不同激素處理對(duì)刺萼龍葵種子萌發(fā)的影響

摘 要：為探明刺萼龍葵種子的萌發(fā)特性，試驗(yàn)研究不同激素、同激素不同濃度對(duì)種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明：25 ℃恒溫條件下，刺萼龍葵種子用400 mg/L赤霉素處理時(shí)效果最好，萌發(fā)率達(dá)到100%;在600、800、1 000 mg/L赤霉素溶液處理下，萌發(fā)率分別為80%、50%、0%。硼酸處理下最適濃度為50 mg/L，發(fā)芽率為75%，隨著激素濃度的增加，發(fā)芽率逐漸降低;硝酸鉀處理下最適濃度為40 mg/L，發(fā)芽率為70%。

關(guān)鍵詞：刺萼龍葵;種子萌發(fā);赤霉素;硼酸;硝酸鉀

刺萼龍葵（Solanum rostratum Dunal）

是茄科茄屬一年生雜草，又名堪薩斯薊、黃花刺茄，繁殖力強(qiáng)，原生于北美洲[1]。刺萼龍葵于1981年進(jìn)入我國(guó)，第1次在東北地區(qū)出現(xiàn)，如今已經(jīng)入侵至東北、華北和西部地區(qū)等地[2，3]。刺萼龍葵在北美一些國(guó)家被劃分為有害雜草，在一些歐洲國(guó)家被名列為禁止輸入對(duì)象，我國(guó)在《中華人民共和國(guó)進(jìn)境植物檢疫性有害生物名錄》中將其列為檢疫雜草。

當(dāng)刺萼龍葵擴(kuò)散至新的環(huán)境時(shí)，對(duì)環(huán)境原有的生物有明顯的抑制作用，在新入侵的領(lǐng)地中有相當(dāng)強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，使環(huán)境中的生物多樣性顯著降低。刺萼龍葵全株具刺，可以直接對(duì)人和其他生物造成傷害。此外，一些病害和蟲害會(huì)寄生在刺萼龍葵植株上[4]，刺萼龍葵通過(guò)種子進(jìn)行整個(gè)種群的繁衍蔓延，了解其生物學(xué)特性可以有針對(duì)性地預(yù)防其擴(kuò)散和發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于刺萼龍葵的研究大部分是有關(guān)其生物學(xué)特性和生態(tài)學(xué)特性、化學(xué)成分和刺萼龍葵入侵的危害評(píng)估。在已有的相關(guān)報(bào)道中還沒(méi)有對(duì)刺萼龍葵種子生物學(xué)特性的系統(tǒng)研

究[1，4，5]。本試驗(yàn)擬研究不同處理對(duì)刺萼龍葵種子萌發(fā)的影響，為刺萼龍葵的預(yù)防與防治提供依據(jù)。

一、材料與方法

（一）試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料采用顆粒飽滿、發(fā)育完全成熟的刺萼龍葵種子。種子消毒處理后置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)適宜條件儲(chǔ)存。處理試劑為赤霉素、硼酸、硝酸鉀。

（二）試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019年4月6日在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與旅游學(xué)院實(shí)驗(yàn)室和河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與旅游學(xué)院園林溫室教學(xué)基地進(jìn)行。

（三）試驗(yàn)方法

分別配制濃度為400、600、800、

1 000 mg/L的赤霉素溶液，50、150、250、350 mg/L的硼酸溶液，20、40、60、80 mg/L

的硼酸溶液。以蒸餾水為對(duì)照分別浸種24 h，消毒后將種子排列在放有濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿中，放入25 ℃的恒溫光照培養(yǎng)箱內(nèi)。每處理30粒種子，3次重復(fù)。在試驗(yàn)中，保持培養(yǎng)皿內(nèi)濾紙濕潤(rùn)。當(dāng)種子的胚根完全突破種皮時(shí)算作種子萌發(fā)，以24 h為周期觀察記錄種子的萌發(fā)情況。相連3 d沒(méi)有種子萌發(fā)時(shí)試驗(yàn)結(jié)束。

（四）測(cè)定指標(biāo)

試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)算種子的相關(guān)指標(biāo)包括發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)，計(jì)算公式分別如下：

發(fā)芽率：GP=n1/N×100%（n1表示發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后生成正常幼苗種子數(shù)，N為材料種子總數(shù)）

發(fā)芽勢(shì)：GT=n2/N×100%（n2表示為發(fā)芽高峰期發(fā)芽種子數(shù)）

發(fā)芽指數(shù)：GI=∑（Gt/Dt）（Gt表示為在t日內(nèi)的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為Gt所對(duì)應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)）

（五）數(shù)據(jù)處理

所有的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Excel軟件和SPSS軟件。

二、結(jié)果與分析

（一）赤霉素對(duì)刺萼龍葵種子萌發(fā)的影響

不同赤霉素溶液浸種處理對(duì)刺萼龍葵種子萌發(fā)的影響如表1所示。在400～1 000 mg/L濃度的赤霉素處理下，刺萼龍葵種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)逐漸降低。400 mg/L赤霉素處理下刺萼龍葵種子發(fā)芽率最好，為100%，發(fā)芽勢(shì)為58.67%，發(fā)芽指數(shù)為38.92%;600 mg/L赤霉素處理下，刺萼龍葵種子的發(fā)芽率為84.33%，是對(duì)照組的283.32%，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)分別為11.00%、23.21%;當(dāng)赤霉素濃度達(dá)到800 mg/L時(shí)，刺萼龍葵種子的發(fā)芽率為48.00%，是對(duì)照組的118.18%，發(fā)芽勢(shì)為11.00%，發(fā)芽指數(shù)為11.71%;當(dāng)赤霉素濃度達(dá)到1 000 mg/L時(shí)，刺萼龍葵種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均為0%。

（二）硼酸對(duì)刺萼龍葵種子萌發(fā)的影響

不同濃度硼酸溶液浸種處理對(duì)刺萼龍葵種子萌發(fā)的影響如表2所示。分別用50、150、250、350 mg/L濃度的硼酸處理刺萼龍葵種子，其發(fā)芽率分別為70%、68%、65%、35%。同對(duì)照組相比，發(fā)現(xiàn)硼酸處理過(guò)的刺萼龍葵種子對(duì)其萌發(fā)有顯著的促進(jìn)作用，而且用硼酸溶液處理過(guò)的刺萼龍葵種子萌發(fā)較快，發(fā)芽周期明顯縮短。硼酸濃度為50～

250 mg/L時(shí)，刺萼龍葵種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)逐漸增加，并且在硼酸濃度為50 mg/L

時(shí)刺萼龍葵種子的發(fā)芽率最高，發(fā)芽速度最快，因此可知該濃度條件最適宜刺萼龍葵種子萌發(fā)。當(dāng)硼酸濃度增大時(shí)，刺萼龍葵種子的發(fā)芽率下降，發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽指數(shù)隨之下降，但是均比原始種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)高。

（三）硝酸鉀對(duì)刺萼龍葵種子萌發(fā)的影響

不同濃度硝酸鉀溶液浸種處理對(duì)刺萼龍葵種子萌發(fā)的影響如表3所示。分別用20、40、60、80 mg/L濃度的硝酸鉀處理刺萼龍葵種子，發(fā)芽率分別為69%、71%、50%、43%。與對(duì)照組相比，發(fā)現(xiàn)硝酸鉀處理過(guò)的刺萼龍葵種子的萌發(fā)結(jié)果有明顯的變化，而且用硝酸鉀溶液處理過(guò)的刺萼龍葵種子萌發(fā)速率較快，發(fā)芽周期短。由表3可知，硝酸鉀濃度為20～40 mg/L時(shí)，刺萼龍葵種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)增加;硝酸鉀濃度為40～80 mg/L時(shí)，刺萼龍葵種子的發(fā)芽勢(shì)下降，但依然有顯著的促進(jìn)作用;當(dāng)硝酸鉀濃度為40 mg/L時(shí)，刺萼龍葵種子的萌發(fā)數(shù)量最多，萌發(fā)速率最快，由此可知此濃度條件下最適宜刺萼龍葵種子的萌發(fā)。當(dāng)硝酸鉀的濃度慢慢增大時(shí)，刺萼龍葵種子的發(fā)芽率相應(yīng)下降，發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽指數(shù)隨之降低，但是均比未處理的刺萼龍葵的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)高。

三、結(jié)論與討論

休眠和萌發(fā)是種子生長(zhǎng)過(guò)程中2個(gè)非常關(guān)鍵的階段[6]，對(duì)植物的繁衍有著重要影響，并且也是植物為了能在所處環(huán)境中生存和繁衍進(jìn)化出的生物學(xué)特性[7]。

發(fā)芽率代表種子出苗數(shù)量，發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽指數(shù)可以比較準(zhǔn)確地表示其出苗的整齊度。有研究表明，很多入侵物種不需要特殊處理就能打破種子休眠，具有很高的萌發(fā)率，發(fā)芽速率也較快[8，9]。刺萼龍葵是全球范圍內(nèi)的入侵物種，是由于其對(duì)周圍環(huán)境和土壤狀況有良好的適應(yīng)性和強(qiáng)大的傳播能力。未完全成熟的刺萼龍葵種子有休眠性，基于刺萼龍葵所處的環(huán)境，休眠是刺萼龍葵對(duì)周圍不利條件做出的相應(yīng)調(diào)節(jié)，在冬季低溫下保護(hù)其幼苗不受傷害。刺萼龍葵作為入侵物種，對(duì)刺萼龍葵種子的休眠萌發(fā)機(jī)制的深度研究，能為下一步預(yù)防和管控起到十分重要的作用。

經(jīng)此次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同種類不同濃度的激素處理，會(huì)在不同程度上對(duì)刺萼龍葵種子的萌發(fā)起到促進(jìn)或抑制作用。當(dāng)激素濃度適宜時(shí)，激素處理會(huì)促進(jìn)刺萼龍葵種子萌發(fā)，用赤霉素處理刺萼龍葵種子時(shí)，濃度為400 mg/L時(shí)種子會(huì)全部萌發(fā)。用濃度為50～250 mg/L的硼酸溶液與20～60 mg/L的硝酸鉀浸種，也會(huì)對(duì)刺萼龍葵種子的萌發(fā)起到明顯的促進(jìn)作用。但是，當(dāng)激素濃度高至

1 000 mg/L時(shí)，刺萼龍葵種子完全不萌發(fā)，說(shuō)明過(guò)高濃度的激素溶液浸種會(huì)抑制刺萼龍葵種子萌發(fā)。所以，在種子萌發(fā)試驗(yàn)中，要控制好激素的濃度，選擇適宜的濃度進(jìn)行試驗(yàn)。通過(guò)本次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)激素處理過(guò)的刺萼龍葵的種子發(fā)芽率明顯提高，而且不同激素對(duì)于種子的最適濃度不同，對(duì)于刺萼龍葵種子萌發(fā)的影響也不相同。當(dāng)激素濃度過(guò)高時(shí)，不僅不會(huì)促進(jìn)其發(fā)芽，反而抑制種子發(fā)芽。因此，在以后的試驗(yàn)和生產(chǎn)中，要注意激素種類的選擇與激素濃度的控制。

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通訊作者：史寶勝。