,可见较低盐浓度对其种子萌发有一定的刺激作用,这与盐地碱蓬种子(SuaedaSalsa)[17]的相关报道一致。在0.7%浓度时发芽势降低,但是发芽率与对照组间无显著差异,说明0.7%浓度的盐溶液虽抑制了宽叶雀稗的萌发,但未能造成宽叶雀稗种子永久失活。
浓硫酸能够腐蚀植物种皮,改变种皮的透性,从而促进种子的萌发。本试验结果表明,浓硫酸处理巴哈雀稗具有明显促进作用,在2,5,8 min的时间梯度上随着时间的增加各项指标均上升,且与对照组差异显著(plt;0.05),说明利用浓硫酸处理巴哈雀稗提高种子萌发率是可行的;宽叶雀稗在经过浓硫酸处理后发芽势、发芽率及发芽指数均较对照组降低,可能是由于种子籽粒过小,处理时间过长容易破坏种子内部结构,导致种子死亡。所以在生产实践中应减少浓硫酸处理时间,且处理过后用清水充分冲洗,以达到改善种皮透过性,打破种子休眠、促进种子萌发的目的[18]。浓硫酸处理宽叶雀稗适宜的时间还需进一步进行梯度试验来继续探究。
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Influence of Different Processing Methods on Seed Germination of Two Kinds of Paspalidium Grass
TANGHuajiang,ZHAOLili,CHENChao,SONGGaoxiang,SHUAIFei
2016-10-29
国家科技支撑计划(2014 BAD 23 B 03);贵州省农业公关项目(黔科合NY[2014]3048号、黔科合NY[2010]3045号);国家自然科学基金项目(31560664)。
唐华江(1992—),男,贵州独山人,硕士研究生,主要从事牧草种质资源及育种研究。
10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.02.073
S 543
A
1001-4705(2017)02-0073-05