不同pH對星星草種子萌發特性的影響研究

張 碩，張婉婷，時東方，倪秀珍

(長春師范大學生命科學學院，吉林長春 130032)

種子的萌發狀況是育種的關鍵步驟[1-2]，土壤pH是影響種子萌發的重要因素之一，pH發生變化，引起農作物減產[3]。通過合理科學的方式對種子進行處理可提高種子發芽率并培育出壯苗[4]。部分學者研究了溫度、pH、光照及鹽堿脅迫等因素對種子萌發的影響[5-7]，但關于pH對星星草種子萌發特性的研究未見報道，本文以星星草種子為研究材料，探討pH對星星草種子萌發的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料

星星草種子從市場購得，含水量≤7.0%，品種純度≥96.0%，凈度≥98.0%。選擇均勻飽滿的種子作為實驗材料。種子萌發實驗于2018年9～10月在長春師范大學生態學研究室進行。

1.1.2 試劑

鹽酸(分析純)、蒸餾水、培養皿、濾紙均由長春師范大學生態學研究室提供。

1.1.3 器材

BS224S電子天平(北京賽多利斯儀器系統有限公司)；GZP-250光照培養箱(上海精宏實驗設備有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 不同pH溶液的配制

用鹽酸(分析純)配制4個pH(2.0、3.0、4.0、5.0)處理的溶液各200 mL。

1.2.2 材料處理方法

選用籽粒飽滿、大小均勻的星星草種子，種子用0.1%的HgCl2溶液消毒15 min，再用蒸餾水沖洗3次，吸去多余水分。選取50粒種子，均勻置于鋪有3層濾紙的培養皿內，分別加入不同pH的溶液15 mL，以蒸餾水處理為對照(CK)。置于培養箱中，培養條件為25 ℃(14 h)/15℃(10 h)，培養期間用相應pH溶液保持濾紙濕潤。每個處理重復3次。每天觀察記錄種子的萌發情況，以胚根露出種皮1 mm為萌發，記錄發芽數，萌發結束后計算種子發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數等指標。

1.2.3 發芽指標測定

發芽率/%(GP)=(7 d種子的發芽數/供試種子總數)×100%.

發芽勢/%(GE)=(前3 d種子的發芽數/供試種子總數)×100%.

發芽指數(GI)=∑(Gt/Dt)，其中Gt為第t天發芽數，Dt為發芽的天數(t).

活力指數(VI)=GI×W(W為第7天發芽星星草的單株平均鮮重).

1.2.4 數據統計分析

實驗進行第3 d以正常幼苗統計測定發芽勢，第7 d以胚根突破種皮為發芽標準統計發芽率,并測定根長。

用SPSS13.0軟件對數據進行處理，采用單因素方差分析對同一物種各指標在不同處理間的差異性進行分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 不同pH對星星草種子發芽指標的方差分析

由表1的方差分析結果可知，由于發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數各指標求得的F值明顯大于F0.01，因此不同pH處理后的種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數存在極顯著的差異，說明pH對星星草種子的發芽有極顯著影響。

表1 不同pH值處理后星星草種子發芽指標的方差分析

2.2 不同pH對星星草種子發芽勢及發芽率的影響

發芽率和發芽勢是衡量種子發芽能力和發芽整齊度的重要指標，一般發芽勢高的種子，出苗迅速，整齊健壯。由圖l可知，用酸處理后的星星草種子發芽率低于對照，且達極顯著水平(P<0.01)，對照種子的發芽率最高，為50.00%，酸性條件下發芽率隨著pH的減小而減小，pH為2.0時，發芽率為零，表明酸處理極顯著地抑制了星星草種子的發芽。

在酸脅迫下，星星草種子的發芽勢低于對照，且達極顯著的水平(P<0.01)，對照種子的發芽勢最高，為29.07%，pH為2.0時種子未發芽，pH為3.0時的發芽勢略高于pH為4.0時，pH為5.0時的發芽勢明顯高于pH為4.0時，隨著酸度的增加(pH的降低)，星星草種子的發芽勢整體呈現下降的趨勢，且達顯著或極顯著的水平,這表明酸處理極顯著地抑制了星星草種子的萌發。可能是由于在低pH條件下，種子的膜結構被破壞，代謝紊亂，致使發芽勢降低。

圖1 不同pH處理下星星草種子的發芽率、發芽勢

2.3 不同pH對星星草種子活力指數、發芽指數的影響

發芽指數與活力指數是反映種子活力的綜合指標。活力低的種子抗逆能力弱，出苗率低；活力高的種子抗逆能力強并且出苗率高。用酸處理后，星星草種子的發芽指數、活力指數均低于對照，且達極顯著的水平(P<0.01)，對照種子的發芽指數、活力指數最高，酸處理過后種子的發芽指數、活力指數隨著酸度的增加(pH的降低)而減小，彼此之間存在顯著差異(圖2)。pH過低降低了種子的發芽指數，推遲了發芽時間。

圖2 不同pH處理下星星草種子的發芽指數、活力指數

2.4 不同pH對星星草種子發芽的影響

為了解不同pH對星星草種子萌發過程的影響，每隔1 d觀察一次種子的發芽情況。由圖3可知，星星草種子的累積發芽率隨pH的降低而減小；對照種子萌發速度最快,數量最多，累積發芽率最大，在pH為2.0～4.0時，累積發芽率小，說明低pH處理降低了種子的發芽率。

圖3 不同pH處理下星星草種子發芽進程

3 討論

采用不同pH的溶液對星星草種子進行處理，研究其對種子萌發的影響，結果顯示，用酸處理后的星星草種子發芽率低于對照組，對照組發芽率最高、萌發最快、植株生長勢相對較好，pH在3.0～5.0范圍內，星星草種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數均隨pH的降低而減小，pH為2.0的條件下星星草種子不能萌發，說明過低的pH使幼苗代謝速率降低，生理活動下降，最終造成種子萌發障礙[8-9]。