和根強等
摘 要:為了研究川續斷種子的萌發特性,為川續斷資源利用提供科學依據,以川續斷種子為材料,測定不同的光照、溫度、pH值、赤霉素、覆土厚度、貯藏時間、貯藏溫度等條件處理對其種子萌發的影響。結果表明:(1)川續斷種子最適宜的萌發溫度是20~25℃,發芽率可達76.50%;(2)在適宜的溫度下,全光照比無光照的發芽勢和發芽率都高;(3)對pH值的適宜范圍較寬,在pH值為2~10范圍內均可萌發;(4)300mg/L的赤霉素對川續斷種子的萌發具有明顯的作用,其發芽率和發芽勢都達到最高,分別為70.45%和35.83%;(5)川續斷種子最適覆土厚度為1.0cm;(6)川續斷種子不適宜長期貯藏,最適的貯藏溫度為0℃。
關鍵詞:川續斷;種子;發芽勢;發芽率
中圖分類號 S567.23+9 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2014)08-49-03
Abstract:This research attempted to understand the Dipsacus asperoides seed germination conditions inorder to provide theoretical bases for fully utilize relevant resources in future studies.Using Dipsacus asperoides seedas test material,experiments were implemented on effect of light,temperature,pH value,GA3,covering soil depth,storage time and storage temperature on seed germination.The results showed that:(1)the most suitable temperature for the seed germination was from 20℃ to 25℃,the germination rate was 76.50%;(2)Under full light,the germination rate and germination vigor were higher than under full dark;(3)The appropriate pH values range was wide,the seeds could germinated under the pH value in the range of 2~10;(4)300mg·L-1gibberellic acid increased the germination rate of the seed to 70.45%,the germination vigor was 35.83%;(5)The optimum thickness of covering for seed germination was 1.0cm;(6)The seed was not suitable for long term storage. The optimum storage temperature for seed germination was 20℃.
Key words:Dipsacus asperoides;Seed;Germination vigor;Germination rate
川續斷(Dipsacus asperoides C.Y. Cheng et T. M. Ai)為續斷科續斷屬多年生草本植物,俗稱五鶴續斷,又名蘿七、和尚頭、山蘿卜等,以根莖入藥,含有三萜皂苷類、生物堿類、揮發油類和環烯醚萜類等化學成分,具有補肝腎、強筋骨、續折傷、止崩漏等功效[1]。川續斷的栽培主要采用種子直播和育苗移栽方式,種子直播較育苗移栽的產品質量好,但是由于川續斷種子具有休眠的特性,存在發芽率低[2-3]的問題。目前,對川續斷國內的研究多涉及生物學特性及藥用等方面[4-6],而如何提高其種子的發芽能力,以適應不良的生長環境條件,具有十分重要的實踐意義。本試驗以川續斷種子為研究材料,通過對川續斷種子萌發特性的研究,為提高川續斷種子發芽率提供科學依據和參考。
1 材料和方法
1.1 材料 供試川續斷種子于2013年10月初采收自云南省農業科學院高山經濟植物研究所試驗基地,將種子采收后及時涼干,保存備用。川續斷種子的形態特征如下:果實為瘦果,果實成熟期為9~10月,其種子形狀為橢圓形或楔形,淺褐色,有四棱,種子小,種子長度為2.8~3.65mm、寬度為0.91~1.06mm,平均千粒重約為4.32g。
1.2 方法 選取顆粒飽滿的川續斷種子,放置于鋪有發芽濾紙的培養皿中,加蒸餾水、pH溶液或GA3溶液,每培養皿50粒種子,每處理3次重復。除溫度處理和光照處理置于培養箱中外,其余均置于室內。胚根突出種皮的長度為種子長度的1/2即為發芽的種子,計算發芽率、發芽勢。發芽率和發芽勢計算公式[7]如下:
發芽勢(%)=發芽的總粒數/供試種子數×100;
發芽率(%)=規定天數內發芽種子數/供試種子數×100。
1.3 試驗設計
1.3.1 光照對種子萌發的作用 種子放置于加有蒸餾水的培養皿中,進行全光照(光照條件為光強1 500lx,24/24h)和無光照2種處理。
1.3.2 溫度對種子萌發的影響 在15、20、25、30、35℃的恒溫下進行發芽實驗,重復3次。
1.3.3 pH值對種子萌發的影響 pH值為2、4、6、8、10的pH 溶液中,以蒸餾水為對照,重復3次。
1.3.4 赤霉素對種子萌發的影響 將川續斷種子在0(ck)、100、200、300、400、500mg/LGA3 溶液中25℃浸泡12h后進行發芽試驗,重復3次。endprint
1.3.5 覆土厚度對種子發芽率的影響 將川續斷種子播于育苗盤,覆蓋過篩的山基土(即腐殖土)0、0.5、1、1.5、2、2.5、3cm,在室內自然光下進行種子出苗實驗。
1.3.6 儲藏時間對種子萌發的影響 貯藏時間分別設為0、3、6、12、18、24、36個月,3次重復。
1.3.7 儲藏溫度對種子萌發的影響 貯藏溫度分別設為0、室溫、5、10、20℃,3次重復。
1.4 數據分析 采用Excel完成數據的整理和計算,用SPSS16.0軟件對實驗數據進行方差分析。
2 結果與分析
2.1 溫度對種子萌發的影響 川續斷種子在20、25、30℃時能夠正常萌發,萌發率差異不大,發芽率在20℃最佳,達到76.50%,與25℃時沒有顯著差異,15℃時發芽勢和發芽率都較低,35℃時種子活力大大減弱,種子的發芽勢和發芽率都明顯降低。
2.2 光照對川續斷種子萌發的影響 由表1可以看出,25℃無光照條件下的川續斷種子發芽率明顯比全光照條件低,全光照條件下川續斷的種子發芽勢為53.98%,發芽率可達78.73%,而無光照條件下發芽勢只有21.18%,發芽率為43.96%;10℃環境下,全光照和無光照對川續斷種子的萌發有一定的影響,但促進作用不明顯,說明川續斷的萌發需要全光照和提供適合的溫度。
2.4 赤霉素對川續斷種子萌發的影響 從圖2可以看出,不同濃度的赤霉素處理可以提高種子的發芽率和發芽勢,當赤霉素的濃度為300mg/L時,川續斷種子的發芽率和發芽勢都達到最高,分別為70.45%和35.83%。
2.5 覆土厚度對川續斷種子發芽率的影響 覆土0.5~2.0cm都能使川續斷種子萌發比較整齊,但川續斷種子對覆蓋土有一定的要求,覆土厚度為1.0cm時最佳,發芽率最高為78.85%(表3)。
2.6 貯藏時間對川續斷種子活力的影響 從采收到貯藏6個月內川續斷種子的發芽率和發芽勢相對較高,剛采收時川續斷種子的發芽率可達79.25%,隨著貯藏時間的增加,特別是貯藏6個月以后,川續斷的發芽勢和發芽率都明顯下降,貯藏2a的川續斷種子的發芽率為剛采收的1/2,貯藏3a的川續斷種子的發芽率僅有15%(圖3)。
2.7 儲藏溫度對川續斷種子萌發的影響 從圖4可以看出,貯藏在室溫和-20℃下的川續斷種子的發芽率很低,特別是-20℃下發芽率為0,種子全部死亡,貯藏在室溫下川續斷種子的發芽率也不到10%,而0℃時川續斷種子發芽率最高,達到76.33%。
3 結論與討論
植物種子的萌發除了本身要具備內在條件以外,外部環境條件也起著關鍵性的作用,包括充足的水分、適宜的溫度和光照等。
(1)溫度作為外界條件對種子的萌發起著至關重要的作用,不同溫度條件下,種子表面結構和種子內部某些物質(如酶等)的化學結構及性質隨之變化,而對這些物質變化影響著種子的萌發[8]。本試驗研究表明,川續斷種子在中溫條件下發芽情況較好,屬于中溫萌發型,其最佳的發芽溫度是20℃,35℃以上的高溫對川續斷種子具有抑制作用。這符合川續斷喜溫暖濕潤,忌高溫的生物學特性。因此,在實際生產中,川續斷可于3月份春播或11月份秋播。
(2)種子萌發對光照條件的不同反應是植物在長期進化過程中對生存環境產生的生態適應[9-10]。川續斷在全光照和無光照條件下都能萌發,但是在適合的溫度下,全光照時川續斷種子的發芽勢和發芽率都比無光照時高,因此,在適宜的溫度下,全光照能促進川續斷種子的萌發。
(3)盡管各種植物對GA3的敏感程度不同,但是GA3作為一種高效能廣譜性植物生長促進物質,可以迅速打破種子的休眠,刺激糊粉層細胞合成蛋白酶,促進核糖核酸酶及葡聚糖酶的分泌,促進種子的萌發,提高種子的活力[11]。實驗研究表明,不同濃度的赤霉素對川斷續種子的萌發具有促進作用。當赤霉素的濃度為300mg/L時,川續斷種子的發芽率和發芽勢都達到最高。
(4)續斷種子具有較寬的pH值適應范圍,在pH值2~10范圍內都能萌發。川續斷適合在絕大數的土壤類型種植。
(5)覆土厚度為1.0cm時川續斷種子的發芽率達最高,可達78.85%。生產中蓋土以不見種子為最佳。
(6)川續斷的種子儲藏在0℃下時,種子的發芽率可達76.33%。川續斷種子不適宜長期貯藏,生產中最好在川續斷種子采收后的1a內播完,如果打破休眠后川續斷種子進行隨采隨播,發芽率最高可達79.25%,以后逐漸降低。
參考文獻
[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[M].北京:中國醫藥科技出版社,2010:309.
[2]廖朝林,由金文.藥用植物栽培技術[M]. 武漢:湖北科學技術出版社,2006:47-50.
[3]林先明,廖朝林,謝玲玲,等.續斷種子不同貯藏溫度對發芽率的影響[J]. 湖北農業科學,2004(6): 70.
[4]吳帥,劉二偉,張祎,等.川續斷中化學成分的研究[J].天津中醫藥大學學報,2010,29(3):147-150.
[5]楊俊,彭華勝,軒艷,等.野生川續斷和不同栽培年限川續斷的組織結構鑒別研究[J].2012,35(12):1 932-1 939.
[6]王強,劉二偉,韓立峰,等.中藥川續斷化學成分的研究[J].藥學學報,2013,48(7):1 124-1 127.
[7]陳瑛.適用中藥種子技術手冊[M].北京:人民衛生出版社,1999:31.
[8]侯義龍,張開春,吳祿平,等.果樹組織中總RNA 提取的新方法[J].沈陽農業大學學報,2002,33(2):122-125.
[9]曾彥軍,王彥榮,張寶林,李保爾.紅砂和貓頭刺種子萌發生態適應性的研究[J].草業學報,2000,9(3):36-42.
[10]Baskin C C,Baskin J M.1998.Seeds:Ecology,Biogeography and Evolution of Dormancy and Germination[M].San Diego:Academic Press:1-666.
[11]朱惠香.常用植物生長調節劑應用指南[M].北京:化學工業出版社,2001:46. (責編:張宏民)endprint
1.3.5 覆土厚度對種子發芽率的影響 將川續斷種子播于育苗盤,覆蓋過篩的山基土(即腐殖土)0、0.5、1、1.5、2、2.5、3cm,在室內自然光下進行種子出苗實驗。
1.3.6 儲藏時間對種子萌發的影響 貯藏時間分別設為0、3、6、12、18、24、36個月,3次重復。
1.3.7 儲藏溫度對種子萌發的影響 貯藏溫度分別設為0、室溫、5、10、20℃,3次重復。
1.4 數據分析 采用Excel完成數據的整理和計算,用SPSS16.0軟件對實驗數據進行方差分析。
2 結果與分析
2.1 溫度對種子萌發的影響 川續斷種子在20、25、30℃時能夠正常萌發,萌發率差異不大,發芽率在20℃最佳,達到76.50%,與25℃時沒有顯著差異,15℃時發芽勢和發芽率都較低,35℃時種子活力大大減弱,種子的發芽勢和發芽率都明顯降低。
2.2 光照對川續斷種子萌發的影響 由表1可以看出,25℃無光照條件下的川續斷種子發芽率明顯比全光照條件低,全光照條件下川續斷的種子發芽勢為53.98%,發芽率可達78.73%,而無光照條件下發芽勢只有21.18%,發芽率為43.96%;10℃環境下,全光照和無光照對川續斷種子的萌發有一定的影響,但促進作用不明顯,說明川續斷的萌發需要全光照和提供適合的溫度。
2.4 赤霉素對川續斷種子萌發的影響 從圖2可以看出,不同濃度的赤霉素處理可以提高種子的發芽率和發芽勢,當赤霉素的濃度為300mg/L時,川續斷種子的發芽率和發芽勢都達到最高,分別為70.45%和35.83%。
2.5 覆土厚度對川續斷種子發芽率的影響 覆土0.5~2.0cm都能使川續斷種子萌發比較整齊,但川續斷種子對覆蓋土有一定的要求,覆土厚度為1.0cm時最佳,發芽率最高為78.85%(表3)。
2.6 貯藏時間對川續斷種子活力的影響 從采收到貯藏6個月內川續斷種子的發芽率和發芽勢相對較高,剛采收時川續斷種子的發芽率可達79.25%,隨著貯藏時間的增加,特別是貯藏6個月以后,川續斷的發芽勢和發芽率都明顯下降,貯藏2a的川續斷種子的發芽率為剛采收的1/2,貯藏3a的川續斷種子的發芽率僅有15%(圖3)。
2.7 儲藏溫度對川續斷種子萌發的影響 從圖4可以看出,貯藏在室溫和-20℃下的川續斷種子的發芽率很低,特別是-20℃下發芽率為0,種子全部死亡,貯藏在室溫下川續斷種子的發芽率也不到10%,而0℃時川續斷種子發芽率最高,達到76.33%。
3 結論與討論
植物種子的萌發除了本身要具備內在條件以外,外部環境條件也起著關鍵性的作用,包括充足的水分、適宜的溫度和光照等。
(1)溫度作為外界條件對種子的萌發起著至關重要的作用,不同溫度條件下,種子表面結構和種子內部某些物質(如酶等)的化學結構及性質隨之變化,而對這些物質變化影響著種子的萌發[8]。本試驗研究表明,川續斷種子在中溫條件下發芽情況較好,屬于中溫萌發型,其最佳的發芽溫度是20℃,35℃以上的高溫對川續斷種子具有抑制作用。這符合川續斷喜溫暖濕潤,忌高溫的生物學特性。因此,在實際生產中,川續斷可于3月份春播或11月份秋播。
(2)種子萌發對光照條件的不同反應是植物在長期進化過程中對生存環境產生的生態適應[9-10]。川續斷在全光照和無光照條件下都能萌發,但是在適合的溫度下,全光照時川續斷種子的發芽勢和發芽率都比無光照時高,因此,在適宜的溫度下,全光照能促進川續斷種子的萌發。
(3)盡管各種植物對GA3的敏感程度不同,但是GA3作為一種高效能廣譜性植物生長促進物質,可以迅速打破種子的休眠,刺激糊粉層細胞合成蛋白酶,促進核糖核酸酶及葡聚糖酶的分泌,促進種子的萌發,提高種子的活力[11]。實驗研究表明,不同濃度的赤霉素對川斷續種子的萌發具有促進作用。當赤霉素的濃度為300mg/L時,川續斷種子的發芽率和發芽勢都達到最高。
(4)續斷種子具有較寬的pH值適應范圍,在pH值2~10范圍內都能萌發。川續斷適合在絕大數的土壤類型種植。
(5)覆土厚度為1.0cm時川續斷種子的發芽率達最高,可達78.85%。生產中蓋土以不見種子為最佳。
(6)川續斷的種子儲藏在0℃下時,種子的發芽率可達76.33%。川續斷種子不適宜長期貯藏,生產中最好在川續斷種子采收后的1a內播完,如果打破休眠后川續斷種子進行隨采隨播,發芽率最高可達79.25%,以后逐漸降低。
參考文獻
[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[M].北京:中國醫藥科技出版社,2010:309.
[2]廖朝林,由金文.藥用植物栽培技術[M]. 武漢:湖北科學技術出版社,2006:47-50.
[3]林先明,廖朝林,謝玲玲,等.續斷種子不同貯藏溫度對發芽率的影響[J]. 湖北農業科學,2004(6): 70.
[4]吳帥,劉二偉,張祎,等.川續斷中化學成分的研究[J].天津中醫藥大學學報,2010,29(3):147-150.
[5]楊俊,彭華勝,軒艷,等.野生川續斷和不同栽培年限川續斷的組織結構鑒別研究[J].2012,35(12):1 932-1 939.
[6]王強,劉二偉,韓立峰,等.中藥川續斷化學成分的研究[J].藥學學報,2013,48(7):1 124-1 127.
[7]陳瑛.適用中藥種子技術手冊[M].北京:人民衛生出版社,1999:31.
[8]侯義龍,張開春,吳祿平,等.果樹組織中總RNA 提取的新方法[J].沈陽農業大學學報,2002,33(2):122-125.
[9]曾彥軍,王彥榮,張寶林,李保爾.紅砂和貓頭刺種子萌發生態適應性的研究[J].草業學報,2000,9(3):36-42.
[10]Baskin C C,Baskin J M.1998.Seeds:Ecology,Biogeography and Evolution of Dormancy and Germination[M].San Diego:Academic Press:1-666.
[11]朱惠香.常用植物生長調節劑應用指南[M].北京:化學工業出版社,2001:46. (責編:張宏民)endprint
1.3.5 覆土厚度對種子發芽率的影響 將川續斷種子播于育苗盤,覆蓋過篩的山基土(即腐殖土)0、0.5、1、1.5、2、2.5、3cm,在室內自然光下進行種子出苗實驗。
1.3.6 儲藏時間對種子萌發的影響 貯藏時間分別設為0、3、6、12、18、24、36個月,3次重復。
1.3.7 儲藏溫度對種子萌發的影響 貯藏溫度分別設為0、室溫、5、10、20℃,3次重復。
1.4 數據分析 采用Excel完成數據的整理和計算,用SPSS16.0軟件對實驗數據進行方差分析。
2 結果與分析
2.1 溫度對種子萌發的影響 川續斷種子在20、25、30℃時能夠正常萌發,萌發率差異不大,發芽率在20℃最佳,達到76.50%,與25℃時沒有顯著差異,15℃時發芽勢和發芽率都較低,35℃時種子活力大大減弱,種子的發芽勢和發芽率都明顯降低。
2.2 光照對川續斷種子萌發的影響 由表1可以看出,25℃無光照條件下的川續斷種子發芽率明顯比全光照條件低,全光照條件下川續斷的種子發芽勢為53.98%,發芽率可達78.73%,而無光照條件下發芽勢只有21.18%,發芽率為43.96%;10℃環境下,全光照和無光照對川續斷種子的萌發有一定的影響,但促進作用不明顯,說明川續斷的萌發需要全光照和提供適合的溫度。
2.4 赤霉素對川續斷種子萌發的影響 從圖2可以看出,不同濃度的赤霉素處理可以提高種子的發芽率和發芽勢,當赤霉素的濃度為300mg/L時,川續斷種子的發芽率和發芽勢都達到最高,分別為70.45%和35.83%。
2.5 覆土厚度對川續斷種子發芽率的影響 覆土0.5~2.0cm都能使川續斷種子萌發比較整齊,但川續斷種子對覆蓋土有一定的要求,覆土厚度為1.0cm時最佳,發芽率最高為78.85%(表3)。
2.6 貯藏時間對川續斷種子活力的影響 從采收到貯藏6個月內川續斷種子的發芽率和發芽勢相對較高,剛采收時川續斷種子的發芽率可達79.25%,隨著貯藏時間的增加,特別是貯藏6個月以后,川續斷的發芽勢和發芽率都明顯下降,貯藏2a的川續斷種子的發芽率為剛采收的1/2,貯藏3a的川續斷種子的發芽率僅有15%(圖3)。
2.7 儲藏溫度對川續斷種子萌發的影響 從圖4可以看出,貯藏在室溫和-20℃下的川續斷種子的發芽率很低,特別是-20℃下發芽率為0,種子全部死亡,貯藏在室溫下川續斷種子的發芽率也不到10%,而0℃時川續斷種子發芽率最高,達到76.33%。
3 結論與討論
植物種子的萌發除了本身要具備內在條件以外,外部環境條件也起著關鍵性的作用,包括充足的水分、適宜的溫度和光照等。
(1)溫度作為外界條件對種子的萌發起著至關重要的作用,不同溫度條件下,種子表面結構和種子內部某些物質(如酶等)的化學結構及性質隨之變化,而對這些物質變化影響著種子的萌發[8]。本試驗研究表明,川續斷種子在中溫條件下發芽情況較好,屬于中溫萌發型,其最佳的發芽溫度是20℃,35℃以上的高溫對川續斷種子具有抑制作用。這符合川續斷喜溫暖濕潤,忌高溫的生物學特性。因此,在實際生產中,川續斷可于3月份春播或11月份秋播。
(2)種子萌發對光照條件的不同反應是植物在長期進化過程中對生存環境產生的生態適應[9-10]。川續斷在全光照和無光照條件下都能萌發,但是在適合的溫度下,全光照時川續斷種子的發芽勢和發芽率都比無光照時高,因此,在適宜的溫度下,全光照能促進川續斷種子的萌發。
(3)盡管各種植物對GA3的敏感程度不同,但是GA3作為一種高效能廣譜性植物生長促進物質,可以迅速打破種子的休眠,刺激糊粉層細胞合成蛋白酶,促進核糖核酸酶及葡聚糖酶的分泌,促進種子的萌發,提高種子的活力[11]。實驗研究表明,不同濃度的赤霉素對川斷續種子的萌發具有促進作用。當赤霉素的濃度為300mg/L時,川續斷種子的發芽率和發芽勢都達到最高。
(4)續斷種子具有較寬的pH值適應范圍,在pH值2~10范圍內都能萌發。川續斷適合在絕大數的土壤類型種植。
(5)覆土厚度為1.0cm時川續斷種子的發芽率達最高,可達78.85%。生產中蓋土以不見種子為最佳。
(6)川續斷的種子儲藏在0℃下時,種子的發芽率可達76.33%。川續斷種子不適宜長期貯藏,生產中最好在川續斷種子采收后的1a內播完,如果打破休眠后川續斷種子進行隨采隨播,發芽率最高可達79.25%,以后逐漸降低。
參考文獻
[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[M].北京:中國醫藥科技出版社,2010:309.
[2]廖朝林,由金文.藥用植物栽培技術[M]. 武漢:湖北科學技術出版社,2006:47-50.
[3]林先明,廖朝林,謝玲玲,等.續斷種子不同貯藏溫度對發芽率的影響[J]. 湖北農業科學,2004(6): 70.
[4]吳帥,劉二偉,張祎,等.川續斷中化學成分的研究[J].天津中醫藥大學學報,2010,29(3):147-150.
[5]楊俊,彭華勝,軒艷,等.野生川續斷和不同栽培年限川續斷的組織結構鑒別研究[J].2012,35(12):1 932-1 939.
[6]王強,劉二偉,韓立峰,等.中藥川續斷化學成分的研究[J].藥學學報,2013,48(7):1 124-1 127.
[7]陳瑛.適用中藥種子技術手冊[M].北京:人民衛生出版社,1999:31.
[8]侯義龍,張開春,吳祿平,等.果樹組織中總RNA 提取的新方法[J].沈陽農業大學學報,2002,33(2):122-125.
[9]曾彥軍,王彥榮,張寶林,李保爾.紅砂和貓頭刺種子萌發生態適應性的研究[J].草業學報,2000,9(3):36-42.
[10]Baskin C C,Baskin J M.1998.Seeds:Ecology,Biogeography and Evolution of Dormancy and Germination[M].San Diego:Academic Press:1-666.
[11]朱惠香.常用植物生長調節劑應用指南[M].北京:化學工業出版社,2001:46. (責編:張宏民)endprint