【温度及赤霉素处理对棉花种子萌发的影响探究5000字（论文）】

温度及赤霉素处理对棉花种子萌发的影响研究目录TOC\o"1-2"\h\u2517温度及赤霉素处理对棉花种子萌发的影响 113059引言 4151971材料与方法 5259391.1实验材料 5292681.2仪器与试剂 5283741.3实验方法 55592结果与分析 8108033结论 1217247参考文献 13摘要：[目的]本研究采用不同浓度外源GA3协同温度处理萌发期间棉花种子，以探讨温度及赤霉素处理对棉花种子萌发的影响。[方法]选用了3个棉花品种作为研究对象，分别在10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃这7个温度梯度下研究温度对棉花种子萌发的影响。此外，在最适温度25℃和30℃下，以及低温10℃和高温40℃下，分别在100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L这4个赤霉素浓度梯度下研究赤霉素对棉花种子萌发的影响。[结果]棉花种子在15℃~35℃均可萌发,在10℃以下和40℃以上基本不萌发，25℃~30℃最适宜棉花种子萌发；赤霉素的处理可显著地提高棉花的发芽率，尤其是在低温(10℃)和高温(40℃)的条件下，可用100~200mg/L的赤霉素处理棉花种子，提高发芽率，缩短发芽周期。本课题研究既对棉花播种和育种工艺发展提供了重要的技术基础和理论支撑，也对今后我国棉花产业品种推广及其培育工艺提供了坚实的理论基础。关键词：温度；赤霉素；棉花种子；发芽率；发芽势；引言中国拥有2000多年的棉花种植历史，被认为是当前世界上最重要的棉花生产、消费、贸易大国。新疆、山东、江苏、河北、安徽等地都是目前我国最重要的棉花生产省，棉花的总种植面积和年产量约占全国的85%。因此，棉花作为我国主要种植作物之一，是关乎国民生产和生活的重要战略资源。此外，棉花作为广大棉农的主要收入，与全国1亿多棉农的切身利益密切相关。同时，棉花可以用于制成棉布、棉纱及其他棉织品，是人们生活的必需品。另外棉花还可以用于医药卫生行业，如用于制作棉签、棉球、棉片等一次性医用品，在清创、杀菌、止血方面都起着重要作用。因此，研究影响棉花种子萌发的因素就具有十分重要的意义。种子的萌发期是植物繁殖和生长的第一个阶段，过程复杂，并且受多种环境因素影响[1]，种子萌发与湿度、空气、温度等因素密切相关，温度是调节种子萌发的主要因素之一[2-3]。温度会影响到植物的光合作用、蒸腾作用和呼吸作用，以及物质的运输和分配、对水及相关矿质元素的吸收等[4-5]。温度不适会降低种子活性，还将造成种子发芽率低甚至最终丧失发芽能力[2-3]。赤霉素（GA3）作为一种可以打破作物种子休眠，促进作物种子萌发的一种植物激素，其机理为提高植物中吲哚乙酸的含量，从而诱导种子中1,4-α-D-葡聚糖水解酶的形成，加快胚乳中淀粉的水解，从而促进种子的萌发[5]。赤霉素在我国现代农业生产过程中的实际应用最早开始于20世纪60年代末，结果证明，可以通过使用适当浓度的赤霉素，达到大幅度提高种子的发芽率的效果，提高其产量[6]。棉花是典型的喜温作物，根据前人的研究，棉花种子萌发的最适温度为20～30℃。赤霉素（gibberellin，GA3）是一种生物化学结构复杂的植物生长激素，赤霉素在温度胁迫条件下对于棉花、玉米、水稻、小麦等多种农作物萌发的影响的研究相对较少。本研究采用不同浓度外源

GA3协同温度处理萌发期间棉花种子，以探讨温度及赤霉素处理对棉花种子萌发的影响，以期为提高棉花种子萌发率提供一些理论依据。1材料与方法1.1实验材料供试棉花品种3个，分别为超级懒汉棉、懒汉千斤王和抗虫茬懒汉棉。1.2仪器与试剂1.2.1仪器智能人工气候箱（上海三发科学仪器有限公司）、培养皿、电子分析天平、纱布、平剪刀、烧杯、量筒及镊子等。1.2.2试剂95%的赤霉素（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）配制的100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L溶液，蒸馏水。1.3实验方法1.3.1材料处理1.3.1.1变温培养法培养棉花种子于2021年3月采用人工气候箱变温培养法培养棉花种子，使其萌发。先进行浸种处理，精选健康饱满、大小整齐、颜色相同和无病虫害的棉花种子，用适量的蒸馏水浸种超级懒汉棉、懒汉千斤王和抗虫茬懒汉棉三个品种的种子各6h，试验在20℃恒温条件下进行，浸种完成后用预先准备好的滤纸吸干棉花种子表面的残余水分，以供接下来实验所用。然后在智能人工气候箱中栽培棉花种子，在10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃七个温度下进行处理，每个处理设三次重复。首先用少量蒸馏水浸泡纱布，整个实验过程中，纱布始终保持湿润，然后把完全浸湿的纱布铺在事先准备好的培养皿中，在棉籽浸泡好之后，均匀放置到纱布上，放入智能人工培养箱（培养箱湿度40%，光照为0，种子在全黑暗中处理，模拟种子在土壤中的状态）。1.3.1.2不同浓度的赤霉素处理棉花种子于2021年4月采用不同浓度的赤霉素培养棉花种子。首先在最适温度25℃和30℃下用100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L的赤霉素浸种超级懒汉棉、懒汉千斤王和抗虫茬懒汉棉三个品种的种子各6h，以上各处理均与清水（ck）浸种作为对照。浸种完成后用滤纸轻轻地吸干种子表面的水分，然后把蒸馏水充分浸湿的纱布均匀地摊铺在培养皿中，再将种子整齐均匀置于其中，每皿放30粒，并贴上标签，将培育皿放置于设置好相关温度的智能人工气候箱内，进行发芽实验，在期间，保持纱布始终湿润。接着在低温10℃和高温40℃下用100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L的赤霉素浸种超级懒汉棉、懒汉千斤王和抗虫茬懒汉棉三个品种的种子各6h，以上各处理均与清水（ck）浸种作为对照，浸种完成后用滤纸轻轻地吸干种子表面的水分，接下来的处理跟前面处理相似。1.3.2生长指标测定发芽标准为胚根生长至种子长度的一半，每隔一天记录一次，要求准确记录棉花种子的萌发情况，当连续3天无新增萌发或全部萌发时，即完成发芽[7]。发芽7天，计算种子的发芽势，发芽10天，计算种子的发芽率，发芽完成后，计算发芽指数，并按下面列出的公式计算相关萌芽指标[8]：发芽势(%)＝7d种子的萌发数/供试种子总数×100发芽率GR（%）=10d种子的萌发数/供试种子数×100发芽指数（GRI）=∑（Gt/Dt），其中Gt为播种后t时间内的种子的萌芽数，Dt为相应的发芽天数1.3.3数据统计和分析采用Excel和SPSSv26.0分析数据2结果与分析2.1温度对种子萌发的影响七个温度处理对棉花种子发芽率和发芽势的影响，见图1和图2。图1不同温度条件下棉花种子发芽率 图1不同温度条件下棉花种子发芽率图2不同温度条件下棉花种子发芽图2不同温度条件下棉花种子发芽势由图1，图2可知，经过7个温度处理后，累计发芽率和发芽势最高的温度是25℃和30℃，累计发芽率和发芽势最低的温度是40℃和10℃。表1不同温度处理对棉花种子的影响温度（℃）Tm（℃）发芽率（%）Germinationrate（%）发芽势（%）Germinativeforce（%）发芽指数（%）Germinativeindex(%)1016.67±3.34d5.56±1.93d0.89±0.09d1554.44±1.93c46.67±3.33c2.53±0.04c2065.56±5.09b57.76±3.85b3.94±0.05b2583.33±3.34a70.00±3.33a4.61±0.13a3077.78±1.92a68.89±1.92a4.54±0.12a3561.11±5.09bc48.89±5.09c3.81±0.06b4021.11±1.92d8.89±1.92d1.04±0.06d由表1可知，棉花种子在15℃~35℃均可萌发，在10℃以下和40℃以上基本不萌发。25℃和30℃的发芽率分别为83.33%和77.78%，种子均在第1天开始发芽，第7天的发芽势分别为70.00%和68.89%，且发芽势，发芽率和发芽指数差异不显著；在15℃，20℃，35℃时，发芽率分别为54.44%、65.56%和61.11%，发芽势分别为46.67%、57.76%和48.89%，因此对比来看，25℃和30℃时萌发指标最好，25℃~30℃最适宜种子萌发。此外，10℃的极端低温使得棉花种子开始发芽的时间有所延迟，在第4天种子才开始进行萌发，种子发芽势在第7天仅为5.56%，虽然第20天时的种子发芽率最高可达46.67%，但萌发时间比较长，发芽周期也大幅增加，由适温25℃~30℃的4~10d延长至15~25d；40℃时发芽率和发芽势也都很低；随着发芽温度的升高，发芽势与发芽率并未呈现一直上升状态，而是在35℃时，发芽率和发芽势明显降低，发芽率为61.11%，与棉花开始大量萌发季节的温度（25℃~30℃）具有显著性差异。因此，不同的温度下种子的发芽率、发芽势和种子发芽指数表明：棉花在25℃~30℃时发芽最快，最整齐，发芽情况最好。种子在萌发过程中的低温或者是高温都可能会导致不同程度的抑制。棉花种子不存在休眠的现象，当年播种长成的棉花植株所收获的种子，只要放置于15℃~35℃的培养箱内就可以开始萌发，但是温度对于棉花种子的发芽率、发芽势及其发芽指数影响很大。低温萌发所需要的时间长，高温导致种子基本不萌发2.2赤霉素对种子萌发的影响2.1.1在25℃和30℃条件下不同浓度GA3对棉花种子的影响由温度对棉花种子萌发的试验可见，棉花最适宜的发芽温度是25℃~30℃，将种子置于恒温25℃和30℃的条件下。表2在25℃表2在25℃和30℃条件下不同浓度GA3对棉花种子的影响温度（℃）Tm（℃）赤霉素（mg/L）GA3（mg/L）发芽率（%）Germinationrate（%）发芽势（%）Germinativeforce（%）发芽指数（%）Germinativeindex(%)25℃083.33±3.34c66.67±3.34c4.62±0.01d10091.11±1.92b83.33±3.34b5.05±0.05c20098.89±1.92a93.33±3.34a5.31±0.06a30095.56±1.93ab90.00±3.33a5.22±0.44b40092.22±1.92b88.89±1.92ab5.17±0.07b30℃077.78±1.92c65.56±1.93c4.54±0.05c10090.00±3.33a81.11±1.92a5.11±0.02a20087.78±1.92ab77.78±1.92ab5.07±0.02a30086.67±3.34ab74.44±3.34b4.91±0.01bb40084.44±1.93b73.33±3.34b4.87±0.02b由表2可知，25℃时，用100mg/L、200mg/L、300mg/L和400mg/L赤霉素溶液对棉花种子进行处理可以发现，种子的发芽率和发芽指数与其对照相比都有显著性的差异，实验结果表明，用浓度为200mg/L的赤霉素进行浸种处理后，发芽率高达98.89%，显著大于对照、100mg/L和400mg/L赤霉素处理后所测得的结果，用不同浓度的赤霉素处理棉花种子所测得的发芽率都得到了大幅度提高。然而，随着赤霉素浓度的增加，种子的发芽率、发芽势和其他种子的发芽指标并未始终呈现增长的趋势，而是缓慢降低，这与其它大多数种子表现一致。此外，30℃时，用不同浓度的赤霉素处理棉花种子后，发芽完成时所测得的发芽指数与对照处理均存在显著性的差异(p<0.5)，其中100mg/L的赤霉素处理后的发芽率为90.00%，是清水组种子发芽率的1.16倍。用100mg/L与200mg/L的赤霉素处理，对棉花种子发芽率的影响并无显著的差异，实践中，在30℃左右进行播种棉花时，可用浓度为100mg/L的赤霉素溶液，从而提高棉花的萌芽指标。综合比较，在25℃和30℃条件下，实践中可根据播种季节，用100~200mg/L的赤霉素处理棉花种子，一般随着温度的升高，可降低赤霉素处理浓度。2.1.2在10℃和40℃条件下不同浓度GA3对棉花种子的影响温度（℃）Tm（℃）赤霉素（mg/L）GA3（mg/L）发芽率（%）Germinationrate（%）发芽势（%）Germinativeforce（%）发芽指数（%）Germinativeindex(%)10℃016.67±3.34d5.56±1.93d0.92±0.05c10042.22±5.09c28.89±5.09c1.58±0.02b20054.44±1.93ab44.44±1.93ab1.97±0.03a30057.78±1.92a47.78±1.92a2.02±0.02a40051.11±1.92b41.11±1.92b1.64±0.03b40℃021.11±1.92d12.22±1.92d1.04±0.01d10054.44±1.92ab31.11±1.92ab2.28±0.01b20057.78±11.45a34.44±1.93a2.30±0.01a30051.11±1.92bc27.78±1.92bc1.9±0.005c40046.67±3.34c23.33±3.34c1.89±0.02c表3表3在10℃和40℃条件下不同浓度GA3对棉花种子的影响由表3可知，10℃时，用浓度为300mg/L的赤霉素浸种棉花种子，其发芽率可达57.78%，后续在第16天时，棉花种子的发芽率高达80%，用浓度为200mg/L与浓度为300mg/L的赤霉素处理棉花种子后的发芽率和发芽指数表现为差异不显著，实践中，10℃左右播种可用200mg/L处理棉花种子，即可显著提高种子发芽率。40℃时，未经赤霉素浸种的种子基本不萌发，然而，经200mg/L赤霉素浸种后的种子发芽率高达57.78%，打破了高温对棉花种子萌发的抑制作用。综上所述，完全可利用赤霉素解除极端温度（高温和低温）对棉花种子发芽的抑制，实现棉花周年播种生产，从而降低播种育苗的生产成本，实现直接在初春和夏季露天育苗的生产。3结论温度是种子的发芽和出苗所必须遵循的基础条件。适宜的温度可以促进种子的吸水，加强酶促反应过程及呼吸功能，使得贮藏的营养物质很快转化为胚体能直接利用的有机物。从10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃这7个温度梯度的棉花萌芽试验结果可以看出，棉花种子在15℃~35℃均可萌发，在10℃以下极端低温和40℃以上极端高温条件下基本不萌发。10℃的低温使得棉花种子发芽延迟，萌发时间比较长，发芽周期也大幅增加，而当在40℃时，其发芽率和发芽势等指标也较低。不同温度条件下棉花种子的发芽率、发芽势和其发芽指数表明：棉花种子在25℃~30℃时发芽所用时间最短，最整齐，发芽情况也是最好，低温和高温都可能不同程度地抑制棉花种子的萌发。赤霉素是一种非常常见的植物生长激素，在促进植物生长的过程中它有着十分重要的意义。赤霉素的浸泡育种可以有效地解除植物种子的休眠，还能够通过调节植物种子体内的激素的平衡，从而大大增强植物种子的生长活力，因此被广泛应用于我国的各种农业生产中。本试验中，在25℃和30℃时，用100~400mg/L赤霉素溶液处理棉花种子，结果发现在25℃和30℃条件下，实践中可根据播种季节，用100~200mg/L的赤霉素处理棉花种子，一般随着温度的升高，可降低赤霉素处理浓度。此外，本实验在10℃和40℃时，用100~400mg/L的赤霉素溶液进行棉花种子的处理，结果表明：在实践中，10℃左右播种可采用200mg/L浓度的赤霉素处理棉花种子，即可显著地提高棉花的种子发芽率。40℃时，用200mg/L赤霉素处理种子，发芽率就可以高达57.78%，打破了高温对棉花种子萌发的抑制作用。参考文献[1]孟秋