赤霉酸處理對藜麥種子萌發的影響

董立盛

（甘肅省天祝藏族自治縣農業技術推廣中心，甘肅 天祝 733299）

藜麥是藜科藜屬一年生草本植物，原產南美洲安第斯山區，20 世紀90 年代被引入我國試種，積累了一定的種植經驗和技術，并在一定區域示范推廣。2010 年后，藜麥因富含多種礦質營養，低脂肪、低熱量，被認為是未來最具發展潛力的全營養食品。因此，在全國興起了藜麥研究和種植熱潮，已在我國西北地區內蒙古、青海和甘肅等省（區）大面積示范推廣。藜麥喜光照充足、氣候冷涼的高原氣候，且耐鹽堿、耐貧瘠、耐干旱，種植流程簡便，用工少，效益高。但我國西北地區春季降水少，氣候干旱，易發生春旱現象，給藜麥的播種和發芽帶來一定的影響。除此之外，藜麥種子直徑2～4 mm，種子內貯藏的營養物質少，播種時需淺播快出苗。在生產中為了搶抓春季墑情，藜麥播種后在地表變干前如快速萌芽破土出苗可規避干旱的威脅，保證了出苗整齊和防止缺株少苗，為豐產奠定了基礎。王彥波等[1-2]研究結果表明：赤霉酸（GA3）可解除種子休眠，促進種子及早萌發，其機理是赤霉酸可部分或完全代替低溫處理，但不同的植物種子處理所需的濃度和方法不同。本試驗播種前用不同濃度赤霉酸浸泡藜麥種子來提高萌芽能力，研究了不同處理對種子發芽和生長特性及代謝產物含量的影響，以期篩選出快速打破種子休眠和促其萌發的最佳處理濃度，為藜麥抗旱播種和快速成苗提供指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地選在甘肅省天祝藏族自治縣松山鎮達秀村，該地位于祁連山支系毛毛山淺山區，平均海拔2 450 m，屬高原季風氣候區，年均氣溫2.5 ℃，年均降水量280 mm，降水主要集中在7—9 月，春季多風干旱，年均蒸發量1 600 mm，無霜期120～150 d。土壤為亞高山草甸土，土層深厚，有機質含量高。天祝藏族自治縣與藜麥原產地南美洲安第斯山區氣候相似，是藜麥的優勢產區之一。2018 年天祝藏族自治縣已發展藜麥產業3 500 hm2，并成功申報“中國高原藜麥之都”。隨著藜麥產業的進一步發展，2020年已在試驗地建成集藜麥種植、加工與觀光為一體的藜麥產業園區。

1.2 材料

藜麥種子處理化學藥劑赤霉酸可溶性粉劑由美國華侖生物科學公司生產，廣東德州生物科技有限公司進口分裝，有效成分赤霉酸含量20%。處理種子品種為隴藜1 號，由本地藜麥制種公司甘肅純潔高原農業科技有限公司提供。

1.3 方法

試驗共設4 個藜麥種子赤霉酸處理濃度，分別是200 mg/L、400 mg/L、600 mg/L 和0 mg/L（清水），其中清水設為對照（CK）。藜麥種子處理前先將赤霉酸可濕性粉劑溶于75%工業酒精制成1 000 mg/L的酒精母液，再將母液稀釋成不同處理溶液。2020年4 月隨機抽取藜麥種子，在室溫條件下（溫度20～22 ℃）用不同濃度赤霉酸處理液浸泡12 h，取出后放到干紗布上晾曬30 min，吸附藜麥種子表面殘留的赤霉酸處理液，然后將種子整齊擺放在墊有2 層浸濕濾紙的培養皿中，將培養皿放置在智能培養箱中培養，培養環境模擬藜麥播種后土壤環境條件，即將溫度設定為18 ℃，濕度設定為75%，光照設定為300 Lx。培養時每個赤霉酸處理濃度隨機抽取處理種子150 粒，重復3 次。

培養后第三天統計發芽勢，胚根幼嫩組織突破種皮認定為萌發；培養后第六天統計發芽率；培養后第十二天測定胚根長度，稱取胚根鮮重，計算發芽指數，并測定種子可溶性糖和可溶性蛋白質含量。胚根長度用電子游標卡尺測定，胚根鮮重用分析天平稱取，可溶性糖含量參照徐本美等[3]的方法測定，可溶性蛋白質含量參照李合生[4]的方法測定。

試驗結束后，整理所有試驗數據，利用Excel 2003、DPS 6.03 軟件對試驗數據進行多重比較和5%顯著水平分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度赤霉酸處理對藜麥種子萌發特性的影響

由表1 可知，不同濃度赤霉酸處理后的藜麥種子在培養箱培養條件下，發芽率、發芽勢和發芽指數均被提高，發芽率、發芽勢和發芽指數均隨著處理濃度的提高先升高后降低，不同處理中赤霉酸濃度400 mg/L 的發芽率、發芽勢和發芽指數均最高，分別為82.45%、62.54%和20.38，較清水（CK）處理分別提高了22.13 個百分點、17.45 個百分點和8.12，差異均達到顯著水平（P＜0.05）。不同處理發芽率、發芽勢和發芽指數由高到低的排序均為400 mg/L＞200 mg/L＞600 mg/L＞清水（CK）。

表1 不同濃度赤霉酸處理的種子發芽特性

2.2 不同濃度赤霉酸處理對藜麥胚根生長特性的影響

由表2 可知，不同濃度赤霉酸處理后的藜麥種子在培養箱培養條件下，胚根長度和胚根鮮重均被提高，胚根長度和胚根鮮重均隨著處理濃度的提高先升高后降低，不同處理中赤霉酸濃度400 mg/L 的胚根長度和胚根鮮重均最高，分別為4.03 cm 和30.00 mg/株，較清水（CK）處理分別提高了39.93%和45.28%，差異均達到顯著水平（P＜0.05）。不同處理胚根長度和胚根鮮重由高到低的排序均為400 mg/L＞200 mg/L＞600 mg/L＞清水（CK）。

表2 不同濃度赤霉酸處理的胚根生長特性

2.3 赤霉酸對藜麥種子內含物含量的影響

由表3 可知，不同濃度赤霉酸處理后的藜麥種子在培養箱培養條件下，可溶性糖和可溶性蛋白質含量均被提高，可溶性糖含量和可溶性蛋白質含量均隨著處理濃度的提高先升高后降低，不同處理中赤霉酸濃度400 mg/L 的可溶性糖含量和可溶性蛋白質含量均最高，分別為2.40 mg/g 和56.44 mg/g，較清水（CK）處理分別提高了130.77%和40.50%，差異均達到顯著水平（P＜0.05）。不同處理可溶性糖含量和可溶性蛋白質含量由高到低的排序均為400 mg/L＞200 mg/L＞600 mg/L＞清水（CK）。

表3 不同赤霉酸處理濃度的種子內含物含量

3 結論與討論

試驗結果表明：藜麥種子播種前用不同濃度赤霉酸浸泡后均提高了發芽能力、胚根生長量、內含物可溶性糖和可溶性蛋白質含量，以上指標均隨著赤霉酸處理濃度的提高先升高后降低，其中處理濃度400 mg/L 的綜合效果最佳，建議在藜麥抗旱播種中示范推廣。

種子萌發需要充足的水分、適宜的溫度和足夠的氧氣。水分可使種皮變軟，即利于氣體交換，提高呼吸速率，又便于種胚突破種皮。水分還是種子內化學反應和物質轉化的媒介，種子吸水后促使原生質膠體由凝膠狀態轉變為溶膠狀態，酶活性提高，代謝加強。水分還促使種子內不溶性的大分子化合物轉化為可溶性的低分子化合物，便于運輸，供胚呼吸與生長。種子在浸泡條件下可能較土壤播種條件下更易在極短時間內吸足和吸飽水分，從而提高萌發率和發芽勢。

赤霉酸能有效打破種子、塊莖和芽的休眠，促其萌發[5]。赤霉酸可打破水稻[6]、檀香[7]和菵草[8]種子的休眠，促其萌發。除此之外，在赤霉酸的作用下，植物幼嫩莖的伸長生長速度加快，在生產中利用赤霉酸刺激莖伸長的特性來促使牧草、麻類和蔬菜的營養體生長，以便獲得高產[9]。本試驗中赤霉酸處理藜麥種子后，胚根長度和鮮重顯著增加可能證實了這一點，其機理可能是赤霉酸首先打破了藜麥種子的休眠，其次促進了可溶性糖和可溶性蛋白質的轉化。吳文芳等[10-11]研究表明：可溶性糖和可溶性蛋白質是種子萌發過程中的能量來源和合成各種酶蛋白的原料，在種子萌發過程中起著重要的作用。

用赤霉酸處理藜麥種子可打破休眠，促其快速萌發和生長。在實際應用中還應和天氣預報等種植措施相結合，當有短時降水時，應抓緊處理種子，及時播種，使種子播種后及時出土生長，防止板結后窩苗。但當過度干旱時，不急于處理種子播種，以防種子播種后快速萌發，幼嫩胚軸被灼傷。