全 文 :0 引言
野罂粟(Papaver nudicaule)属于罂粟科罂粟属植
物,野罂粟生物碱类物质具有镇痛、止泻、止咳的功效,
作用与罂粟相似,但无成瘾现象[1]。2009年,包括野罂
粟在内的 48个濒危品种被北京列为一级保护植物[2]。
此外,其还具有独特的药用价值、园林观赏价值,这使
得野罂粟的引种驯化以及标准化栽培具有重大的意
义,以往的研究普遍认为野罂粟种子萌发的最适温度
为20℃左右[3,7,14],使得春天野罂粟的人工室外栽培难度
极大,特别是中国的北方地区,故作者应用现代技术力
求在改变其萌发特性上另辟一途径。孙渭等[4]进行了
烟草丸化种芽和包衣丸化种子的对比试验,研究结果
表明丸化种芽较包衣丸化种子出苗时间大幅度缩短,
出苗率、烟苗素质和整齐程度明显提高,抗病能力增
基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD29B07)。
第一作者简介:谢忠清,男,1967年出生,甘肃武威人,农艺师,研究方向:特色优势经济作物引种驯化及标准化节水栽培模式研究。通信地址:
733006甘肃省武威市凉州区黄羊镇新镇路234号甘肃省农垦农业研究院,E-mail:teyaosuowang@163.com。
通讯作者:何庆祥,男,1964年出生,甘肃天水人,副研究员,研究方向:科技成果的转化与产业化开发。通信地址:733006甘肃省武威市凉州区黄羊
镇新镇路234号甘肃省农垦农业研究院。
收稿日期:2010-09-08,修回日期:2010-10-08。
野罂粟丸化种芽萌发特性研究
谢忠清,何庆祥,王军强
(甘肃省农垦农业研究院,甘肃武威 733006)
摘 要:利用光照培养箱,参考种子萌发试验法,利用现代技术来研究野罂粟种子在不同温度和光照条件
下萌发力的变化,为野罂粟引种驯化栽培提供新的技术指标。当温度为3~5℃时,无光照有利于野罂粟
丸化种芽的萌发,当温度为15~20℃时,野罂粟丸化种芽萌发均不受光照的影响,低于5℃,光照条件下
野罂粟丸化种芽基本不萌发。发芽指数的变化趋势与发芽率相似,3~5℃时,无光照条件下野罂粟丸化
种芽的发芽指数显著高于光照环境下的发芽指数。发芽势的变化趋势差异不显著,随着温度的升高,都
呈现出“S”型曲线。温度是影响野罂粟丸化种芽萌发的环境因素中的重要限制因子,光照对其萌发力
的影响随着温度的变化而不同。
关键词:野罂粟;丸化种芽;发芽率;发芽势;发芽指数
中图分类号:S351.1 文献标志码:A 论文编号:2010-2648
Studies on the Germinating Rule of Coat-pelleted Seed-bud of Papaver nudicaule
Xie Zhongqing, He Qingxiang, Wang Junqiang
(Gansu State Farms Academy of Agricultural Researches, Wuwei Gansu 733006)
Abstract: To solve the problem of the technology of Papaver nudicaule in introduction and cultivation. The
author had studied the effects of temperature on the germination of coat-pelleted Papaver nudicaule seed-bud.
Using the temperature controller and consulting the examination methods of germination test. Between 3-5℃,
the darkness was benefit to bud germination, between 15-20℃, the germination wasn’t affected by light, below
5℃, the germination rate decreased obviously under light. The changes trend of germination index was similar
to germination rate. Between 3-5℃, the germination energy under dark condition was significantly higher than
light condition. The trend of germination energy had little difference between light and without light, all
presented‘S’profile. Temperature was a main limiting factor affecting the seed germination of coat-pelleted
Papaver nudicaule seed-bud and light changed with temperature.
Key words: Papaver nudicaule; pelleted seed-bud; germination rate; germination energy; germination index
中国农学通报 2011,27(9):180-183
Chinese Agricultural Science Bulletin
谢忠清等:野罂粟丸化种芽萌发特性研究
强,烟叶质量提高,产量和产值增加明显。甄占萱等[6-7,13]
对野罂粟种子从形态到人工移植进行了全面细致的研
究,为野罂粟的驯化栽培提供了理论基础。姚晴晴[8]
通过野罂粟质量标准和生物碱成分的研究,拟定了药
典野罂粟碱含量测定草案,并对野罂粟和白山罂粟的
生药学特征、显微结构、生物碱类物质的HPLC图谱进
行了对比研究。很多学者[9-11]对野罂粟的药理机制和
化学成分进行了系统的研究,并探索了野罂粟总生物
碱的药物适应症。目前有关光照对野罂粟种子萌发影
响的研究报道极少,并且关于野罂粟丸化种芽的研究
国内目前还没有报道。笔者对野罂粟丸化种芽在不同
温度和光照条件下萌发规律的研究,以期为野罂粟人
工标准化种植提供新的思路。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
试验于 2009年在甘肃省农垦农业研究院特种药
材作物研究所种子检测实验室进行。
1.2 试验材料
野罂粟丸化种芽是将野罂粟种子经过物理和化学
的方法强化处理后包衣丸化的种子。野罂粟丸化种芽
由甘肃省农垦农业研究院特种药材作物研究所研制。
1.3 试验方法
1.3.1 丸化种芽吸水规律测定 处理好的种子在室内自
然风干,试验前测定其含水量,由于丸化种不能在水中
直接浸泡,称重后置入饱和吸水的2层海绵中,并始终
保持海绵湿润,分别于 1、2、3、6、10、12、15、30、45、
60 min取出,用滤纸吸干外表后称重,直至其重量不在
增加为止。记录各次称量数据,重复3次。依照公式:
RWC=[(SSW-DSW)/DSW]×100%计算吸水率,作吸
水曲线。式中:RWC为种子吸水率,SSW为吸水后种
子质量,DSW为干种子质量。
1.3.2 丸化种芽萌发试验方法
(1)丸化种芽萌发温度的设定。设 3℃、5℃、
10℃、15℃和 20℃共 5个恒温处理,选取整齐一致的丸
化种子放在铺有 4层滤纸的培养皿内的发芽床上,加
水以浸润滤纸为度,每皿放种子 100粒,3个重复,然
后分别放入不同温度条件下,每隔 2~3天检查 1次发
芽情况,记录发芽数,并根据情况加水,以保持湿润。
温度条件为恒温箱,温箱内光照和无光照2种条件。
(2)丸化种芽萌发光照的选择。在不同温度处理
下再设光照和无光照 2个环境,光照 2000 lx,无光照
0 lx。试验中保持滤纸湿润。每天记录发芽数[12]。
(3)萌发表征。以种内幼胚恢复生长后,幼根幼芽
突破种皮,向外伸展为萌发[13]。
1.3.3 主要试验仪器及用品 北京利康达圣生产的
GZX-350型光照培养箱;直径 9 cm玻璃培养皿;9 cm
定性滤纸等。
1.3.4 统计 以种子萌发达到最高,以后再无萌发种子
出现时的天数为末次计数时间。
Gp=(AGI/AS)×100%;
Ge=(WSG/AS)×100%;
Gi=Gt/Dt
Gp:发芽率;Ge:发芽势;Gi:发芽指数;AGI:正常
发芽粒数;AS:供试种子总数;WSG:规定日数内的种
子发芽数;Gt:发芽后 t日的发芽数;Dt:相应的发芽天。
2 结果与分析
2.1 野罂粟丸化种芽丸化种芽吸水规律
由图1可知,野罂粟丸化种芽吸水过程呈现2个阶
段,即急剧吸水期和饱和吸水期。浸种后 3 min内为
急剧吸水期,吸水率由 0急剧上升到 120%;浸种后 3~
60 min为饱和吸水期,吸水率基本保持在 124%,吸水
率近似平行线,主要原因是丸化种芽表皮的种衣剂能
够在短期内迅速吸收水分并达到饱和。
2.2 不同环境条件下野罂粟丸化种芽发芽率的变化
图2揭示了不同温度下野罂粟丸化种芽在光照和
无光照下发芽率的变化。由图 2可以看出,当温度为
5℃左右时,经过人工处理野罂粟种子可以最快在播后
第5天开始萌发,而裸种在15℃左右也需经过10天才
能萌发[14],当发芽温度低于10℃时,无光照有利于野罂
粟丸化种芽的萌发,最终最高发芽率为38%,是光照条
件下的2倍。当温度为10~15℃时,野罂粟丸化种芽萌
发对光照的影响不太敏感,在无光照和光照条件差异
性均不显著,但15℃下发芽率(无光照83%,光照96%)
显著高于 20℃下的发芽率(无光照 69%,光照 73%)。
光照条件下低于 5℃,播种后 7天丸化种芽基本不发
5060
7080
90100
110120
130
0 20 40 60 80
时间/min
含
水
量
/%
图1 15℃条件下野罂粟丸化种芽吸水率变化
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
010
2030
4050
6070
8090
100
4 6 8 10 12 14 16 18
发芽天数/d
无
光
照
下
的
发
芽
率
/%
3℃ 5℃10℃ 20℃15℃
芽,而在无光照条件下,播后7天丸化种芽能够迅速发
芽,具体原因有待进一步研究。
2.3 不同环境条件下野罂粟丸化种芽发芽指数和发芽
势的变化
发芽势和发芽指数可以灵敏的表现种子活力,从
图 3可以看出,野罂粟丸化种芽发芽指数的变化趋势
和发芽率相似,在3~5℃时,无光照条件下的发芽指数
显著高于光照条件下的发芽指数;5~15℃时,光照条件
下的发芽指数高于无光照条件下,且随着温度的再一
次升高,无光照条件下的发芽指数显著的高于光照条
件下的发芽指数;当温度不足5℃时,野罂粟丸化种芽
的发芽指数均低于5,光照条件下随着温度的升高,野
罂粟丸化种芽的发芽指数呈现显著上升后下降的趋
势,15℃时达到最大值 23.8,但在无光照环境下,15℃
野罂粟丸化种芽发芽指数为24.2,随着温度的升高,有
进一步上升的趋势。
图 3还揭示出野罂粟丸化种芽在不同温度,光照
环境下发芽势的变化。总体而言,光照条件和无光照
条件下,发芽势的变化趋势差异不显著,随着温度的升
高,都呈现出“S”型曲线。5~15℃之间,随着温度的增
加,发芽势急剧升高;15℃以后,发芽势虽有缓慢的增
加,但变化不显著。
0
20
40
60
80
100
120
2 4 6 8 10 12 14 16 18
发芽天数/d
光
照
下
的
发
芽
率
/%
3℃ 5℃ 10℃15℃ 20℃
A B
图2 光照(A)和无光照(B)条件下野罂粟丸化种芽发芽率随温度的变化
0
5
10
15
20
25
30
3 5 10 15 20
温度/℃
发
芽
指
数
无光照
光照
0
20
40
60
80
100
120
3 5 10 15 20
温度/℃
发
芽
势
/%
无光照
光照
A B
图3 不同条件下野罂粟丸化种芽发芽指数(A)和发芽势(B)随温度的变化
3 结论与讨论
种子萌发除本身的遗传因素外,尚需适宜的外界
条件,如温度、水分和空气。李宝群等[14]研究了野罂粟
种子发芽最适条件,发现野罂粟种子的发芽必须具备
的首要条件是水分,一定要确保种子吸收到足够的水
分,野罂粟丸化种芽能够在 3 min内吸收到足够的水
分,因此可以有效地缩短种子萌发的时间。温度是种
子萌发的另外一个重要因素,依照甄占萱等[7]对野罂
粟种子萌发温度的研究,野罂粟种子发育起点温度为
2.8℃,最适温域是12~18℃,和本试验的研究结果基本
吻合,说明无论是丸化种、丸化种芽还是裸种,只有在
适宜的温度和水分条件下才在内部进行着一系列生
理、生化及形态结构上的变化[15],达到萌发的目的,最
主要的差别在于丸化种芽较裸种提前 9天出苗,而且
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谢忠清等:野罂粟丸化种芽萌发特性研究
出苗后第3天出苗率可达到54%。因而根据丸化种芽
这一特点,在驯化栽培中可以适当推迟播种时间,这将
有利于减少春播时低温寒冷的不利条件影响,使其萌
发生长在相对有利的光、热条件下,充分利用有限的气
候资源,同时丸化种苗大幅度地缩短了成苗时间,减少
了野罂粟各发育阶段参差不齐现象的出现,从而保证
春播苗应季生长,使其符合“春播秋收”规律。
以往的研究对光照对野罂粟种子萌发的报道较
少,原生境中的野罂粟普遍出现地域分布不均、花期推
迟或花而不实等现象[12],除气温开差大外,最主要是光
照不足。本试验中,当温度低于5℃,光照条件下丸化
种子基本不发芽,但无光照条件下却能够发芽,虽然发
芽率不高,初步解决了原生境中野罂粟种子低温遮荫
不萌发或者即使萌发,也需经过较长时间的难题,可以
为初春气温偏低区域野罂粟的人工标准化栽培提供理
论依据。因而,丸化种芽技术在野罂粟驯化栽培中,特
别是对初春温度较低的北方区域有一定的意义。
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