楊彩宏， 馮 莉， 楊紅梅， 岳茂峰， 田興山(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所雜草研究室,廣東廣州 510640)

牛筋草種子休眠解除方法研究

楊彩宏， 馮 莉， 楊紅梅， 岳茂峰， 田興山
(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所雜草研究室,廣東廣州 510640)

研究了光照(12h光周期)和黑暗兩種條件下摩擦脫果皮處理及不同藥劑(NaOH、HCl、KNO3及GA3)浸泡處理對脫果皮和未脫果皮牛筋草種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，牛筋草種子休眠主要是其果皮對種子的束縛引起的機(jī)械休眠，種子一經(jīng)脫果皮，休眠基本解除，萌發(fā)率達(dá)61%以上。若用蒸餾水浸泡24 h，萌發(fā)率顯著升高，達(dá)80%。種子的萌發(fā)不受光照條件的影響。NaOH、HCl、KNO3及GA3浸泡對未脫果皮的牛筋草種子萌發(fā)無任何促進(jìn)作用。與對照相比，脫果皮的牛筋草種子經(jīng)NaOH、HCl浸泡后萌發(fā)率急劇下降，而經(jīng)KNO3和GA3浸泡24h后，在一定濃度范圍內(nèi)萌發(fā)率均有所提高。

牛筋草； 果皮； 種子； 萌發(fā)

國內(nèi)關(guān)于打破牛筋草種子休眠的系統(tǒng)研究較少，據(jù)查閱(http://baike.baidu.com/view/237136.htm?fr=ala0-1)，牛筋草種子經(jīng)土壤沉積3個(gè)多月可解除休眠，且種子發(fā)芽需有光照。Ismail[3]等在研究抗草甘膦牛筋草及敏感生物型萌發(fā)和生長特性中，采用紗布摩擦挫傷牛筋草種子種皮后進(jìn)行試驗(yàn)；Ng等[4]使用0.2% KNO3處理以打破牛筋草種子休眠，進(jìn)而研究抗草甘膦牛筋草的遺傳特性。本研究通過光照和黑暗兩種條件下摩擦脫果皮及不同藥劑(NaOH、HCl、KNO3及GA3)浸泡對脫果皮及未脫果皮牛筋草種子萌發(fā)的影響。找出解除牛筋草種子休眠的最快、最佳方法，為研究其發(fā)生、抗性及防除提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試牛筋草(Eleusineindica)于2009年11月采自廣東省番禺區(qū)魚窩頭，在室溫條件下晾干，置于干燥箱內(nèi)儲(chǔ)存。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 摩擦脫果皮 用紗布輕輕摩擦晾干的牛筋草種子，以脫其果皮。以未脫果皮的牛筋草種子作為對照。將40粒種子(脫果皮和未脫果皮兩類)放于鋪有一層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，加入5 mL蒸餾水，測定其萌發(fā)率。

1.2.2 藥劑浸泡 將牛筋草種子(脫果皮和未脫果皮兩類)置于以下不同藥劑不同濃度的藥液中(以蒸餾水配制)，室溫浸泡24 h，然后用蒸餾水沖洗干凈，挑選40粒放于鋪有一層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，加入5 mL蒸餾水，測定其萌發(fā)率。NaOH：0、0.375%、0.75%、1.5%、3%；HCl：0、0.225%、0.45%、0.9%、1.8%；KNO3：0、0.062 5%、0.125%、0.25%、0.5%、1%；GA3：0、25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、800 mg/L、1 000 mg/L。

1.3 發(fā)芽試驗(yàn)條件

采用培養(yǎng)皿法試驗(yàn)，所有試驗(yàn)均在光照和黑暗兩種條件下進(jìn)行。光照組置于人工氣候箱內(nèi)(光照：12 L/12 D；溫度：32 ℃/28 ℃；濕度60%～75%；光照強(qiáng)度11 000 lx)；黑暗組置于生化培養(yǎng)箱內(nèi)(24 h全黑暗；溫度：32 ℃)；每處理重復(fù)4次。種子萌發(fā)以胚芽露出為標(biāo)準(zhǔn)，萌發(fā)過程中每天調(diào)查發(fā)芽種子數(shù)，連續(xù)調(diào)查7 d。

2 結(jié)果與分析

2.1 摩擦脫果皮處理對解除牛筋草種子休眠的效果

未經(jīng)脫果皮處理的牛筋草種子完全不萌發(fā)，處于休眠狀態(tài)。而種子一經(jīng)摩擦脫果皮，萌發(fā)率即升高至60%以上，且光照條件對其萌發(fā)基本無影響(表1)。說明牛筋草種子休眠主要是由于薄膜質(zhì)的果皮引起的。

表1 脫果皮處理對牛筋草種子萌發(fā)率的影響

2.2 藥劑浸泡解除牛筋草種子休眠的效果

2.2.1 NaOH 從圖1可以看出，不論在光照或黑暗條件下，脫果皮后的牛筋草種子經(jīng)蒸餾水浸泡24 h后(即對照)，種子發(fā)芽率高達(dá)77.5%以上。而NaOH溶液浸泡后，不論有無光照均顯著降低了脫果皮牛筋草種子萌發(fā)率(<27.5%)，且隨著NaOH濃度的升高，抑制作用急劇加強(qiáng)，當(dāng)0.75%的NaOH溶液浸泡24 h后，種子萌發(fā)率僅為5%～7.5%。這可能是由于NaOH具有強(qiáng)氧化性，種子經(jīng)長時(shí)間浸泡后，種皮呈現(xiàn)棕紅色，且過度軟化，內(nèi)部組織可能已被破壞，影響了種子的萌發(fā)。

2.2.2 鹽酸 由圖2可以看出，高濃度或低濃度HCl浸泡脫果皮和未脫果皮牛筋草種子24 h，種子萌發(fā)率幾乎為0。導(dǎo)致萌發(fā)效果差的原因可能與NaOH一樣，酸的腐蝕性導(dǎo)致內(nèi)部組織受到破壞。

2.2.3 KNO3脫果皮或未脫果皮牛筋草種子的萌發(fā)均不受光照條件的影響。不同濃度KNO3對未脫果皮的牛筋草種子萌發(fā)無任何作用(圖3)。當(dāng)牛筋草種子脫果皮后，對照萌發(fā)率>77.5%。KNO3溶液在一定濃度范圍內(nèi)對脫果皮牛筋草種子有一定的促進(jìn)作用，經(jīng)0.0625%的KNO3溶液浸泡24 h后，種子萌發(fā)率與對照相比有所提高，且隨著溶液濃度的升高，萌發(fā)率基本呈先升高后逐漸下降趨勢，但萌發(fā)率總體均高于72.5%。

2.2.4 GA3圖4結(jié)果表明，脫果皮或未脫果皮牛筋草種子的萌發(fā)受光照條件的影響很小。不同濃度GA3對未脫果皮的牛筋草種子萌發(fā)無任何作用，GA3溶液浸泡對于脫果皮后的牛筋草種子有一定的促進(jìn)作用，GA3濃度在25～1 000 mg/L范圍內(nèi)，牛筋草種子萌發(fā)率(77.5%～95%)均高于或與對照相當(dāng)。

3 討論

種子休眠是長期自然選擇的結(jié)果，即植物在系統(tǒng)發(fā)育過程中所形成的抵抗不良環(huán)境條件的適應(yīng)性。研究雜草的發(fā)生及防除，首先要打破雜草的休眠。目前關(guān)于牛筋草種子休眠的原因未見系統(tǒng)報(bào)道。通常參考破除雜草休眠的常規(guī)方法，如挫傷種皮或KNO3溶液浸泡[3-4]。而本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，牛筋草種子休眠主要是由于其薄膜質(zhì)的果皮束縛而引起，只需用紗布輕輕摩擦將其果皮去掉，即使不通過藥劑處理，仍有60%以上的種子可萌發(fā)，若用蒸餾水浸泡24 h，種子萌發(fā)率可進(jìn)一步升高，達(dá)80%，此結(jié)果與Fry等研究野牛草種子萌發(fā)結(jié)果一致[5]。說明牛筋草種子若被薄膜質(zhì)的果皮包裹時(shí)，種子無法正常呼吸，導(dǎo)致其不萌發(fā)。對于經(jīng)過脫果皮處理的種子，一段時(shí)間的蒸餾水浸泡可以軟化種皮達(dá)到增強(qiáng)種子透氣透水性，更利于種子萌發(fā)。

一些對破除雜草休眠的研究表明[6-7]，一定濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿可腐蝕種皮或使種皮軟化，增強(qiáng)種皮的透氣透水性，利于萌發(fā)。但是本研究發(fā)現(xiàn)，牛筋草種子經(jīng)過紗布摩擦脫果皮處理后，由于種子的種皮本身可能存在一定的機(jī)械損傷，酸堿長時(shí)間浸泡易對種子內(nèi)部組織形成較大的傷害，可能是導(dǎo)致種子不萌發(fā)或萌發(fā)率很低的原因之一。而對于沒有進(jìn)行脫果皮處理的種子，可能果皮對于種子的束縛導(dǎo)致藥劑無法浸入種皮而達(dá)到軟化種皮的作用，故對種子萌發(fā)基本無作用。

KNO3作為一種強(qiáng)氧化劑，主要通過強(qiáng)迫性供氧促進(jìn)代謝的進(jìn)行，從而促進(jìn)種子萌發(fā)。丁全林等[8]應(yīng)用0.1%的KNO3浸泡小型西瓜種子，發(fā)芽率達(dá)96%。顧衛(wèi)紅等[9]用0.2%KNO3溶液浸泡蓼種子20 h，種子萌發(fā)率達(dá)到83.6%。本試驗(yàn)中KNO3溶液濃度0.062 5%～0.5%浸泡脫果皮牛筋草種子24 h后，與對照相比，萌發(fā)率均略微有所提高，提高幅度為2.5%～12.5%。說明KNO3對脫果皮牛筋草種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用。

GA3作為植物激素可使休眠種子中存在的某些化學(xué)抑制物鈍化或失效，從而促進(jìn)種子發(fā)芽。丁全林等[8]應(yīng)用0.01% GA3處理小型西瓜種子，發(fā)芽率達(dá)98%。吳聲敢等[6]應(yīng)用1 000 mg/L GA3處理稗草種子240 h，萌發(fā)率達(dá)75.88%。黃世霞[10]研究表明，800 mg/L GA3溶液浸泡看麥娘種子48 h，能夠明顯促進(jìn)其萌發(fā)，萌發(fā)率達(dá)80%。屈海泳等[11]試驗(yàn)結(jié)果表明，5 mg/L GA3處理8 h能打破洋蔥種子休眠。本試驗(yàn)結(jié)果表明不同溶液GA3對于未脫果皮的牛筋草種子萌發(fā)無任何效果，而在25～1 000 mg/L范圍內(nèi)浸泡脫果皮牛筋草種子24 h，與對照相比使其萌發(fā)率提高了5%～15%。

4 結(jié)論

牛筋草種子休眠主要是由于其薄膜質(zhì)果皮因素而導(dǎo)致。經(jīng)過脫果皮處理后，種子基本解除休眠，萌發(fā)率達(dá)61%以上。若用蒸餾水浸泡24 h，萌發(fā)率可提高到80%。

牛筋草種子的萌發(fā)不受光照條件的影響。

NaOH、HCl、KNO3、GA3對未脫果皮的牛筋草種子萌發(fā)率幾乎無作用。

與對照相比，脫果皮后的牛筋草種子經(jīng)NaOH、HCl浸泡后萌發(fā)率急劇下降，而經(jīng)KNO3和GA3浸泡24 h后，在一定濃度范圍內(nèi)萌發(fā)率均有所提高。

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S451.1

A

1003-935X(2010)01-0012-03

2010-01-26

國家科技支撐計(jì)劃(編號(hào)：2006BAD08A09)；廣東省科技項(xiàng)目(編號(hào)：2008B020900004)；廣東省農(nóng)科院支撐項(xiàng)目(編號(hào)：07-支撐-20)；廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所所長基金(編號(hào)：植-2008-4)。

楊彩宏(1982—)，女，山西柳林人，碩士，從事除草劑抗藥性及雜草綜合治理研究。E-mail：ych19820808@163.com。

馮 莉(1963—)，江蘇寶應(yīng)人，研究員，研究方向?yàn)殡s草科學(xué)。Tel：(020)87594497； E-mail：fengl2005@126.com。