王文娟，趙麗麗，王普昶，陳 超

（1.貴州大學動物科學學院草業(yè)科學系，貴陽550025； 2.貴州省草業(yè)研究所，貴陽550006）

雀稗屬牧草（Paspalum）為禾本科黍亞科多年生或一年生植物，廣泛分布于熱帶與亞熱帶，是黍亞科內(nèi)有較高經(jīng)濟價值的種類［1］。其中，寬葉雀稗（Paspazum wettsteiniiHaekel）營養(yǎng)豐富，再生能力強，鮮嫩多汁，草食性家畜均喜食［2］。巴哈雀稗（Paspalum notatum）又稱百喜草，適應(yīng)性廣，生長迅速，根系發(fā)達，常用于邊坡綠化和水土保持［34］。但雀稗屬種子有籽粒小，發(fā)芽率低且成熟度不一致等問題，嚴重限制了其在實際生產(chǎn)中的運用［5］。

關(guān)于雀稗屬牧草的研究報道相對較少，寬葉雀稗主要集中在繁殖方式及產(chǎn)量方面，巴哈雀稗已有的研究主要是種子萌發(fā)與實踐應(yīng)用。李式鏡對寬葉雀稗的繁殖方法及播種地形進行研究，發(fā)現(xiàn)寬葉雀稗適合穴播于半陽坡的水平梯面［6］。胡宏友等研究發(fā)現(xiàn)，寬葉雀稗在8月份產(chǎn)量達到最高，表明產(chǎn)量與降水量呈正相關(guān)［7］。孟軍江等認為，巴哈雀稗的種殼堅硬又富含蠟質(zhì)，阻礙了水分的滲透和種子的生長［8］。使用60℃水和濃硫酸浸泡可軟化種皮，提高巴哈雀稗的發(fā)芽率。雖然，已有物理方法可以打破巴哈雀稗種子休眠，但對于巴哈雀稗的種子休眠機理研究尚不深入。而對于寬葉雀稗種子休眠特性研究方面尚處于空白階段。本試驗以2種雀稗屬牧草種子為研究對象，較為系統(tǒng)地研究雀稗屬牧草種子休眠的原因及破除方法，為雀稗屬牧草在生產(chǎn)中快速推廣提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

寬葉雀稗種子由貴州眾智恒生態(tài)科技有限公司提供，巴哈雀稗種子由宿遷市綠草地種業(yè)有限公司提供，白菜種子由貴州力合農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。

1.2 方 法

1.2.1 種子千粒重和生活力測定

選擇顆粒飽滿，大小均勻的2種雀稗屬牧草種子，隨機抽取供試種子1 000粒，用萬分之一電子天平測定種子千粒重，8次重復(fù)。

用2%高錳酸鉀溶液消毒8～10 min，用蒸餾水沖洗干凈后，晾干備用。參照景彥彪［9］的方法，將種子置于25℃恒溫箱內(nèi)吸脹12 h后，將雀稗種子沿胚縱切，浸在盛有0.1%TTC溶液的培養(yǎng)皿中，在35℃黑暗條件下染色24 h后統(tǒng)計有活力的種胚。每個培養(yǎng)皿放置100粒種子，3次重復(fù)。

1.2.2 種子吸水性測定

將破皮種子（用解剖刀切去種子頂端一角）和完整種子各取100粒均勻播于裝有蒸餾水的培養(yǎng)皿中，在25℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)進行吸脹，每隔一定時間取出種子，用吸水紙吸干表面水分后稱重，計算種子的吸水率，重復(fù)3次：

吸水率（%）＝（吸脹后種子的重量－吸脹前種子的重量）／吸脹前種子的重量×100%。

1.2.3 種子萌發(fā)抑制物的提取和生物測定

采用水浸提液法，參考趙敏等［10］的方法。稱取2種雀稗屬牧草種子各20 g在研缽中研碎，將粉碎的種子放入三角瓶中，加入2倍體積蒸餾水，用塑料薄膜將瓶口封嚴，置于56℃的恒溫箱中浸提24 h。過濾后殘渣再浸提2次，每次浸提24 h，合并3次浸提液，在56℃下濃縮成100 m L，即為0.2 g／m L種子水提液。設(shè)置水浸提液濃度依次為：0（對照），0.02，0.04，0.08，0.12 g／m L和0.16 g／m L。

1）浸提液對白菜種子萌發(fā)的影響：取100粒白菜種子置于墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，向培養(yǎng)皿中各加入不同濃度的浸提液10 m L，每處理3個重復(fù)，25℃恒溫黑暗培養(yǎng)。24 h測定發(fā)芽率，72 h測量根長、苗長，并計算抑制率：

抑制率（%）＝（對照組－處理組）／對照組×100%。

2）浸提液對自身種子萌發(fā)的影響：各取100粒雀稗種子置于墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，向培養(yǎng)皿中各加入不同濃度的浸提液10 m L，每處理3個重復(fù)。培養(yǎng)14 d后統(tǒng)計種子發(fā)芽率，測量根長、苗長，并計算抑制率。

1.2.4 激素處理

設(shè)置濃度為0，150，300，450，600 mg／L的乙烯利（ETH）溶液和吲哚乙酸（IAA）溶液以及0，50，100，200，300，400 mg／L的赤霉素（GA3）溶液，浸泡雀稗種子24 h，以蒸餾水浸種作為對照。為防止激素揮發(fā)，將所有培養(yǎng)皿用封口膜封上。取100粒種子置于墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每處理3個重復(fù)，25℃恒溫培養(yǎng)。

1.2.5 復(fù)合處理

將雀稗種子先用濃硫酸處理，設(shè)置浸泡時間分別為2.5，5，10 min，用蒸餾水沖洗干凈，晾干備用。再用GA3溶液浸泡種子24 h，濃度分別為50，100，200，300，400 mg／L，以蒸餾水浸種作為對照。取100粒種子置于墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每處理3個重復(fù)，25℃恒溫培養(yǎng)。

1.2.6 萌發(fā)指標

發(fā)芽勢（%）＝第7天發(fā)芽的種子數(shù)／供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽率（%）＝第14天發(fā)芽的種子數(shù)／供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)（GI）＝∑Gt／Dt；

活力指數(shù)（VI）＝GI×S（式中，Gt為逐日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，S為根的平均長度）。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)的分析采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，采用Duncan方法進行顯著性分析。用Microsoft Excel 2010及SigmaPlot 10.0進行數(shù)據(jù)的制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子生活力測定

寬葉雀稗種子千粒重為1.36 g，生活力達到92.2%。巴哈雀稗種子千粒重為2.01 g，生活力達到97.7%。說明2種雀稗屬牧草種子都具有較高的萌發(fā)潛力。

2.2 種子吸水性測定

2種雀稗屬牧草種子浸水后立即吸脹，浸種3 h內(nèi)吸水速度最快（圖1）。寬葉雀稗種子浸泡12 h趨于飽和，巴哈雀稗種子浸泡18 h趨于飽和。巴哈雀稗種子較寬葉雀稗種子籽粒略大，吸脹飽和所需時間較長。完整種子和破皮種子的吸水率相差較?。╬＞0.05），說明2種雀稗屬牧草種子的種皮均不限制種子吸水。

圖1 2種雀稗屬牧草破皮種子和完整種子的吸水曲線

2.3 種子萌發(fā)抑制物的生物鑒定

2.3.1 浸提液對白菜種子萌發(fā)的影響

隨著2種雀稗屬牧草種子浸提液濃度的增大，白菜種子萌發(fā)和幼苗生長受到的抑制越大（表1）。當2種雀稗屬牧草種子浸提液濃度達到0.16 g／m L 時，白菜種子發(fā)芽率、苗長和根長的抑制率與對照相比分別顯著增加了32.7%、0.3%和0.6%以上。說明在2種雀稗屬牧草種子中含有抑制種子萌發(fā)的內(nèi)源物質(zhì)。

2.3.2 浸提液對自身種子萌發(fā)的影響

2種雀稗屬牧草種子浸提液對自身萌發(fā)也有明顯的抑制作用（表2）。隨著2種雀稗屬牧草種子浸提液濃度的增大，對自身種子發(fā)芽和幼苗生長的抑制率越大。當2種雀稗屬牧草種子浸提液濃度達0.16 g／m L時，發(fā)芽率、苗長和根長的抑制率與對照相比分別顯著增加了17.6%、33.2%和52.0%以上。2種雀稗屬牧草中巴哈雀稗種子浸提液對自身萌發(fā)的抑制作用更強。進一步說明，在2種雀稗屬牧草種子中存在影響自身萌發(fā)的內(nèi)源抑制物。

2.4 激素處理

2.4.1 GA3處理

GA3對寬葉雀稗種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的影響較小，對活力指數(shù)的影響較大（圖2）。寬葉雀稗的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均在GA3濃度為200 mg／L時達到最大值，在GA3濃度為400 mg／L時降低為最小值，但與對照間均無顯著差異。寬葉雀稗的活力指數(shù)隨GA3濃度增加呈顯著降低趨勢，在GA3濃度為400 mg／L時降低為最小值。GA3對巴哈雀稗種子萌發(fā)有一定的促進作用。GA3濃度為300 mg／L時，巴哈雀稗種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別為8%、16%、2.5、3.7，顯著高于對照組（p＜0.05）。因此，300 mg／L GA3處理對巴哈雀稗種子萌發(fā)最佳。

2.4.2 ETH 處理

ETH對2種雀稗屬牧草種子均有抑制作用（圖3）。隨著ETH濃度的增大，2種雀稗屬牧草種子的各項指標呈下降趨勢。當ETH濃度為450 mg／L時，寬葉雀稗的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)顯著低于對照，依次下降了36%、42%、19.3；當 ETH 濃度為300 mg／L時，巴哈雀稗的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著低于對照，依次下降了4%、6.3%、0.8、0.5。

表2 2種雀稗屬牧草種子浸提液對自身萌發(fā)及幼苗的抑制作用

圖2 GA 3對2種雀稗屬牧草種子萌發(fā)的影響

圖3 ETH對2種雀稗屬牧草種子萌發(fā)的影響

2.4.3 IAA處理

IAA對2種雀稗屬牧草種子萌發(fā)有明顯的抑制作用（圖4）。2種雀稗屬牧草種子的各項指標與對照組相比較差異顯著（p＜0.05）。當IAA濃度為150 mg／L時，寬葉雀稗的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)依次顯著下降了20.6%、9.3%、13、38。當IAA濃度為300 mg／L時，巴哈雀稗的發(fā)芽率和活力指數(shù)依次顯著下降了5.3%、0.6。

2.5 復(fù)合處理

圖4 IAA對2種雀稗屬牧草種子萌發(fā)的影響

復(fù)合處理對寬葉雀稗種子萌發(fā)有抑制作用，對巴哈雀稗種子萌發(fā)有促進作用（表3）。隨著H2SO4處理時間增長及GA3濃度增大，寬葉雀稗種子各項指標均呈下降的趨勢，與對照組相比較差異顯著（p＜0.05）。適當?shù)膹?fù)合處理使巴哈雀稗種子萌發(fā)各項指標呈上升趨勢，與對照組相比較差異顯著（p＜0.05）。經(jīng)2.5，5 min和10 min的H2SO4處理均能顯著提高巴哈雀稗種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，其中5 min H2SO4處理，促使巴哈雀稗種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)達到最大值，依次顯著增加了37.4%、35.3%、11.4、12.6。5 min H2SO4＋各濃度的GA3、10 min H2SO4＋各濃度的GA3（除400 mg／L）浸種處理能顯著提高巴哈雀稗的發(fā)芽指數(shù)。2.5 min H2SO4＋200 mg／L GA3浸種處理、5 min H2SO4＋400 mg／L GA3、10 min H2SO4＋100 mg／L GA3和10 min H2SO4＋200 mg／L GA3浸種處理能顯著提高巴哈雀稗的活力指數(shù)。因此，適宜的H2SO4＋GA3的復(fù)合處理組合僅能提高巴哈雀稗的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，而5 min H2SO4處理對巴哈雀稗種子萌發(fā)效果最佳。

3 討 論

種子休眠是種子在不適宜萌發(fā)條件下的自我保護行為，也是植物在進化過程中對惡劣環(huán)境的適應(yīng)性策略［1112］。但實際生產(chǎn)中，種子休眠帶來發(fā)芽率低、萌發(fā)速度慢、長勢不一致等諸多不利因素。打破種子休眠是植物得以推廣的重要前提，而了解種子的休眠機理是打破種子休眠的必要條件。本研究發(fā)現(xiàn)，2種雀稗屬牧草種子生活力強且種子吸水性均不受種皮影響。但2種雀稗屬牧草種子的發(fā)芽率分別為59.3%、10.0%，都具有明顯的休眠現(xiàn)象。造成種子休眠的因素很多，如不利的環(huán)境、種皮的機械障礙、內(nèi)源激素的抑制等。有研究表明，濃硫酸有強烈的腐蝕性，浸種后可使種皮角質(zhì)變薄，增加種皮的通透性，減輕種皮對于種子萌發(fā)的阻力［1315］。經(jīng)濃 H2SO4處理后，寬葉雀稗的種子萌發(fā)指標均不同程度降低，說明濃H2SO4對寬葉雀稗不影響，并且濃H2SO4對種子萌發(fā)和幼苗生長造成了損傷。濃H2SO4處理后巴哈雀稗種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)提高，在5 min H2SO4處理后4個指標均達到最大值，顯著高于對照，說明巴哈雀稗種皮存在機械障礙，限制了胚根突破種皮。2種雀稗屬牧草種子內(nèi)均含有較強的萌發(fā)抑制物。2種雀稗屬牧草種子浸提液濃度達到0.16 g／m L時，寬葉雀稗種子發(fā)芽抑制率達17.6%，巴哈雀稗種子發(fā)芽抑制率達83.3%。這與李兵兵等［16］對于麻花秦艽種子研究結(jié)果一致，麻花秦艽種子內(nèi)也含有抑制白菜及自身的種子萌發(fā)的抑制物質(zhì)。慕小倩等的研究也指出，曼陀羅種子中存在水溶性萌發(fā)抑制物［17］。

根據(jù)Baskin［18］的理論可將種子休眠分為形態(tài)休眠、生理休眠、物理休眠、形態(tài)生理休眠和綜合休眠5種類型。種子內(nèi)胚發(fā)育完成但生長較弱，種皮能不限制水分吸收稱為生理休眠（physiological dormancy，PD）。綜合休眠（combinational dormancy，PY＋PD）是指種子種皮具有機械障礙，同時有生理休眠的特點。以上結(jié)果表明，內(nèi)源抑制物是2種雀稗屬牧草種子休眠的原因之一，濃H2SO4處理可以解除巴哈雀稗種子的休眠。由此可知，寬葉雀稗種子休眠屬于生理休眠，巴哈雀稗種子休眠屬于綜合休眠。

表3 復(fù)合處理對2種雀稗屬牧草種子萌發(fā)的影響

為打破2種雀稗屬牧草種子休眠，可采用激素浸種的方法來破除種子休眠［1920］。本研究發(fā)現(xiàn)，GA3、H2SO4以及復(fù)合處理對于巴哈雀稗種子萌發(fā)有促進作用。而GA3、IAA、ETH、H2SO4以及復(fù)合處理對于寬葉雀稗種子萌發(fā)均有抑制作用，IAA、ETH對巴哈雀稗種子萌發(fā)也產(chǎn)生抑制作用。這與陳梅等［21］研究結(jié)果一致，IAA、GA3浸種顯著降低了蓖麻種子萌發(fā)率和發(fā)芽勢。潘春柳等［22］GA3浸種處理對于絞股藍種子萌發(fā)未起到促進作用。2種雀稗屬牧草種子對相同的H2SO4處理、激素浸種，發(fā)芽效果不同。巴哈雀稗種子通過5 min H2SO4處理可以一定程度上打破因種皮機械障礙造成的休眠，而如何打破其生理休眠及寬葉雀稗種子的生理休眠還有待進一步的研究。

［1］中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志（第十卷第一分冊）［M］.北京：科學出版社，1990.

［2］沈林洪，陳晶萍，黃炎和，等.寬葉雀稗的性狀研究［J］.福建熱作科技，2001，26（2）：18.

［3］馬國華，趙南先.雀稗屬細胞學和繁殖生物學研究［J］.亞熱帶植物科學，2003，32（3）：59.

［4］劉華榮，龍忠富，鄧蓉，等.百喜草在退耕坡地種植中的水土保持效應(yīng)及養(yǎng)羊效果［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學，2012，40（7）：145148.

［5］劉華榮，盧敏，龍忠富，等.水引發(fā)對百喜草萌發(fā)與幼苗生長的影響［J］.種子，2012，31（5）：9597.

［6］李式鏡.繁殖方法、地表類型、坡向?qū)捜~雀稗的影響［J］.亞熱帶水土保持，2014，26（4）：2326.

［7］胡宏友，林鵬，楊志偉，等.寬葉雀稗群落生物量和生長規(guī)律的研究［J］.福建農(nóng)業(yè)學報，2002，17（4）：226230.

［8］孟軍江，劉正書，龍忠富.提高百喜草種子發(fā)芽率試驗［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學，2006，34（1）：8081.

［9］景彥彪.種子生活力的四唑測定在質(zhì)檢中的運用［J］.種子科技，2006（2）：5758.

［10］趙敏，王炎.膜莢黃芪種子萌發(fā)抑制物質(zhì)特性的初步研究［J］.中草藥，2001，32（7）：643646.

［11］Birgit K，Marc A C，LeubnerMetzger G.Plant hormone interactions during seed dormancy release and germination［J］.Seed Science Research，2005，15：281307.

［12］楊榮超，張海軍，王倩，等.植物激素對種子休眠和萌發(fā)調(diào)控機理的研究進展［J］.草地學報，2012，20（1）：945946.

［13］周芝琴，李廷山，胡小文.莎草科4種植物種子休眠與萌發(fā)特性的研究［J］.西北植物學報，2013，33（9）：1 8851 890.

［14］宋超，王躍華，趙鋼，等.不同酸處理對苦蕎種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［J］.種子，2015，34（8）：7982.

［15］Ayumi TanakaOda，Tanaka Kenzo，Kenji Fukuda.Optimal germination condition by sulfuric acid pretreatment to improve seed germination ofSabina vulgaris Ant［J］.Journal of Forest Research，2009，14：251256.

［16］李兵兵，魏小紅，徐嚴.麻花秦艽種子休眠機理及其破除方法［J］.生態(tài)學報，2013，33（15）：4 6314 638.

［17］慕小倩，史雷，趙云青，等.曼陀羅種子休眠機理與破眠方法研究［J］.西北植物學報，2011，31（4）：683689.

［18］Baskin J M，Baskin C C.A classification system for seed dormancy［J］.Seed Science Research，2004，14：116.

［19］羅富成，郭軼敏，彭健，等.外源激素對納羅克非洲狗尾草種子休眠的破除效果［J］.草業(yè)科學，2015，32（3）：406412.

［20］Khan M A，Ungar I A.Effect of germinateon promoting compounds onthe release of primary and saltenforced seed dormancy in the halophyte Sporabolus arabicus Boiss［J］.Seed Science，2001，29：299306.

［21］陳梅，李培旺，蔣麗娟.外源激素對蓖麻營養(yǎng)生長及花芽分化的影響［J］.中南林業(yè)科技大學學報，2011，31（7）：8690，114.

［22］潘春柳，鄧志軍，黃燕芬，等.絞股藍種子休眠機理及其破除方法研究［J］.西北植物學報，2013，33（8）：1 6581 664.