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(廣東省農業科學院植物保護研究所雜草研究室,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
(廣東省農業科學院植物保護研究所雜草研究室,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的影響。結果表明，牛筋草種子休眠主要是其果皮對種子的束縛引起的機械休眠，種子一經脫果皮，休眠基本解除，萌發率達61%以上。若用蒸餾水浸泡24 h，萌發率顯著升高，達80%。種子的萌發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無任何促進作用。與對照相比，脫果皮的牛筋草種子經NaOH、HCl浸泡后萌發率急劇下降，而經KNO3和GA3浸泡24h后，在一定濃度范圍內萌發率均有所提高。

牛筋草； 果皮； 種子； 萌發

國內關于打破牛筋草種子休眠的系統研究較少，據查閱(http://baike.baidu.com/view/237136.htm?fr=ala0-1)，牛筋草種子經土壤沉積3個多月可解除休眠，且種子發芽需有光照。Ismail[3]等在研究抗草甘膦牛筋草及敏感生物型萌發和生長特性中，采用紗布摩擦挫傷牛筋草種子種皮后進行試驗；Ng等[4]使用0.2% KNO3處理以打破牛筋草種子休眠，進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，為研究其發生、抗性及防除提供依據。

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魚窩頭，在室溫條件下晾干，置于干燥箱內儲存。

1.2 試驗方法

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皿內，加入5 mL蒸餾水，測定其萌發率。

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皿內，加入5 mL蒸餾水，測定其萌發率。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 發芽試驗條件

采用培養皿法試驗，所有試驗均在光照和黑暗兩種條件下進行。光照組置于人工氣候箱內(光照：12 L/12 D；溫度：32 ℃/28 ℃；濕度60%～75%；光照強度11 000 lx)；黑暗組置于生化培養箱內(24 h全黑暗；溫度：32 ℃)；每處理重復4次。種子萌發以胚芽露出為標準，萌發過程中每天調查發芽種子數，連續調查7 d。

2 結果與分析

2.1 摩擦脫果皮處理對解除牛筋草種子休眠的效果

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

表1 脫果皮處理對牛筋草種子萌發率的影響

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蒸餾水浸泡24 h后(即對照)，種子發芽率高達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率(<27.5%)，且隨著NaOH濃度的升高，抑制作用急劇加強，當0.75%的NaOH溶液浸泡24 h后，種子萌發率僅為5%～7.5%。這可能是由于NaOH具有強氧化性，種子經長時間浸泡后，種皮呈現棕紅色，且過度軟化，內部組織可能已被破壞，影響了種子的萌發。

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，種子萌發率幾乎為0。導致萌發效果差的原因可能與NaOH一樣，酸的腐蝕性導致內部組織受到破壞。

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無任何作用(圖3)。當牛筋草種子脫果皮后，對照萌發率>77.5%。KNO3溶液在一定濃度范圍內對脫果皮牛筋草種子有一定的促進作用，經0.0625%的KNO3溶液浸泡24 h后，種子萌發率與對照相比有所提高，且隨著溶液濃度的升高，萌發率基本呈先升高后逐漸下降趨勢，但萌發率總體均高于72.5%。

2.2.4 GA3圖4結果表明，脫果皮或未脫果皮牛筋草種子的萌發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作用，GA3濃度在25～1 000 mg/L范圍內，牛筋草種子萌發率(77.5%～95%)均高于或與對照相當。

3 討論

種子休眠是長期自然選擇的結果，即植物在系統發育過程中所形成的抵抗不良環境條件的適應性。研究雜草的發生及防除，首先要打破雜草的休眠。目前關于牛筋草種子休眠的原因未見系統報道。通常參考破除雜草休眠的常規方法，如挫傷種皮或KNO3溶液浸泡[3-4]。而本試驗結果發現，牛筋草種子休眠主要是由于其薄膜質的果皮束縛而引起，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，若用蒸餾水浸泡24 h，種子萌發率可進一步升高，達80%，此結果與Fry等研究野牛草種子萌發結果一致[5]。說明牛筋草種子若被薄膜質的果皮包裹時，種子無法正常呼吸，導致其不萌發。對于經過脫果皮處理的種子，一段時間的蒸餾水浸泡可以軟化種皮達到增強種子透氣透水性，更利于種子萌發。

一些對破除雜草休眠的研究表明[6-7]，一定濃度的強酸強堿可腐蝕種皮或使種皮軟化，增強種皮的透氣透水性，利于萌發。但是本研究發現，牛筋草種子經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械損傷，酸堿長時間浸泡易對種子內部組織形成較大的傷害，可能是導致種子不萌發或萌發率很低的原因之一。而對于沒有進行脫果皮處理的種子，可能果皮對于種子的束縛導致藥劑無法浸入種皮而達到軟化種皮的作用，故對種子萌發基本無作用。

KNO3作為一種強氧化劑，主要通過強迫性供氧促進代謝的進行，從而促進種子萌發。丁全林等[8]應用0.1%的KNO3浸泡小型西瓜種子，發芽率達96%。顧衛紅等[9]用0.2%KNO3溶液浸泡蓼種子20 h，種子萌發率達到83.6%。本試驗中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有一定的促進作用。

GA3作為植物激素可使休眠種子中存在的某些化學抑制物鈍化或失效，從而促進種子發芽。丁全林等[8]應用0.01% GA3處理小型西瓜種子，發芽率達98%。吳聲敢等[6]應用1 000 mg/L GA3處理稗草種子240 h，萌發率達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，能夠明顯促進其萌發，萌發率達80%。屈海泳等[11]試驗結果表明，5 mg/L GA3處理8 h能打破洋蔥種子休眠。本試驗結果表明不同溶液GA3對于未脫果皮的牛筋草種子萌發無任何效果，而在25～1 000 mg/L范圍內浸泡脫果皮牛筋草種子24 h，與對照相比使其萌發率提高了5%～15%。

4 結論

牛筋草種子休眠主要是由于其薄膜質果皮因素而導致。經過脫果皮處理后，種子基本解除休眠，萌發率達61%以上。若用蒸餾水浸泡24 h，萌發率可提高到80%。

牛筋草種子的萌發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率幾乎無作用。

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

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S451.1

A

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

2010-01-26

國家科技支撐計劃(編號：2006BAD08A09)；廣東省科技項目(編號：2008B020900004)；廣東省農科院支撐項目(編號：07-支撐-20)；廣東省農業科學院植保所所長基金(編號：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—)，江蘇寶應人，研究員，研究方向為雜草科學。Tel：(020)87594497； E-mail：fengl2005@126.com。