不同浸种处理对野生草地早熟禾种子萌发特性的影响

王晓颖，朱慧森，黄志超，黄凤鸣

（1.武乡县丰州镇农村综合服务中心，山西武乡046300；2.山西农业大学动物科技学院，山西太谷030801）

草地早熟禾是世界上应用最广的冷季型草坪草之一，在我国主要分布在东北、西北、华北、华中和西南等大部分地区。其成坪后外观整齐、绿期较长；耐践踏能力强、再生能力突出，有极高的观赏价值和实用价值[1-2]。目前，国内建坪用的草地早熟禾品种依赖于国外商品化的品种，在使用过程中易表现出抗逆性差等问题。山西地处黄土高原的东缘，干旱少雨，属暖温带大陆性气候，分布有丰富的野生草地早熟禾种质资源，对山西本土生境的适应性强。山西农业大学草业学院朱慧森课题组经过大量的前期工作筛选出表现优异的本土居群浑源和沁水[3-4]，具有坪观性状优良、抗旱性强等特点，但存在种子萌发能力较弱的问题，在成坪前期易受杂草危害，大大增加了建坪成本。

种子萌发是种苗建植过程中最重要的阶段，决定了植物能否在其所处环境中正常生长发育。浸种处理是提高种子活力的有效措施之一[5]。目前，针对浸种处理提高草地早熟禾种子活力的研究已有报道。抗坏血酸是种胚内最重要的生理活性物质之一，可以清除超氧阴离子和过氧化氢，抑制膜质过氧化，显著提高种子活力[6]。除了抗坏血酸，低分子量有机酸如柠檬酸、酒石酸等对植物种子的萌发亦有显著影响。

本试验选用5种浸种剂并分别采取4个梯度和3个浸种时间对草地早熟禾进行浸种处理，通过比较不同浸种处理对种子发芽和幼苗生长的影响，探寻草地早熟禾种子最佳浸种方法，以期为草地早熟禾的成功建坪提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验材料为草地早熟禾浑源居群，由山西农业大学草业学院种质资源库提供。

1.2 试验方法

试验前期将草地早熟禾浑源居群的种子进行除杂筛选，采用水和不同浓度的硝酸钾（KNO3，0、1% 、2% 、4% ）、硝酸钙（Ca（NO3）2，0、1% 、2% 、4% ）、酒石酸（0、0.5、1.0、1.5 mmol/L）、抗坏血酸（0、0.5、1.0、1.5 mmol/L）作为浸种剂，浸种时间分别为0、1、2 d。采用完全随机区组设计，各处理重复3次，以不浸种处理作为对照。

称取2.0 g种子放入50 mL小烧杯中，分别倒入6 mL的各种浸种剂，封口后放在培养箱内，浸种相应天数。浸种结束后用纱布将种子滤出，并置于自来水下冲洗后再用蒸馏水冲洗，最后置于双层滤纸的无盖培养皿中回干24 h。在铺好滤纸的培养皿中放置100粒种子，重复3次，置于培养箱中，培养箱条件为：光照14 h，光照强度2 000 lx，温度（25±2）℃，相对湿度70% ；黑暗10 h，温度（20±2）℃，相对湿度80% 。

1.3 测定指标及方法

试验开始后第2天开始记录各培养皿内种子的发芽情况，直到第15天试验结束；第15天时从各培养皿中取10株幼苗测定芽长和根长，并测定根鲜质量和芽鲜质量。

式中，n7、n15分别为各处理发芽第7、15天的发芽种子总数；M为种子总数；Gt为第t天的发芽种子数；Dt为对应的种子发芽天数；my为总芽质量；mg为总根质量；ly为总芽长；lg为总根长。

1.4 数据统计

采用Excel 2003和SPSS 18.0对数据进行整理分析；Duncan法比较各处理间的差异，试验数据为平均值±标准误。

2 结果与分析

2.1 浸种时间对草地早熟禾种子萌发和幼苗生长的影响

表1不同浸种时间对草地早熟禾种子萌发的影响

由表1可知，种子经浸种处理后，各处理发芽势均高于对照，浸种1、2 d的发芽势分别较对照高出1.80、0.88百分点；各处理的发芽率和活力指数均低于对照；浸种1 d处理的发芽指数和平均发芽时间均高于对照，而浸种2 d时低于对照，各处理与对照间差异均不显著。

从表2可以看出，各处理的根长、根鲜质量、芽长和芽鲜质量均显著低于对照（P＜0.05）；仅浸种1 d的芽长显著高于浸种2 d；浸种1 d的根长、根鲜质量和芽鲜质量与浸种2 d之间均无显著性差异（P＞0.05）。

表2不同浸种时间对草地早熟禾幼苗生长的影响

2.2 浸种剂对草地早熟禾种子萌发和幼苗生长的影响

由表3可知，各浓度梯度的Ca（NO3）2和KNO3处理的种子发芽势、发芽率均高于对照，其中，2% 的KNO3处理种子发芽势最高，4% 的KNO3处理的发芽率最高，分别较对照高出22.27、20.84百分点，抗坏血酸、酒石酸和水处理后的发芽势、发芽率均低于对照；各浓度梯度的Ca（NO3）2和KNO3处理的种子发芽指数均高于对照，其中，4% 的KNO3处理的发芽指数最高，达到9.22，较对照高出3.82，而水、抗坏血酸和酒石酸处理后的发芽指数均低于对照；各处理对种子活力指数的影响，仅1% 的KNO3和4% 的KNO3处理后的活力指数显著高于对照（P＜0.05），而各梯度抗坏血酸、酒石酸及水处理后的活力指数均低于对照；各浓度梯度的Ca（NO3）2和KNO3处理的种子平均发芽时间均低于对照，其中，2% 的Ca（NO3）2处理后平均发芽时间最短，抗坏血酸、酒石酸和水处理后的种子平均发芽时间均较对照延长。

表3不同浸种剂对草地早熟禾种子萌发的影响

从表4可以看出，各处理后幼苗的根长均低于对照，其中，1.5 mmol/L酒石酸浸种剂处理对根长产生的抑制最小，为3.54 cm，与对照间差异不显著；各浸种剂对根鲜质量也产生了一定的抑制作用，4% 的KNO3和1.5 mmol/L的酒石酸处理对根鲜质量的影响较小，且与对照间差异不显著；各浸种剂中，仅水处理后的芽长高于对照，较对照提高了8.2% ，其他各处理均低于对照；各处理对芽鲜质量产生了不同的影响，其中，2% 的KNO3对芽鲜质量产生的抑制作用最大。

表4不同浸种剂对草地早熟禾幼苗生长的影响

2.3 浸种剂和浸种时间的交互作用对草地早熟禾种子萌发和幼苗生长的影响

由表5可知，各浓度梯度KNO3和Ca（NO3）2处理后的发芽势均显著高于对照（P＜0.05），其中，2% 的KNO3浸种1 d的发芽势最高，较对照高出22.33百分点，H2O、抗坏血酸和酒石酸处理后的发芽势均低于对照；除2% 的KNO3浸种2 d和2% 的Ca（NO3）2浸种1 d的发芽率低于对照外，各浓度梯度KNO3和Ca（NO3）2处理后的发芽率均高于对照；发芽指数以4% 的KNO3浸种1 d最高；各浸种处理对活力指数的影响除2% 的KNO3浸种1、2 d，2% 的Ca（NO3）2浸种2 d和4% 的Ca（NO3）2浸种2 d的活力指数低于对照外，其他KNO3和Ca（NO3）2处理后的活力指数均高于对照，其中，1% 、4% 的KNO3浸种1 d的活力指数均显著高于对照（P＜0.05），较对照分别提高了49.47% 和55.70% ；除4% 的Ca（NO3）2浸种1 d的平均发芽时间高于对照外，其他各浓度梯度KNO3和Ca（NO3）2处理后的平均发芽时间较对照均有缩短，2% 的Ca（NO3）2浸种2 d的平均发芽时间最短，较对照（11.02 d）缩短2.31 d，各浓度梯度抗坏血酸和酒石酸处理后的平均发芽时间，仅0.5 mmol/L抗坏血酸浸种2 d低于对照，其他处理均高于对照但差异不显著（P＞0.05）。

表5浸种剂和浸种时间的交互作用对草地早熟禾种子萌发的影响

从表6可以看出，种子经浸种处理后，仅4% 的KNO3浸种1 d和4% 的Ca（NO3）2浸种1 d的幼苗根长高于对照，较对照分别高出0.22、0.12 cm，但是与对照之间差异不显著（P＞0.05），其他各处理的幼苗根长均低于对照；各浸种剂对幼苗根鲜质量的影响，除了4% 的KNO3浸种1 d和1.5 mmol/L的酒石酸浸种1 d的根鲜质量高于对照外，其他处理的根鲜质量均显著低于对照（P＜0.05）；各浸种剂对芽长的影响，仅H2O浸种2 d的芽长高于对照，其他处理均低于对照；各浸种剂对芽鲜质量的影响除1% 的KNO3浸种1 d显著高于对照外，其他处理均低于对照。

双因素方差分析结果表明，浸种剂对种子萌发和幼苗生长的各项指标均达到极显著差异水平（P＜0.01）；浸种时间对根长、根鲜质量、芽长和芽鲜质量均达到显著差异水平（P＜0.05），而对发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和平均发芽时间均无显著差异；浸种剂和浸种时间的交互作用对种子萌发和幼苗生长的各项指标均无显著影响（表5、6）。

表6浸种剂和浸种时间的交互作用对草地早熟禾幼苗生长的影响

3 结论与讨论

浸种处理是提高种子萌发的有效措施之一，浸种处理后既可以提高种子的发芽率和发芽速率，达到出苗整齐的效果，还能提高种子在萌发过程中的抗逆能力，使种子在逆境条件下萌发[7]。钱春荣等[8]研究表明，不同浸种时间对水稻种子的发芽势影响不显著，但对水稻种子的发芽率有显著影响，且浸种时间过长或过短均对水稻种子发芽不利。本研究表明，随着浸种时间的延长，可以提高种子的发芽势，但差异不显著，而发芽率则随着浸种时间的延长而降低。引发时间是决定引发效果的关键因素之一，时间太短使引发效果不显著，而过长则可能出现负效应。本研究结果表明，浸种1、2 d可能对草地早熟禾浸种效果均未达到最佳，可在后续的试验中调整浸种时间梯度以寻求最适宜草地早熟禾的浸种时间。

水引发是在控制给水条件下使种子定量吸水，达到促进种子萌发且不对种子造成伤害的技术。闵丹丹等[9]研究发现，陇东苜蓿种子的最终萌发率没有受到水引发的显著影响，但普遍能够缩短种子萌发率达到50% 的时间，从而提高萌发速率，并促进种子幼苗的生长。本研究中，水处理对种子的萌发产生了一定的抑制作用，但水处理相比于对照能显著降低种子的平均发芽时间，且促进了芽长的生长，这与刘慧霞等[10]的研究结果一致。

钾是植物生长必需的三大元素之一，在一定程度上促进多种代谢酶的活性，且钾离子处理具有打破种子休眠、促进萌发，提高种子活力和低温下出苗率的作用[11]。李宁等[12]对密花香薷种子的试验中发现，7% 的KNO3浸种1 d处理后，种子的发芽率和发芽势分别达到37.43% 和35.97% ，有利于解除密花香薷种子休眠；王红俊等[13]研究表明，2% 的KNO3处理可以提高种子发芽率，且对幼苗生长的不良影响相对较小。本研究结果表明，仅2% 的KNO3浸种2 d的发芽率低于对照外，其他各浓度梯度KNO3的处理基本都可以提高草地早熟禾的相关萌发指标，而且同样对幼苗的损伤较小。其中，4% 的KNO3浸种1 d的效果最好，其处理后的发芽率、发芽指数和活力指数均较好，有效促进了草地早熟禾种子的萌发，这说明4% 的KNO3处理对幼苗生长产生的损伤较小。

钙是植物必需的一种矿质营养元素，是植物代谢和发育的主要调控者。段辉国等[14]在试验中发现，Ca（NO3）2能显著提高盐胁迫下青稞种子的萌发速率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗的根数、株高、根长、地上鲜质量、地上干质量、根系鲜质量、根系干质量。刑燕等[15]研究发现，10 mmol/L的Ca（NO3）2处理促进萌发的效果最为明显，可以显著提高老化西瓜种子活力。本试验得出，除4% 的Ca（NO3）2浸种2 d的活力指数略低于对照外，其他各浓度梯度Ca（NO3）2处理均对草地早熟禾的种子萌发产生促进作用，这与刘才宇等[16]的研究结果一致。Ca（NO3）2各浓度梯度处理可以显著缩短种子的发芽时间，其中，2% 的Ca（NO3）2浸种2 d的平均发芽时间最短，较对照缩短发芽时间2.31 d。

抗坏血酸作为一种小分子量的抗氧化物质，在细胞中能够清除活性氧，对防止细胞衰老具有重要作用。尚瑞广等[17]的研究发现，将老化后的玛咖种子在300 mg/L的抗坏血酸溶液中进行浸种48 h后，发芽率、发芽指数和活力指数均显著高于对照。而在本试验中，各梯度的抗坏血酸处理对种子萌发和幼苗生长并未起到促进作用，笔者认为可能是浓度选取过高反而产生了抑制作用。

酒石酸是植被根系分泌物中典型的低分子有机酸。刘春艳等[18]研究表明，油菜种子在酒石酸中浸种处理后，其根长、芽长和根鲜质量随着酒石酸浓度的增大而降低，当酒石酸浓度达到5 mmol/L时，相关萌发指标出现显著降低。本试验中，各浓度梯度的酒石酸处理对种子萌发产生了极强的抑制作用，种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数等指标在浸种处理后均显著低于对照，且延长了平均发芽时间。这可能是因为酒石酸本身是弱酸，会对种子萌发产生一定的胁迫能力，Zn2+、Cu2+等的吸收和代谢会在有机酸添加过量或被过量吸收而降低，从而干扰植物对其他营养元素吸收，对种子萌发和幼苗生长产生损害。

综合分析各浸种处理对种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、平均发芽时间、芽长、根长和幼苗鲜质量的影响，对各浸种处理的浸种效果进行系统对比得出，4% 的KNO3浸种1 d可以提高种子萌发，且对幼苗生长的不良影响相对较小，浸种效果最好，可以作为草地早熟禾种子浸种处理优先选用。