全 文 : [收稿日期] 2011-05-30;2012-02-14修回
[基金项目] 贵州省科技攻关项目“贵州野生地八角引种选育及应用推广研究”[黔科合 NY字(2008)3043];科技厅创新能力建设项目“牧
草良种繁育及高效栽培技术创新能力建设”[黔科合院所创能(2009)4013]
[作者简介] 赵相勇(1979-),男,助理研究员,硕士,从事牧草育种研究。E-mail:zxy790222@126.com
*通讯作者:孟军江(1969-),男,助理研究员,从事牧草育种研究。E-mail:gzmejiji@gmail.com
[文章编号]1001-3601(2012)03-0115-0048-03
不同处理方法对野生地八角硬实种子发芽率的影响
赵相勇,孟军江*,吴佳海
(贵州省草业科学研究所,贵州 贵阳553006)
[摘 要]为探索打破种子硬实的最佳方法,提高发芽率,采用5种不同方法对地八角硬实种子进行处
理。结果表明:擦破种皮处理效果最好,发芽率达91.33%;其次是饲料机处理,发芽率为68.67%;98%浓硫
酸浸种20min,发芽率达66.00%;80℃和100℃热水浸种10min,发芽率分别达24.00%和24.67%;40%氢
氧化钠浸种对地八角种子的发芽率无影响。
[关键词]地八角;种子;硬实处理;发芽率;野生植物
[中图分类号]S567.239 [文献标识码]A
Efect of Diferent Treatment Methods on Germination Rate of
Hard Seeds of Wild Astragalus bhotanensis
ZHAO Xiang-yong,MENG Jun-jiang*,WU Jia-hai
(Guizhou Institute of Prataculture,Guiyang,Guizhou553006,China)
Abstract:Five methods were used to treat hard seeds of A.bhotanensis to explore the optimum
method and to improve the germination rate of A.bhotanensis.The results showed that abrasing seed coat
had the best effect with the germination rate of 91.33%;Feed machine treatment took the second place,
with the germination rate of 68.67%;The germination rate was 66.00% when treated by the method of
immersing seeds in 98%sulphuric acid for 20minutes;The method of soaking seeds in 80℃and 100℃hot
water had relatively low germination rates,only 24.00%and 24.67%respectively;Immersing seeds in
40%sodium hydroxide had no effect on the germination rate.
Key words:Astragalus bhotanensis;seed;hard seed treatment;germination rate;wild plant
地八角(Astragalus bhotanensis Baker),又名
不丹黄芪,属豆科黄芪属多年生草本植物。在贵州
海拔600~2 800m的河漫滩、山谷地、田边、阴湿地
及灌丛下均有生长,是一种重要的野生植物资源,不
仅具有极高的饲用价值,其营养丰富、氨基酸种类齐
全,是各种家畜喜食的优质牧草;而且还具有极高的
药用和生态价值,一方面,它具有清热、解毒、利尿功
能,是一种重要的中草药;另一方面,它根系发达,根
瘤菌多,固氮能力强,具有耐酸、耐旱、耐寒、耐践踏、
耐贫瘠、抗病虫害等特性,在荒山荒坡及砾石山地皆
能生长,是喀斯特地区十分有效的防治石漠化和水
土流失的生态植物[1]。
在植物界,种子硬实是一种普遍存在的现象,低
者为1%,高者达100%,其中,豆科植物种子硬实现
象最常见。关于豆科植物种子破除硬实方法的研
究,虽然有美丽胡枝子[2]、银合欢[3]、黄芪[4]、紫花苜
蓿[5]、长萼鸡眼草[6]等研究报道,但不同方法对豆科
植物种子的处理效果不同,故不同豆科植物种子破
除硬实采取的措施不尽相同。地八角在自然条件下
的种子硬实率极高,但目前尚无有关地八角破除种
子硬实的报道,笔者采用5种不同方法对地八角硬
实种子进行处理,旨在探索打破硬实的最佳方法,提
高发芽率,为栽培应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料为地八角,种子来源于贵州省草业研
究所独山试验基地,种子净度为95%,2009年8月
采收后室内贮存。
1.2 方法
1.2.1 物理处理法
1)擦破种皮。取2张木工用砂布,将种子置于
其间,2张砂布在水平面上作相对旋转运动进行磨
擦,至种皮发毛、种皮被擦伤为度,再进行发芽试验。
2)饲料机处理。将一定数量的地八角种子放入
去除筛子的小型饲料机中旋转滑出,再进行发芽试验。
3)热水浸种处理。将一定量种子分别放入6
支25mL的试管中,加水淹过种子,放在80℃和
100℃的恒温水浴箱中浸种5min、10min、20min,同
时在加热时用玻璃棒不断搅拌,当时间达到处理时
间时,从恒温水浴箱取出,自然冷却至室温后取出进
行发芽试验。
1.2.2 化学处理法
1)氢氧化钠浸种处理。将一定量种子分别放
贵州农业科学 2012,40(3):48~50
Guizhou Agricultural Sciences
入40%的氢氧化钠溶液中浸5min、10min、15min
和20min,当时间达到处理时间时,从40%的氢氧
化钠溶液中取出,冲洗干净,再进行发芽试验。
2)硫酸浸种处理。将一定量种子放入50mL
试管中,加浓度为98%的分析纯浓硫酸10mL,用玻
璃棒搅拌,分别浸种5min、10min、15min、20min和
25min,当达到处理时间时,立即取出用自来水反复
冲洗直至将硫酸完全去除,再进行发芽试验。
1.2.3 测定项目及方法 将种子充分混匀后,随
机取150粒,分为3个重复,在室温下进行发芽试
验,第4天初次计数,第8天再次计数。最后统计正
常苗数、硬实种子数。计算种子发芽势、发芽率、硬
实率和死亡率。
发芽势=[发芽数(4d)/供试种子数]×100%
发芽率=[发芽数(8d)/供试种子数]×100%
硬实率=[未吸涨种子数(8d)/供试种子数]×
100%
死亡率=[腐烂种子数(8d)/供试种子数]×
100%
1.2.4 数据处理 试验结果用SAS软件进行差
异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 物理处理法
2.1.1 擦破种皮与饲料机处理 由表1可见,自
然状态下,地八角种子的发芽势为1.3%,发芽率为
2%,硬实率为98%,死亡率为0。说明,地八角种子
在自然状态下硬实率较高,发芽率较低。砂布擦破
种皮处理的地八角种子发芽势为86.67%,发芽率
为91.33%,硬实率为5.33%,死亡率3.33%,除死
亡率与CK无显著差异外,各项指标与CK和饲料
机处理相比,均达极显著差异(P<0.01)。说明,擦
破种皮处理对破除种子硬实效果明显。饲料机处理
的地八角种子的发芽势为 57.33%,发芽率为
68.67%,硬实率为0,死亡率31.33%,各项指标与
CK相比均达到极显著差异(P<0.01),对破除种子
硬实效果明显,但种子极易在饲料机中碰撞粉碎。
表1 机械处理破除地八角种子硬实的效果
Table 1 Effects of mechanical treatment on breaking hard seeds %
处理
Treatment
发芽势
Germination force
发芽率
Germination rate
硬实率
Hard rate
死亡率
Mortality rate
擦破种皮 Abrasing seed coat 86.67Aa 91.33Aa 5.33Bb 3.33Bb
饲 料 机Feed machine treatment 57.33Bb 68.67Bb 0 Cc 31.33Aa
自然发芽CK 1.33Cc 2.00Cc 98.00Aa 0 Bb
注:同列不同大、小写字母分别表示1%和5%差异显著水平(下同)。
Note:Different capital and lowercase letters in the same column indicated the significant levels at 1%and 5%respectively.
The same below.
表2 不同温度热水浸种破除地八角种子硬实的效果
Table 2 Effects of different seed-soaking temperature on breaking hard seeds %
处理
Treatment
发芽势
Germination force
发芽率
Germination rate
硬实率
Hard rate
死亡率
Mortality rate
A1 10.67ABab 20.67ABCab 71.33Bb 8.00Dd
A2 13.33Aa 24.00ABa 40.67Cc 35.33Cc
A3 10.67ABab 19.33BCab 14.67Dd 69.33Bb
B1 10.67ABab 16.67Cb 13.33Dd 70.00Bb
B2 6.67BCbc 24.67Aa 0 Ee 75.33Bab
B3 5.33CDbc 16.67Cb 0 Ee 83.33Aa
CK 1.33Dc 2.00Dc 98.00Aa 0 Ed
注:处理A和处理B分别代表80℃和100℃,1、2、3分别代表保温5min、10min、20min。
Note:Treatment A,80℃;Treatment B,100℃;1,5min;2,10min;3,20min.
2.1.2 热水处理 从表2可知,当温度为80℃时,
随着时间的延长,地八角种子的发芽势和发芽率变
化较小,其差异不显著(P<0.05),硬实率减小,死
亡率增加;当温度为100℃时,随着时间的延长,地
八角种子发芽势减小,浸种10min时的发芽率最
高,达24.67%,硬实率和死亡率的变化与80℃时相
同。不同温度热水浸种对提高种子各项指标有显著
作用(P<0.05)。其中,80℃和100℃保温10min,
发芽率分别达24.00%和24.67%,处理效果较好。
说明,在上述条件下,种子发芽率随浸泡时间延长逐
渐提高,但浸种时间过长会对种子造成伤害,导致发
芽率下降。当温度超过100℃时,对种子伤害较大,
100℃时浸种20min,种子发芽率低,死亡率增大。
2.2 化学处理法
2.2.1 氢氧化钠处理 由表3可见,与自然状态
下种子相比,氢氧化钠浸泡地八角种子的发芽势、发
芽率、硬实率和死亡率随着处理时间的延长,没有明
显变化。氢氧化钠是强碱,有强烈的腐蚀性,对一些
种皮薄的种子可以增加种皮的通透性,解除种子休
眠。地八角种皮坚硬,有蜡质层,吸水性差,氢氧化
钠对其作用效果不明显。
·94·
赵相勇 等 不同处理方法对野生地八角硬实种子发芽率的影响
ZhAO Xiang-yong et al Effect of Different Treatment Methods on Germination Rate of Hard Seeds of Wild Astragalus bhotanensis
表3 氢氧化钠不同处理时间破除地八角种子硬实的效果
Table 3 Effect of different treatment time of 40%sodium hydroxide on breaking hard seeds %
处理时间/min
Treatment
发芽势
Germination force
发芽率
Germination rate
硬实率
Hard rate
死亡率
Mortality rate
10 1.33A 2.67BCbc 97.33ABab 0
20 2.00A 4.00ABabc 96.00BCabc 0
30 3.33A 5.33Aa 94.67Cc 0
40 4.00A 4.67Aab 95.33Cbc 0
CK 1.33A 2.00Cc 98.00Aa 0
表4 浓硫酸不同处理时间破除地八角种子硬实的效果
Table 4 Effects of different treatment time of 98%sulphuric acid on breaking hard seeds %
处理时间/min
Treatment
发芽势
Germination force
发芽率
Germination rate
硬实率
Hard rate
死亡率
Mortality rate
5 6.67Ecd 18.00Dc 80.00Bb 2.00Dcd
10 14.00Dc 26.67Cc 70.67Cc 2.67CDcd
15 30.00Cb 48.00Bb 45.33Dd 6.67Cc
20 46.00Aa 66.00Aa 9.33Ee 24.67Bb
25 36.00Bb 54.00Bb 6.67Ee 39.33Aa
CK 1.33Ed 2.00Ed 98.00Aa 0 Dd
2.2.2 浓硫酸处理 由表4可见,浓硫酸处理后,
地八角种子的发芽势、发芽率、硬实率和死亡率都与
自然状态下的地八角种子有显著差异(P<0.05)。
随着处理时间的延长,发芽势和发芽率都得到较大
提高,硬实率减小,死亡率增大。处理20min种子
的发芽势和发芽率分别达到最高,为46.00%和
66.00%,与处理25min种子的发芽势和发芽率有
显著差异,且对种子伤害较小,其死亡率比处理
25min时降低14.66%。
3 结论与讨论
1)地八角种子发芽率为2%,硬实率为98%,
属硬实率较高的类型,不能直接播种。
2)地八角种子硬实的原因主要是种皮障碍,致
使种子不能吸水膨胀,采用一些物理和化学预处理
措施,可以明显降低硬实率,提高发芽势和发芽率,
缩短平均发芽天数。其中,擦破种皮效果最佳,发芽
率为91.33%;80℃和100℃浸种10min,发芽率分
别达24.00%和24.67%,处理效果较好;饲料机处
理发芽率为68.67%,方便省时,适宜生产应用;硫
酸浸种不论时间长短,都有明显效果,尤其以浸种
20min较好,其发芽率为66.00%;氢氧化钠处理没
有明显变化。因此,在生产实践中,建议采用98%
的浓硫酸浸种20min和饲料机旋转碰撞处理地八
角种子,以获得理想的播种效果。
3)硬实是植物中普遍存在的现象,造成种子硬
实的原因很多:首先,种皮透水透气性差以及对胚生
长的机械束缚,引起种子休眠,是造成硬实的主要原
因;其次,遗传因素、母株环境、贮藏条件、采收方法、
种子本身的成熟度、含水量、大小、形状及颜色都能
影响种子硬实率[7]。硬实的处理方法主要有物理和
化学两种,对于种皮透性不好而产生休眠的种子,可
用机械磨擦、加温和强酸处理等方法,以损坏种皮,
增加种皮的透气和透水能力;对由于胚引起休眠的
种子,则常采用层积处理、变温处理、植物激素处理
等方法;对需要低温才能后熟的种子,可用赤霉素处
理;对有抑制物质存在而引起休眠的种子,一般可用
水浸泡、冲洗、高温等方法来除去一些物质,促进发
芽[8-10]。笔者采用的5种不同处理方法中,擦破种
皮、饲料机处理和硫酸处理可以很大程度上提高发
芽率,降低硬实率,效果明显;温水处理也可以提高
发芽率,但效果甚微,死亡率高;氢氧化钠浸种处理
不能提高发芽率,降低硬实率。说明,地八角种子硬
实的原因主要是种皮不透水,致使种子不能吸水膨
胀,这与同属紫云英种子硬实原因一致[11]。
4)浓硫酸酸蚀种子,综合发芽势、发芽率、硬实
率、死亡率等各项指标,以浸种20min为宜,酸蚀时间
过短,种皮未被完全侵蚀,酸蚀时间过长则易对种子
造成伤害,从而导致发芽率低,死亡率高,而且地八角
种子小,其千粒重仅为1.21g,不易清洗;热水浸种与
浸种温度和时间有关,80℃和100℃保温10min,发芽
率分别达24.00%和24.67%,处理效果较好,但与擦
破种皮、饲料机处理和硫酸处理相比,其发芽率低,死
亡率高;砂布擦破种皮方法虽然直接,效果极显著,但
摩擦度不好把握,常易伤胚使死亡率增加,而且大量
操作费时费工。饲料机处理发芽率为68.67%,低于
擦破 种 皮 处 理 (91.33%),但 高 于 硫 酸 处 理
(66.00%),且方便省时,适宜生产应用。
[参 考 文 献]
[1] 朱邦长,何胜江,张川黔,等.贵州天然豆科牧草———
不丹黄芪的引种驯化[J].草业科学,1997,14(1):12-
14,17.
[2] 刘 红,刘庆华,刘庆超,等.美丽胡枝子种子硬实破
除方法探讨[J].山东林业科技,2006,167(6):1-3.
[3] 许岳飞.银合欢硬实种子处理方法研究[J].草业科
学,2006,8(157):58-62.
[4] 张 琳,秦雪梅.黄芪种子萌发实验[J].中草药,
1994,17(11):9-10.
[5] 周兆琼.降低紫花苜蓿种子硬实率处理方法的研究
[J].云南农业大学学报,1993,8(4):355-357.
·05·
贵 州 农 业 科 学
Guizhou Agricultural Sciences
[文章编号]1001-3601(2012)03-0116-0051-03
铵态氮肥施用量对春小麦氮代谢的影响
赵艺欣,王 岩,刘轶欧,曹 莹,赵天宏*
(沈阳农业大学 农学院,辽宁 沈阳110866)
[摘 要]为了揭示铵态氮肥施用条件下春小麦的氮代谢机制,为春小麦生产的合理施肥提供理论依
据,采用盆栽试验,设置4个氮素水平,研究不同用量铵态氮肥的施用对春小麦不同生育时期叶片氮代谢的
影响。结果表明,小麦叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性随着施氮量增加呈先上升后下
降趋势,脯氨酸含量随施氮量的增加而上升,可溶性蛋白变化无明显差异;铵态氮肥施用量在225kg/hm2
时,小麦叶片中硝酸还原酶活力、谷氨酰胺合成酶活力和谷氨酸合成酶活力达到最大值。结论:适当增加铵
态氮肥有助于小麦叶片的氮代谢,但施用过量就会使根系酸化,破坏小麦叶片的氮代谢。
[关键词]小麦;氮代谢;酶;铵态氮
[中图分类号]S512.143 [文献标识码]A
Efect of Ammonium Nitrogen Fertilizer Dosage on Nitrogen
Metabolism of Spring Wheat
ZHAO Yi-xin,WANG Yan,LIU Yi-ou,CAO Ying,ZHAO Tian-hong*
(Agricultural University,Shenyang Agricultural University,Shenyang,Liaoning110866,China)
Abstract:To reveal the metabolic mechanism of nitrogen of spring wheat applied with ammonium
nitrogen fertilizer and provide a theoretical basis for rational application of fertilizer in spring wheat
product,apot experiment was conducted to study the effect of different dosage of ammonium nitrogen
fertilizer on leaf nitrogen metabolism.The results showed that activities of nitrate reductase,glutamine
synthetase and glutamate synthase increased first and then declined with the increase of nitrogen dosage.
Proline content increased with the increase of nitrogen dosage,however,the soluble protein content had no
significant change.Activities of nitrate reductase,glutamine synthetase and glutamate synthase in leaf
reached the highest when the dosage of ammonium nitrogen fertilizer was 225kg/hm2.It was concluded
that appropriate dosage of ammonium nitrogen fertilizer was beneficial to leaf nitrogen metabolism of
spring wheat,however,the root system would be acidized and the leaf nitrogen metabolism would be
broken if applied with excessive amount of ammonium nitrogen fertilizer.
Key words:wheat;nitrogen metabolism;enzymes;ammonium nitrogen
氮素代谢是植物重要的营养代谢之一,随着农
业结构战略调整和全球经济一体化进程加快,小麦
品质成为人们共同关注的热点。近年来,虽然中国
小麦品质有了显著改善,但质量不稳定仍是普遍性
的问题。小麦品质一方面由品种的遗传特性决定,
另一方面,自然生态条件和栽培措施也有至关重要
的影响。在调控小麦品质的诸多因素中,施氮是最
为有效的方法之一。有关氮肥施用与植物籽粒品质
的研究已有大量报道,研究表明,不同形态氮肥对春
小麦籽粒蛋白质、淀粉特性和加工品质具有不同的
调节效应[1-2]。关于氮素对作物氮代谢影响的研究,
主要侧重于氮素形态对作物氮代谢的影响,而不同
氮素水平对农作物氮代谢影响的研究鲜见报道。段
立珍等[3]通过对菠菜的研究发现,铵态氮和硝态氮
的比例大小对于菠菜各部位氮素含量的影响不大,
但是随着铵硝比的下降,菠菜植株的氮素积累量显
著增加。黄勤妮等[4]和 Ota K[5]研究发现,同一氮
素水平下适当增施铵可以提高小麦、萝卜的谷氨酰
胺合成酶活性,从而促进植株氮代谢,提高产量。因
此,研究不同氮素水平对作物氮代谢的影响,有助于
[收稿日期] 2011-11-07;2012-02-14修回
[基金项目] 国家自然科学基金项目“CO2与O3浓度升高对C3和C4作物活性氧代谢的影响”(30500069)
[作者简介] 赵艺欣(1961-),女,实验师,从事农业生态学研究。E-mail:zth1999@126.com
*通讯作者:赵天宏(1972-),男,副教授,博士,从事作物生理生态研究。E-mail:zth1999@
櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃櫃
163.com
[6] 孙 阳,王奎玲,刘庆华,等.长萼鸡眼草种子硬实破
除方法探讨[J].中国农学通报,2008,24(11):294-
296.
[7] 杨 期,尹小娟,叶万辉.硬实种子休眠的机制和解除
方法[J].植物学通报,2006,23(1):108-118.
[8] 潘瑞炽.植物生理学[M].4版.北京:高等教育出版
社,1979.
[9] 高东升.几种化学药剂对破除葡萄与桃自然休眠的效
果[J].果树学报,2002,19(6):385-388.
[10] 李克明.提高杂交水稻种子发芽的研究[J].常德高等
专科学报,1999(6):31-38.
[11] 宋淑明,聂朝相,蕲向阳.鹰嘴紫云英种子硬实的预处
理[J].甘肃农业大学学报,1992,27(3):211-215.
(责任编辑:刘 海)
贵州农业科学 2012,40(3):51~53
Guizhou Agricultural Sciences