不同預處理及發芽床對紅豆草種子萌發的影響

史 毅，馬暉玲

（甘肅農業大學 草業學院/草業生態系統教育部重點實驗室/甘肅省草業工程實驗室/中－美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州 730070）

紅豆草（Onobrychis viciaefolia）為豆科紅豆屬多年生植物，營養豐富、適口性好，可青飼和調制干草，是干旱、半干旱地區重要的豆科牧草，也可用作低產飼料地改良的先鋒作物［1，2］。

種子是牧草生產最基本的生產資料，其發芽率的高低直接影響牧草的生產性能。在以往的研究中［3］，發芽率低、硬實率高成為影響豆科牧草種子質量評價的主要因素。紅豆草作為優質的豆科牧草，其莖葉茂盛，草質柔嫩，營養豐富，各類家畜均喜食，青飼家畜不得臌脹病，但一些品種常常被評價為發芽率低、發霉率高［4］。即使同一品種的紅豆草，由于收獲時間、種子在植株上著生部位、貯藏時間乃至形態、顏色不同其發芽率也存在差異［5］。目前，在提高紅豆草種子發芽率的研究中，機械處理因其操作即時簡便且效果明顯常被采用［6］；溫水浸種能改善種皮透性，使堅硬的種皮變得柔軟，提高種胚破皮率，能有效提高發芽率［7］；阿地力等［9］認為，剝去紅豆草的種皮可使發芽率比無處理的對照組提高10%，高溫處理可使紅豆草發芽率提高15%～17%。化學試劑處理具有去除萌發抑制的物質、增強種子吸水性能等作用，從而達到提高種子發芽率［3］。包桂榮等［9］認為低濃度 NaCl、Na2CO3鹽溶液浸泡可提高紅豆草發芽率。發芽床材料也是影響種子發芽能力的一大因素［8，10］，阿地力等［8］利用沙布、脫脂棉作為發芽床，種子發芽率最高，其次是沙床、紙床。現有研究均采取單一方法和發芽床，試驗采用機械處理，溫水浸種和化學試劑處理3種方法，通過濾紙床，沙床和毛巾床3種發芽床進行紅豆草種子發芽研究，以期為提高紅豆草種子發芽率提供更為全面的依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試紅豆草種子為甘肅紅豆草，2012年購于甘肅省農業科學院，常規發芽率40%，硬實率32%。選擇籽粒飽滿的種子為試驗材料。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子預處理 機械處理 （1）剝去種皮用清水浸泡1h后，用單面刀片和尖頭鑷子在不傷及種胚情況下完全剝去種皮備用［8］；（2）碾磨處理 用100＃砂紙輕輕摩擦至種皮表面有破損，失去光澤，用放大鏡觀察種子表面有明顯的劃痕而不損傷種胚為止，然后，用凈水沖洗凈備用［11］。

溫水浸種 分別用30，40和50℃溫水浸泡，浸泡時用玻璃棒不斷攪拌，待水溫接近室溫時，靜置24h后置床［7］。

化學試劑處理 分別用30%H2O2和98%H2SO4浸泡種子5，10和15min。處理時先將種子放入燒杯，然后，加入相應濃度的化學試劑至浸沒種子，并用玻璃棒不斷攪拌至預定時間后迅速倒入盛大量蒸餾水的燒杯并及時攪拌，去除上清液，再加入蒸餾水沖洗種子至pH 7.0，最后用濾紙吸干種子表面水分備用［3，6］。不做任何處理的種子為對照（ck）。

1.2.2 發芽床種類 濾紙床采用雙層濾紙鋪于培養皿經過121℃高溫濕熱滅菌26min；沙床用細河沙經121℃高溫濕熱滅菌26min后，鋪于滅菌的培養皿中［10］；毛巾床用單層白毛巾剪成培養皿大小的圓形鋪于培養皿經過121℃高溫濕熱滅菌26min［4］。

1.2.3 置床 將處理好的種子置于濕潤的發芽床上，每處理3次重復，每個重復50粒種子，于20℃，16h光照，濕度為50%培養箱中培養，經常檢查加水，使發芽床保持濕潤。發芽期間記錄每天發芽種子數，以種子露白作為發芽標準［14］，第7d統計發芽勢，第14d統計發芽率，計算發芽指數。

發芽勢/%＝第7d種子萌發數/供試種子數×100%

發芽率/%＝第14d種子萌發數/供試種子數×100%

發霉率/%＝第14d種子發霉數/供試種子數×100

硬實率/%＝第14d未萌發種子數/供試種子數×100

發芽指數GI＝∑Gt/Dt

式中：Dt—置床之日算起的日數；Gt—相應各日的正常發芽數［13］。

對照和處理的種子均置于濾紙發芽床上進行發芽試驗。選取不同處理方法中發芽率較高的處理組比較不同發芽床對發芽率的影響。

1.3 數據分析

采用SPSS 19.0進行數據統計分析，多重比較采用Duncan方法。

2 結果與分析

2.1 機械處理對紅豆草種子萌發的影響

與對照相比，不同的機械處理均能顯著提高紅豆草種子在濾紙發芽床的發芽率（表1）。其中，2種機械處理方法中，剝去種皮對提高紅豆草種子發芽率的效果較好，其發芽率可達57.7%，高出對照組17.4%，但發芽勢不及碾磨處理，發芽指數比碾磨處理低7.76%。2種方法均降低了種子硬實率，且剝去種皮種子的發霉率比碾磨處理低15%。有此可見，剝去種皮可有效提高紅豆草種子發芽率，碾磨處理次之。

表1 機械處理下紅豆草種子的萌發Table 1 Effects of mechanical treatment on seed germination of Onobrychis viciifolia

2.2 溫水浸種對紅豆草種子萌發的影響

與對照相比，溫水處理后紅豆草種子發芽勢、發芽率及發芽指數均有不同程度的提高且均達到顯著水平（P＜0.05）。隨著處理溫度的升高，種子發芽率呈上升趨勢，50℃溫水處理的發芽率最高，達到50.0%，發芽指數達45.72，比對照高15.53%，且發霉率最低（5.3%），比對照低25.4%。但溫水處理提高了種子硬實率，50℃溫水處理種子的硬實率最高，達45.7%，較對照高13.4個百分點。研究表明，溫水處理能有效提高種子發芽率，降低種子發霉率的同時會提高種子硬實率（表2）。

表2 溫水浸種下紅豆草種子的萌發Table 2 Effects of warm water soaking on seed germination of Onobrychis viciifolia

2.3 H2O2和H2SO4處理對紅豆草種子萌發的影響

結果表明，隨處理時間的延長，紅豆草種子發芽率、發芽勢和發芽指數均降低（表3）。H2O2和H2SO4處理15min，發芽勢分別降至18.3%和6.0%，發芽率分別降至19.7%和7.7%，比對照低20.6%和32.6%。H2O210min，種子發霉率較對照降低12.4%，說明H2O2浸種處理不適用于提高紅豆草種子發芽率，但可用于種子消毒以降低發霉率。而H2SO4浸種15min發霉率為56.3%，比對照提高25.6%，因此，98%H2SO4浸種不適于提高紅豆草種子的萌發。

表3 H2O2和H2SO4浸種對紅豆草種子萌發的影響Table 3 Effects of chemical reagent soaking on seed germination of Onobrychis viciifolia

2.4 不同發芽床對紅豆草種子萌發的影響

3種發芽床對ck，去種皮處理和50℃溫水浸種處理種子萌發的效應為沙床＜ 濾紙床＜ 毛巾床（表4），毛巾床的發芽勢、發芽率以及發芽指數均顯著高于濾紙床和沙床。去種皮和50℃溫水浸種發芽率分別達到66.3%和63%，分別比濾紙床高8.6%和13%，較ck高26%和22.7%。發芽指數也有不同程度提高。其中，毛巾床的硬實率顯著低于濾紙床和沙床，ck最低為17.0%，發霉率也有所下降。試驗結果表明，毛巾床最適合紅豆草種子的萌發。

表4 不同發芽床對紅豆草種子萌發的影響Table 4 Effects of different germination bed on seed germinating of Onobrychis viciifolia

3 討論與結論

3.1 機械處理對紅豆草種子萌發的影響

剝去種皮，碾磨處理等常規簡便的方法能有效提高種子的發芽率，降低硬實率，使難發芽的種子正常發芽［6］。試驗采取2種機械處理方法均提高了紅豆草種子的發芽率，降低了硬實率。其中，剝去種皮效果最佳，發芽勢、發芽率和發芽指數均有顯著提高，這與很多關于種子發芽試驗的研究結果較為一致［6，8，15］。同時剝去種皮即去掉了種皮上可能攜帶的霉菌，發霉率降低。但剝去種皮操作相對困難，剝皮過程中操作不當會切去種胚，導致發芽率降低，達不到預期效果。

3.2 溫水浸種對紅豆草種子萌發的影響

試驗設3個溫度梯度，均不同程度提高了紅豆草種子發芽率，并有效降低了發霉率。其中，50℃溫水浸種處理效果最佳，且發霉率在所有處理中最低值，這與朱秀梅等［4］的研究結論相一致。但溫水浸種提高了硬實率，由于溫水浸種除去了部分硬實種表面的霉菌，從而造成更多的發霉種變為硬實種，進而提高了硬實率。結果表明，溫水浸種對紅豆草種子發芽能力有顯著的提高。

3.3 H2O2和H2SO4對紅豆草種子萌發的影響

試驗表明，30%H2O2和濃H2SO4浸種均不同程度降低紅豆草種子發芽勢、發芽率及發芽指數，這與紅豆草種皮薄有關，強氧化性溶液會浸透種皮，傷及胚乳或胚芽，降低了發芽能力，這與梁應林等［16］的研究結果相一致。H2O2溶液浸種可降低紅豆草種子發霉率，說明H2O2溶液短時間浸泡可用于紅豆草種子的消毒處理。而H2SO4溶液反而會較大幅度提高種子發霉率，其原因有待進一步研究。

3.4 不同發芽床對紅豆草種子萌發的影響

不同發芽床對種子發芽能力有很大的影響。試驗以沙、濾紙和毛巾為發芽床材料，選擇2種發芽能力效果顯著的種子處理方法和對照組進行比較，其中，2種處理方法和對照組在沙上的發芽效果不如濾紙床，分析原因可能是沙床水分保持在下部，上方與種子接觸部分水分不足且接觸面積小，使得發芽率減低［17，18］。毛巾床能顯著提高3組紅豆草種子的發芽勢、發芽率和發芽指數，這與朱秀梅等［4］的研究結論相一致。并且毛巾床可降低種子硬實率，效果最好。

種子發芽率的高低直接影響到紅豆草的生產性，研究表明，去種皮的紅豆草種子不僅能顯著提高發芽率，降低硬實率，并且能除去種皮表面的霉菌，降低發霉率，但剝皮操作較困難，不可傷及種胚。50℃溫水浸種可顯著提高紅豆草種子發芽率，降低發霉率，且方法簡便易行。H2O2溶液浸種可作為種子消毒劑使用。在發芽床的選用上，毛巾床可顯著提高紅豆草種子發芽率，降低硬實率。因此，建議在生產中可采用50℃溫水浸種＋H2O2溶液短時漂洗消毒＋毛巾床置床，能提高紅豆草種子發芽率，降低霉變率。

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