不同处理对雾灵香花芥种子萌发特性的影响

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(河北农业大学 园林与旅游学院， 河北 保定 071000)

塞罕坝机械林场位于河北省围场满族蒙古族自治县最北部，平均海拔1 500 m，气候寒冷，冬长，春秋短，夏季不明显且降雨少[1]。塞罕坝物种丰富，有落叶松、樟子松、 白桦、 云杉等。野生花卉有700多种，如金露梅、东陵八仙花、黄花菜等。野生花卉在园林应用中，常常表现出抗逆性强，适应性广，便于管理等特点，有利于保护当地物种多样性[2-3]。野生花卉是园林引种优秀材料，同时更是研究和培育花卉新品种的重要种源和进行园林绿化的优秀材料[4]。例如东陵八仙花、三裂绣线菊、金露梅等花卉已经引种成功[5-6]。这些花卉品种应用在园林美化中，表现出极强的适应性，所以引种栽培雾灵香花芥也可以为园林应用提供优良的品种。雾灵香花芥(HesperisoreophilaKitag.)为多年生草本，十字花科，香花芥属。高50～110 cm。总状花序单一，直立，花直径1.5～3 cm，花梗密生腺毛，花大型；花瓣紫红色，倒卵形，长1.5～2 cm；长角果四棱状圆柱形，长2～5 cm；种子椭圆形，长约2 mm，栗褐色，花、果期6-9月。分布于中国(内蒙古、华北)。

本研究对雾灵香花芥种子萌发温度及其在GA3、KH2PO4处理下的各项指标进行测定，旨在找出雾灵香花芥种子萌发的最适温度，以及适宜和抑制种子生长和萌发的条件，以期为雾灵香花芥的生产应用提供科学的依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为雾灵香花芥种子，于2016年10月采自河北省塞罕坝机械林场，种子经室内阴干后于4 ℃冰箱中冷藏保存备用。

1.2 试验方法

1.2.1 温度处理

将雾灵香花芥种子用20 ℃清水浸泡，自然冷却处理24 h。之后用10%的H2O2消毒处理20 min，再用蒸馏水冲洗2～3次晾干备用。在培养皿中铺2层滤纸，将种子均匀放在培养皿中，每个培养皿中放置30粒种子，用蒸馏水将滤纸浸湿，水分适量，然后将放有种子的培养皿分别放置在恒温光照培养箱中，于15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃条件下进行发芽试验，每天上午进行发芽数量的统计，以突破种皮的下胚轴长度超过种子自身长度时为萌发，期间注意适当补水。若连续5 d没有种子萌发，则发芽实验结束。

1.2.2 不同溶液处理

GA3处理浓度为50，100，200，300，400，500 mg/L。将经过GA3溶液处理的雾灵香花芥种子置于9 cm培养皿中浸种处理24 h，萌发温度为20 ℃。其它同1.2.1。

KH2PO4溶液设置浓度梯度为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。将经过KH2PO4溶液处理的种子置于9 cm培养皿中浸种处理24 h，萌发温度为20 ℃。其它同1.2.1。

1.3 测定指标

发芽率(%)=n/N×100%(式中，n为试验结束后生成正常幼苗种子数，N为供试种子数)。

发芽势(%)=n/N×100%(式中，n为发芽高峰期发芽种子数，N为供试种子数)。

发芽指数=∑Gt/Dt(式中，Gt为在时间t日的发芽发芽种子个数，Dt为相应的发芽日数)。

根长的测定：萌发结束后，按照随机选株的方式，从每个培养皿中选取20株，用刻度尺分别测量根的长度[7]。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2007软件进行统计，绘图分析等。用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析，比较不同处理之间差异性。

2 结果与分析

2.1 不同温度处理对雾灵香花芥种子萌发特性的影响

2.1.1 不同温度处理对雾灵香花芥种子发芽率的影响

由图1可知，在不同温度处理下，雾灵香花芥种子发芽率不同。15 ℃最低，20 ℃时最高，25 ℃和30 ℃时下降。在20 ℃、25 ℃、30 ℃条件下的发芽率之间差异不明显，但这3个温度的雾灵香花芥发芽率均显著高于15 ℃处理种子的发芽率，分别比15 ℃处理下种子的发芽率增加了17、26和26个百分点。由此可见，20 ℃为种子发芽的最适温度。

注：图中不同的小写字母表示处理间差异显著(p<0.05)。下同。图1 不同温度条件对雾灵香花芥种子发芽率的影响

2.1.2 温度对雾灵香花芥种子发芽势的影响

由图2可知，不同温度条件下雾灵香花芥种子的发芽势不同。15 ℃处理最低，20 ℃处理与30 ℃处理下发芽率相同， 25 ℃时最高；25 ℃处理下的发芽率与15 ℃处理下发芽率相比，是它的12倍。由此可见，在25 ℃温度条件下，种子发芽整齐度好于其它温度。

图2 不同温度条件对雾灵香花芥种子发芽势的影响

2.1.3 不同温度条件对雾灵香花芥种子发芽指数的影响

由图3可知，雾灵香花芥种子在20 ℃、25 ℃、30 ℃条件下发芽能力和活力均明显高于15 ℃处理。20 ℃、25 ℃、30 ℃之间差异不明显。30 ℃处理下发芽指数最高，是15 ℃处理下发芽指数的39倍，并与其差异显著。可见，在30 ℃处理下，雾灵香花芥种子发芽能力和活力最高。

图3 不同温度条件对雾灵香花芥种子发芽指数的影响

2.2 不同浓度GA3浸种对雾灵香花芥种子萌发特性的影响

2.2.1 不同浓度GA3对雾灵香花芥种子发芽率的影响

由图4可知，随着GA3浸种浓度的升高，雾灵香花芥种子发芽率整体呈现出逐渐升高的趋势；其中，在对照处理下雾灵香花芥的发芽率最低，在50，100，200，300，400，500 mg/L 等6个GA3溶液处理后的发芽率与对照相比，分别增加了1、20、22、58、66、68个百分点，并在500 mg/L时发芽率达到最高，与对照差异显著，促进作用表现最强。试验结果表明，GA3对雾灵香花芥种子萌发有一定的促进作用。

图4 不同浓度GA3浸种处理对雾灵香花芥种子发芽率的影响

2.2.2 不同浓度GA3处理对雾灵香花芥种子发芽势的影响

由图5可知，随着GA3浸种浓度的增大，发芽势整体呈现出逐渐升高的趋势，雾灵香花芥种子发芽整齐度越来越好。与对照组相比，不同浓度的GA3浸种处理对雾灵香花芥种子发芽均有一定的促进作用。对照处理下，雾灵香花芥种子的发芽势较低，在50，100，200，300，400，500 mg/L 6个GA3溶液处理下，发芽势分别是对照的4、4.7、4、6、13.7、18倍；GA3浓度为在500 mg/L时，发芽势最高，与对照及50～300 mg/L处理差异达显著水平。

图5 不同浓度GA3处理对雾灵香花芥种子发芽势的影响

2.2.3 不同浓度GA3浸种处理对雾灵香花芥种子发芽指数的影响

由图6可以看出，不同浓度GA3处理对雾灵香花芥种子发芽势和发芽指数影响的变化趋势基本相同。GA3浸种浓度与发芽指数呈正相关，随着GA3浸种浓度的升高，发芽指数逐渐变大。对照处理下发芽指数最低，在50，100，200，300，400，500 mg/L等6个GA3溶液处理下，发芽指数分别是对照的1、1.9、2、5.3、9、10倍，可以看出发芽指数在500 mg/L时达到最大，与0～300 mg/L的GA3处理差异显著。由此可见，GA3浓度越大，对种子活力的促进作用越强。

图7 不同浓度GA3处理下雾灵香花芥的根系长度

图6 不同浓度GA3浸种对雾灵香花芥种子发芽指数的影响

2.2.4 不同浓度GA3对幼苗根长的影响

不同浓度GA3溶液对幼苗根长的影响如图7所示。由图7可以看出，不同浓度GA3对幼苗根长有一定的促进作用。GA3浓度为0 mg/L时，根系长度最短，平均长度为0.92 cm；随着GA3浓度的升高，雾灵香花芥幼苗的根系越长。400 mg/L时雾灵香花芥幼苗的根系最长，平均长1.8 cm，明显长于其他处理下幼苗根系的长度。所以，在50～500 mg/L范围内幼苗根系长度与GA3溶液浓度呈正相关。

2.3 不同浓度KH2PO4处理对雾灵香花芥种子萌发特性的影响

不同浓度KH2PO4处理对雾灵香花芥种子萌发的影响如表1。由表1可知，雾灵香花芥种子经过不同浓度KH2PO4处理后，种子的发芽率、发芽势和发芽指数逐渐降低。对照处理下雾灵香花芥种子的发芽率、发芽势和发芽指数最高，KH2PO4浸种处理过的种子发芽率、发芽势与发芽指数显著低于对照组。KH2PO4浓度为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%时，发芽率分别比空白对照降低了29、28、27、28、28个百分点，发芽势分别比对照下降了66.7%、33.3%、66.7%、66.7%和10%，发芽指数分别比对照下降了77%、84.6%、81.8%、86%及87.4%。由此可知，KH2PO4浸种处理抑制雾灵香花芥种子的萌发。

表1 KH2PO4处理下雾灵香花芥种子的萌发情况

KH2PO4浓度(%)发芽率(%)发芽势(%)发芽指数031.0b3.33b1.43b0.12.0a1.11a0.33a0.23.0a2.22a0.22a0.34.0a1.11a0.26a0.43.0a1.11a0.20a0.53.0a3.00a0.17a

注：表中同列中不同的小写字母表示处理间差异显著(p<0.05)。

3 讨论与结论

3.1 讨 论

3.1.1 雾灵香花芥种子在不同温度下的发芽率

温度可以影响植物的生化反应酶的活性等一些列生化反应，所以试验温度的确定是种子发芽实验中一个重要因素[8-9]。在本试验中，雾灵香花芥种子萌发的最适温度为20 ℃。而与其它多数种子相比，最适温度受自身生长环境影响较大，种子萌发的温度也是不尽相同的。王兵等研究表明，野罂粟种子最适宜萌发温度为15 ℃[10]，低于本实验中的最适发芽温度。宋杰等研究表明，滇丁香种子发芽的最适温度为25 ℃，发芽率能达到100%[11]。曹媛等认为，大火草种子发芽最适温度为20 ℃[12]。许桂芳等研究得出，耧斗菜种子发芽温度为15～25 ℃[14]。王传旗等研究表明，温度对西藏3种野生牧草种子萌发影响很大； 15 ℃/25 ℃为西藏野生老芒麦种子发芽率由高到低的温度拐点；披碱草种子最适宜的温度为20 ℃/30 ℃；垂穗披碱草和老芒麦种子最适宜萌发温度为15 ℃/25 ℃[15]。由此可见，其它种子的最适生长温度也各有不同。研究种子的适宜萌发温度需要参考种子生长地的温度气候状况及自然生长条件，根据种子本身生长萌发条件来确定温度梯度才能找到萌发最适温度。

3.1.2 GA3对雾灵香花芥种子萌发的促进作用

GA3有助于雾灵香花芥种子萌发，且浓度越高促进作用越显著。GA3有打破种子休眠的作用，解除种子休眠有助于种子的萌发[16]。这与梁洪等[17]、郑永春等[18]、李建海等[19]、王胜等[20]的研究结果相符。GA3对多种种子的萌发有显著的促进作用，但最适浓度不尽相同。本试验设置了多个浓度梯度，将每种GA3浓度促进作用进行了细化，找出了最适宜雾灵香花芥种子萌发并且最节约药剂的GA3浓度，为400～500 mg/L，在最适GA3浓度下，发芽率均达到95%以上，促进作用最强；而青蒿种子的最适浓度为20 mg/L[17]，玉竹种子的最适浓度为0.6 mg/L[18]，暴马丁香最适宜的GA3浓度为500 mg/L[19]，沙冬青种子发芽率在赤霉素浓度为200 mg/kg时最高[20]，金叶莸种子发芽率在赤霉素浓度为600 mg/kg时最高[20]，而化香树种子最适宜的赤霉素浓度为400 mg/kg[20]。

由此可见，虽然GA3对多种种子的萌发有促进作用，但最适浓度需要具体确定。本试验结果表明，雾灵香花芥种子萌发的GA3溶液的最适浓度为400～500 mg/L。

3.1.3 KH2PO4对雾灵香花芥种子具有抑制作用

不同KH2PO4浓度下雾灵香花芥种子的发芽率、发芽势及发芽指数均显著低于对照处理，表明KH2PO4对雾灵香花芥种子有明显的抑制作用。综合前人研究成果发现，KH2PO4对不同种子的实验结果不同，有时表现为促进作用，有时表现为抑制作用，因种子不同而异。刘洪见等研究发现，KH2PO4对方枝野海棠、瞿麦、秀丽野海棠、中华野海棠及地菍5种植物种子的萌发有明显的抑制作用[21]，与本试验的研究结果具有一致性。而李春梅认为，KH2PO4对无棱丝瓜种子有促进作用[22]；陈合云等研究得出，KH2PO4对水稻种子萌发生长也表现为促进作用[23]，与本试验的研究结果不一致。徐拾佳等研究表明，天人菊种子萌发最佳的KH2PO4浓度为0.3%，超过该浓度则会抑制天人菊种子的萌发[24]；王兵等研究表明，随着KH2PO4浓度的升高，发芽率、发芽势与发芽指数呈现先升高后降低的变化趋势，KH2PO4浓度为0.20%时促进作用表现最强[25]。而本试验则不同，KH2PO4对雾灵香花芥种子表现为抑制作用，其原因可能是由于雾灵香花芥种子对钾离子和磷酸根离子需求不大造成的。另外，种子本身萌发也会受到种皮结构、成分等的影响，由于溶液呈酸性，种皮较薄，种子结构在酸处理条件下受到损伤[26-27]，但具体原因仍需进一步试验探讨。

3.2 结 论

本试验主要研究了温度、GA3浓度、KH2PO4溶液浓度对雾灵香花芥种子萌发的影响。从温度上来看，雾灵香花芥种子在20 ℃、25 ℃、30 ℃条件下种子发芽能力和活力均明显高于15 ℃时种子发芽能力和活力。雾灵香花芥种子在20 ℃和25 ℃时萌发状况最好，多重比较结果表明，20 ℃为种子发芽的最适温度。

雾灵香花芥种子的发芽率、发芽势、发芽指数等均与GA3浓度呈正相关，即随着GA3浓度的升高，雾灵香花芥种子的发芽率、发芽势、发芽指数均逐渐升高，并且在GA3达到500 mg/L时，种子萌发状况最好，萌发状况均远远好于对照；另外，雾灵香花芥幼苗的根系长度也与GA3浓度呈正相关，随着浓度的升高，根长逐渐变大，渐渐达到试验中的一个高峰值。

与GA3的促进作用相反，KH2PO4对雾灵香花芥种子表现出明显的抑制作用。种子的萌发状况远远低于对照。