全 文 :收稿日期:2015 - 11 - 02;修回日期:2015 - 12 - 01
* 通讯作者:E - mail:gzzer@ 126. com。
草石蚕的休眠特性及其解除方法的研究
班甜甜1,代 清2,张恩让2*
(1. 贵州大学 生命科学学院,贵州 贵阳 550000;2. 贵州大学 农学院,贵州 贵阳 550000)
摘 要:以贵州务川主栽草石蚕品种为实验材料,通过温度和赤霉素处理来研究草石蚕的休眠特性及其解除方
法。结果表明: 25 ℃的催芽温度对打破草石蚕休眠和促进其萌芽的综合效果最好,处理后 4 天即可萌发,发芽率
和发芽势都为 100%,在赤霉素浓度 10 mg /L,15. 5℃的催芽温度的综合效果紧随其后;一直处于 4 ℃催芽温度处
理下的草石蚕,从处理到萌发需要 74 天。实验结果可以为优化生产,提高草石蚕的经济效益提供基础。
关键词:草石蚕;休眠;温度;赤霉素
中图分类号:Q945 文献标识码:A
文章编号:1008 - 0457(2015)06 - 0037 - 04 国际 DOI编码:10. 15958 / j. cnki. sdnyswxb. 2015. 06. 007
Study on Dormant Characteristics of Stachys sieboldii Miq. and Methods to Break Dormancy
BAN Tian-tian1,DAI Qing2,ZHANG En-rang2* (1. College of Life Sciences,Guizhou University,Guiyang,
550025,China;2. College of Agriculture,Guizhou University,Guiyang,550025,China)
Abstract:Stachys sieboldii Miq. cultivated in Wuchuan,Guizhou,were collected as experimental material.
In this paper,the dormant characteristics of S. sieboldii and methods of dormancy breaking were researched
by GA and temperature treatment. The results showed that the best germination status was appeared at 25 ℃,
under which S. sieboldii germinated after 4 days with 100% germination rate and 100% germination poten-
tial. Treatment next to it was by 10mg /L GA treatment at 15. 5 ℃ . However,74 days were needed for S.
sieboldii. to germinate at 4 ℃ . The results provided theoretic basis for optimizing production of S. sieboldii
and improving the economic benefit from it.
Key words:Stachys sieboldii Miq.;dormancy;temperature;gibberellin
休眠是植物适应环境的一种生态特性,解除休
眠的方法主要有激素处理、供给适宜温度、湿度、修
剪等[1]。赤霉素(GA3)有促进植物生长与打破植
物种子休眠的作用,不同温度的处理在一定程度上
也能起到打破种子休眠的效果。草石蚕(Stachys
sieboldii Miq. )原产于中国北部,属唇形科水苏属多
年生草本、浅根系作物,生长期较长,达 8 个月之
久。草石蚕块茎脆嫩微甜、美味可口,可做腌制品、
炒食、做烹煮配料、酱渍等[2 - 3]。草石蚕营养价值
丰富,富含水苏糖、脂肪、蛋白质、维生素等,具有补
血、强身、清热解毒、治咳嗽等功效[4]。其栽种历史
悠久,如今我国各地都有零星种植,主要以块茎为
繁殖材料,块茎形成后就立即进入休眠,来年春天
三月份左右休眠解除,开始正常发芽[5]。草石蚕块
茎休眠过程中其生命体征缓慢所以内部的糖类、蛋
白质和脂肪等化合物分解的速度很慢,营养价值得
以延续,但是处于休眠中的草石蚕块茎很难发芽,
限制了种植季节,不利于扩大生产,这是导致草石
蚕没有形成大规模产业化的重要原因[6]。草石蚕
块茎休眠特性及解除其休眠的机理尚不清楚,国内
外在对这方面的研究也鲜见,本实验以贵州务川的
草石蚕块茎为材料,研究赤霉素(GA3)处理和温度
山 地农业生物学报 34 ( 6 ) : 037 ~ 040,2015
Journal of Mountain Agriculture and Biology
处理对草石蚕块茎发芽势、发芽率、休眠幅度,休眠
强度、生根率的影响,以期为优化生产,提高草石蚕
的经济效益提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
草石蚕(Stachys sieboldii Miq. )块茎,由贵州务
川草石蚕种植基地提供。选出健壮并带饱满芽的
草石蚕块茎,对草石蚕块茎分别做赤霉素的处理、
温度处理和草石蚕除顶芽和剪段处理的研究。赤
霉素浓度(mg /L)设置分别为(20、10、1. 0、0. 1、
0. 05、0. 01、0),2 个处理时间(min)(10,40),共 14
个处理,每个处理 6 个草石蚕样品。设置 4 个催芽
温度(1℃、4℃、10. 7℃、15. 5℃),其中 1℃催芽,即
先在 1℃冷藏冰箱中处理 3 d,然后放进 15. 5℃的
温室中进行催芽,每个处理 6 个草石蚕样品。设置
未除顶芽、剪除顶芽和剪段处理 3 个处理,每个处
理 6 个草石蚕样品。做好日常栽培管理,观察生长
情况。
1. 2 测定和处理数据
每天观察各处理的草石蚕块茎的生长状况,观
察其芽的生长变化,并注意其芽长是否达到出芽标
准长度,以草石蚕块茎顶芽长1. 5cm 为出芽标
准。平均芽长 =处理中各个块茎芽长总和 /处理的
块茎个数,及时记录数据,每隔三天统计一次;第七
天计算发芽势,第十天计算其发芽率,采用了贾乃
光的计算方法[7]:块茎发芽率(%)=发芽的块茎
个数 /供试用块茎个数 × 100%;块茎发芽势(%)
=在规定日数内发芽的块茎个数 /供试用块茎个数
× 100%。休眠强度与休眠幅度的计算方法[8]:休
眠幅度是指同一群体从发芽至全部通过休眠的时
间;休眠强度是指从处理时算起至同一群体中个体
开始发芽所需的时间。
观察每组处理的开始生根时间和计算第二十
天时的各个处理的生根率(生根个数占供试个数的
百分率)。萌发出侧芽草石蚕的概率(%),即一个
草石蚕上萌发出侧芽的草石蚕个数占供试草石蚕
个数的百分比。先把数据记在笔记本上,运用 Ex-
cel 2003 进行处理。
2 结果与分析
2. 1 不同赤霉素溶液浓度对草石蚕块茎发芽势、
发芽率的影响
在开始处理后第七天进行统计的处于温室
15. 5℃下的各组处理的发芽势与发芽率。从表 1
中可看出,第七天时,赤霉素处理的各组和对照组
的发芽率均为 100%,说明赤霉素对草石蚕块茎的
发芽率基本没有影响。赤霉素处理的各组发芽势
则均高于对照组的发芽势,对照组中两个处理都只
有 33. 3%;不同赤霉素浓度、不同处理时间的组别
间的发芽势有所不同,10、20 mg /L 赤霉素处理的
组别,在处理时间 10 min、40 min下均有 100%的发
芽势,而其它赤霉素浓度处理下没有此效果,故在
室温为 15. 5℃时,以 10、20 mg /L 的赤霉素处理的
草石蚕发芽势最好。处理 10 min 和 40 min 时对照
与各浓度的处理效果差异均为极显著。
表 1 不同赤霉素处理浓度和不同处理时间下
草石蚕的发芽势和发芽率(LSD)
Tab. 1 Germination potential and germination
rate of S. sieboldii by GA treatment in different
concentration and different treatment time(LSD)
赤霉素浓度
(mg /L)
发芽率(%) 发芽势(%)
处理 10 min 处理 40 min 处理 10 min 处理 40 min
20 100 100 100 c 100 c
10 100 100 100 c 100 c
1. 0 100 100 83. 0 d 100 c
0. 1 100 100 66. 7 b 100 c
0. 05 100 100 100 c 66. 7 b
0. 01 100 100 66. 7 b 100 c
ck 100 100 33. 3 a 33. 3 a
注:同一列中不同小字字母表示差异显著(LSD,P < 0. 05),下同。
2. 2 不同赤霉素溶液浓度对草石蚕块茎休眠强度
和休眠幅度的影响
由表 2 可知,在不同时间、浓度赤霉素两因素
处理下,各处理的休眠强度都为 5 d,而对照组在 10
min、40 min处理的休眠强度均为 6 d,比实验组休
眠强度多一天;在两因素的处理下,以 20、10 mg /L
赤霉素处理的草石蚕最好,10 min、40 min处理的休
眠幅度均为 2 d,比其他浓度少一天左右。对照与
各浓度的处理效果均为差异极显著。
2. 3 不同赤霉素溶液浓度对草石蚕块茎生根情况
和芽长情况
表 3 为处理后的芽长或茎高和生根情况。芽
长是处理后第七天开始第一个十天后统计的情况,
茎高 1 和茎高 2 分别是第二次和第三次的统计结
果,生根率是第二十天时统计的。芽生长最快的是
10 mg /L的赤霉素处理 10 min 组和 10 mg /L 的赤
霉素处理 40 min组,20 mg /L的赤霉素处理 10 min
83 山地农业生物学报 2015 年
表 2 不同赤霉素处理浓度和不同处理时间下
草石蚕的休眠强度和休眠幅度(LSD)
Tab. 2 The dormancy intensity and dormancy amplitude
of S. sieboldii by GA treatment in different
concentration and different treatment time(LSD)
赤霉素浓度
(mg /L)
休眠幅度(d) 休眠强度(d)
处理 10 min 处理 40 min 处理 10 min 处理 40 min
20 2 a 2 a 5 a 5 a
10 2 a 2 a 5 a 5 a
1. 0 3 b 3 b 5 a 5 a
0. 1 2 a 3 b 5 a 5 a
0. 05 3 b 3 b 5 a 5 a
0. 01 3 b 3 b 5 a 5 a
ck 3 b 4 c 6 b 6 b
组、20 mg /L 的赤霉素处理 40 min 组芽生长次之,
对照组的芽长生长最慢,由此可知适宜浓度的赤霉
素对草石蚕块茎芽的生长有促进作用。
由表 3 还可知赤霉素处理组生根所需时间最
短的是 1. 0 mg /L 的赤霉素处理 10 min 组,仅需 6
d,但生根率最高的则是 10 mg /L 的赤霉素处理 10
min组,达到 50%,所以赤霉素处理时生根所需时
间的长短与生根率之间并没有直接联系。
对照与浓度为 0. 01 mg /L的芽长差异极显著,
对照与浓度为 0. 1 mg /L的生根所需时间差异极显
著,其他差异性比较的结果见表 3。
表 3 不同赤霉素溶液浓度下草石蚕块茎芽长和生根情况(LSD)
Tab. 3 Sprout length and rooting of S. sieboldii
by GA treatment in different concentration(LSD)
赤霉素
浓度
(mg /L)
处理
时间
(min)
芽长
(mm)
茎高 1
(mm)
茎高 2
(mm)
生根所
需时间
(d)
生根率
(%)
20 10 19. 5 b 36. 7 c 40. 1 d 8 b 16. 7 a
20 40 21. 5 d 37. 3 d 44 d 8 b 16. 7 a
10 10 23. 2 d 44. 1 d 61. 3 e 8 b 50. 0 c
10 40 22. 4 c 44. 3 d 61. 1 e 8 b 16. 7 a
1. 0 10 20. 0 b 22. 6 b 27. 0 b 6 a 16. 7 a
1. 0 40 18. 3 b 23. 1 b 29. 5 b 8 b 16. 7 a
0. 1 10 17. 1 b 18. 4 a 20. 2 a 8 b 33. 3 b
0. 1 40 21. 1 c 24. 8 b 35. 1 c 8 b 16. 7 a
0. 05 10 19. 7 b 28. 5 c 43. 0 d 9 c 16. 7 a
0. 05 40 17. 3 b 25. 9 b 33. 3 c 9 c 16. 7 a
AA0. 01 10 19. 8 b 21. 2 b 23. 6 a 10 d 16. 7 a
0. 01 40 20. 1 b 33. 3 c 44. 8 d 9 c 16. 7 a
0 10 13. 6 a 17. 5 a 18. 1 a 9 c 16. 7 a
0 40 15. 7 b 20. 8 b 21. 7 a 9 c 16. 7 a
2. 4 不同催芽温度处理下对草石蚕块茎发芽势、
发芽率和休眠强度、休眠幅度的影响
由表 4 可知,1℃低温处理 3 d 后,放于温室催
芽培养的草石蚕发芽势、发芽率均为 100%,而对
照组(一直放于 15. 5℃温室的草石蚕)发芽势仅
60%,发芽率与处理组一样为 100%;处理组的休
眠强度、休眠幅度均比对照组的时间缩短一天。催
芽处理温度在 4 ~ 25℃时,草石蚕块茎的发芽势随
温度的降低而降低,在 25℃处理下发芽势 100%,
而 4℃处理下为 0;而发芽率在 15. 5、25℃处理下都
为 100%,从 15. 5℃往下至 4℃时,随温度的降低发
芽率也降低,当处理温度为 4℃时,发芽率为 0。个
处理差异性比较的具体结果见下表。10. 7℃的催
芽温度条件下的各指标与其他温度的相应指标均
差异极显著。
表 4 不同催芽温度处理下草石蚕的发芽势、
发芽率、休眠强度、休眠幅度(LSD)
Tab. 4 Germination potential,germination rate,
ormancy intensity and dormancy amplitude
of S. sieboldii by different treating temperature(LSD)
催芽温度
(℃)
发芽势
(%)
发芽率
(%)
休眠强度
(d)
休眠幅度
(d)
25. 0 100. 0 d 100 c 4 a 2 a
15. 5 60. 0 c 100 c 6 a 3 a
10. 7 33. 3 b 50 b 9 b 6 b
4. 0 0. 0 a 0 a 75 c 12 c
1℃低温处理 3d 100. 0 d 100 c 5 a 2 a
2. 5 不同催芽温度处理下对草石蚕块茎生根情况
和芽长情况的影响
如表 5 可知,芽生长最快的为 25℃催芽温度
处理组,4℃催芽温度处理下的草石蚕芽生长最慢。
生根所需时间最短的是 25℃催芽处理组,仅
需 5 天,且生根率最高,达到 60%;19 号为 4℃冰箱
催芽处理组,其从处理到开始生根所需的时间最
长,2015 年 1 月到 2015 年 6 月还未生根,生根率为
零。15. 5℃下的芽长与 10. 7℃下的芽长情况差异
不显著,但是其生根率差异极显著。
2. 6 除顶芽和剪段处理的草石蚕的生活状况
从表 6 可以看出,在 15. 5℃室温,10 mg /L 催
芽下除顶芽、未除顶芽、剪段处理的草石蚕材料成
活率和生根率都为 100%;除顶芽处理中侧芽萌发
率为 62. 5%,剪段处理中侧芽的萌发率为 100%,未
93第 6 期 班甜甜,等:草石蚕的休眠特性及其解除方法的研究
表 5 不同催芽温度处理下
草石蚕块茎芽长和生根情况(LSD)
Tab. 5 Sprout length and rooting of S. sieboldii
by different treating temperature(LSD)
催芽
温度
(℃)
芽长
(mm)
茎高 1
(mm)
茎高 2
(mm)
生根率
(%)
生根所
需时间
(d)
25. 0 23. 4 c 51. 3 d 73. 7 c 60. 0 d 5
15. 5 16. 2 b 17. 8 b 19. 7 b 16. 7 b 8
10. 7 16. 4 b 17. 3 b 14. 1 b 0. 0 a 22
4. 0 13. 8 a 13. 8 a 13. 8 a 0. 0 a 未生根
1℃低温
处理 3 d
22. 4 c 25. 3 c 33. 4 d 50. 0 c 8
表 6 除顶芽和剪段处理的
草石蚕的生活状况(LSD)
Tab. 6 Growth status of S. sieboldii by
removing terminal bud and cutting (LSD)
处理
情况
成活率
(%)
生根率
(%)
萌发出侧
芽概率
(%)
繁殖
系数
除顶芽 100 a 100 a 62. 5 b 2. 00 b
未除顶芽 100 a 100 a 0. 0 a 1. 00 a
剪段 100 a 100 a 100. 0 c 3. 32 c
除顶芽的草石蚕侧芽萌发率为 0,说明草石蚕顶芽
对其侧芽的萌发具有一定的抑制作用;剪段处理草
石蚕的繁殖系数为 3. 32,而未除顶芽草石蚕繁殖
系数为 1。各处理的成活率和生根率差异均不显
著,侧芽萌发率和繁殖系数之间则差异均极显著。
3 讨论与结论
前人研究证明赤霉素对打破种子、块茎、芽休
眠有一定的作用,并能促进其芽的生长[8 ~ 9]。本实
验以不同浓度 20、10、1. 0、0. 1、0. 01、0. 05 mg /L 的
赤霉素,两种处理时间 10 min、40 min 处理正在休
眠的草石蚕块茎,发现处理组草石蚕的发芽势较对
照组的高,休眠幅度、休眠强度也比对照组的短,芽
的生长速度也较快,与顾高传等[10]研究结果相一
致,以 10 mg /L浓度的赤霉素处理效果最好,芽生
长也最快。当将草石蚕块茎放于 15. 5℃温室中,
其休眠强度的时间只比用赤霉素处理的草石蚕块
茎多一两天。通过综合比较可得温度对草石蚕块
茎的休眠、芽萌发、芽生长、生根影响比赤霉素大,
与顾高传等[10]研究结果相一致。在本实验设置的
几个处理温度中以 25℃催芽温度处理为最好;顶
芽对侧芽的萌发具有一定的抑制性,去除顶芽后能
促进侧芽萌发,本实验中草石蚕块茎也存在此种情
况。经分析可得为了抑制草石蚕芽的萌发,低温储
存处理效果好;经过切段处理消除草石蚕芽的顶端
抑制性,有助于侧芽的萌发,并能增加繁殖系数。
参 考 文 献:
[1] 王谋强 . 草石蚕栽培管理技术[J]. 农技服务,2004(4):17 - 18.
[2] 李金坤 . 浅谈种子休眠[J]. 种子世界,2011(1):49 - 50.
[3] 鱼小军,王 芳,龙瑞军,等 . 破除种子休眠方法研究进展[J]. 种子,2005,24(7):46 - 49.
[4] 谭 晰,朱列书 . GA3 对不同年份烟草种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 现代农业科技,2011(5):54 - 55.
[5] 廖玉平,赵文森,熊明珍,等 . A级绿色食品草石蚕标准化生产栽培技术[J]. 中国园艺文摘,2012,28(1):112 - 113.
[6] 张振贤 . 蔬菜栽培学(修订版)[M]. 北京:中国农业大学出版社,2013:232 - 238.
[7] 贾乃光 . 数理统计[M]. 北京:中国统计出版社,2006.
[8] 孙茂林,杨万林,李树莲,等 . 马铃薯的休眠特性及其生理调控研究[J]. 中国农学通报,2004,20(6):81 - 84,188.
[9] 青格乐,王玉芝,张琼琳,等 . 植物种子休眠及破除方法研究进展[J]. 安徽农业科学,2013,41(11):4 715 - 4 719.
[10] 顾尚传 . 草石蚕的功用及其栽培技术[J]. 新农村,2002(1):11 - 12.
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