梁碧云 陈贞成 禤 莹
(广西农业职业技术学院 广西南宁 530007)
猪屎豆又名太阳麻,是豆科多年生草本植物。茎枝为圆柱形或四棱形,密被紧贴的短柔毛;叶一般为三出复叶;总状花序,花冠黄色为主;荚果,卵状球形或长圆柱形,宛如青绿色的小铃铛。大猪屎豆全株均可入药,全草有解毒散结、清热利湿、抗肿瘤等作用[1-2]。猪屎豆种子的成熟期一般在7月—10月,成熟的猪屎豆种子呈有光泽的深褐色。一般在果荚能摇响时,成熟度为60%~80%,便可收种。应在晴天脱粒,晒干入库[3]。
猪屎豆还具有耐贫瘠、耐酸、耐干旱、耐盐碱和生物固氮等特性,常用于矿山、堤坝边坡水土保持及生态恢复工程[4],现也用作绿肥。目前,关于猪屎豆的研究主要集中在植物活性化学成分分析、种子萌发特性以及饲料[5-6]、生态护坡、绿肥运用等方面。在对种子萌发特性的研究中,常用的种子催芽方法适合在试验室中操作,而在实际大田生产中操作不够简单。本试验采用不同处理方法对猪屎豆种子的休眠和萌发特性进行了研究,旨在更好地促进猪屎豆的开发利用,为实际的大田生产育苗提供科学依据和简单可行的操作方法。
本试验采用5 种不同的处理方法进行比较试验,对猪屎豆种子分别进行常温水浸种对照处理、60 ℃热水浸种催芽、机械损伤、赤霉素催芽以及晒种浸泡催芽,计算发芽率[7]。试验样品为2 000 颗猪屎豆种子,选种采用四分法,每个处理重复4 组,每组100 颗种子,共20 组。记录浸泡好的种子的吸胀率和硬实率,对发芽种子、未发芽种子和霉烂种子数量进行记录,同时记录温度和湿度。对种子的发芽特性进行全面的观察和比较,最后总结评价每个处理方法的优劣,为实际大田生产中提高猪屎豆的发芽率提供参考。
本试验准备的材料有纱布、一次性杯子、盒子、标签、双面胶、河沙、赤霉素。供试材料均由广西农业职业技术学院药学系实验室提供。
使用的猪屎豆种子为2019年10月从校内中草药园采集,种子干燥处理后,置于恒温冰箱储藏。于2020年6月在校园内进行种子发芽试验。
前期准备好试验用品及材料,以供试验顺利开展。试验中,5种不同的处理方法具体如下:
(1)对照试验:用常温的清水浸种24 h,换水4次。
(2)浸种催芽:用60 ℃热水浸种3 h,换水3次。
(3)机械损伤:混合河沙轻磨种子3 min~5 min破坏种皮,用常温水浸种12 h,换水2次。
(4)赤霉素催芽:用24 mg赤霉素兑水350 mL,将种子与赤霉素溶液混合均匀,浸泡8 h,换水2次。
(5)晒种浸泡催芽:晒种2天,再用常温水浸种8 h,换水2次。
将处理好的种子放置于垫有提前浸泡好的纱布的盒子内,贴上标签,再覆上一层纱布,用以保湿。注意把吸胀的种子和硬实的种子分开摆放,以便观察统计。试验第3天,种子开始发芽,此时将纱布揭开,开始每天观察并记录发芽种子数,连续观察7 d。至发芽后第7天(即试验第10天),将发芽种子移栽到穴盘进行育苗。
根据前人研究可知,猪屎豆种子最适宜的发芽温度为20 ℃~30 ℃[8-9]。在本次试验中,将温度设置在30 ℃左右,湿度为40%~55%。
试验数据的统计分析采用EXCEL、SPSSAU在线分析软件。发芽率=发芽种子数/供试种子数×100%;发芽势[8]=规定天数内发芽的种子数/供试种子数×100%;发芽指数(GI)=ΣGt/Dt(Dt为发芽日数,Gt为发芽种子数);吸胀率=吸胀种子数/供试种子数×100%;霉烂率=霉烂种子数/供试种子数×100%。
从表1可以看出,机械损伤处理的发芽率在6 d内均最低,与对照组相比,说明机械损伤对猪屎豆种子发芽有一定的抑制作用。用SPSSAU在线分析软件进行数据处理发现,不同的处理下6 d的发芽情况均呈现出显著性差异。其中,第1天、第5天、第6天各处理组的发芽情况在0.01水平差异性显著。第6天各组发芽率达最高值,其中浸种催芽处理对发芽的促进作用最大,发芽率约为61.75%,其次是晒种催芽处理,发芽率约为59.75%。浸种催芽处理从第3天开始,发芽率均比其他处理高,晒种催芽处理在6 d内的发芽率也排在前列。用EXCEL进行数据处理可知,第1天发芽达到高峰,其中晒种催芽处理的发芽率最高,约为50.75%,浸种催芽处理次之;之后几天各处理组新增发芽数均有不同程度减少,从第4天开始,部分处理组出现无新增发芽种子的情况。
表1 不同处理方法对猪屎豆种子发芽势和发芽率影响的方差分析
用SPSSAU在线分析软件进行数据处理,发现不同处理对硬实率、吸胀率的影响未表现出显著性差异。虽然采用不同处理方法处理猪屎豆种子,除机械损伤处理外,在不同程度上都能促进猪屎豆种子吸水,提高吸胀率,降低硬实率,但各处理间未表现出显著差异。从表2可以看出,浸种催芽、赤霉素催芽和晒种催芽三种处理能使吸胀率达到50%以上,其中浸种催芽的吸胀率最高,晒种催芽次之。
表2 不同处理对种子硬实、吸胀、霉烂、发芽指数等情况的影响(第7天)
试验观察从发芽第4天开始,发现部分未发芽种子出现霉烂的情况。至发芽第7天,除部分未发芽种子出现霉烂外,部分已经发芽的种子也出现了霉烂的情况。从表2可以看出,猪屎豆种子在温湿度相同的环境下,机械损伤处理和晒种催芽处理的霉烂率比对照组的霉烂率大,特别是晒种催芽处理的霉烂率最高,为53.50%,比对照组高26.5%;赤霉素处理的种子霉烂率最低,为18.75%,比对照组低8.25%,说明赤霉素可以一定程度防止霉烂。由此说明试验温度下,不宜采用机械损伤和晒种的方式催芽,机械损坏了种皮,细菌可从种皮渗入,引起霉变;晒种处理过程中,沾染病菌的概率较大,易导致种子霉烂。
在发芽指数方面,浸种催芽和晒种催芽两个处理的发芽指数比对照组的发芽指数高,其他处理组的发芽指数都低于对照组,其中赤霉素催芽处理的发芽指数与对照组相差不大,机械损伤处理的发芽指数是最低的,没有明显优势。
从试验的整体数据上看,机械损伤处理的数据是最不可观的,发芽率低,发芽指数也是最低,且硬实率是最高的,说明该方法不适用于猪屎豆的催芽。实际生产中,因摩擦时无法准确把握力度,易使种胚受到伤害,造成破损率(吸胀但未发芽)增加或是摩擦力度不够,水分仍无法渗透,从而使萌发的效果不好。尤其是对种皮薄、颗粒小的种子,难以把握好摩擦力度[9]。
浸种催芽处理是利用水的高温热力杀死种子表面和潜伏在种子内部的病菌、去除种皮表层的蜡质与油脂物以提高种皮通透性的有效方法,是实际生产中打破种子休眠、增强种子活力的重要手段[7]。试验证明浸种催芽的萌发种子数量和发芽率、最终吸胀率均最高,说明了此方法可有效提高猪屎豆种子的活力,提高发芽率。但是在高温处理后,霉烂率仍与对照相差不大。
赤霉素催芽处理的霉烂率是最低的,说明赤霉素催芽可以有效降低猪屎豆种子的霉烂率,赤霉素是一类重要的植物激素,对种子的萌发、茎的伸长等具有重要调控作用,而由本试验中发芽率和发芽指数数据可知,与对照组相比,赤霉素浸种催芽并未对猪屎豆种子的萌发表现出明显的促进作用。本试验中使用的赤霉素浓度为68.57 mg/L,可能由于浓度过低而作用不明显,根据前人研究,若浓度提升到200 mg/L[10],催芽效果可能会更好。
晒种催芽处理的霉烂率较大,但发芽指数是最高的,说明阳光照射可以提高种子的活力,但需要合适的光照强度,以达到杀菌目的,才利于猪屎豆萌发。
总之,从试验结果看,浸种催芽较适宜作为猪屎豆种子催芽的方法。要提高猪屎豆种子的萌发率,就需要打破种子的休眠,提高种子的活力,提高吸胀率,同时,还要进行有效的杀菌处理以提高种子的抗病能力。根据试验结果,可考虑将不同的处理方法结合起来,扬长避短,从而达到提高萌发率、成活率的目的。因此,建议在实际生产中,对猪屎豆种子先进行日晒,再进行浸种(60 ℃)催芽或赤霉素催芽,以此降低霉烂率,提高猪屎豆发芽指数,提高发芽率。