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不同溶液对橡胶草种子发芽能力的影响



全 文 :不同溶液对橡胶草种子发芽能力的影响
王文帆1,2,3,杜 倩2,3,梁素钰2,3,田松岩2,3,迟德富1* (1.东北林业大学,黑龙江哈尔滨 150040;2 黑龙江牡丹江森林生态
系统定位研究站,黑龙江牡丹江 157011;3.黑龙江省森林工程与环境研究所,黑龙江哈尔滨 150040)
摘要 [目的]研究以一定浓度赤霉素、聚乙二醇( PEG6000) 和高锰酸钾渗透处理橡胶草种子对其萌发及相关生理指标的影响,分析橡
胶草种子萌发和幼苗生长与水分胁迫的关系,旨在研究引发及促进供种萌发和活力的效应,为新能源植物橡胶草的生产管理提供科学
依据。[方法]分别将橡胶草种子浸泡于 50、100、150、200 mg /L的赤霉素,质量分数为 1%、5%、10%、15%的聚乙二醇溶液,质量分数为
0. 01%、0. 02%、0. 05%、0. 10%的高锰酸钾溶液,用去离子水作对照,统计发芽势,计算发芽指数和活力指数。[结果]不同溶液浸泡使橡
胶草种子的发芽能力存在差异。当赤霉素浓度达到 150 mg /L时,出现较高的发芽势和发芽率,发芽率为 78%,发芽指数为 21. 22% ;当
聚乙二醇浓度为 15%时,出现较高的发芽势和发芽率,发芽势为 72%,发芽率为 85%,发芽指数为 22. 08% ;当高锰酸钾浓度为 0. 02%
时,出现较高的发芽指数和发芽率,发芽势为 50%,发芽率为 84%,发芽指数为 19. 23%。[结论]3 种处理方法中以聚乙二醇浓度为
15%时,处理效果最好,发芽势为 72%,发芽率为 85%,发芽指数为 22. 08%,与 CK相比差异极显著( P < 0. 01),建议推广使用。橡胶草
发芽能力好,建议推广。
关键词 橡胶草;种子;萌发;聚乙二醇( PEG)
中图分类号 S576 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611( 2014) 02 -00369 -02
Effects of Different Solutions on Seed Germination of Taraxacum kok-saghyz Rodin
WANG Wen-fan et al ( Northeast Forestry University,Harbin,Heilongjiang 150040)
Abstract [Objective]The study mainly deals with the effect of Gibberellin,Polyethyleneglycol ( PEG6000) and Permanganate of a certain
concentration osmotic treatment on seed germination of Taraxacum kok-saghyz Rodin and its relative physiological index. The interaction among
the seed germination,seedling growth and water stress were analyzed,so as to study the effect of promoting germination and viability of the
seeds,thus providing the scientific proof for production management of the new energy plant Taraxacum kok-saghyz Rodin. [Method]Seeds
were soaked respectively in Gibberellin of 50,100,150,200 mg /L,Polyethyleneglycol solution with concentration of 1%,5%,10%,
15%,Permanganate solution with concentration of 0. 01%,0. 02%,0. 05%,0. 10% . In contrast to deionized water,the statistics of germi-
nation potentiality was conducted,the germination index and the vigor index were calculated. [Result]There are differences when Taraxacum
kok-saghyz Rodin seeds pretreated with various solutions of different concentration. When the concentration of Gibberellin is up to 150 mg /L,
high germination potentiality and germination rate appeared. The germination rate is 78% and the germination index is 21. 22% . When the
concentration of Polyethyleneglycol is 15%,high germination potentiality and germination rate are showed. The germination potentiality is
72%,the germination rate is 85% and the germination index is 22. 08% . When the concentration of Permanganate is 0. 02%,high germina-
tion rate and germination index are showed,the germination potentiality is 50%,the germination rate is 84% and the germination index is
19. 23% . [Conclusion]Among three approaches,the best treatment is germinating potentiality 72%,germination rate 85%,germination in-
dex 22. 08%,when pretreated with 15% concentration of PEG6000. It indicates a significant difference compared with CK( P < 0. 01) . Tarax-
acum kok-saghyz Rodin seeds have a good capacity of germinating,so the method is worth generalizing and applying.
Key words Taraxacum kok-saghyz Rodin; Seed; Germination; Polyethyleneglycol ( PEG)
基金项目 黑龙江省科技攻关项目( GA09B201-05) ; 黑龙江森工总局基
金项目( sgzjQ2012010,sgzjY2010020) ; 黑龙江省博士后项目
( LBH-Q10010) ; 黑龙江省财政项目( 2013-05SCZ,2011-02) 。
作者简介 王文帆( 1982 - ) ,男,黑龙江哈尔滨人,助理研究员,博士,
从事生态与森林资源保护研究。* 通讯作者,教授,博士生
导师,从事森林保护学研究。
收稿日期 2013-12-18
蒲公英青橡胶草(Taraxacum kok-saghyz Rodin)又称为俄
国蒲公英,或者叫 TKS,在我国通常称橡胶草,是菊科蒲公英
属(Taraxacum)多年生草本植物,是世界上主要的产胶植物
之一[1 -2]。和普通蒲公英非常相似,两者都有很多乳汁,但
是橡胶草的根中含 20%以上的橡胶,乳胶性能略低于巴西橡
胶树的胶乳,而蒲公英完全没有橡胶。2006年美国农业部也
支持德尔塔公司的橡胶草开发计划,我国的热带农业科学院
也在研究利用橡胶草作转基因鉴定平台来研究产胶相关基
因。从橡胶草根部萃取战略橡胶的同时,可以获得大量清洁
能源乙纯和保健品菊糖,一举多得,可以成为重要的能源战
略资源[3 -4]。在当今提倡低碳环保的时代里,橡胶草植物资
源的综合利用,符合循环经济与低碳环保经济发展的理念。
不同处理方法在蒲公英、翅果油、牧草、大豆、苏丹草、沙
打旺、五芒雀麦、紫花苜蓿等植物种子应用中效果明显,能显
著提高种子发芽率,且能增强抗逆性,从而间接节约种子,降
低成本,提高效益[5 -10]。为此,笔者研究一定浓度赤霉素、聚
乙二醇(PEG6000)和高锰酸钾溶液渗透处理橡胶草种子对
其萌发及相关生理指标的影响,分析橡胶草种子萌发和幼苗
生长与水分胁迫的关系,旨在研究引发并促进橡胶草供种萌
发和活力的效应。因为橡胶草培育工作是研究工作的起始
点,所以该研究可为橡胶草的良种生产、大田驯化以及播种
的选择提供参考依据,并为今后播种工作提供理论基础,对
后续推广有重要意义。
1 材料与方法
1. 1 材料 以橡胶草种子和赤霉素、高锰酸钾、聚乙二醇
(PEG6000)为试验材料。橡胶草种子源于实验室种植收获;
赤霉素购自上海生工生物工程技术有限公司(GB0738 -
25g) ;聚乙二醇 6000 为天津市化学试剂批发部进口分装的
日本纯品;高锰酸钾购自哈尔滨森泓化工经销有限公司。试
验于 2013年在黑龙江省林业科学院森林工程与环境研究所
实验室进行。
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2014,42(2) :369 - 370,373 责任编辑 姜丽 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.02.056
1. 2 试验方法
1. 2. 1 种子及其处理。参照《国际种子检验规程》[11],选择
大小色泽一致、饱满、种皮完好的橡胶草种子,按每份 100 粒
装入纱布袋中。系紧袋口,用 0. 1%HgCl2 溶液消毒 20 min,
无菌水冲洗干净,分别将橡胶草种子浸泡于 50、100、150、
200、250 mg /L 的赤霉素溶液,质量分数为 1%、5%、10%、
15%(W/V)的聚乙二醇(PEG6000)溶液,质量分数为0. 01%、
0. 02%、0. 05%、0. 10%的高锰酸钾溶液,用去离子水作对照。
浸泡 12 h,每个处理设 3 个重复,每个重复 100 粒橡胶草种
子,浸种结束后用重蒸水冲洗种子 5 次,滤纸吸干种子表面
水分,在实验室室温 24 ℃进行栽培试验,每天定时适量补
水,逐日观察发芽情况并记录。
1. 2. 2 橡胶草发芽能力指标测定。试验开始后 5 d测定种
子发芽势,12 d统计其发芽率,并同时测定单株鲜重,重复 3
次,计算发芽指数。具体公式如下:发芽势(%)=第 5 天发
芽种子数 /供试种子数 ×100%;发芽率(%)=供试种子的发
芽数 /供试种子数 ×100%;发芽指数(GI)= ΣGt /Dt(Gt 为 t
时间内的发芽数,Dt为相应的发芽天数)。
1. 3 数据分析 将橡胶草种植试验的原始数据采集完成后,
取 3次重复平均值,运用 Excel 2013、SPSS 18. 0等统计软件进
行分析,将数据整理为图表形式。
2 结果与分析
2. 1 不同浓度赤霉素对橡胶草种子萌发的影响 由表 1 可
知,以恒温 24 ℃培养橡胶草种子,以赤霉素浓度为 50、100、
150、200 mg /L引发种子,早期萌动迅速。当赤霉素浓度达到
150 mg /L时,出现较高的发芽势和发芽率,发芽率为 78%,
发芽指数为 21. 22%,在不同浓度赤霉素处理中效果最好,与
CK相比差异显著(P <0. 05)。
表 1 不同浓度赤霉素处理对橡胶草种子萌发的影响 %
赤霉素浓度∥mg /L 发芽势 发芽率 发芽指数
0(CK) 46 a 75 b 17. 28 b
50 28 d 72 d 16. 57 c
100 18 e 73 c 16. 80 c
150 34 b 78 a 21. 22 a
200 32 c 75 b 16. 88 c
注:在水中浸泡橡胶草种子时,赤霉素的浓度为 0 mg /L。表中数据后
无相同小写字母表示差异显著(P <0. 05)。
2. 2 不同浓度聚乙二醇对橡胶草种子萌发的影响 由表 2
可知,以恒温 24 ℃培养橡胶草种子,以聚乙二醇(PEG6000)
浓度为 1%、5%、10%、15%引发种子,早期萌动迅速。当聚
乙二醇浓度为 15%时,出现较高的发芽势和发芽率,发芽势
为 72%,发芽率为 85%,发芽指数为 22. 08%,不同浓度聚乙
二醇处理中效果最好,发芽势高于 CK 26个百分点,与 CK相
比差异显著(P <0. 05)。
2. 3 不同浓度高锰酸钾对橡胶草种子萌发的影响 由表 3
可知,以恒温 24 ℃培养橡胶草种子,以高锰酸钾浓度为
0. 01%、0. 02%、0. 05%、0. 15%引发种子,早期萌动迅速。当
高锰酸钾浓度为 0. 02%时最好,发芽指数和发芽率较高,发
芽势为 50%,发芽率为 84%,发芽指数为 19. 23%,在不同浓
度高锰酸钾处理中效果最好,发芽势高于 CK 4个百分点,发
芽指数高于 CK 1. 95 个百分点,与 CK 相比差异显著(P <
0. 05) ,发芽率也高于 CK。
表 2 不同浓度 PEG处理对橡胶草种子发芽能力的影响 %
聚乙二醇(PEG)浓度 发芽势 发芽率 发芽指数
0(CK) 46 c 75 c 17. 28 c
1 62 b 74 d 17. 31 c
5 30 e 73 e 15. 81 d
10 36 d 80 b 18. 08 b
15 72 a 85 a 22. 08 a
注:在水中浸泡橡胶草种子时,PEG浓度为 0%。表中数据后无相同
小写字母表示差异显著(P <0. 05)。
表 3 不同浓度高锰酸钾处理对橡胶草种子发芽能力的影响 %
高锰酸钾浓度 发芽势 发芽率 发芽指数
0(CK) 46 a 75 e 17. 28 c
0. 01 18 e 81 d 17. 12 d
0. 02 50 b 84 a 19. 23 a
0. 05 26 d 83 b 18. 22 b
0. 10 36 c 82 c 18. 15 b
注:在水中浸泡橡胶草种子时,高锰酸钾的浓度为 0%。表中数据后
无相同小写字母表示差异显著(P <0. 05)。
3 结论与讨论
该研究结果表明,赤霉素处理橡胶草种子后,当赤霉素
浓度为 150 mg /L时,比 CK发芽势高出 26个百分点,发芽率
为 78%,发芽指数为 21. 22%,均高于 CK。因为赤霉素能诱
导淀粉酶、蛋白酶等的形成或已存在的酶的活化,有加快种
子呼吸代谢和物质代谢的作用[12 -13],可以起到打破种子休
眠的作用。试验中的橡胶草种子为前年种子,虽然在试验室
干燥妥善保管,但经过赤霉素浸泡后种子打破休眠效果得到
了明显的提升。
高锰酸钾可以促进水分或其他物质进入种子,从而减轻
甚至解除种子的休眠[14 -16]。聚乙二醇是一种高分子渗压
剂,用 PEG对谷稗种子预处理时起到渗透调节作用,能缓解
种子吸水速度和降低细胞内水势差,常用于农作物及一些老
化种子的处理,可以提高种子初期的渗透压,可较未处理的
种子提前萌发且出土整齐,提高种子发芽率和萌发速
度[17 -20]。种子在吸收初始期吸收压高于 PEG 溶液的渗透
压,种子正常吸水,而当吸收压与 PEG 溶液的渗透压平衡
时,吸水停止,抑制细胞伸长,当处理后的谷稗种子在萌发时
就可在前阶段萌发的基础上继续吸水,可较未处理的种子提
前萌发且出土整齐,提高种子发芽率和萌发速度,这与 PEG
渗透处理油菜、烟草等种子效果相一致[17 -20]。
该试验中,3种处理方法中以聚乙二醇浓度为 15%时处
理效果最好,发芽势为 72%,发芽率为 85%,发芽指数为
22. 08%,与 CK相比差异极显著(P < 0. 01) ,建议推广使用。
该试验过程中均在实验室中进行,保证了种子的无菌环境和
水分及温湿度,田间试验有待于下一步深入研究。
( 下转第 373页)
073 安徽农业科学 2014 年
2. 3 抗梭条花叶病,综合抗性好
2. 3. 1 华麦 6号抗梭条花叶病。经江苏省农业科学院植物
保护研究所鉴定,2009 ~ 2010、2010 ~ 2011、2011 ~ 2012 年度
华麦 6号梭条花叶病的病情指数分别为 0、0 和 7. 6,抗性评
价分别为高抗、高抗、中抗,是一个抗梭条花叶病且抗性稳定
的小麦新品种。
2. 3. 2 华麦 6号抗赤霉病。经江苏省农业科学院植物保护
研究所鉴定,2009 ~ 2010、2010 ~ 2011、2011 ~ 2012 年度华麦
6号赤霉病的严重度分别为 2. 85、1. 20 和 2. 59,表现出良好
的赤霉病抗性。
2. 3. 3 华麦 6号高抗穗发芽。经江苏省农业科学院植物保
护研究所鉴定,2009 ~ 2010、2010 ~ 2011、2011 ~ 2012 年度华
麦 6号的穗发芽率和相对发芽指数分别为 0. 54和 0. 01、0和
0、1. 240和 0. 015,抗性评价达高抗标准。
2. 3. 4 华麦 6号抗倒性较好。2009 ~ 2013 年度的江苏省 1
年预试、2年区试、1 年生产试验 30 个试点中仅有 1 个点有
轻微倒伏,严重度 2 ~ 3,2 年区试和 1 年生试产量在 6 750
kg /hm2 以上的试点有 13个点次,占试点总数的 52%。这说
明华麦 6号是一个高产抗倒、增产潜力大的小麦新品种。
3 高产栽培技术要点
3. 1 精细整地,打好高产基础 前茬作物收获后及时整地,
确保整地质量。整地时应掌握宁迟勿烂的原则,避免小麦播
种后因土壤通透性差影响根系活力,降低麦苗素质。
3. 2 适期适量播种 华麦 6号播种适期较长,一般在 10月
20日至 11月 20日均可播种,基本苗掌握在 180 万 ~ 300 万
株 /hm2。在播种适期内,迟播的应相应提高基本苗数。
3. 3 科学合理施肥 根据土壤肥力状况和产量指标确定适
宜的施肥量与施肥比例,一般产量 6 750 kg /hm2需施纯氮
270 kg /hm2、五氧化二磷 135 kg /hm2、氧化钾 90 kg /hm2。磷
钾肥要深施、早施,以满足小麦生长早期的需要。氮肥施用
期应适当后移,并增加后期的投肥量,以增加每穗实粒数和
提高千粒重。一般氮肥前、后期的用量比例以 6∶ 4为宜,基苗
肥占 60%,拔节孕穗肥占 40%,严格控制返青肥用量。
3. 4 加强田间管理,防治好病虫草害 前期争取苗齐、苗
匀、苗全、苗壮,搞好冬前及早春化学除草,促根增蘖,保护麦
苗安全越冬;中期科学控制群体,以获得合理穗数。在春季
返青期的管理上,根据苗情适量施用返青肥,及时清理好田
间一套沟,排水降渍;后期注意防治病虫、养根保叶防早衰,
以保花增粒,提高粒重。抽穗至齐穗期用准、用好两次药,防
治好赤霉病、白粉病等病虫害[1 -5]。
4 应用前景
几年来的试验和生产实践表明,华麦 6 号农艺性状优
良,穗粒结构协调,播期弹性大,适应性强;抗赤霉病、抗倒伏
能力强,其具备的抗梭条花叶病的优良特性在江苏淮南麦区
特别是梭条花叶病重发区有着广阔的应用前景和利用价值。
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112 -113.
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37342 卷 2 期 陈 春等 高产·优质·多抗小麦新品种华麦 6 号的特征特性与高产栽培技术