全 文 ：收稿日期:2011 － 05 － 22
基金项目:广东省科技计划项目资助(项目编号:2010 B 031900045)。
作者简介:廖富林(1966 －) ，男，广东大埔人;教授，研究方向:植物资源
学;E-mail:lfl@ jyu． edu． cn 或 lfl558@ 126． com。
矿区复绿植物猪屎豆种子硬实率与萌发特性的研究
廖富林， 张 镜， 刘惠娜， 曾宪录， 肖 迪， 郑堪连
(嘉应学院生命科学学院， 广东 梅州 514015)
摘要:采用不同方法对猪屎豆种子进行处理，并测定了种子的硬实率、吸水率和发芽率。结果表明:猪屎豆种子有较高的
硬实率，砂纸摩擦 5 min可显著提高种子的吸水率;砂纸摩擦 1 ～ 7 min 均可提高种子的萌发率，摩擦 5 min 的发芽率达
36%，而未摩擦种子发芽率只有 11． 3%。丙酮处理种子 1、2、3、4 h 不能提高种子的发芽率，时间越长，种子的发芽率越
低;过氧化氢处理对种子的催芽没有显著的效果;摩擦后种子在室温(10 ～ 27 ℃)、15、25、30、35 ℃条件下均能萌发;光照
对种子的萌发没有显著的影响，说明猪屎豆种子是中光种子。
关键词: 猪屎豆;种子;摩擦处理;化学处理
中图分类号: S 542 + ． 2 文献标志码: A 文章编号: 1001 － 4705(2011)08-0034-05
Study on Hard Seed Percentage and Seed Germination Characteristics of
Chrotalaria pallida-a Plant for Revegetation of Deserted Mines
LIAO Fu-lin，ZHANG Jing，LIU Hui-na，ZENG Xian-lu，XIAO Di，ZHENG Kan-lian
(School of Life Science，Jiaying University，Meizhou Guangdong 514015，China)
Abstract:Hard seed percentage，water absorption rate and germination rate of Chrotalaria pallida seeds had
been determined after different physical or chemical treatments． Results:Chrotalaria pallida seeds had relative-
ly high hard seed percentage;sandpaper rubbing for 5 minutes significantly increased water absorption rate;
sandpaper rubbing for 1 － 7 minutes promoted seed germination rate，up to 36% for 5 min rubbing，whereas the
germination rate of un-rubbed seeds was merely 11． 3% ． Acetone treatment of the seeds for 1 － 4 hours failed
to promote germination，and germination rate decreased dramatically as the treatment time increased． Hydrogen
peroxide also had no significant effect on seed germination． The rubbing treated seeds germinated well at ambi-
ent temperature(10 － 27℃) ，15 ℃，25 ℃，30 ℃，35 ℃ ． Light had no effect on germination，indicating the
seeds of Chrotalaria pallida were non-photoblastic．
Key words: Chrotalaria pallida;seed;rubbing treatment;chemical treatment
猪屎豆(Crotalaria pallida)又名野花生、椭圆叶猪
屎豆、野黄豆草，为豆科蝶形花亚科猪屎豆属植物。它
具有耐贫瘠、耐干旱和生物固氮的特性，常用于矿山、
堤坝边坡水土保持及生态恢复工程［1］。本实验采用
不同处理方法对猪屎豆种子的休眠和萌发特性进行了
研究，旨在更好地促进猪屎豆的开发利用，为生产育苗
提供科学依据。
1 材料与方法
1． 1 材料采集
供试用的猪屎豆种子于 2008 年 10 月购自鸿景园
艺花木公司，并置于常温下贮藏。
1． 2 种子形态指标的观察与测定
1． 2． 1 形态观察
观察猪屎豆种子的形态和颜色。
1． 2． 2 种子千粒重的测定
千粒重采用 3 次平均法，从净种子中随机数 1 000
粒种子称重，重复 3 次［2］。
1． 2． 3 种子含水量的测定
种子含水量测定采用种质库常规测定方法(105
± 2)℃、(17 ± 1)h 的烘箱测定，以鲜重为基础计算含
水量［2］。
1． 2． 4 种子硬实率的测定
随机取净种子 100 粒于自来水中浸种 24 h，统计
未吸胀种子数，计算种子硬实率，3 次重复［3］。
1． 3 种子破损实验
1． 3． 1 种子吸水曲线的测定
取未经处理的种子和摩擦了 5 min 种子各 50 粒
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放于室温(10 ～ 27 ℃)盛有蒸馏水的烧杯中浸泡 4、9、
20、24、48、72、96 h后用滤纸干种子表面的水分，称重，
记录。实验设置 1 个处理，3 次重复。
吸水率(%)=(浸种后重量 －浸种前重量)/浸种
前重量 × 100%［4］。
1． 3． 2 摩擦后种子萌发试验
种子除去杂质于粗细适中的 2 张砂纸间进行不同
时间的摩擦处理。摩擦 2 次换 1 次砂纸，每次摩擦
200 粒种子，摩擦时间为 1、3、5、7 min，对照为未摩擦
的种子。将摩擦后的种子摆在放有 2 层滤纸的培养皿
中，加入适量蒸馏水，置于 25 ℃人工气候箱中进行发
芽试验。实验设置每个处理 50 粒种子，3 次重复。第
7 天计算种子的发芽率。
发芽率(%)=发芽结束时种子发芽粒数 /供试种
子粒数 × 100%。
1． 4 化学药剂处理种子的测定
1． 4． 1 丙酮处理种子的实验
用丙酮对种子分别处理 1、2、3、4 h 后取出，用蒸
馏水冲洗干净后摆在放有 2 层滤纸的培养皿中，加入
适量蒸馏水，置于 25 ℃人工气候箱进行发芽试验，对
照用的是未经处理的种子。实验设置每个处理 50 粒
种子，3 次重复。第 7 天计算种子的发芽率。
1． 4． 2 过氧化氢处理种子的实验
用过氧化氢对种子分别浸泡 1、2、3、4 h 后取出，
用蒸馏水冲洗干净后摆在放有 2 层滤纸的培养皿中，
加入适量蒸馏水，置于 25 ℃人工气候箱进行发芽试
验，对照为未经处理的种子。实验设置每个处理 50 粒
种子，3 次重复。第 7 天计算种子的发芽率。
1． 5 种子生理实验
1． 5． 1 不同温度下种子萌发的实验
实验在光温自动控制的培养箱中进行。温度设
置:15、25、30、35 ℃和室温(15 ～ 25 ℃) ;光照设置:每
天连续 12 h光照，光强为 3 000 ～ 3 500 lx，实验所采用
的种子为摩擦 5 min 的种子;将种子摆放在垫有 2 层
滤纸的培养皿中，加入适量的蒸馏水于以上各温度下
进行发芽试验;实验设置为:每个处理为 50 粒种子，3
次重复，胚根露出即视为萌发。发芽率和发芽指数按
以下公式计算:
发芽率(%)=发芽种子数 /试验种子 × 100%;
发芽指数 = ∑ 逐日发芽种子数 /相应发芽
日数［5］。
1． 5． 2 不同光照条件种子萌发的实验
将种子摩擦 5 min后置于 30 ℃人工气候箱中进行
光照和黑暗条件下的萌发实验，光照设置:每天连续不
断 12 h光照，光强为 3 000 ～ 3 500 lx和全黑暗(用透气
不透光的 3 层报纸包裹，并装在不透光的盒子里，包裹
5 包，每天打开 1 包，打开后不放回) ;培养基质为:
0． 8% ～ 1%琼脂，胚根露出即视为萌发;实验设置:每
个处理 50 粒种子，3 个重复。第 6 天计算发芽率。
1． 6 数据处理
用 Microsoft Excel 2003 进行数据分析并图表分
析，应用 SPSS方法进行多重比较，采用 F = 0． 05 的显
著水平。
2 结果与分析
2． 1 种子的形态特征
猪屎豆形态:落叶亚灌木，高达 1． 5 m，枝圆柱形，
具浅沟纹，被紧贴而细小的灰白色柔毛。叶互生，三小
叶，叶柄扁圆形，长 2 ～ 4 cm，上面有浅纵沟，小叶柄细
柱形，长 1 ～ 2 mm，均被灰褐色短柔毛;托叶极细小，早
落;小叶倒卵形至倒卵状长圆形，顶端 1 枚稍大，长
3 ～ 5 cm，宽 1． 5 ～ 2． 5 cm，基部阔楔形，先端钝圆而微
凹，有短尖头，全缘，表面绿色无毛，表面淡绿色而薄被
紧贴细柔毛，中脉在表面微凹，再背面突起，侧脉羽状，
7 ～ 9 对。花黄色，假蝶形，顶生总状花序，萼 5 裂，旗
瓣近于卵圆形而先端稍尖，有纵纹，雄蕊 10 枚，下部连
合。荚果圆柱形，微弯、淡褐色。实验得出:成熟新鲜
的种子的千粒重为(20． 48 ± 0． 64)g，含水量为 8． 93%
±0． 15%，硬实率达 49． 3% ±2． 22%。
2． 2 种子破损处理实验
2． 2． 1 种皮破损对种子吸水率的影响
种子经摩擦 5 min后，吸水率显著提高(图 1)。未
经过处理的种子浸泡 4 h 的吸水率为 93． 74%，水浸
4 h到 9 h的上升幅度较大，20 h 到 48 h 的变化幅度不
大，72 h后的吸水率为 127． 71%，96 h 后的吸水率为
132． 92%。而经 5 min摩擦处理的猪屎豆种子的吸水
率在水浸 4 h 后就达到 127． 23%，水浸 24 h 达
140． 45%，吸水率几乎达到最大值，之后吸水率随时间
的增加而在此数值附近波动。
图 1 猪屎豆种子的吸水曲线
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研究报告 廖富林 等:矿区复绿植物猪屎豆种子硬实率与萌发特性的研究
2． 2． 2 摩擦对种子萌发的影响
摩擦对发芽率有极显著的促进作用。在 4 种不同
时间的摩擦处理中，摩擦了 1、3、5 min和 7 min 的种子
最终发芽率明显高于未摩擦的种子的发芽率，但四者
之间并无显著差异。总体而言，较长的摩擦时间有利
于打破种子的硬实休眠(图 2)。
图 2 不同摩擦时间对猪屎豆种子发芽率的影响
2． 3 化学药剂处理
2． 3． 1 丙酮处理对种子萌发率的影响
由图 3、4 可知，丙酮处理不利于猪屎豆种子的萌
发。处理时间不同，其发芽率也有所不同，但处理的时
间越长，其发芽率就越小，与未处理的种子的发芽率有
显著的差别。
图 3 丙酮处理对猪屎豆种子发芽率的影响
图 4 丙酮处理对猪屎豆种子每天发芽率的影响
2． 3． 2 过氧化氢处理对种子萌发率的影响
由图 5 可看出:过氧化氢浸泡 1 h 与未处理的相
比能稍微提高种子的发芽率，但长时间的浸泡对种子
的发芽有抑制作用。
图 5 过氧化氢处理对猪屎豆种子发芽率的影响
同样，由表 1 也可看出，H2O2 浸泡 3 h和 4 h 的种
子与未处理的相比有显著的差异，但未处理的与 1、2 h
的种子不存在显著差异。从总体而言，H2O2 浸泡对种
子的催芽效果不明显。
表 1 过氧化氢处理对猪屎豆种子发芽的影响
不同处理 发芽率(%)
0 h 16． 00 ± 1． 15 a
1 h 18． 00 ± 1． 15 a
2 h 12． 67 ± 2． 91 ab
3 h 8． 00 ± 1． 15 b
4 h 2． 00 ± 1． 15 c
注:数据后含有相同小写字母的说明处理间差异不显著，反之则差
异显著(F ＞ F0． 05)。下表同。
2． 4 不同温度对种子萌发率的影响
图 6 温度对猪屎豆种子发芽率的影响
由图 6 可知:在 15、25、30、35 ℃和室温(10 ～ 27
℃)下萌发的发芽率依次是 20． 67%、34． 67%、
35． 33%、40% 和 35． 33%，发芽指数分别为 1． 72、
2． 89、2． 94、3． 33 和 2． 94。5 种不同温度时的萌发率
不存在显著的差异;25、30 ℃和室温的发芽指数差异
不明显，35 ℃时的发芽指数最高，15 ℃时的发芽指数
最低。始发时间也有所不同，15 ℃和室温下的始发时
间是第 2 天，发芽持续到第 6 天;25、30 ℃和 35 ℃下的
始发时间都是第 1 天，但 25 ℃和 30 ℃下的发芽持续
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到第 6 天，而 35 ℃下的发芽只持续到第 5 天。所以在
农业生产上建议采用室温作为种子的萌发温度。
2． 5 不同光照条件对种子萌发率的影响
由表 2 可得知，光照与黑暗对猪屎豆种子的发芽
率没有显著的影响。
表 2 光照与黑暗对猪屎豆种子发芽的影响
不同处理 发芽率(%)
光照 32． 67 ± 3． 06 a
黑暗 35． 33 ± 3． 06 a
3 讨 论
硬实是指由于种皮的不透水性而在萌发检验中不
能吸胀的种子，它是植物常见的一种现象，常见于豆
科、藜科、茄科、蓼科、梧桐科、旋花科、锦葵科等［6，7］。
猪屎豆属豆科植物，其种子也有硬实现象。
硬实种子通常有休眠现象。目前，解除硬实种子
休眠较普遍且效果较好的方法主要是硫酸、碱浸种处
理、机械处理以及温水浸种处理［3］。许多植物种子的
休眠都是由种壳和胚双重原因引起的综合休眠类型，
因此对类植物种子的休眠需要采用综合种子方法来破
除。由于不同方法之间的可替代性，通常对于一种植
物而言，打破种子休眠的方法有多种［8］。
猪屎豆种子含水量低，硬实性高，含水量约为
8． 93%，硬实率达 49． 3%以上，因为其种皮的不透气
和不透水性，使得种子自然状态下发芽率极低。而吸
水是种子萌发的第一步。种子吸收足够水分以后，其
他生理作用才能逐渐开始，这是因为水可使种皮膨胀
软化，氧容易透过种皮，增加胚的呼吸，也使胚易于突
破种皮;水分可使凝胶状态的细胞质转变为溶胶状态，
使代谢加强，并在一系列酶的作用下，使胚乳的贮藏物
质逐渐转化为可溶性的物质，供幼小器官生长之用。
因此，充足的水分是种子萌发的必要条件［9］。
在本实验中，经摩擦 5 min 后种子的吸水率比未
处理的种子的吸水率有了显著的提高，说明种皮是阻
碍种子吸水的重要原因。
砂纸摩擦作为机械破损的方法之一，可有效地改
善种皮的透气和透水性。用砂纸摩擦 5 min 种子的发
芽率有显著的提高［10］。本实验结果与他们的研究结
果相吻合，以摩擦 5 min的效果最好。摩擦 1 min 和摩
擦 3 min的效果不如摩擦 5min 好的原因可能是因为
摩擦时间不够或者摩擦不均匀，而摩擦 7 min 的发芽
率比摩擦 5 min 低可能是因为摩擦过度，伤害到了种
胚，导致种子不能出芽。
目前对于丙酮的催芽作用机制还没有一个确定的
说法。其催芽原因可能是丙酮是有机溶剂，能溶解种
皮表面的有机防水物质或溶解了抑制种子萌发的物
质，使得种子能吸水，同时也促进了种皮与外界的气体
交换，从而促进种子萌发。丙酮处理作为有机溶剂可
浸渍去种皮上的脂类物质，以浸泡 3 h 可显著促进种
子的萌发［10］。而本实验的结果表明，丙酮对猪屎豆的
萌发有显著的抑制作用，并且浸泡时间越长，抑制作用
也就越明显。原因有待进一步研究。
过氧化氢是强氧化剂，能解除种子休眠［11］。其主
要作用是软化种皮，增强种皮的通透性，让种子能够吸
收足够的水分和氧气进行萌发。利用过氧化氢解除樟
树(Cinnamomum camphora)种子休眠是最近被发现的
好方法。樟树种子具有种皮不通透性，未经预处理的
种子发芽率约为 10%，成熟的果实在去除果肉后，将
种子用 15%过氧化氢处理 25 ～ 30 min，可增加发芽率
至 60%左右［11］。而在本实验结果中，过氧化氢对猪
屎豆种子萌发的促进作用仅限于其对种子的短时间浸
泡(1 h) ，超过 1 h以上浸泡时间的，随着时间的延长，
种子的发芽效果就越差，甚至对种子的发芽有抑制作
用。原因可能是猪屎豆种子的种皮过于硬实或者过氧
化氢的浓度过大或浸泡时间过长，并没有达到充分软
化种皮的作用，反而伤害到了种胚，导致种子不能出
芽。种子的萌发除了要有足够的氧气，充足的水分外，
还需要有适宜的温度和光照。种子萌发也是一个生理
生化变化莫测的过程，是在一系列的酶的催化下进行
的，而酶的催化与温度有密切关系，所以种子要在一定
的温度条件下才能发芽。因而受温度的影响，并有温
度三基点，在最低温度时，种子能萌发，但所需时间长，
发芽不整齐，易烂种;种子萌发的最适温度是在最短的
时间范围内萌发率最高的温度。高于最适温度，虽然
萌发速率较快，但发芽率低。低于最低温度和高于最
高温度时，种子就不能萌发［11］。破损种皮后猪屎豆种
子萌发对温度的要求不高，在 15、25、30、35 ℃和室温
下均能萌发。在 25、30、35 ℃和室温下种子的发芽率
不存在显著的差异，但发芽率都显著高于 15 ℃下种子
的发芽率。另外，发芽速率有所差异，25、30、35 ℃的
发芽速率较快。在农业生产上，建议采用室温作为种
子的萌发温度较为理想。
多数农作物，如水稻、小麦、大豆、棉花等，只要水、
温度、氧适宜，种子就能够萌发，萌发不受光照的影响，
这类种子称为中光种子。作物种子具有的这一特性与
人类在作物生产中长期选留种子有关。但有些植物，
如莴苣、紫苏、胡萝卜、桦木以及多种杂草种子，它们在
有光条件下萌发良好，在黑暗中则不能发芽或发芽不
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研究报告 廖富林 等:矿区复绿植物猪屎豆种子硬实率与萌发特性的研究
好，这类种子称为需光种子。而另一类植物如葱、韭
菜、苋菜、番茄、茄子、南瓜等，它们在光下萌发不好，而
在黑暗中反而发芽很好，这类种子称喜暗(或嫌光)种
子。种子的需光或嫌光程度又因品种不同而有差异，
且还与环境条件的变化以及种子内部的生理状况
有关［12］。
有文献报道，植物科属内种子大小对种子萌发特
性有着重要影响，种子较小的物种比较大的种子物种
对光照的需求更大［13，14］。较大的种子相对较小的种
子具有较快的萌发速率和较大的萌发率。研究表明，
种子大小能够影响种子的萌发能力［8］，Hendrix［15］发
现，同一美洲防风(Pastinaca sativa)植株上不同大小
种子的萌发率与其大小呈显著正相关关系。李雪华
等［16］、刘振恒等［17］和宗文杰等［18］的研究表明，在物种
间，种子大小与萌发速率呈显著的负相关关系。也有
研究表明，种子大小与萌发速率、萌发百分数之间没有
显著的相关关系［19，20］。本实验结果表明，猪屎豆种子
属小粒种子，它对光的依赖性却不大，在光和黑暗条件
下的萌发率没有显著的差异，可视为没有影响，猪屎豆
属中光种子。除去种皮限制作用的种子始萌发时间几
乎都在第 1 天或第 2 天，种子萌发速率非常快。原因
有待于进一步的研究。
4 结 论
猪屎豆种子具有较高的硬实性，硬实率达49． 3%，
自然状态下的发芽率极低，萌发之前必须进行预处理，
机械破损处理是破除猪屎豆种子硬实性的最有效措
施。
砂纸摩擦时间在 1、3、5、7 min 范围内均能萌发，
在本次实验中，较长时间的摩擦有利于种子的萌发。
丙酮处理不能提高种子的发芽率，反而对种子的
发芽有明显的抑制作用，与前人的研究结果有所差异。
过氧化氢浸泡种子 1 h 对种子的萌发率有所提
高，但效果并不显著。而长时间的浸泡不利于种子的
萌发。
光照和温度对猪屎豆种子的萌发率都没有显著的
影响，种子在室温、15、25、30 ℃和 35 ℃下均能萌发，15
℃时的萌发率稍低。因此，在矿区复绿育苗时，建议采
用室温作为猪屎豆种子的萌发温度。此外，猪屎豆种
子在光照和黑暗下均能萌发，说明猪屎豆种子是中光
种子。
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