景淼

（遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，遼寧 沈陽(yáng)110122）

檸條在黃河流域以北干旱半干旱地區(qū)，在我國(guó)吉林、遼寧、河北、山東、山西、內(nèi)蒙古、陜西、寧夏、甘肅、新疆等省區(qū)都有分區(qū)，并有大面積人工林。檸條是抗嚴(yán)寒，耐酷熱、耐干旱、耐瘠薄、耐風(fēng)蝕、耐沙埋，容易繁殖的落葉豆科灌木。在干旱半干旱黃土丘陵區(qū)、山坡、溝岔、礫巖、花崗巖、石灰?guī)r山地的陽(yáng)坡、頂部和固定、半固定沙地上均能正常生長(zhǎng)[1]。其無(wú)性繁殖和萌蘗力很強(qiáng)，具有發(fā)達(dá)的根莖可萌發(fā)大量的枝條，其莖被沙埋后也可產(chǎn)生不定根和不定芽萌發(fā)新枝條[2]。

PEG（polythylenglycal，聚乙二醇）是一種高分子滲壓劑，其突出的優(yōu)點(diǎn)是本身不能滲入活細(xì)胞。PEG引發(fā)即滲透調(diào)節(jié)，就是使種子處于低水勢(shì)的介質(zhì)中，部分水合但又不發(fā)生可見(jiàn)的萌發(fā)。這種處理可促進(jìn)種子的萌發(fā)，提高種子的出苗率及整齊度，特別對(duì)于促進(jìn)不易萌發(fā)種子的出芽、效果尤其顯著。同時(shí)能提高種子的抗寒、抗旱及抗鹽漬的能力。20世紀(jì)70年代中期，Heydecker等首次使用PEG引發(fā)洋蔥種子試驗(yàn)，獲得出苗整齊一致的效果。但針對(duì)不同植物種，PEG溶液濃度在達(dá)到一定強(qiáng)度后會(huì)對(duì)種子的萌發(fā)產(chǎn)生抑制作用[3]。

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料及處理液配制

試驗(yàn)材料：檸條種子，產(chǎn)自內(nèi)蒙古赤峰市。

PEG配制：－0.25MPa、－0.5MPa、－0.75 MPa、－1.0MPa、－1.25MPa、－1.5MPa等6種不同水勢(shì)的PEG－6000溶液，進(jìn)行檸條種子脅迫處理，不同水勢(shì)PEG處理由PEG－6000溶解在蒸餾水中配制而成。

1.2 PEG處理

試驗(yàn)進(jìn)行之前，為了預(yù)防種子為霉菌所感染而影響試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)試驗(yàn)種子和器皿使用0.04%的福爾馬林溶液進(jìn)行消毒，其后放入溫度為18℃的清水中，浸泡6h后取出。種子吸漲后，用各種不同水勢(shì)的PEG溶液處理16h，溫度為25℃，清水洗凈后，進(jìn)行種子萌發(fā)試驗(yàn)。每組試驗(yàn)3次重復(fù)，放置于人工氣候箱內(nèi)25℃恒溫，全光照下培養(yǎng)發(fā)芽7d。以不進(jìn)行脅迫處理的清水組作為對(duì)照組。

1.3 發(fā)芽測(cè)定公式

在發(fā)芽測(cè)定結(jié)束后，進(jìn)行以下各項(xiàng)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

（1）發(fā)芽率%＝（n／N）×100%

式中：n—正常發(fā)芽粒數(shù)；N—供測(cè)種子數(shù)

（2）發(fā)芽勢(shì)——發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到高峰時(shí)，正常發(fā)芽粒數(shù)占供測(cè)種子總數(shù)的百分率。

（3）平均發(fā)芽時(shí)間＝∑（Dn）／∑n

式中：D—從種子置床起算的天數(shù)；n—相應(yīng)各日的正常發(fā)芽粒數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG處理對(duì)種子萌發(fā)率的影響

從圖1中可以看出，檸條種子在PEG處理后的發(fā)芽率均較對(duì)照高，其中－1.5MPa水勢(shì)條件下的萌發(fā)率最高，萌發(fā)率大約為對(duì)照的2倍，各種PEG處理后對(duì)檸條種子產(chǎn)生的水分脅迫強(qiáng)度均沒(méi)有抑制檸條種子萌發(fā)，反而起到了促進(jìn)的作用。

圖1 檸條種子發(fā)芽率

經(jīng)過(guò)方差分析（表1）的結(jié)果表明，不同處理的種子發(fā)芽率存在顯著差異，也就是說(shuō)PEG溶液濃度的大小對(duì)種子的萌發(fā)有著重要的影響。

通過(guò)多重比較（表2）可以看出，多組之間的差異性都是顯著的，在其中對(duì)照與－1.50MPa發(fā)芽、對(duì)照與－0.75MPa發(fā)芽、對(duì)照與－0.50MPa發(fā)芽、－1.0MPa發(fā)芽與－1.50MPa發(fā)芽、－1.0 MPa發(fā)芽與－0.75MPa發(fā)芽、－0.25MPa發(fā)芽與－1.50MPa發(fā)芽、－1.25MPa發(fā)芽與－1.50MPa發(fā)芽之間顯著，而其他組之間均不顯著。

表1 方差分析

表2 多重比較

本次試驗(yàn)所才采用的催芽處理方法是水浸，但是由于水浸過(guò)程中細(xì)胞快速吸水膨脹，使細(xì)胞膜系統(tǒng)不同程度遭到了破壞，種子內(nèi)部物質(zhì)大量外滲，使種子活力明顯降低，最理想的方法是調(diào)節(jié)溶液的滲透壓，控制種子吸水速度，防治細(xì)胞膜的破裂和內(nèi)部物質(zhì)的外滲，并使其有時(shí)間對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行修復(fù)。而PEG滲透調(diào)節(jié)劑處理的實(shí)質(zhì)是限制水分進(jìn)入種子的速率，控制種內(nèi)水分，外滲電導(dǎo)率降低，減少種子吸漲過(guò)程中膜系統(tǒng)的損傷，使劣變細(xì)胞獲得足夠時(shí)間進(jìn)行膜系統(tǒng)損傷的修復(fù)[4－6]。PEG處理是對(duì)種子萌發(fā)的水分脅迫，如果這種脅迫是在植物體耐受范圍之內(nèi)就會(huì)激發(fā)機(jī)體內(nèi)的一系列保護(hù)機(jī)制的啟動(dòng)，直接導(dǎo)致抗氧化水平的提高，活性氧清除酶活性升高，加速了O－2等活性氧的清除，增強(qiáng)種子活力[5，7]。

2.2 PEG處理對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)的影響

不同濃度PEG處理對(duì)檸條的發(fā)芽勢(shì)有不同程度的促進(jìn)作用（表3）。證明PEG處理可以提高種子出芽的整齊度，PEG溶液處理后，種子平均發(fā)芽時(shí)間均有提前。

表3 檸條發(fā)芽勢(shì)及平均發(fā)芽時(shí)間

PEG處理種子，一方面在控制水勢(shì)的條件下，使種子贏得足夠的時(shí)間來(lái)修復(fù)膜系統(tǒng)，而在另一方面，在處理的過(guò)程中，由于水分的限制，雖然種子內(nèi)在的一系列生理生化過(guò)程已為萌發(fā)做好了準(zhǔn)備，但在形態(tài)建成上扔停滯在萌發(fā)過(guò)程的第Ⅱ階段，而只要種子發(fā)芽期間水勢(shì)和其他環(huán)境條件合適，大部分種胚隨即迅速突破種皮而萌發(fā)，因而得到發(fā)芽整齊一致的效果[8]。本次試驗(yàn)的檸條種子發(fā)芽勢(shì)在水分脅迫下均有提高，發(fā)芽較對(duì)照發(fā)芽整齊一致。

檸條種子萌發(fā)在有PEG處理時(shí)發(fā)芽速度的提高，可以由引發(fā)改變種子的滲透勢(shì)的假說(shuō)進(jìn)行較合理地解釋，引發(fā)期間種子的部分吸水促進(jìn)了某些物質(zhì)的合成，若在種子重新干燥時(shí)保存了這些物質(zhì)，則在再次吸水時(shí)細(xì)胞就會(huì)立即有一個(gè)較低的滲透勢(shì)，使吸水速度上升并很快達(dá)到萌發(fā)所需的膨壓，縮短了吸漲到出芽的時(shí)間，從而加速了種子的萌發(fā)。本次試驗(yàn)中，種子經(jīng)過(guò)吸漲吸水后PEG處理水分脅迫，而在種子萌發(fā)過(guò)程中又提供了水分，這個(gè)過(guò)程便使種子的發(fā)芽提速。

種子在吸水過(guò)程中也啟動(dòng)了萌發(fā)所需的某些代謝過(guò)程，這個(gè)代謝過(guò)程在PEG處理水分脅迫條件下固定下來(lái)，從而在種子萌發(fā)過(guò)程中減少了這些代謝所需的時(shí)間，加速種子發(fā)芽。種子發(fā)芽速度的提高部分原因也可能是由于濾去了種子抑制物的緣故，種子中含有天然的萌發(fā)抑制物ABA，有實(shí)驗(yàn)證明，未經(jīng)PEG處理的種子含有相對(duì)高的ABA水平，而經(jīng)PEG引發(fā)后的種子含有游離ABA或結(jié)合態(tài)ABA均為零，利于加快種子的萌發(fā)[9]。

2.3 水分脅迫對(duì)種子萌發(fā)的傷害

水分是活細(xì)胞的必要組成和代謝活動(dòng)的重要物質(zhì)，水分脅迫引起植物相對(duì)含水量的變化必然會(huì)導(dǎo)致一系列生理活動(dòng)的變化。細(xì)胞正常的代謝活動(dòng)必須在一定的環(huán)境條件下進(jìn)行。當(dāng)脅迫因素超過(guò)一定限度時(shí)，細(xì)胞代謝失調(diào)，生理活動(dòng)受阻，植物體受害甚至死亡[7]。

PEG溶液濃度在一定強(qiáng)度以下會(huì)對(duì)種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，而超過(guò)這個(gè)強(qiáng)度，對(duì)種子的水分脅迫產(chǎn)生的作用就會(huì)改變，阻礙種子內(nèi)的生理活動(dòng)，MDA含量升高，SOD活性下降，不能清除所產(chǎn)生的大量的自由基（主要有O－2，H2O2，OH和O2等），這些自由基直接或間接啟動(dòng)膜脂的過(guò)氧化作用，導(dǎo)致膜的損傷或破壞。膜系統(tǒng)受到傷害，造成種子活力下降，甚至于死亡，而降低種子的萌發(fā)，在本次進(jìn)行的檸條發(fā)芽試驗(yàn)中，PEG溶液的強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到足以傷害到種子活力的強(qiáng)度，而對(duì)其形成水分脅迫的強(qiáng)度仍需要試驗(yàn)進(jìn)行研究和驗(yàn)證。

3 結(jié)論

3.1 PEG處理可提高檸條種子萌發(fā)率。在一定濃度范圍內(nèi)，種子發(fā)芽率隨PEG濃度的升高而提高。

3.2 經(jīng)PEG水分脅迫處理可提高檸條種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽的整齊度，縮短平均發(fā)芽時(shí)間。

3.3 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，高濃度PEG會(huì)抑制種子發(fā)芽，甚至導(dǎo)致種子死亡。但本試驗(yàn)中未得到抑制發(fā)芽的PEG濃度，PEG處理對(duì)檸條種子的影響的規(guī)律性尚需進(jìn)一步研究。

[1]李全民，魏潔.干旱半干旱地區(qū)檸條造林技術(shù)問(wèn)題的探討[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)，2000（S1）：49－51

[2]孫麗潔，李艷芬，劉福玲.檸條造林技術(shù)[J].內(nèi)蒙古林業(yè)，2001（4）：94－95

[3]黃方國(guó).小葉錦雞兒種子發(fā)芽試驗(yàn)條件的研究[J].林業(yè)科技通訊，1998（7）：25－27

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[5]李季平，古紅梅，吳詩(shī)光，等.聚乙二醇（PEG）處理對(duì)小麥萌發(fā)種子生理生化特性的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002（6）：4－6

[6]喻方圓，劉遠(yuǎn).聚乙二醇滲透處理對(duì)馬尾松種子活力的影響[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2000（1）：38－40

[7]張明生，談鋒，張啟堂.水分脅迫下甘薯的生理變化與抗旱性的關(guān)系[J].國(guó)外農(nóng)學(xué)—雜糧作物，1999，19（2）：35－39

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[9]曹邦華，馮憲修，李玉敏.PEG滲透處理對(duì)刺槐種子的影響[J].山東林業(yè)科技，1995（5）：36－38