4種處理對龍葵種子萌發的影響

趙艷芹， 李秀梅， 王學虎， 謝桂英

(1.河南農業大學植保學院/新型農藥創制與應用河南省重點實驗室，河南鄭州 450002；2.河北省承德市雙灤區農牧局，河北承德 067000)

龍葵(SolanumnigrumLinn.)別稱野葡萄，為茄科茄屬一二年生草本植物，是一種雙子葉惡性雜草，喜歡生在肥沃的微酸性至中性土壤中。龍葵繁殖力強，生長旺盛，生育期短，具有連續多實性和落粒性，已成為新疆棉田的優勢種群之一[1]。目前對龍葵的研究主要集中在其作為醫藥材料、重金屬污染土壤修復、植物保護及經濟作物開發等方面[2-6]。龍葵作為重要的農田雜草和重金屬Cd污染的修復植物[7]，研究其種子發芽特性具有重要意義。關于龍葵種子發芽特性的研究目前主要集中在光照、藥劑浸種及鹽脅迫等方面[8]。本研究采用微波、超聲波、不同酸度及鋁離子處理龍葵種子，研究其發芽特性，旨在為雜草龍葵的發生、利用及防除提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

龍葵于2012年10月采自河南省鄭州市杲村，晾干后于室溫存儲備用，試驗于2013年5月進行。WD750ASL23格蘭仕微波爐(格蘭仕集團)、SB-100DT超聲波清洗機(寧波新芝生物科技股份有限公司)、雷磁pH計(上海雷磁儀器廠)、SPX-B-G光照培養箱(上海荊和分析儀器有限公司)、硫酸、硫酸鋁均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 種子萌發試驗 微波和超聲波處理：將龍葵種子用蒸餾水浸泡24 h后處理。微波處理：L10、L20、L30、L50；M10、M20、M30、M50；H10、H20、H30、H50(L：低功率150 W；M： 中功率450 W；H：高功率750W；數字表示所用時間，單位是s)；超聲波處理：5、10、15、20、30 min。酸度(硫酸)和Al3+(硫酸鋁)處理：將龍葵種子置于不同濃度的Al3+溶液中及酸度溶液中，室溫浸泡24 h，然后用蒸餾水沖洗干凈，挑選100粒龍葵種子放于鋪有1層濾紙的培養皿內，加入5 mL蒸餾水，將種子置于25 ℃、12 h/d 1 000 lx 光照培養箱內，每處理重復3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，適當加水保持濕度，連續調查7～10 d(連續3 d發芽種子數無增長，視為發芽完全)。

萌發率(G)=100×Ga/Gn。

(1)

式中：Ga代表發芽終止時全部正常發芽種子數；Gn代表供試種子總數；

發芽勢(Gv)=(5 d發芽種子數/供試種子數)×100%；

(2)

發芽指數GI=∑(Gt/Dt)。

(3)

式中：Gt代表t日的發芽數；Dt代表發芽日數 。

1.2.2 數據處理 采用Mocrosoft Excel 2003和DPS 6.5軟件對數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 微波處理對龍葵種子萌發特性的影響

微波可明顯影響龍葵種子的發芽特性(表1)。微波能影響龍葵種子的萌發率，當采用L20、H10處理時，龍葵種子的萌發率為88.83%和89.01%，顯著低于對照及其他處理(萌發率均高于90%)。M20處理的發芽勢最高，為79.85%，顯著高于對照及其他處理，L50處理的發芽勢為71.53%，與其他各處理間存在顯著差異，H50的發芽勢最低，為47.87%，顯著低于對照。微波對龍葵種子發芽指數的影響不明顯，以M20處理最高，以M10和H10處理最低，但各處理間不存在差異。

2.2 超聲波處理對龍葵種子發芽特性的影響

不同時間超聲波處理對龍葵種子萌發特性的影響見表2。超聲波15 min處理龍葵種子萌發率最高，為96.69%，其后依次為超聲波20 min(94.79%)、 對照(93.44%)、超聲波5 min(92.37%)、超聲波30 min(92.10%)，上述處理之間存在差異且差異不顯著。超聲波能顯著影響龍葵種子的發芽勢，其中以超聲波15 min的發芽勢最高，為78.01%，以超聲波30 min的發芽勢最低，為41.58%，它們與其他處理間存在顯著性差異，超聲波20 min與超聲波10 min的發芽勢分別為69.94%和66.09%， 它們之間不存在差異， 而對照與超聲波5 min之間也不存在顯著性差異，與對照相比，除超聲波30、5 min外，其他超聲波處理均能提高龍葵種子的發芽勢。對于發芽指數，則以超聲波5 min處理值最低，為17.14%，與對照相比存在顯著性差異，其他超聲波處理則與對照值相近，不存在差異或差異不顯著。

表1 微波處理對龍葵種子發芽特性的影響

表2 超聲波處理對龍葵種子萌發的影響

2.3 不同酸度處理對龍葵種子萌發的影響

酸度處理能顯著影響龍葵種子的發芽特性(表3)。當pH值為2.00、2.97和3.98時，龍葵種子發芽率分別為79.74%、80.90%、86.94%，顯著低于對照，且與對照間存在顯著性差異；當pH值為5.14和5.96時，其發芽率分別為91.12%和95.64%，與對照差異不顯著。當pH值為5.96時，龍葵種子的發芽勢最高與對照間不存在差異，其他酸度較高處理的發芽勢顯著低于對照。發芽指數則以對照(19.05)、pH值=5.96(22.72)、 pH值=5.14(18.90)較高，三者之間沒有顯著性差異，當酸度較高(pH值<3.98)時，龍葵種子的發芽指數明顯降低。

表3 不同pH值處理下龍葵種子對龍葵種子發芽特性的影響

2.4 Al3+濃度處理對龍葵種子萌發特性的影響

Al3+能顯著影響龍葵種子的發芽特性(表4)。與對照相比，隨著Al3+濃度的增大，龍葵種子的發芽率明顯降低，當Al3+濃度為10 μmol/L時，龍葵種子的萌發率由對照的93.44%降低至75.25%，而當Al3+濃度為5 000 μmol/L時，其萌發率僅達60.37%。與對照相比，Al3+處理后龍葵種子的發芽勢與發芽指數明顯降低，且與對照間存在顯著性差異。

表4 不同Al3+濃度處理對龍葵種子發芽特性的影響

3 結論

微波和超聲波除具有熱效應外，微波還能與生物組織相互作用[9-10]。李剛等對當歸種子的超聲波處理研究證明，超聲波能提高當歸種子的萌發率和萌發指數[11]。韓玉竹等對紫花苜蓿種子微波處理研究證明，微波能夠顯著影響苜蓿種子的萌發[12]。本研究也表明，采用合適的微波或超聲波處理能顯著促進龍葵種子的萌發。土壤酸化導致重金屬及鋁離子大量釋放、活化，嚴重影響植物種子萌發和芽苗生長[13]。曹欣等表明，隨著pH值降低，薇甘菊種子的發芽率、發芽勢、發芽指數明顯降低[14]。本研究結果表明，酸度能影響到龍葵種子的發芽特性，而鋁離子的濃度則顯著降低了龍葵種子的發芽率、發芽勢和發芽指數。

參考文獻：

[1]江海瀾，鄧小霞，彭 俊，等. 幾種莖葉處理除草劑防除棉田龍葵的研究[J]. 新疆農業科學，2012，49(3)：477-481.

[2]賈艷菊，代 玲，張 燦. 龍葵生物堿誘導HeLa細胞凋亡的研究[J]. 動物醫學進展，2010，31(8)：51-54.

[3]唐秀梅，龔春風，劉 鵬，等. 鎘脅迫下龍葵葉中三種抗氧化酶的活性和抗壞血酸含量的變化[J]. 植物生理學通訊，2008，44(6)：1135-1136.

[4]江海瀾，王俊剛，鄧小霞，等. 草甘膦對龍葵苗期生理指標的影響[J]. 西北農業學報，2011，20(6)：186-189.

[5]劉世巍，丁建海，劉立紅，等. 龍葵綠果對小菜蛾的殺蟲活性初探[J]. 農藥，2009，48(9)：683-685.

[6]何付麗，曲春鶴，閆春秀，等. 龍葵果實汁液的除草活性初探[J]. 雜草科學，2008(4)：33-34，51.

[7]魏樹和，周啟星，王 新. 超積累植物龍葵及其對鎘的富集特征[J]. 環境科學，2005，26(3)：167-171.

[8]謝桂英，游秀峰，孫淑君，等. 龍葵種子休眠解除方法研究[J]. 雜草科學，2013，31(1)：37-39.

[9]李巧玲，李 琳，郭祀遠，等. 微波生物效應研究的現狀及應用[J]. 生命科學，2001，13(3)：126-128.

[10]丁志山，沃興德. 超聲波的生物學效用及其在轉基因中的應用[J]. 生命科學，1997，9(4)：187-189.

[11]李 剛，王乃亮，羅娘嬌，等. 超聲波處理對當歸種子萌發及活力的影響[J]. 西北師范大學學報：自然科學版，2007，43(3)：75-77，84.

[12]韓玉竹，李陽春，劉曉靜，等. 微波處理對紫花苜蓿種子萌發特性的影響[J]. 種子，2010，29(10)：70-71，76.

[13]劉 鵬，徐根娣，郭水良，等. 南方4種草本植物對鋁脅迫生理響應的研究[J]. 植物生態學報，2005，29(4)：644-651.

[14]曹 欣，韓詩疇，呂 欣，等. 模擬酸雨對薇甘菊種子萌發和幼苗生長的影響[J]. 生態環境學報，2010，19(3)：679-685.