不同物理方法处理对武陵假俭草种子萌发影响的研究

张建波 白史且 陈莉敏 苟文龙 张丽霞 张 瑜 鄢家俊 游明鸿

(1.西南民族大学青藏高原研究院， 四川 成都 610041； 2.四川省草原科学研究院， 四川 成都 611731)

假俭草(Eremochloaophiuroides)是一种暖季型草坪草，起源于我国南方，又称“中国草坪草”，具水肥需求少、耐粗放管理、抗逆性强等特点[1-2]。我国主推草坪草年均修剪在8次以上，生长期内10 d左右需浇水1次；假俭草年均修剪3～4次，40 d无雨情况下未见植株死亡，一旦有适宜水分条件可恢复生长。武陵假俭草(品种登记号：2016004号)是四川省审定的草坪草新品种，由四川省草原科学研究院于2016年选育，是西南区第一个也是目前唯一的假俭草新品种。该品种的耐瘠薄和粗放管理特性更加突出，同时抗逆性强、绿期更长、坪用价值更高[3-4]。大面积推广武陵假俭草，将在一定程度上改善国内草坪草品种依赖进口的被动局面，解决目前草坪草耗水耗肥量大、养护成本高的问题，促进草坪业节能、绿色、持续发展，助力“美丽中国”建设。

武陵假俭草草坪建植和扩繁可以采用种子繁殖和营养体繁殖2种方式，但是营养体繁殖扩繁能力有限，且营养体不易运输和保存，因此大面积建植武陵假俭草草坪草，采用种子繁殖方式十分必要。然而武陵假俭草种子存在休眠和硬实等现象，种子发芽率普遍偏低，因此如何提高其种子发芽率，是大面积建植和推广的关键。影响种子萌发的因素主要有种皮障碍、种子不成熟和萌发抑制物质存在三方面原因。种皮障碍会对种子萌发造成机械束缚，致使胚根和胚芽不能突破种皮，同时还会影响种子的透水和透气性，导致种子不能萌发[5]。种子不成熟是指：有些植物的种子从外表上看已经成熟，但种子内部的胚还尚未成熟，需继续完成器官分化才能发芽；还有些植物种子的胚结构已分化完全，但必须完成其生理后熟才能萌发生长[6]。萌发抑制物质存在于种子的各个部位，该类物质主要有挥发油、植物碱、有机酸、酚和醛等[7]。针对不同的影响因素，用的处理方法也不同，常用来提高种子萌发效果的方法主要有物理处理方法、化学处理方法和生物处理方法[6]。物理处理方法主要有机械处理、温度处理、干藏和干湿处理；邓朝晖等研究表明，砂纸摩擦处理和开水烫种处理均能打破白花曼陀罗种子休眠，提高种子的发芽率[8]。化学处理方法主要有激素处理、无机化学试剂处理和有机化学药剂处理；段春华等研究表明，NaOH处理能显著提高矮生嵩草种子发芽率[9]。周双云等[10]用赤霉素处理团花种子，打破了种子休眠，提高了种子的发芽率。生物处理方法主要是在自然环境中，利用动物和微生物等促进种子萌发[6]。

物理方法具有易于掌握和推广、成本低等特点，适用于中小草坪建植公司及个体生产户，但目前，提高武陵假俭草的种子发芽率的相关物理方法还未见报道。因此，本试验以武陵假俭草种子为材料，通过磨破种皮、划破种皮、不同温水浸种、低温处理和浸泡处理5种物理方法处理种子，旨在找到既能有效提高假俭草种子发芽率、发芽势, 又便于在生产实践中推广应用的简单易行的物理处理方法。

1 材料和方法

1.1 材 料

武陵假俭草种子，由四川省草原科学研究院提供。

1.2 方 法

1.2.1摩擦处理

取150粒饱满干净的种子，用砂纸打磨，直至种子表面失去光泽、出现砂划的痕迹，进行萌发试验[11]。

1.2.2划破种皮处理

取150粒饱满干净的种子，用手术刀片从种子背面划破种皮，注意在处理过程中不得伤胚，处理完进行萌发试验[11]。

1.2.3热水浸种处理

取150粒饱满干净的种子，分别置于温度为60，70 ℃水中，每个温度设置4个时间梯度：5，8，10，15 min，待达到相应时间后将种子取出进行萌发试验[12]。

1.2.4低温处理

取150粒饱满干净的种子置于-18 ℃下低温处理 20，30，40，50 min，待达到相应时间后将种子取出进行萌发试验[13]。

1.2.5浸泡处理

取150粒饱满干净的种子，在室温下用蒸馏水分别浸泡12 h和24 h，待达到相应时间后将种子取出进行萌发试验[14]。

1.2.6标准发芽试验

将处理后的种子均匀摆放于铺有2层滤纸直径为90 mm的培养皿上。每个培养皿摆放50粒种子，以未经处理的种子为对照(ck)，每处理3次重复，置于光照培养箱中[25 ℃(16 h)/35 ℃(8 h)]变温培养。每日观测，第7天时统计发芽势，第14天时统计发芽率,最后统计种子发芽指数[15-16]。

发芽势(%)=(第7天正常发芽的种子数/供试种子总数)×100%；

发芽率(%)=(14 d内正常发芽的种子数/供试种子总数)×100%；

种子发芽指数(GI)=∑Gt/Dt，其中Gt是指在t天时发芽种子数，Dt指相应的发芽天数。

1.3 数据处理

试验中所有数据均采用Excel软件进行基本处理，用SPSS软件进行单因素显著性分析(One-way ANOVA)和Duncan法多重比较。

2 结果与分析

2.1 摩擦处理和划破种皮处理对种子萌发的影响

摩擦处理和划破种皮处理对解除“武陵假俭草”种子休眠效果见表1，经摩擦处理后的种子，其发芽率、发芽势和发芽指数分别比对照提高了50.71%、98.54%和86.34%。经划破处理后的种子，其发芽率、发芽势和发芽指数分别比对照提高了48.12%、98.20%和82.61%。经磨破种皮处理过的种子发芽率比划破种皮处理过的种子发芽率高4.99%，差异显著；但在发芽势和发芽指数上，差异显著(p<0.05)，分别高18.97%和21.44%。

表1 磨破种皮处理和划破种皮处理对种子萌发的影响

处理发芽势/%发芽率/%发芽指数摩擦处理91.33a93.33a68.03a划破种皮74.00b88.67a53.44bck1.33c9.29b9.29cF值216.77200.66161.78p值<0.01<0.01<0.01

注：同行不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。下同。

2.2 热水处理对种子萌发的影响

热水对武陵假俭草种子处理的萌发效果见表2，用60 ℃热水浸种10 min，种子发芽效果最好，发芽率、发芽势和发芽指数显著提高(p<0.05)，分别比对照组提高42.97%、97.68%和73.20%。在70 ℃条件下，随着浸种时间的增加，种子发芽率、发芽势和发芽指数呈下降趋势。尤其，用70 ℃热水浸种15 min，种子发芽率显著低于对照组(p<0.05)，比对照组低62.32%。这一结果表明，热水浸种对打破种子的休眠、提高发芽率作用显著，但过高的温度对种子有较大的伤害。

表2 热水处理对种子萌发的影响

处理温度/℃时间/min发芽势/%发芽率/%发芽指数热水60564.00a77.33a37.32a858.00a77.33a34.30a1057.33a80.67a34.67a1554.67ab80.67a33.77a70547.33ab70.00ab29.44ab846.67ab70.67ab28.47ab1030.00b60.67b20.19b154.67c17.33d4.63cck1.33c46.00c9.29cF值8.58618.7810.6p值<0.01<0.01<0.01

2.3 低温处理对种子萌发的影响

低温处理对武陵假俭草种子萌发的影响见表3，随着低温处理时间的增加，种子的发芽率、发芽势和发芽指数呈上升趋势。但不同处理时间，种子的发芽率、发芽势和发芽指数之间的差异不显著(p>0.05)。其中，低温处理50 min，种子的发芽率最高，达到78.67%，显著高于对照组(p<0.05)。

表3 低温处理对种子萌发的影响

处理温度/℃时间/min发芽势/%发芽率/%发芽指数低温-182052.00a68.67a30.49a3061.33a76.67a34.67a4066.67a78.00a38.27a5066.00a78.67a36.82ack1.33b46.00b9.29bF值27.8797.4321.43p值<0.01<0.01<0.01

2.4 浸泡处理对种子萌发的影响

浸泡处理对武陵假俭草种子萌发的影响见表4，浸泡处理能显著(p<0.05)提高种子的发芽率、发芽势和发芽指数。处理12 h和24 h对种子发芽率的影响不显著(p>0.05)，2个处理的发芽率均达到75.33%。但2个处理之间，发芽势和发芽指数差异显著(p<0.05)。

表4 浸泡处理对种子萌发的影响

处理时间/h发芽势/%发芽率/%发芽指数浸泡1250.00b75.33a30.61b2465.33a75.33a38.61ack1.33c46.00b9.29cF值115.95427.2795.92p值<0.01<0.01<0.01

3 讨 论

摩擦处理和划破种皮处理属于机械处理，主要针对种子的种皮过厚。经摩擦处理和划破种皮处理过的武陵假俭草种子，种子发芽率均显著提高，这是因为通过这2种方法破坏了种子的种皮，增加了种皮的透性，促进了种子的呼吸，减少了胚根和胚苗突破种皮时受到的机械阻力，从而提高种子的发芽率等。目前，机械处理的方法是破除种皮过厚的最有效手段之一，不仅在假俭草上利用，在其他草种上也有利用。伊风艳等[11]用砂纸打磨和划破种皮处理野生黄花苜蓿种子，使得其发芽率高达93%，硬实率下降到4%。侯文焕等[17]用沙子研磨菜用黄麻种子，结果发现该处理能显著提高其发芽率。袁学军等[13]用砂纸打磨处理假俭草种子，使得其发芽率高达90%。本实验中，经过摩擦处理和划破种皮处理的武陵假俭草种子，发芽率分别达93.33%和88.67%，本研究结果与袁学军等[13]的结果一致，可见这2种方法可以很好的打破种子休眠，以助于种子的良好萌发。磨破种皮和划破种皮处理适合硬实率较高的种子。但由于这2种方法耗时耗力，因此应根据研究中所需种子的数量而定。种子数量少时，可以采用以上2种方法。并且，在处理时要注意分寸，不能伤及种子内部的胚。

热水浸种处理是一种较为经济环保的方法，操作简单，效果显著。热水浸种可软化种皮，改善种子的透气性，有利于种子突破种皮，从而解除由种皮造成的休眠，促进萌发[18]。不同的种子其最适发芽温度也不相同，伊风艳等研究发现，用100 ℃热水处理野生黄花苜蓿种子，种子萌发效果最好，发芽率达69%[11]。史毅等用温水浸泡处理红豆草种子，研究发现，用50 ℃温水浸种，种子萌发效果最好，发芽率达50%[19]。本研究发现，武陵假俭草在60 ℃的温水中浸泡10 min，种子的萌发效果最好，发芽率高达80.67%，过高的温度浸种，种子的萌发效果会逐渐降低，甚至低于自然条件下的发芽率。这可能是因为过高的温度会伤及种子内部的胚组织，破坏了种子内部的酶活性，造成种子的死亡[20]。

适当的冷冻处理也能够克服种皮的不透性，增进种子内部的新陈代谢，从而促进种子的萌发[21]。袁学军等对假碱草种子进行了低温处理试验，结果发现，在-18 ℃条件下处理30 min，种子最高发芽率为27.5%[13]。本试验发现，将武陵假俭草种子在-18 ℃条件下放置20，30，40 min和50 min均能显著提高种子发芽率，其中处理50 min，种子的发芽率最高，达78.67%。这与袁学军等[13]的结果稍有出入，可能是因为不同假俭草品种种子休眠和硬实程度不一样，同一技术对其发芽率的影响也不相同。

浸泡处理操作简单，效果明显，适合批量处理种子。周娟娟等对青藏高原野生早熟禾种子进行了浸泡处理，以研究该处理对种子萌发的影响，研究发现，浸种10，20 h和30 h，均能提高种子的发芽率[22]。由此可见，浸泡处理有助于打破种子休眠，提高种子发芽率。本试验对武陵假俭草种子进行浸泡处理，分别浸种12 h和24 h，实验结果表明，2个浸种时间的种子发芽率一致。因此从节约时间和发芽效果的角度，建议在室温下用蒸馏水分别浸泡12 h以提高种子的发芽率。

4 结 论

在本实验的所有处理中，经过摩擦处理后的武陵假俭草种子，其发芽效果最好。因此，在播种前，可以对武陵假俭草种子进行摩擦处理，从而大大提高种子的发芽率，加快种子萌发过程。然而，摩擦处理虽能显著提高种子的发芽率，但操作起来极为耗时，只适合小量的种子处理。若需要大面积建植武陵假俭草草坪，建议选用60 ℃热水浸种10 min，种子萌发效果最好。