不同藥劑對一把傘南星種子萌發特性的影響

侯 俊，王彩云，王 永，成忠均，周茂嫦，李恒謙，張翔宇

(1.大方縣扶貧開發辦公室，貴州 畢節 551700; 2.畢節市中藥研究所，貴州 畢節 551700)

一把傘南星(Arisaemaerubescens(Wall) Schott)是天南星科(Araceae)天南星屬(Arisaema)多年生草本植物，以干燥塊莖入藥[1]，其提取物具有治療蛇蟲咬傷、癰腫[2]、殺螺[3]、殺蟲、抗癌[4]等多種功效，是重要的解毒中藥，臨床常用于散結消腫、祛風止痙、燥濕化痰，主要分布于貴州、四川、陜西、甘肅、河南等地。隨著該植物藥用價值的不斷發掘，市場需求量不斷增長，種植面積逐年增加，因此保護及合理開發一把傘南星資源日益重要[5]。

表1 各藥劑處理濃度及時間

由于一把傘南星內種皮堅硬、外種皮有柔軟膜質層，且內部結構比較緊密，導致其不易吸水，不經處理的種子播種后30 d左右才能出苗，且種子繁殖率低，出苗不整齊，苗期較長。為了解決這一情況，本試驗從消除萌發抑制物和打破種皮障礙的角度出發，用過氧化氫、GA3、高錳酸鉀、甲醛、硫酸、多菌靈等6種化學藥劑處理一把傘南星種子，探討這6種藥劑對種子發芽特性的影響，旨在找到能高效地促進一把傘南星種子萌發的化學方法，從而提高一把傘南星的播種品質，為其種苗繁育以及優良種質資源的開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料：一把傘南星種子由貴州省威寧萬元恒開發有限公司提供，種子百粒重為2.145 7 g。

試驗藥劑：GA3購買于麥克林生化科技有限公司，高錳酸鉀購買于天津市風船化學試劑科技有限公司，過氧化氫、多菌靈購買于天津市致遠化學藥劑有限公司，甲醛、硫酸，購買于阿拉丁生化科技有限公司。

1.2 試驗方法

種子預處理：用配制好的各種濃度的化學藥劑和清水(對照，ck)分別處理一把傘南星種子，記錄處理編號及時間，具體處理濃度及時間見表1。

根據《國際種子檢測規程》，采用紙質發芽床，置于直徑為12 cm的培養皿中，每個培養皿準確放入50粒種子，重復3次，于25 ℃人工氣候箱中培養，光暗時間各為12 h，期間保持芽床濕潤，以免影響種子發芽。當有種子發芽時開始記錄，發芽標準按照國際種子協會(ISTA)規定，有明顯的胚根“露白”認定為發芽[6]，每2 d觀察記錄一次，直至連續4 d無新增發芽種子，每個處理隨機挑選10株測量根長、芽長、芽粗，并統計發芽率、發芽指數、發芽勢。

發芽率(%)=(發芽種子粒數/種子總粒數)×100%；

發芽勢(%)=(30 d發芽粒數/種子總粒數)×100%；

發芽指數=∑(對應發芽時間的發芽粒數/發芽時間)。

1.2.1赤霉素溶液處理

隨機抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于0、25 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、400 mg·L-1的GA3溶液中浸泡24 h，然后用純凈水清洗5次。將處理好的種子均勻的擺放于發芽器皿中，設置3次重復。

1.2.2硫酸溶液處理

硫酸濃度為0、10%、20%、30%、40%、50%，采用98%(比重1.84)的分析純硫酸配制而成。隨機抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于配制好的硫酸溶液中浸泡15 min，然后用純凈水清洗至沖洗液不顯酸性為止，而后將處理好的種子均勻的擺放于發芽器皿中，設置3次重復。

1.2.3甲醛溶液處理

隨機抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于濃度為0、10%、20%、30%、40%、50%的甲醛溶液中浸泡5 min，期間用玻璃棒不斷攪拌，然后用純凈水清洗5次。將處理好的種子均勻的擺放于發芽器皿中，設置3次重復。

1.2.4過氧化氫溶液處理

隨機抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于濃度為0、0.5%、1%、2%、4%、6%的過氧化氫溶液中浸泡20 min，然后用純凈水清洗至沖洗液不顯堿性為止，將處理好的種子均勻的擺放于發芽器皿中，設置3次重復。

1.2.5多菌靈溶液處理

隨機抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于0、100倍、200倍、300倍、400倍、500倍的多菌靈溶液中浸泡2 h，然后用純凈水清洗5次，將處理好的種子均勻地擺放于發芽器皿中，設置3次重復。

表2 GA3對一把傘南星種子萌發的影響

表3 硫酸對一把傘南星種子萌發的影響

1.2.6高錳酸鉀溶液處理

隨機抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于濃度為0、0.1%、0.2%、0.4%、0.8%、1.6%的高錳酸鉀溶液中浸泡20 min，然后用純凈水清洗5次，將處理好的種子均勻地擺放于發芽器皿中，設置3次重復。

1.3 數據處理

利用Excel 2007軟件及IBM SPSS Statistics 20軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 GA3對一把傘南星種子萌發的影響

采用不同質量濃度的GA3溶液浸泡一把傘南星種子，定期記錄種子發芽情況，具體統計結果見表2。由表2可知，25～200 mg·L-1的GA3浸種24 h能促進一把傘南星種子萌發，隨著GA3的濃度增加，種子發芽率、發芽勢、發芽指數、種子根長、芽長、芽粗均呈先增加后降低的趨勢，且在GA3濃度為100 mg·L-1時種子發芽率、發芽勢、發芽指數、芽粗達到最大值，此時發芽率為(76.00±2.20)%，高于對照22.53%，發芽勢為(70.00±2.45)%，高于對照23.07%，發芽指數為(7.16±1.68)%，高于對照1.6%，芽粗為(1.71±0.03)mm，除發芽指數外均與對照差異極顯著(p<0.01)。GA3濃度為200 mg·L-1時，種子根長最長，為(29.76±6.04)mm，與對照差異顯著(p<0.05)；芽長最長，為(89.46±4.18)mm，與對照差異極顯著(p<0.001)。

但是，當用400 mg·L-1GA3預處理時，發現種子最終發芽率、發芽勢均低于對照，分別低于對照1.54%、1.93%，說明高濃度的GA3對一把傘南星種子發芽有抑制作用。

2.2 硫酸對一把傘南星種子萌發的影響

根據表3可以看出，低濃度的硫酸溶液浸泡15 min能促進一把傘南星種子萌發。硫酸濃度為0～50%時，隨著硫酸溶液濃度的增加，一把傘南星種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、芽粗均呈先增加后降低的趨勢，濃度為10%時達到最大值，此時種子發芽率為(70.00±2.45)%，高于對照23.6%，與對照差異極顯著；發芽勢為(64.27±5.37)%，極顯著高于對照(超出19.97%)；發芽指數為(9.68±0.52)%，高于對照4.23%，差異極顯著；芽粗為(2.04±0.18)mm。種子根長、芽長則持續降低，即隨著硫酸濃度的增加，根長、芽長越短。當濃度為50%時，發芽率、發芽勢均低于對照，但差異不顯著。

2.3 甲醛對一把傘南星種子萌發的影響

用不同濃度的甲醛溶液浸泡一把傘南星種子，時長為5 min，具體統計情況見表4。根據表4可以看出，甲醛能促進一把傘南星種子萌發，隨著甲醛的濃度增加，一把傘南星種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、芽長、芽粗、根長均呈先增加后降低趨勢，其中濃度為5%時發芽率、發芽勢、發芽指數、芽粗均為最大，分別為(86.40±1.13)%、(75.07±2.07)%、(7.40±1.15)%、(2.32±0.15)mm，與對照差異均為極顯著。種子根長在甲醛濃度為20%時達到最大值(24.42±0.75)mm，芽長在甲醛濃度為30%時達到最大值(63.46±2.29 mm)，且極顯著高于對照(p<0.001)。當甲醛濃度≥30%時，種子發芽勢低于對照，甲醛濃度為40%時顯著低于對照(p<0.05)，此時種子發芽率、發芽指數、種子根長、芽粗也低于對照，表明高濃度的甲醛溶液對一把傘南星種子發芽有抑制作用。

表4 甲醛對一把傘南星種子萌發的影響

表5 過氧化氫對一把傘南星種子萌發的影響

2.4 過氧化氫對一把傘南星種子萌發的影響

用不同濃度的過氧化氫溶液浸種20 min，其種子發芽情況見表5。由表5可以看出，過氧化氫能促進一把傘南星種子萌發。在0～6%濃度范圍內，隨著過氧化氫濃度的增加，種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、種子根長、芽長均呈先增加后降低趨勢，其中濃度為4%時發芽率、根長、芽長達到最大值，分別為(78.40±1.13)%、(22.36±1.71)mm、(69.82±3.20)mm，其中發芽率、芽長與對照差異極顯著(p<0.001)，根長與對照無顯著性差異；濃度為2%時，種子發芽勢最大，為(69.43±0.97)%，與對照差異極顯著(p<0.001)；濃度為0.5%時，發芽指數最大，為(6.31±0.85)%，與對照無顯著性差異。芽粗隨著過氧化氫濃度的增加逐漸增大。

2.5 多菌靈對一把傘南星種子萌發的影響

多菌靈對一把傘南星種子萌發情況的統計結果見表6。由表6可以看出，多菌靈能促進一把傘南星種子萌發，在0～500倍液濃度范圍內，隨著多菌靈濃度的增加，種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、根長、芽長、芽粗均呈先增加后降低趨勢，其中濃度為200倍時發芽率、發芽勢、發芽指數、根長達到最大值，分別為(86.79±2.73)%、(80.40±2.67)%、(9.83±1.21)%、(28.32±2.45)mm，且與對照差異極顯著；使用100倍液浸泡的種子芽長、芽粗最大，分別為(56.59±1.65)mm、(1.93±0.03)mm，其中芽粗極顯著高于對照(p<0.01)。使用多菌靈溶液浸泡一把傘南星種子，在100～500倍液范圍內，浸泡的種子發芽率、發芽勢、發芽指數、根長、芽粗均高于對照組，說明多菌靈溶液浸種有較好的萌發效果。

2.6 高錳酸鉀對一把傘南星種子萌發的影響

高錳酸鉀溶液浸種20 min對一把傘南星種子萌發情況的統計結果見表7。由表7可以看出，高錳酸鉀溶液能促進一把傘南星種子萌發，在0～1.6%濃度范圍內，隨著高錳酸鉀溶液濃度的增加，種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、根長均呈先增加后降低趨勢，濃度為0.2%時發芽率、發芽勢、發芽指數、根長達到最大值，分別為(77.68±1.62)%、(72.53±2.05)%、(7.04±0.94)%、(29.15±3.51)mm，其中發芽率、發芽勢極顯著高于對照(p<0.001)，根長顯著高于對照(p<0.05)；芽長隨著高錳酸鉀溶液濃度的增大逐漸增大，芽粗則逐漸減小。使用高錳酸鉀溶液浸種，種子的發芽率、發芽勢、根長、芽長均高于對照，暗示高錳酸鉀對一把傘南星種子萌發有一定的促進作用。

表6 多菌靈對一把傘南星種子萌發的影響

表7 高錳酸鉀對一把傘南星種子萌發的影響

3 結論與討論

研究表明，化學試劑處理可以改變種子內部的代謝機制，播種前采用適宜的藥劑浸泡種子能有效促進種子萌發[7-10]。本研究發現，用不同化學藥劑及不同濃度浸泡一把傘南星種子，對種子萌發特性影響很大；試驗所使用的6種化學藥劑，用其適宜濃度對種子進行浸種處理對一把傘南星種子的打破休眠、提高萌發都具有促進作用。但是不同藥劑、不同濃度對一把傘南星種子萌發作用力卻不同。

GA3是一種高效、廣譜的植物生長調節劑，它可刺激細胞分裂和伸長，是種子萌發必需的發芽促進物[11]，在種子萌發過程中，能提高超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶的活性從而降低種子膜脂過氧化程度，增強種子活力，促進種子萌發[12]。試驗結果表明，不同濃度的GA3處一把傘南星種子，發芽率、發芽勢在一定濃度及浸泡時間內較對照均有所提高，100 mg·L-1GA3溶液浸種24 h時有利于一把傘南種子萌發，此時發芽率、發芽勢、發芽指數最大，分別為(76.00±2.20)%、(70.00±2.45)%、(7.16±1.68)%。與其他化學藥劑相比GA3處理種子的發芽率不是最高的，但處理后發芽的種子根長、芽長均為最大，分別為(29.76±6.04)mm、(89.46±4.18)mm，并且種子出苗整齊，幼苗比較茁壯。表明GA3不僅打破種子休眠、促進種子快速萌發，提高種子發芽率，而且能促進幼嫩細胞伸長生長。GA3之所以有這樣顯著的作用，可能是因為赤霉素浸種后能增加體內赤霉素含量，提早調節抑制劑和促進劑的比例平衡，強化萌發[13]。

硫酸具有極強的腐蝕性，通過濃硫酸浸泡種子可以消除種皮障礙，增強透性，提高萌發率。本研究發現用10%的硫酸溶液浸泡15 min，一把傘南星種子的發芽率、發芽勢、發芽指數達到最大值，分別為(70.00±2.45)%、(64.27±5.37)%、(9.68±0.52)%。但高濃度的硫酸溶液由于腐蝕性過強，浸種會造成種胚損害，種子霉爛，不利于種子萌發。

低濃度的甲醛溶液能溶解菌體類脂，使菌體蛋白質變性凝固，殺滅物體表面的細菌繁殖體、病毒和芽孢，浸種后可殺死病原微生物。本研究發現，5%的甲醛溶液浸種5 min，能有效提高一把傘南星種子的發芽率、發芽勢以及發芽指數。

過氧化氫作為一種強氧化劑，浸種可輕度腐蝕種皮，增強其通氣透水性。同時過氧化氫還能提供較多的氧，使水和氧能順利透過種皮到達種胚，從而打破種子休眠，促進磷酸戊糖途徑，刺激種子萌發[14]。一把傘南星種子在4%的過氧化氫溶液中浸泡20 min后發芽率最大，為(78.40±1.13)%，高于對照25.6%；濃度為2%時，種子發芽勢最大，為(69.43±0.97)%；濃度為0.5%時，發芽指數最大，為(6.31±0.85)%。

高錳酸鉀是生產中常用的消毒劑，一定濃度的高錳酸鉀溶液浸種后能消除種子攜帶的病毒，促使種子迅速發芽，提高整齊度。本試驗發現，用0.2%的高錳酸鉀溶液浸泡20 min，種子發芽率、發芽勢、發芽指數達到最大值，分別為(77.68±1.62)%、(72.53±2.05)%、(7.04±0.94)%；使用高錳酸鉀溶液浸種，種子的發芽率、發芽勢、根長、芽長均高于對照，表明高錳酸鉀對一把傘南星種子萌發有一定的促進作用。高錳酸鉀在一定濃度范圍內能提高一把傘南星種子的發芽率，其原因可能是高錳酸鉀作為強氧化劑可以促進內部萌發抑制物質的降解及排出以及氧氣的進入，加速種子內外物質的交換和循環[15]，進而促進種子萌發，提高種子發芽率。本研究發現，用200倍的多菌靈溶液浸泡2 h有利于提高一把傘南星種子發芽率及發芽勢，且萌發效果良好，幼苗生長整齊、茁壯，其原因可能是多菌靈浸種殺死了附著在種子上的各種微生物，進而防止種子霉變腐爛，促進種子的發育生長。

綜合考慮各處理種子的萌發性狀，發現200倍的多菌靈溶液浸泡2 h顯著提高了一把傘南星種子的發芽率，其效果優于其余藥劑浸種，其次為100 mg·L-1GA3溶液浸種24 h。因此，可在生產中使用多菌靈及GA3藥劑處理種子。通過以上方法，不僅能縮短種子發芽時間，也可提高種子發芽率，最重要的是可提高種子發芽整齊度，有利于解決自然條件下一把傘南星種子繁殖系數過低的問題，在生產上有較大的應用前景。本試驗僅初步研究了藥劑浸種后一把傘南星種子的發芽率、發芽勢、發芽指數等性狀，還需進一步研究藥劑浸種對種子萌發過程中膜透性及相關酶活性的影響。