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浸种处理对闽引羽叶决明种子萌发的影响



全 文 :浸种处理对闽引羽叶决明种子萌发的影响
罗旭辉1 , 2 ,詹 杰1 ,陈义萍3 ,应朝阳1 ,黄榕辉2
(1.福建省农业科学院生态研究所 ,福建省山地草业工程技术研究中心 ,福建 福州 350013;
2.福建农林大学 生命科学学院 ,福建 福州 350002;3.长江大学农学院 ,湖北 荆州 434023)
  摘要:研究了温水 、98%硫酸浸种对闽引羽叶决明种子萌发的影响 ,结果表明 ,未浸种闽引羽叶决
明种子硬实率达 87.7%,初始温度 100 ℃温水浸种 5 ~ 30 min ,种子硬实率降至 9.7%~ 13.0%,种子发
芽率 、发芽势分别上升至 87.0%~ 90.3%和 85.0%~ 88.0%,发芽指数达 48.2 ~ 56.5 ,明显优于其他温
水浸种处理 。98%硫酸浸种 10 min ,种子硬实率低于 2.0%,种子发芽率 、发芽势和发芽指数最高 ,分别
为 98.3%,97.3%和 87.0%。
  关键词:闽引羽叶决明;种子硬实;休眠;浸种
  中图分类号:S 541   文献标识码:A  文章编号:1009-5500(2010)02-0047-04
  闽引羽叶决明(Chamaecrista nicti tans)为多年生
直立型豆科决明属草本植物 ,原产巴拉圭 。福建省农
业科学院 1996年从澳大利亚热带牧草种质资源中心
(ATFGRC)引进 ,经过试验及示范表明:闽引羽叶决
明具有明显的耐瘠 、耐酸 、抗旱性强 、产草量高等特点 ,
已成为南方红壤山地优良豆科牧草品种之一[ 1] ,在福
建 、广东 、江西 、广泛用于饲草 、绿肥 、果园套种 、菌草开
发等[ 2-4] 。与许多豆科植物一样 ,闽引羽叶决明种子
也存在硬实 ,从植物生态学角度看 ,硬实种子可长时间
保持生活力 ,对物种的生存和传播具有积极的意义[ 5] ,
但在生产中造成出苗率低 、出苗不整齐 、苗期建植困难
等不良影响 ,制约该品种的推广应用 ,同时也给种子质
量正确评价造成一定困难 。研究表明 ,温水和硫酸浸
种是破除植物种子硬实的重要手段[ 5] ,其中适宜浸种
程度(水温 、硫酸浓度 、浸种时间)是保证种子有效 、安
全的关键 ,也因不同的植物种类而有较大差异 。目前 ,
关于闽引羽叶决明种子破除硬实的研究报道较少 。因
此 ,开展温水 、硫酸浸种对闽引羽叶决明种子萌发的影
  收稿日期:2009-12-05;修回日期:2010-01-20
  基金项目:国家科技支撑项目(2008BADB3B08)和福建省
科技计划项目(2010R1101015-6)资助
  作者简介:罗旭辉(1979-), 男 , 福建顺昌人 , 助理研究员 ,
在读硕士 ,主要从事热带豆科牧草资源学研究。
E-mail:luo xuhuifjstny@yahoo.com.cn
响 ,探索安全有效的种子硬实破除技术 ,旨在为制定和
完善该品种的丰产栽培技术 、种子生产技术提供科学
依据 。
1 材料和方法
1.1 供试材料及试验设计
  闽引羽叶决明试验种子来自福建省农业科学院农
业生态研究所北峰制种基地 , 地理位置 N 26°09′,
E 119°23′,海拔 578 m ,收获时期为 2008 年 10 ~ 11
月 ,置于冷库中保存 , 温度 8 ~ 10 ℃, 湿度 ≤50%。
2009年 5 ~ 6月在福建省农业科学院农业生态研究所
内开展试验。
1.1.1 温水浸种处理 以未浸种种子为对照 ,设 30 、
40 、50 、60 、70 、80 、90 、100 ℃为初始温度的温水浸种
3 min , 100 ℃为初始温度的温水分别浸种 5 、10 、20 、
30 min ,共计 12个温水浸种处理 ,每个处理 3次重复 。
试验前将种子用高锰酸钾溶液浸泡 10 min ,进行灭菌 。
种子经浸种处理后迅速用流水冲洗 2 次 ,采用纸上发
芽方法 ,每个培养皿放 50 粒 , 3 次重复 ,置于 25 ℃培
养箱中 ,逐日统计发芽种子数 ,末次计数为 15 d[ 6] ,发
芽以种子露白为标准。
1.1.2  浓硫酸浸种处理 用 98%的硫酸溶液分别
浸种 1 、2 、3 、4 、5 、10 、15 、20 、30 、40 min ,共计10个硫酸
浸种处理 。发芽试验方法同温水浸种。
47第 30卷 第 2期           草 原 与 草 坪 2010年
1.2 观测项目计算与数据统计
  发芽率=预定时间内正常发芽的种子数/供试种
子数×100%;
发芽势=发芽后累计发芽种子/供试种子数 ×
100%
硬实率=预定时间内没有吸胀的种子数/供试种
子数×100%;
发芽指数[ 7](GI)=∑(Gt/Dt),
式中:Gt为第 t 日发芽数 ,Dt为相应的发芽天数 。
  所有数据均采用 EXCELl 整理 , 用统计软件
S PSS11.0软件分析 ,除明确说明外 ,数据均以 3次重
复的平均数表示 。
2 结果与分析
2.1 温水浸种对种子萌发的影响
2.1.1 硬实率 未浸种种子硬实率高达 87.7%,不
同温水浸种处理种子硬实率有明显变化(表 1)。30 ~
50 ℃温水浸种 3 min ,硬实率有小幅上升 ,达97.0%~
98.7%;60 ~ 100 ℃温水浸种 3 min 、100 ℃温水浸种 3
~ 20 min , 种子硬实率呈不断下降趋势 , 最低值达
9.7%。≥70 ℃温水浸种各处理种子的硬实率均极显
著低于对照(P<0.01),100 ℃温水浸种 5 ~ 20 min ,种
子硬实率为 9.7%~ 11.0%,显著低于其他温水浸种
处理(P <0.05)。
2.1.2 发芽率和发芽势 未浸种的闽引羽叶决明种
子发芽率 、发芽势仅分别为 12.3%和 3.3%,不同温水
浸种处理下种子发芽率 、发芽势有明显变化(表 1)。
30 ~ 50 ℃温水浸种 3 min ,发芽率 、发芽势均有所下
降 ,但是差异不显著(P >0.05);60 ~ 100 ℃温水浸种
3 min 、100 ℃温水浸种 3 ~ 20 min ,种子发芽率 、发芽
势呈不断上升趋势 ,最高值分别为 90.3%和 88.0%。
温水浸种处理间方差分析结果表明 , ≥70 ℃温水浸种
各处理闽引羽叶决明种子发芽率均极显著高于对照
(P <0.01),发芽势显著高于对照(P <0.05), 100 ℃
温水浸种 5 ~ 30 min ,种子发芽率达 87.0%~ 90.3%、
发芽势达 85.0%~ 88.0%,均显著高于其他温水浸种
处理(P <0.05)。
2.1.3 发芽指数 未浸种处理的闽引羽叶决明种子
发芽指数仅为 2.5 ,30 ~ 50 ℃温水浸种 3 min ,发芽指
数有小幅下降 ,但差异不显著(P>0.05);60 ~ 100 ℃
温水浸种 3 min ,种子发芽指数呈上升趋势 ,最高值达
56.5 。各处理方差分析结果表明 , ≥80 ℃温水浸种各
处理闽引羽叶决明种子发芽指数均极显著高于对照
(P <0.01), ≥90 ℃温水浸种各处理 ,种子发芽指数达
48.2 ~ 56.5 , 极显著高于其他温水浸种处理(P <
0.01)。
表 1 不同温水浸种处理闽引羽叶决明种子的萌发
Table 1 Germination performance of C.rotundi folia cv.Minyin seeds under hot water treatments
水温/ ℃ 浸种时间/ min 硬实率 发芽率 发芽势/ % 发芽指数
未浸种(CK) 87.7±2.0abAB 12.3± 2.0bAB 3.3± 0.7aA 2.5 ± 0.4aA
30 3 98.7±0.3aA 1.3± 0.3aA 1.0± 0.0aA 0.6±0.1aA
40 3 97.3±0.9aA 2.7±0.9aA 2.3± 0.9aA 1.0± 0.7aA
50 3 97.0±0.0aA 3.0 ± 0.0aA 1.3± 0.3aA 0.9±0.2aA
60 3 81.7±4.1bcBC 18.3±4.1bcBC 5.3±1.5abA 3.9± 1.5aA
70 3 73.3±1.5cC 26.7±1.5cC 15.7± 3.3bA 9.8±2.8aAB
80 3 53.0±2.1dD 47.0± 2.1dD 31.0± 0.6cB 24.3± 2.7bB
90 3 23.0±6.8eE 77.0± 6.8eE 66.0±11.1dC 51.1±20.2cC
100 3 21.3±4.8e fEF 78.7± 4.8efEF 72.7± 6.2dCD 56.5± 13.5cC
100 5 11.0±1.7gEF 89.0± 1.7 fgEF 87.0± 1.5eD 48.2± 6.0cC
100 10 10.7±1.7gEF 89.3± 1.7gEF 88.0± 1.5eD 47.9± 1.4cC
100 20 9.7±2.7gF 90.3± 2.7gF 87.7± 3.0eD 55.6± 2.0cC
100 30 13.0±1.7 fgEF 87.0± 1.7gEF 85.0± 2.6eD 56.5± 0.7cC
  注:同列不同小写字母表示差异达显著(P<0.05),同列不同大写字母表示差异达极显著(P<0.01)
48       GRASSLAND AND T URF(2010)            Vol.30 No.2
2.2 硫酸浸种对种子萌发的影响
2.2.1 硬实率 经过 98%硫酸浸种 1 ~ 40 min ,种子
硬实率较未浸种处理均有极显著下降(P<0.01),种子
硬实率至 0.7%~ 14.7%。98%硫酸浸种 1 ~ 5 min ,
随着浸种时间延长 ,种子硬实率呈总体下降趋势 ,98%
硫酸浸种 3 ~ 40 min ,种子硬实率相近 ,浸种 5 min 以
上 ,种子硬实率≤4.0%(表 2)。
2.2.2 发芽率和发芽势 经 98%硫酸浸种 1 ~ 40
min ,种子发芽率 、发芽势分别达 85.3%~ 98.3%和
78.3%~ 97.3%(表 2),较未浸种处理均有极显著提升
(P<0.01)。98%硫酸浸种 1 ~ 10 min ,随着浸种时间
延长 ,种子发芽率 、发芽势呈总体上升趋势 。浸种 5 ~
40 min处理 ,种子发芽率达 92.0%~ 98.3%、发芽势
达 87.7%~ 97.3%,各处理间无显著差异(P>0.05)。
浸种 10 min处理下种子的发芽率和发芽势均最高 ,分
别为 98.3%和 97.3%。
2.2.3 发芽指数 经 98%硫酸浸种 1 ~ 40 m in ,种子
发芽指数达 35.9 ~ 87.0(表 2),较未浸种处理有极显
著提高(P<0.01)。随着浸种时间的延长 ,种子发芽指
数总体上呈先增后减的趋势 ,在浸种 10 min 达峰值
(87.0)。浸种 5 ~ 20 m in ,种子发芽指数达 70.0以上 ,
极显著高于其余浸种处理(P<0.01)。
表 2 98%硫酸浸种处理闽引羽叶决明种子萌发
Table 2 Seed germination performance of C.rotundi folia cv.Minyin under treatments of H2SO4 solution
浸种时间/min 硬实率 发芽率 发芽势/ % 发芽指数
CK 87.7 ±2.0aA 12.3± 2.0aA 3.3± 0.7aA 2.5± 0.4aA
1 14.7±1.7bB 85.3±1.7bB 78.3±3.2bcBC 38.0±3.6bB
2 14.3±4.3bB 85.7±4.3bB 75.0±7.0bB 35.9±5.7bB
3 8.7±2.8bcBC 91.3±2.8bcBCD 86.0±3.5bcdBCD 42.5±4.1bcB
4 13.0±3.0bBC 87.0±3.0bBC 80.7±4.2bcBC 38.1±4.4bB
5 4.0±2.6cBC 96.0±2.6cCD 94.3±3.8dD 80.0±8.3deD
10 1.7±1.2cC 98.3±1.2cCD 97.3±2.2dD 87.0±2.8eD
15 1.0±1.0cC 92.0±2.3bcBCD 87.7±6.4cdCD 70.8±23.9dCD
20 1.7±1.0cC 96.0±2.1cCD 96.0±2.1dD 72.8±1.7deCD
30 0.7±1.0cC 97.0±1.2cD 96.0±1.0dD 56.1±2.4cBC
40 1.7±1.0cC 96.7±0.9cCD 96.7±0.9dD 55.8±2.0cBC
3 小结与讨论
  (1)试验表明 ,未浸种闽引羽叶决明种子硬实率达
87.7%,初始温度为 100 ℃温水浸种 5 ~ 30 m in ,种子
硬实率降至 9.7% ~ 13.0%, 发芽率为 87.0% ~
90.3%,发芽势为 85.0%~ 88.0%,能够基本满足常规
大田生产要求。硫酸浸种的硬实率破除效果优于温水
浸种 ,其中 ,98%硫酸浸种 10 min ,条件下闽引羽叶决
明的硬实率低于 2.0%。
  (2)100 ℃温水浸种处理可使闽引羽叶决明种子
发芽率从 12%提升到 85%,这与黄世洋等[ 7] 对威恩圆
叶决明的研究结果相似 ,也进一步证实了决明属牧草
种子休眠属于物理休眠中性的种壳束缚休眠类型[ 8] 。
闽引羽叶决明和威恩圆叶决明种子的种皮密封性好 ,
革质化程度高 ,且含有大量胶 、粘物质 ,种子发芽率低
正是这些物质阻碍水分和氧气进人胚部 ,引起种子硬
实[ 8 , 9] 。试验表明 ,低温水浸种 ,仅能溶解种皮的少部
分的胶 、粘物质 ,种子硬实破除效果不明显;高温水浸
种则能充分浸出胶 、粘物质 ,达到溶洗效果 。
  (3)98%硫酸浸种均可极显著降低闽引羽叶决明
种子硬实率 。生产实践中也表明 ,闽引羽叶决明在酸
性土壤中的萌发优于碱性土壤 。对闽引羽叶决明种子
温水浸出液进行酸碱度分析 ,结果也表明浸出液呈碱
性 。因此 ,通过酸液中和种皮碱性物质 ,是破除闽引羽
叶决明种子硬实的有效方法。但在生产实践中必须配
套相应的防护设备 ,并对操作人员进行相关的技术培
训 ,确保安全 。
(下转 55页)
49第 30卷 第 2期           草 原 与 草 坪 2010年
were screened out f rom 36 A FLP primers to amplify the alfalfa genome DNAs o f the materials effect ively.A-
mong amplified 199 sites ,172 were polymorphic and the ratio of po lymo rphic lo ci w as 90.5%,which pro ved that
AFLP marker could be used to analy ze genet ic v ariat ion.2)In terms of Shannons index ,Neis index and ef fective
number of al leles , the genetic diversi ty of the parents w as the low est , and that of F2 w as the highest.3)The
gene different iation coeff icient o f 0.218 and the gene f low of 0.874 o f the hybrid progenies suggested that a
higher genetic different iation resided among F1 and F2.4)The genetic distance betw een parents and their F1
and F2 w as ranged from 0.128 to 0.284.The smallest genetic distance o f 0.128 occurred be tw een the parents
and F1 while the largest of 0.284 w as detected betw een the parents and F2.The systemat ical cluster analy sis
show ed that the re w as a close r phy logene tic relationship be tw een parents and F1.
  Key words:Medicago sat iva;genetic variation;AFLP marker
(上接 49页)
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Effect of soaking treatments on germination of
Chamaecrista rotundif olia cv.Minyin seeds
LUO Xu-hui1 , 2 ,ZHAN Jie1 ,CHEN Yi-ping3 ,YING Zhao-yang1 ,
H UANG Rong-hui2
(1.Agricul tural Ecology Insti tute ,Fuj ian Academy o f Agricul tural Sciences/Fuj ian Engineering and
Technolog y Research Center for H i l ly Pratacul ture ,Fuzhou 350013;2.School o f L i f e Sciences ,Fuj ian
Agriculture and Forestry Universi ty , Fuz hou 350002;3.College of A gricul ture ,Y angtze
Universi ty , J ingzhou 434023 ,China)
  Abstract:The impact of seed soaking treatments(ho t w ater and 98% o f H2 SO 4 solution)on ge rminat ion of
of Chamaecrista rotund i f olia cv.M iny in w as studied.Results showed that the hardness rate of ripen seeds
reached 87.7%.The seeds t reated w ith 100 ℃wate r fo r 5 to 30 min performed very well and the seed ha rdness
rate w as decreased to 9.7% to 13.0%, germination rate w as increased to 87.0% to 90.3%, germination poten-
tial w as increased to 85.0% to 88.0%, and germination index w as increased to 48.2 to 56.5 ,which w as bet ter
than o ther hot w ater t reatments.A s fo r the H 2SO 4 solution t reatment for 10 min , the hardness rate w as below
2.0%, ge rmination rate w as 98.3%, germination po tential w as 97.3% and germinat ion index w as 87.0.
  Key words:Chamaecrista rotundi folia cv.M inyin;seed hardness;do rmancy ;seed soaking
55第 30卷 第 2期           草 原 与 草 坪 2010年