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淮山薯催芽条件的优化



全 文 :淮山薯催芽条件的优化
梁淑贞 丰 锋
(广东海洋大学农学院,524088,广东湛江)
摘 要 以淮山薯块茎和零余子为材料,研
究打破休眠,提高发芽率和不定芽质量的方法。
结果表明:采用 20 ~ 30g大小的零余子,10mg /L的
赤霉素(GA3)处理 30min,出芽率(88. 89%)最高;
以块茎为繁殖材料的,最好选择块茎的中上部分,
10mg /L的 GA3 处理 50min,出芽率(97. 79%)、芽
长(17. 53cm)和芽直径(7. 37cm)均极显著高于其
他处理。
关键词 淮山薯;零余子;块茎;催芽
淮山薯(Dioscorea fordii Prain et Burkill)又名
薯蓣,为薯蓣科(Dioscoreaceae)薯蓣属(Dioscorea)
植物[1 - 2]。淮山薯属于攀援性草本植物,为“四大
怀药”之一,地下块茎直立生长,地上叶腋着生珠
芽,称为“零余子”。块茎长圆柱状、掌状或团块
状,薯表面淡褐、深褐、紫红色,肉质白色或带淡紫
色,块茎表面粗糙或光滑,其上密布须根,上部的
须根较多、较长,色泽较深,呈水平方向伸展,下部
须根短,黄白色。长山药块茎先端有一隐芽和茎
的斑痕,连同块茎的前端约 30cm 块茎,可以用作
繁殖材料,称“山药栽子”,而块茎切块可以发生不
定芽用作繁殖材料称“山药段子”[3]。
淮山薯和零余子均可入药,具有很高的药用
价值,也可加工成各种保健食品,其经济价值也很
高。淮山薯主要用块茎或零余子作为繁殖材
料[4 - 8]进行无性繁殖。存在用种量大,同时由于块
作者简介:梁淑贞,本科生,从事植物组培快繁技术研究
丰锋为通讯作者,教授,从事组培快繁及安全高效生产
技术研究
基金项目:广东省科技厅农业攻关项目(2006B202010022,
2007A020200006-6,2010B020302007) ;广东省农业厅
农业科技项目(B05083) ;广东海洋大学大学生创新实
验(CXSY200834) ;广东省高等学校本科特色专业建
设点(2010189)
收稿日期:2012 - 02 - 24;修回日期:2012 - 03 - 30
茎没有芽眼,不能及时萌发出苗,种植后,出苗期
(不定芽开始形成到萌发到出苗)一般要经历 30 ~
50d,且这段时间常遇连续阴雨天气,气温较低、降
雨量偏多、土壤含水量增大,烂种、死苗的现象时
有发生,发芽时间较长、发芽不整齐,造成单产降
低,效益下降,严重伤害了农民的种植积极性[9]。
针对这些问题,探索淮山薯繁殖材料播前处理的
方法,缩短发芽时间,提高发芽率、出苗率,对促进
淮山薯的种植有重要意义。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
淮山薯零余子、块茎,由广东海洋大学农学院
植物细胞工程实验室提供,均在 4 月 1 号采收,采
收后 10d进行试验。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 GA3 对淮山薯出芽的影响 采用单因素
完全随机设计,研究赤霉素(GA3) (含量≥90%)
对淮山薯零余子、块茎出芽的影响,GA3 设(10、30
和 50mg /L)3 个水平,浸泡时间为 30min,使用椰
糠作为覆盖物,每处理 100 个零余子,重复 3 次。
GA3 为国药集团化学试剂有限公司生产。
1. 2. 2 零余子大小对淮山薯出芽的影响 采用
单因素完全随机设计,研究零余子大小对淮山薯
出芽的影响,零余子大小设大(20 ~ 30g)、中(10 ~
20g)和小(5 ~ 10g)3 个水平,并使用吡虫啉 5 000
倍和咪酰胺 500 倍浸泡 5 ~ 10min,每处理 100 个
零余子,重复 3 次。
1. 2. 3 块茎部位对淮山薯出芽的影响 采用单
因素完全随机设计,研究薯块部位对淮山薯出芽
的影响,块茎部位设(头部、中部和尾部)3 个水
平,并使用吡虫啉(10%可湿性粉剂)5 000 倍和咪
酰胺(25%乳油)500 倍浸泡 5 ~ 10min,每处理 100
911
作物杂志 Crops 2012. 3
DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2012.03.026
个块茎,重复 3 次。吡虫啉为拜耳作物科学(中
国)有限公司生产,咪酰胺为江苏辉丰农化股份有
限公司生产。
1. 2. 4 块茎部位、GA3、浸泡时间和覆盖物对淮山
薯出芽的影响 采用 L9(3
4)正交表设计的试验组
合进行催芽处理,因素水平分别为:块茎部位(头
部、中部和尾部)、GA3(10、30 和 50mg /L)、覆盖物
(沙子、椰糠和遮阳网)、浸泡时间(10、30 和
50min) ,每处理 100 个块茎,重复 2 次。
1. 2. 5 淮山薯催芽期间的管理 每天早上浇一
次水,保证覆盖材料湿润,满足薯块出芽时所需水
分。同时每天打开实验室的窗户和风扇,保证通
风,避免材料腐烂。三天观察一次,记录出芽和长
根情况。对薯块出现虫害或腐烂的及时处理。
1. 2. 6 统计分析方法 处理 35d 后统计出芽率,
测量芽长度、芽直径。
GA3 浓度、零余子大小、块茎部位等单因子对
淮山薯出芽影响的出芽率、芽长度、芽直径等数
据,采用单因素方差分析方法[10]计算水平间差异
显著性。
块茎部位、GA3、浸泡时间和覆盖物对淮山薯
出芽影响的出芽率、芽长度、芽直径等数据,分别
作极差分析和正交试验模式的方差分析和 F 检
验。对差异显著的数据作平均值间差异的 Dun-
can’s多重比较[10]。其中出芽率等以百分数表示
的数据(> 70%) ,先进行 槡arcsin P代换,然后进行
方差分析和多重比较。
2 结果与分析
2. 1 GA3 对淮山薯催芽的影响
不同浓度的 GA3 处理零余子的差异检验结果
见表 1,随处理浓度的增加,零余子出芽率逐
渐降低;10mg /L GA3 处理零余子的出芽率最高
表 1 GA3 对淮山薯(零余子)出芽率、芽长度和
芽直径影响的多重差异比较
GA3(mg /L) 出芽率(%) 芽长度(mm) 芽直径(mm)
10 88. 89aA 3. 73bB 2. 76abA
30 55. 00bA 5. 13aA 3. 13aA
50 50. 00cA 3. 30bB 2. 57bA
注:同列大、小写字母分别表示差异极显著性和差异显著性,下同
(88. 89%) ,显著高于其他处理组;30mg /L GA3 处
理零余子的芽最长(5. 13mm) ,极显著高于其他处
理;30mg /L GA3 处 理 零 余 子 的 芽 直 径 最 大
(3. 13mm) ,显著高于 50mg /L GA3 处理。
不同浓度的 GA3 处理淮山薯块茎的差异检验
结果见表 2,随处理浓度的增加,零余子出芽率先
降低后升高;10mg /L GA3 处理块茎的出芽率最高
(55. 55%) ,芽 最 长 (18. 38mm) ,芽 直 径 最 大
(6. 01mm) ,均极显著或显著高于其他处理。
表 2 GA3 对淮山薯(块茎)出芽率、芽长度和
芽直径影响的多重差异比较
GA3(mg /L) 出芽率(%) 芽长度(mm) 芽直径(mm)
10 55. 55aA 18. 38aA 6. 01aA
30 23. 60cC 4. 00cC 4. 67bA
50 40. 90bB 10. 42bB 5. 24abA
2. 2 零余子大小对淮山薯催芽的影响
以零余子大小作为变化因子,各处理的差异
检验结果见表 3,可见随零余子重量的增加,出芽
率、芽长度和芽直径均随之增加,20 ~ 30g 大零余
子出芽率(100. 00%)、芽长度(42. 23mm)、芽直径
(4. 30mm)均极显著或显著高于中、小零余子。
表 3 零余子大小对出芽率、芽长度和
芽直径影响的多重差异比较
零余子大小(g) 出芽率(%) 芽长度(mm) 芽直径(mm)
20 ~ 30 100. 00aA 42. 23aA 4. 30aA
10 ~ 20 91. 67aA 2. 87bB 2. 07bB
5 ~ 10 69. 44bB 1. 90bB 1. 70bB
2. 3 块茎部位对淮山薯催芽的影响
以块茎部位作为变化因子,各处理组的差异
检验结果见表 4,可见越靠近头部出芽率、芽长度
和 芽 直 径 均 越 高,块 茎 头 部 的 出 芽 率 最 高
(77. 33%)、芽 最 长 (5. 11mm)、芽 直 径 最 大
(3. 98mm) ,均极显著或显著高于其他处理。
表 4 块茎部位对淮山薯出芽率、芽长度和
芽直径影响的多重差异比较
处理水平 出芽率(%) 芽长度(mm) 芽直径(mm)
块茎头部 77. 33aA 5. 11aA 3. 98aA
块茎中部 11. 00bB 2. 00bB 1. 37bA
块茎尾部 0. 00bB 0. 00bB 0. 00bA
021
作物杂志 Crops2012. 3
2. 4 块茎部位、GA3 浓度、浸泡时间和覆盖物对
淮山薯出芽的影响
材料部位为头部,以沙作为覆盖材料的,处理
10d后开始出现不定芽,刚开始出不定芽时,出芽
的地方会突起,用肉眼可明显看出薯块表面的变
化,出芽 1d 后,可以看见薯块突起的部位长出直
径 0. 2 ~ 0. 3cm白色或紫色圆点,不定芽多从薯块
的两端长出,也有不定芽出现在薯块中间。出芽
3d后发现有根从芽的基部长出,为乳白色的一个
圆点,生根 1d 后,根长 0. 2cm,25d 出芽率为
100%;以椰糠为覆盖材料的,处理 20d 后才形成
不定芽,以遮阳网为覆盖材料的,处理 25d 后才形
成不定芽。材料中部、尾部茎段处理 20d 后才形
成不定芽,25d后出芽率分别为 48. 47%和 4. 3%。
处理 35d 后统计出芽率,测量芽长度、芽直
径,计算出芽率、芽长度、芽直径,同时进行极差分
析(表 5) ,表明对出芽率、芽长度、芽直径影响最
大的因子是材料部位,其次是 GA3 浓度。出芽率
方差分析表明区组间差异不显著,处理各因子间
差异均极显著(F部位 = 49. 64,FGA3 = 23. 18,F时间 =
20. 79,F覆盖物 = 6. 19,F0. 05 = 4. 26,F0. 01 = 8. 02) ;芽
长度方差分析表明区组间差异不显著,处理各因
子间差异均极显著(F部位 = 105. 84,FGA3 = 7. 00,
F时间 = 6. 85,F覆盖物 = 7. 42) ;芽直径方差分析表明
区组间差异不显著,处理各因子间差异均极显著
(F部位 = 35. 48,FGA3 = 0. 82,F时间 = 0. 13,F覆盖物 =
0. 69)。
对各处理组合间进行多重差异比较(表 6) ,表
明:①头部、中部出芽率、芽长度、芽直径高于尾部
出芽率;②低浓度(10mg /L)GA3 处理出芽率高于
高浓度(30mg /L、50mg /L)处理;③50min处理出芽
率高于 10min和 30min处理。
表 5 块茎部位、GA3 浓度、浸泡时间和覆盖物对淮山薯出芽率、芽长度和芽直径影响的极差分析
因素
水平
出芽率(%)
部位 GA3 时间 覆盖物
芽长度(cm)
部位 GA3 时间 覆盖物
芽直径(mm)
部位 GA3 时间 覆盖物
T1 100aA 100aA 84. 27bB 86. 84bA 31. 44aA 14. 85aA 14. 78aA 15. 46aA 8. 87aA 6. 52aA 6. 33aA 6. 82aA
T2 95. 58aA 88. 69bB 86. 84bB 95. 58aA 3. 61bB 14. 43aA 14. 46aA 13. 90aAB 5. 87bB 6. 13aA 6. 58aA 6. 25aA
T3 75. 53bB 82. 42cB 100aA 88. 69bA 1. 42bB 7. 19bA 6. 67bA 7. 12bB 4. 70bB 6. 78aA 6. 52aA 6. 37aA
极差 24. 47 17. 58 15. 73 8. 74 30. 02 7. 66 8. 11 8. 34 4. 17 0. 65 0. 25 0. 57
表 6 块茎部位、GA3 浓度、浸泡时间和覆盖物对淮山薯出芽率、芽长度和芽直径影响的多重差异比较
因素组合
部位 GA3(mg /L)时间(min) 覆盖物
出芽率
(%)


Duncan’s
检验
芽长度
(cm)


Duncan’s
检验
芽直径
(mm)


Duncan’s
检验
头部 10 10 沙子 100 1 A 40. 05 1 A 9. 1 1 A
头部 30 30 椰糠 100 1 A 37. 75 2 A 8. 4 3 AB
头部 50 50 遮阳网 100 1 A 16. 53 3 B 9. 1 2 A
中部 10 30 遮阳网 100 1 A 3. 57 5 BC 5. 9 5 ABC
中部 30 50 沙子 100 1 A 4. 27 4 BC 5. 9 4 ABC
中部 50 10 椰糠 86. 74 2 A 3. 00 6 BC 5. 8 6 ABC
尾部 10 50 椰糠 100 1 A 0. 94 9 C 4. 6 9 C
尾部 30 10 遮阳网 66. 07 3 B 1. 28 8 C 4. 1 7 C
尾部 50 30 沙子 60. 53 4 B 2. 06 7 BC 5. 5 8 BC
3 讨论和结论
广东淮山原植物为薯蓣科植物山薯,分布于
我国福建、广东、海南、广西、湖南南部,生于海拔
50 ~ 1 150m的山坡、山凹、溪边或路旁杂木林中,
淮山作为商品药材,广东主产在化州一带,包括廉
江、高州等,由于其原植物与来自各地广泛栽培的
淮山不同,故称广东淮山[11 - 13]。
山药繁殖与休眠密切相关,没有经过充分休
眠的块茎和零余子不能用作繁殖,即使播种也不
会发芽,只有在一定条件下块茎的生理休眠才能
解除,块茎萌发不定芽[3]。
121
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薯蓣类休眠解除是一个极其复杂的过程,在
此过程中伴随多种营养物质的变化。薯种在适当
的温光气条件下,内部的激素和酶类的活性被激
活,使薯种的营养成分和比例向有利于发芽的方
向发展,芽的生长也由自养型转为异养型。其中
赤霉素作为内源激素是一个很重要的刺激因子。
赤霉素的产生有利于 α-淀粉酶的合成,α-淀粉酶
是淀粉水解的关键酶,可以使淀粉转化为可直接
利用的糖,为块茎萌发和芽初始生长提供碳素营
养和能量。有研究表明低浓度的 GA3 能打破马铃
薯的休眠[17],本研究也得到类似结果。
GA3 广泛分布在高等植物中,具有促进茎节伸
长生长和打破休眠、促进萌发等生理作用[14]。在
马铃薯打破休眠中广泛应用[15 - 16]。本实验结果
表明,一定浓度的 GA3 处理块茎的中上部和零余
子能打破休眠,提早发芽,提高发芽率,对块茎下
部的作用不明显。
综上,以零余子为繁殖材料,可采用 20 ~ 30g
大小的零余子,10mg /L的 GA3 处理 30min;以块茎
为繁殖材料的,最好选择块茎的中上部分,10mg /L
的 GA3 处理 50min,有利于提高出芽率、增加芽长
度和芽直径。
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Accelerating Germination Optimization
of Dioscorea fordii
Liang Shuzhen,Feng Feng
(Agricultural college of Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,Guangdong,China)
Abstract Taking the tuber and bulbil of Dioscorea fordii as materials,the methods of breaking dormancy,impro-
ving germination rate and adventitious bud quality were studied. The results showed the bulbil germination rate was
the highest(88. 89%)when bulbil weight was 20 - 30g and the bulbil was treated 30 minutes with 10mg /L GA3,
and the upper of the tuber was the better propagation material. Germination rate(97. 79%) ,the bud length
(17. 53cm)and bud diameter(7. 37cm)were significantly higher than the other when the tuber was treated 50
minutes with 10mg /L GA3 .
Key words Dioscorea fordii;Bulbil;Tuber;Accelerating germination
221
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