不同处理对山蚂蝗种子萌发和幼苗生长的影响

1、    不同处理对山蚂蝗种子萌发和幼苗生长的影响    罗小燕+李欣勇+孙英男+李园园+王文强+白昌军+丁西朋摘 要 山蚂蝗属（desmodium desv）植物种子具有较高的硬实度，严重影响了种子的萌发。本试验以6种山蚂蝗种质资源种子为材料，采用割破种皮、浓硫酸和热水浸种3种催芽方法处理后，对种子萌发及幼苗生长情况进行比较分析。结果表明：割破种皮、浓硫酸和热水浸种处理均能显著提高6种山蚂蝗属种子的发芽率和发芽指数，但对其胚根长和胚芽长影响不明显，其中热水处理以水温70 效果最好，浓硫酸处理时间为15 min左右最佳；比较3种处理方法发现，整体而言浓硫酸

2、处理（15 min）为山蚂蝗属植物种子催芽的最佳方法，可用于山蚂蝗的规模化栽培生产利用。关键词 山蚂蝗 ；种子萌发 ；割破种皮 ；浓硫酸 ；热水浸泡s54 a doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.11.004effects of different treatments on seed germination andseedling growth of desmodium desv.luo xiaoyan li xinyong sun yingnanli yuanyuan wang wenqiang bai changjun ding xipeng（insti

3、tute of tropical crops genetic resources， catas， danzhou 571737）abstract the seeds of desmodium desv was hard.this seriously affected seed germination. the seed germination and seeding growth of desmodium desv were analyzed with 6 different desmodium species as materials by cutting seed coat， concen

4、trated sulfuric acid and hot water. the results showed that cutting seed coat， concentrated sulfuric acid， and hot water all could significantly increase the germination rate and germination index， but the effects of three treatments on radical length and plumule length were little. the best treatme

5、nt temperature of hot water was 70， and the best treatment time of concentrated sulfuric acid was about 15 min. compared with three treatments， it was found that concentrated sulfuric acid （15 min） was the best method for seed germination and could be used in large scale cultivation and utilization

6、of desmodium in the field.keywords desmodium desv. ； seed germination ； cutting seed coat ； concentrated sulfuric acid ； hot water山蚂蝗属（desmodium desv.）是豆科（leguminosae）蝶形花亚科（papilionoideae）山蚂蝗族（desmodieae）一年或多年生草本或灌木植物，全球约有350種，广泛分布于热带亚热带地区1-3。山蚂蝗适应性强、生长快、产草量高、叶片蛋白含量高，具有较高的饲用价值，是理想的植物性蛋白饲料资源4-5，同时还是很

7、好的绿肥和药用植物6-7。作为重要的豆科牧草，山蚂蝗在我国海南、广东、贵州、云南等省区均有种植且生产性能良好8。山蚂蝗种子因种皮富含胶质和蜡质，透水透气性差，所以种子硬实率较高，严重抑制了种子的正常萌发9。为探索山蚂蝗种子的最佳催芽方法，本试验采用割破种皮、浓硫酸和热水浸种3种催芽方法对6种山蚂蝗种质资源种子进行处理后，对种子萌发及幼苗生长情况进行了比较分析，为山蚂蝗的生产利用提供依据。1 材料与方法1.1 材料本试验选用南美山蚂蝗（desmodium tortuosum）、山蚂蝗（desmodium racemosum）、异叶山蚂蝗（desmodium heterophyllum）、异果山蚂

8、蝗（desmodium heterocarpum）、绒毛山蚂蝗（desmodium velutinum）和长波叶山蚂蝗（desmodium sequax）等6种山蚂蝗种子为材料，6份试验材料均由中国热带农业科学院牧草研究中心收集，经过常规加工，自然风干至种子含水量为10%左右后贮藏于温度410，湿度50%左右的低温种质库中。见表1。1.2 方法1.2.1 种子挑选与消毒挑选饱满、无虫眼、光泽度好的种子，用2%的过氧化氢溶液浸泡种子2 min后，用无菌水冲洗干净，摊开凉干待用。1.2.2 发芽试验1.2.2.1 催芽处理割破种皮：用镊子将种子夹住，采用手术刀片，沿种子脊背线轻轻划破种皮（切割时应

9、尽量避开种脐、发芽口，以免割伤胚）10。硫酸处理：将备好的种子用98%浓硫酸浸泡5、10、15和20 min后取出用蒸馏水冲洗干净备用。热水处理：将备好的种子浸泡于50、60、70和80的热水中，自然冷却到室温后取出用蒸馏水冲洗干净后备用。对照：种子消毒洗净后不做任何处理，直接用于发芽试验。endprint1.2.2.2 种子发芽将对照和处理好的种子置于垫有两层滤纸的培养皿中进行发芽试验，每个处理50粒种子，3个重复，包括对照组、热水处理组、浓硫酸处理组和划破种皮处理组。发芽过程中，每天按时喷水加湿，记录发芽数。根据发芽种子数，计算发芽率（gr）、发芽指数（gi），公式如下11：发芽率（gr）

10、=最终发芽种子数/供试种子总数×100%发芽指数（gi）=（gt/dt）式中，dt为发芽日数、gt为dt相对应的每天发芽种子数1.2.3 数据分析数据通过excel和spss分析软件进行统计分析。2 结果与分析2.1 割破种皮对山蚂蝗种子萌发及幼苗生长的影响6种山蚂蝗种子割破种皮发芽试验发现，割破种皮后6种山蚂蝗种子的发芽率和发芽指数都显著高于对照。其中南美山蚂蝗和长波叶山蚂蝗种子割破种皮后发芽率分别由对照的6.00%和8.00%提高到100.00%，增幅最大，达10倍以上；而异叶山蚂蝗种子割破种皮后发芽率由对照的64.67%提高到97.21%，增幅最小，但也达50%以上。南美山蚂蝗

11、种子割破种皮后发芽指数对照的0.62提高到43.67，增幅最大，达71.3倍；山蚂蝗种子割破种皮后发芽指数对照的8.72提高到32.92，增幅最小，为4.78倍。对6种山蚂蝗幼苗的胚根和胚芽长度进行测量发现，割破种皮后6种山蚂蝗幼苗的胚芽长度都和对照无显著差异；割破种皮后南美山蚂蝗和绒毛山蚂蝗幼苗的胚根长度显著低于对照，但其他4种山蚂蝗幼苗的胚根长度与对照无显著差异。见表2。2.2 浓硫酸处理对山蚂蝗种子萌发及幼苗生长的影响浓硫酸处理的6种山蚂蝗种子发芽试验发现，浓硫酸处理后6种山蚂蝗种子的发芽率和发芽指数都显著高于对照。南美山蚂蝗、绒毛山蚂蝗和长波叶山蚂蝗种子的发芽率随浓硫酸处理时间的增加不

12、断上升，不同处理时间之间存在显著差异，浓硫酸处理20 min后3种山蚂蝗种子的发芽率均达到了最大值，分别为72.67%、94.67%和94%，但和浓硫酸处理15 min后的发芽率无明显差异；山蚂蝗、异果山绿豆和异叶山蚂蝗的发芽率随浓硫酸处理时间的增加也不断上升，但不同处理时间之间没有显著差异。6种山蚂蝗种子的发芽指数均随浓硫酸处理时间的增加不断上升，不同时间处理之间存在显著差异，浓硫酸处理20 min后，异果山绿豆和异叶山蚂蝗种子的发芽指数分别为45.92和47.25，显著高于浓硫酸处理15 min后的发芽指数；而其他4种山蚂蝗种子经浓硫酸处理20和15 min后的发芽指数无显著差异。对6种山

13、蚂蝗幼苗的胚根和胚芽长度进行测量发现：与对照相比，随着浓硫酸处理时间的增加6种山蚂蝗胚根长度呈现先降低后增加再下降的趋势，且浓硫酸处理15 min时6种山蚂蝗胚根长度均呈现最大值，其中山蚂蝗和异果山绿豆胚根明显长于对照，而其他4种山蚂蝗胚根长度与对照无显著差异。浓硫酸处理后，除异叶山蚂蝗和绒毛山蚂蝗幼苗胚芽长度稍有波动外，其他4种山蚂蝗幼苗的胚芽长度变化不明显。以上结果说明浓硫酸处理时间为15 min时对山蚂蝗属植物种子的催芽效果最好。见表3。2.3 热水浸泡对山蚂蝗种子萌发的影响不同温度热水处理的6种山蚂蝗种子发芽试验发现，热水浸泡处理后6种山蚂蝗种子的发芽率和发芽指数都显著高于对照，并随着

14、水温的升高呈现先升高再降低的趋势，且都在水温为70时达到最大值。南美山蚂蝗、异叶山蚂蝗和长波叶山蚂蝗种子经70热水处理后的发芽率显著高于经80热水处理后，其他3种山蚂蝗种子的发芽率在两者间无显著差异；除异果山绿豆外，其他5种山蚂蝗种子的经70热水处理后的发芽指数都显著高于经80热水处理后。对6种山蚂蝗幼苗的胚根和胚芽长度进行测量发现：70及以下水温热水处理后，6种山蚂蝗幼苗的胚根长度与对照相比均无显著差异，80热水处理后6种山蚂蝗幼苗的胚根长度均显著短于其他温度的热水处理和对照；不同温度热水处理后6种山蚂蝗幼苗的胚芽长度与对照均无显著差异。综合以上结果发现70为山蚂蝗种子热水浸泡的最适温度。见

15、表4。2.4 3种催芽处理对山蚂蝗种子萌发效果的比较将割破种皮、浓硫酸（15 min）和热水处理（70 ）对6种山蚂蝗种子催芽效果进行比较发现，经割破种皮和浓硫酸（15 min）处理后6种山蚂蝗种子的发芽率和发芽指数都显著高于热水处理（70）。除南美山蚂蝗种子经割破种皮后发芽率和发芽指数显著高于浓硫酸（15 min）外，其他5种山蚂蝗种子经割破种皮后发芽率和发芽指数与浓硫酸（15 min）处理无显著差异。经浓硫酸（15 min）和热水（70）处理后，南美山蚂蝗、山蚂蝗、异果山绿豆和绒毛山蚂蝗4种山蚂蝗幼苗的胚根显著长于割破种皮处理，异叶山蚂蝗和长波叶山蚂蝗幼苗的胚根长与割破种皮处理无显著差异。

16、6种山蚂蝗种子经热水处理（70）后其幼苗胚根长度都与浓硫酸（15 min）处理无显著差异。经割破种皮和浓硫酸（15 min）处理后，异叶山蚂蝗、异果山绿豆和长波叶山蚂蝗3种山蚂蝗幼苗的胚芽显著长于热水处理（70），其他3种山蚂蝗幼苗的胚芽长与热水处理（70）无显著差异。6种山蚂蝗种子经割破种皮后，其幼苗胚芽长度都与浓硫酸（15 min）处理无显著差异。因此浓硫酸（15 min）为山蚂蝗属植物种子催芽的最佳方法。见表5。3 讨论与结论坚实不透气的种壳是山蚂蝗种子休眠的重要物理因素之一9。未经处理时，6种山蚂蝗种子的发芽率均较低，该结果与张瑜等12和罗小燕等10的研究结果一致，所以山蚂蝗属植物种子

17、普遍具有休眠，发芽困难，严重影响了山蚂蝗种质资源的生产应用。发芽率和发芽指数是反映种子发芽力、发芽速度与整齐度的重要指标，胚根和胚芽长度则直接反映种子发芽后幼苗的活力13。为此，本文以这4个指标为参照，来筛选山蚂蝗屬植株种子催芽的最适方法及最佳处理条件。机械破皮能够除去坚硬种皮的限制，促使种子吸胀发芽，是打破银合欢（leucaena leucocephala）14、扁蓿豆（melilotoides ruthenica）15、两型豆（amphicarpaea edgeworthii）16等种子休眠的有效方法。本研究表明，划破种皮能够使6种山蚂蝗种子的发芽率都达到或接近100.00%，说明山蚂蝗种

18、子休眠类型为物理休眠，划破种皮是打破山蚂蝗种子休眠的有效方法。浓硫酸通过腐蚀种皮能够增大种皮的透气性和透水性，解除坚实种壳的束缚，从而提升种子萌发的能力17。研究表明，浓硫酸能够显著提高山蚂蝗种子的发芽率和发芽指数，浓硫酸处理15 min对山蚂蝗属植物种子的催芽效果最好。热水浸泡能够破坏种子表明蜡质增加种皮透水性，促进种子吸水膨胀、萌发，在打破沙冬青（ammopiptanthus mongolicus）18、合欢（albizia julibrissin）19及马齿苋（portulaca oleracea）20等植物种子休眠、促进萌发方面有重要应用。本研究表明，热水浸泡能够显著提高山蚂蝗种子的发

19、芽率和发芽指数，并随着水温的升高呈现先升高再降低的趋势，且都在水温为70时达到最大值。endprint将割破种皮、浓硫酸（15 min）和热水处理（70）对山蚂蝗种子催芽效果进行比较发现，割破种皮和浓硫酸（15 min）对山蚂蝗种子的催芽效果明显要好于热水处理（70）。划破种皮对提高山蚂蝗种子发芽率和发芽指数的效果最好，可使6份山蚂蝗的种子发芽率均达到或接近100.00%，但该方法耗时费工，可用于少量种子的发芽和研究试验，不适于生产应用。浓硫酸（15 min）处理后，除南美山蚂蝗其他5种山蚂蝗种子的发芽率和发芽指数与经割破种皮无显著差异，但浓硫酸（15 min）处理后山蚂蝗幼苗的活性要明显好于

20、割破种皮处理，且浓硫酸（15 min）处理操作相对简单。综合以上结果说明，浓硫酸（15 min）为山蚂蝗属植物种子催芽的最佳方法，可用于山蚂蝗的规模化栽培生产利用。参考文献1 陈艳琴，周汉林，刘国道. 山蚂蝗饲料资源研究进展j. 草业科学，2010，27（10）：173-178.2 刘国道，罗丽娟.中国热带饲料植物资源m. 北京：中国农业大学出版社，1999：213-273.3 高成芝，邹琦丽. 广西广义山蚂蝗属部分种类的核型及染色体数目报道j. 广西植物，1995，15（2）：166-171.4 刘国道，罗丽娟，白昌军，等. 海南豆科饲用植物资源及营养价植评价j. 草地学报，2006，14（

21、3）：254-260.5 李 茂，陈艳琴，字学娟，等. 山蚂蝗属植物饲用价值评价j. 中国草地学报，2013（11）：53-57.6 刘 壮，刘国道，高 玲，等. 山蚂蝗属13种热带绿肥植物营养元素j. 中国农学通报，2009，25（4）：145-148.7 吴 瑶，傅本重，杨永进，等. 药用山蚂蝗属植物的化学成分和花理活性研究进展j.现代生物医学进展，2016，26（16）：5 191-5 195.8 白昌軍，刘国道，何华玄，虞道耿，李志丹，唐军.热研16号卵叶山蚂蝗选育与利用j. 草地学报，2008，16（1）：39-44.9 易 津，曹自成，李青丰，等. 豆科、禾本科牧草种子活力测定中的问题及测定方法j. 中国草地学报，1994（3）：42-44.10 罗小燕，李欣勇，张 瑜，等. 豆科牧草种子硬实特性及其破除方法