不同處理對黃花菜種子萌發(fā)的影響

張 奕，陳曉峰，郭玉磊，朱家鵬，隋好林

(中國農業(yè)大學 煙臺研究院，山東 煙臺 264670)

黃花菜(HemerocalliscitrinaBaroni)，又名金針菜、忘憂草，為百合科萱草屬草本植物，屬藥食同源的觀賞植物。在我國栽培歷史悠久，廣泛分布于陜西、湖南、山西等地區(qū)，由于其經濟價值可觀，現(xiàn)多成為農民增收和調整種植結構的優(yōu)選栽培作物[1]，且種子繁殖是黃花菜栽培的重要方式，得到的實生苗根系發(fā)達，適應環(huán)境能力強[2]。然而蔡曾煜的研究表明[3]，新采收的黃花菜種子經風干后，胚乳易失水，使種子失去發(fā)芽力，發(fā)芽率較低，發(fā)芽時間長，孫穎[4]等人的研究也表明，萱草屬種子具有休眠特性，萌發(fā)過程復雜，有多種酶參與調控，且新鮮種子發(fā)芽勢低，出苗不整齊，幼苗生長弱。因此國內對黃花菜的研究多集中在栽培技術[5,6]、貯藏保鮮技術[7,8]、病蟲害防治及生理特性[9～11]等方面，對于如何促進黃花菜種子萌發(fā)尚缺乏系統(tǒng)研究。

針對上述問題，我們提出利用沼液浸種處理、水楊酸浸種處理和低溫處理，研究其對黃花菜種子萌發(fā)的促進作用，這主要得益于沼液含有的豐富營養(yǎng)元素、蛋白質、氨基酸和植物激素等多種生長所需要物質。目前已有吳佳[12～14]等人的研究表明，沼液對豌豆、花椒、甜瓜等種子萌發(fā)具有顯著的促進作用。

水楊酸(salicylic acid，SA)是一種內源信號傳導物質，對于打破黑麥草、燕麥、大豆[15～17]等種子休眠具有很大的作用，一般表現(xiàn)為低濃度促進，高濃度抑制。而王英、劉偉[18,19]等人的研究表明，0.05 mmol·L-1的SA對破除小麥、賴草種子的休眠效果最佳。

Griesbach R A[20]等人認為，萱草種子的休眠特性需要經過低溫和濕潤打破。而劉金海[21]等人也認為，低溫處理能在一定程度上打破種子的休眠。因此筆者試驗通過常規(guī)浸種確定最適于黃花菜種子的浸種時間和浸種溫度，利用低溫處理、沼液浸種處理、SA浸種處理確定適宜的種子處理方法，找出促進萌發(fā)的最優(yōu)化方法，以期為黃花菜的栽培技術研究提供一定的理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黃花菜品種為早熟品種“五月花”，于2020年9月26日采集于中國農業(yè)大學煙臺研究院教學實驗基地，從生長健壯、無病蟲害的五年生植株上采收黃花菜種子。采收后在陰涼處晾干，常溫干燥保存。經測得種子純度為100%，千粒重30 g。

試驗所使用的沼液為山東民和牧業(yè)股份有限公司利用動植物代謝發(fā)酵產生的原生態(tài)母液, 經A&T生物發(fā)酵工藝, 采用尖端U-NRO物理多級提純技術得到的濃縮原生態(tài)生長液, 為納米級小分子原生態(tài)有機活性物質，其pH為7.93，全氮含量為1.236 g·kg-1，全磷含量為0.203 g·kg-1，全鉀含量為0.635 g·kg-1。水楊酸為市售的2%水楊酸純化水溶液，使用時對兩者進行稀釋。

1.2 試驗方法

對培養(yǎng)皿、濾紙等進行消毒處理后，選取籽粒飽滿的黃花菜種子進行各處理后排列在濾紙上，置于SPX-IC型人工氣候箱中25℃恒溫培養(yǎng)，進行種子萌發(fā)試驗。10 d測定發(fā)芽勢，20 d測定發(fā)芽率，并計算發(fā)芽指數(shù)，各處理如表1所示。

表1 試驗處理及處理水平

1.3 測定指標與計算方法

發(fā)芽勢=10 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽率=供試發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)，式中：Gt為某日的發(fā)芽數(shù)，Dt為與其對應的發(fā)芽天數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019和SPSS Statistics 26.0軟件進行數(shù)據(jù)處理，使用Duncan多重比較檢驗各組處理之間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同浸種時間對黃花菜種子萌發(fā)的影響

由表2可知，常溫浸種處理，浸種時間對發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)影響不大，各處理之間差異不顯著，而浸種24h的發(fā)芽率達到 51.33%，與其他3個處理間存在顯著差異。因此選用24h作為黃花菜種子萌發(fā)的最適浸種時間。

表2 不同浸種時間對種子萌發(fā)的影響

2.2 不同浸種溫度對黃花菜種子萌發(fā)的影響

在確定浸種時間后，對不同溫度浸種對黃花菜種子的發(fā)芽情況進行了觀測。由表3可知，三種處理方式在發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)上無顯著差異，常溫浸種、溫湯浸種的發(fā)芽率顯著差異于熱水燙種，綜上所述，溫湯浸種(55～60℃冷卻至室溫)可作為黃花菜種子萌發(fā)的最適浸種溫度。

表3 不同浸種溫度對種子萌發(fā)的影響

2.3 低溫處理對黃花菜種子萌發(fā)的影響

由圖1可知，低溫處理7 d的發(fā)芽勢達到了89.00%，極顯著高于低溫處理4 d、CK和低溫處理1 d，是CK的2.47倍，低溫處理4 d發(fā)芽勢達到68.00%，極顯著高于CK，低溫處理1 d發(fā)芽勢僅為23.00%，極顯著低于CK；低溫處理7 d、4 d的發(fā)芽率極顯著高于CK和低溫處理1 d，而低溫處理1 d的發(fā)芽率極顯著低于CK。

圖1 低溫處理對種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

由圖2可知，低溫處理7 d的發(fā)芽指數(shù)達到14.04，顯著高于低溫處理4 d、CK和低溫處理1 d，是CK的2.04倍；低溫處理4d發(fā)芽指數(shù)顯著高于CK，低溫處理1d發(fā)芽指數(shù)顯著低于CK。

數(shù)據(jù)分析表明，低溫處理4 d雖然發(fā)芽率與7 d相近，但發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)顯著低于7 d，導致其出苗整齊度不及7 d；而低溫處理1d具有明顯的抑制萌發(fā)作用。因此低溫處理7 d對種子萌發(fā)的促進效果最好。

圖2 低溫處理對種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.4 不同濃度濃縮沼液浸種處理對黃花菜種子萌發(fā)的影響

由圖3數(shù)據(jù)可知，稀釋500倍濃縮沼液浸種處理的發(fā)芽勢達到46.67%，顯著高于其他處理，其他處理的發(fā)芽勢之間差異不顯著；稀釋100倍、300倍、500倍濃縮沼液浸種處理的發(fā)芽率顯著高于稀釋700倍處理和CK，稀釋500倍濃縮沼液浸種處理的發(fā)芽率達到62.33%，是CK的1.21倍，稀釋700倍沼液浸種處理發(fā)芽率與CK無顯著差異。

圖3 不同濃度濃縮沼液浸種處理對種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

圖4數(shù)據(jù)顯示，稀釋500沼液浸種處理發(fā)芽指數(shù)達到8.05，顯著高于其他處理，為CK的1.2倍，其他處理的發(fā)芽指數(shù)無顯著差異。

圖4 不同濃度濃縮沼液浸種處理對種子發(fā)芽指數(shù)的影響

綜合分析可知，在一定濃度范圍內，低濃度的濃縮沼液對種子萌發(fā)起到促進作用，稀釋500倍濃縮沼液浸種處理的效果最佳。

2.5 不同濃度SA浸種處理對黃花菜種子萌發(fā)的影響

由表5可知，不同濃度SA浸種處理的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均與CK無顯著差異。說明濃度在0.01～0.09 mmol·L-1范圍內，SA浸種處理對種子萌發(fā)的促進效果并不明顯。

表4 不同濃度SA浸種處理對種子萌發(fā)的影響

3 討論

3.1 最適浸種溫度與時間的確定

浸種溫度與時間的確定對于黃花菜種子萌發(fā)的研究是十分必要的。由于新采收的黃花菜種子經風干后，含水量降低，種子因干燥而引起休眠[22]，甚至可能導致胚因干燥而死亡[3]，而浸種處理作為提高種子萌發(fā)的有效措施[23]，合理的浸種時間會影響種子的吸脹過程，改變種皮軟化程度[24]；合適的浸種溫度能夠打破種子休眠，軟化種皮，促進種子吸水，從而促進種子的萌發(fā)[25]。筆者試驗通過常規(guī)浸種處理，確定了溫湯浸種24 h為最適浸種溫度與時間，最有利于新采收黃花菜種子的萌發(fā)。

3.2 低溫處理對黃花菜種子萌發(fā)的影響

適當?shù)牡蜏靥幚砟芷瞥娌莘N子的休眠[22]。Griesbach[20]等人也認為，新鮮采收萱草種子需要低溫和濕潤的條件進行生理后熟，才能穩(wěn)定萌發(fā)。本試驗結果與之基本相符，浸種后低溫處理7 d可以極顯著地提高種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)等指標，但與之不同的是，筆者研究還發(fā)現(xiàn)低溫處理1 d有顯著的抑制萌發(fā)作用，這可能是由于短時間的低溫處理不足以打破黃花菜種子休眠，反而消耗了種子內貯藏的營養(yǎng)物質所導致[26]。

3.3 濃縮沼液浸種處理對黃花菜種子萌發(fā)的影響

筆者試驗結果表明，濃縮沼液浸種處理能顯著提高黃花菜種子發(fā)芽率，尤以稀釋500倍的濃縮沼液浸種效果最佳。這與陸國弟[27,28]等人的研究基本一致，可能是因為沼液含有氨基酸、赤霉素、生長素等多種可溶性小分子物質，可被種子直接吸收，進而提供種子發(fā)芽及幼苗生長足夠的營養(yǎng)元素，種子內部酶的活性受到激發(fā)，促進細胞分裂；同時沼液中含有多種微生物及其分泌的活性物質，對病菌具有一定的抑制作用[29]，兩者的共同作用使得種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)都有一定程度地提高。

3.4 SA浸種處理對黃花菜種子萌發(fā)的影響

SA作為農作物體內普遍存在的一種小分子酚類化合物，適宜濃度的SA浸種可以縮短一些種子發(fā)芽時間，提高發(fā)芽指數(shù)[30]。有學者認為其對于破除種子休眠具有很大的作用[31]。但在筆者試驗中，不同濃度梯度SA浸種處理的各項指標均與CK無顯著差異，對種子萌發(fā)的促進作用不明顯。因此對于新采收的黃花菜種子，0.01～0.09 mmol·L-1濃度范圍內的SA浸種處理效果并不理想，適宜的濃度范圍有待進一步探討。

綜上所述，濃縮沼液處理對新采收黃花菜種子的萌發(fā)有顯著促進作用，而低溫處理4～7 d有極顯著的促進作用。因此經過筆者試驗的研究，可確定以稀釋500倍的濃縮沼液溫湯浸種24h后低溫處理7d為促進黃花菜種子萌發(fā)的最優(yōu)化方法。在實際生產中，可采用這種方法，以保證黃花菜有較高的發(fā)芽勢和發(fā)芽率，且幼苗生長健壯，病蟲害少。