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环境条件对辣木种子萌发的影响



全 文 :环境条件对辣木种子萌发的影响
林孟飞,张俊杰,陈晓阳* ,丁美美,陈涵斌,邓丽婷,武玉灵,李书琦 (华南农业大学林学与风景园林学院,广东省森林
植物种质创新与利用重点实验室,广东广州 510642)
摘要 [目的]研究不同处理条件对辣木种子萌发的影响,从而提高种子的萌发率。[方法]以从尼日利亚采收的传统印度辣木种子为
试验材料,研究不同浸种温度和时间、培养温度、光照、种子脱壳、多菌灵处理等对辣木种子发芽率、发芽势及污染率的影响,探讨辣木种
子最佳萌发条件。[结果]20 ℃和 40 ℃条件下浸种,种子萌发效果最好,从第 2天开始萌发,到第 7天结束萌发,萌发率最高;在试验范
围内浸种时间对萌发率没有明显影响;32 ℃条件下培养,种子萌发效果最好,种子在第 2天开始萌发,萌发率最高;多菌灵能够抑制种子
的污染,但是不同浓度处理之间的种子萌发率和污染率没有显著影响;全天光照和全天黑暗对种子萌发率和发芽势并没有明显的影响;
种子剥壳后培养萌发早,出苗整齐,到第 4天萌发率达到最大值。[结论]辣木种子最佳萌发的培养温度为 32 ℃左右;选用 1 000倍的多
菌灵浸泡种子即可达到杀菌的目的;光照和有无种壳对种子萌发率没有明显影响。
关键词 辣木种子;多菌灵;温度;光照;种皮
中图分类号 S718. 5 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2016)06 -188 -03
Effects of Environmental Factors on Seed Germination of Moringa Oleifera
LIN Meng-fei,ZHANG Jun-jie,CHEN Xiao-yang* et al (1. College of Forestry and Landscape Architecture,South China Agricultural
University,Guangdong Key Laboratory for Innovative Development and Utilization of Forest Plant Germplasm,Guangzhou,Guangdong
510642)
Abstract [Objective]To research effects of different treatments on seed germination of Moringa oleifera,so as to improve the germination
rate of seeds. [Method]With traditional M. oleifera seeds in Nigeria as the test materials,we researched the effects of environmental factors
on seed germination,such as soaking temperature and time,culture temperature,light,seed uncoating and carbendazim treatment,so as to
explore the optimal germination conditions for M. oleifera seeds. [Result] Seed germination rate was the highest when soaking temperatures
ranged from 20 to 40 ℃,and germination began from the second day to the seventh day. Under the temperature of 20 and 40 ℃,seed germi-
nation had the highest germination rate which began from the second day. Within the test range,seed soaking time had no significant effects on
germination rate. Under 32 ℃,seed germination had the best germination effect. Seeds started to germinate on the second day and the germi-
nation rate reached the maximum value. Carbendazim restricted the pollution of seeds;but there were no significant effects on seed germination
rate and pollution rate among different concentrations. Whole day illumination and whole day darkness had no significant impacts on seed ger-
mination rate and vigor. After seed uncoating,seed germinated earlier and had higher emergence evenness. And germination rate reached the
maximum value on the 4th day. [Conclusion]The optimal cultivation temperature for M. oleifera seed germination is around 32 ℃ . Soaking
in 1000 times of carbendazim can achieve the purpose of sterilization. Illumination and existence of seed coat have no significant impacts on
seed germination rate.
Key words Moringa oleifera seeds;Carbendazim;Temperature;Light;Seed coat
基金项目 广东省林业厅资助项目(2015KJCX009) ;中华人民共和国农
业部农垦局资助项目(15RZNJ-62)。
作者简介 林孟飞(1991 - ) ,女,浙江乐清人,硕士研究生,研究方向:
辣木繁殖。* 通讯作者,教授,博士,从事林木遗传育种、森
林植物资源开发利用研究。
收稿日期 2016-01-18
辣木(Moringa oleifera)是辣木科(Moringaceae)辣木属
(Moringa Adans.)多年生常绿或落叶乔木,有 14 个种[1],其
中原产于印度、喜马拉雅山脉南麓的印度传统辣木栽培和开
发最为广泛。辣木因其具有独特的经济价值被很多国家和
地区引种[2],现在美洲中部、非洲、亚洲和太平洋岛屿等热带
和亚热带地区等地均有栽培[3 -4]。早在 19 世纪,辣木就从
印度传入我国台湾,目前在云南、广东、广西、海南、四川和贵
州等地均有种植。
国内外对辣木的研究主要集中于良种选育[5]、栽
培[6 -7]、药理[8 -10]、活性物质提取[11 -12]等方面。辣木的主要
育苗方式为播种繁殖,一般 2 年生开始正常结实,但在树下
种苗很少出现,说明辣木种子需要特定的条件才能萌发。种
子萌发是指有活力的种子受潮吸水后,进行呼吸、蛋白质合
成及其他代谢活动,经过一定时期,种胚突破种皮,露出胚根
的过程[13]。目前关于促进辣木种子萌发技术的研究已有些
报道[14 -16],还有一些关键问题需要解决,如辣木种子浸种时
间、浸种温度和光照对种子萌发的影响、播种的最佳温度及
杀菌剂浓度等。笔者通过试验分析辣木种子适宜的萌发条
件,从而提高种子的萌发率。
1 材料与方法
1. 1 供试材料及预处理 供试材料为从尼日利亚采收的传
统印度辣木种子,供试种子饱满、无虫蛀、无损坏。试验于
2015年 4 ~7 月在室内进行。萌发盘底面铺有湿润干净纱
布,将处理后种子播在上面,再盖 1 块干净的湿纱布。从放
入光照培养箱开始记时,每隔 12 h在纱布表面喷水,每隔 24
h记录种子的开始萌发时间、萌发数量。
1. 2 试验设计与方法
1. 2. 1 浸种温度、时间和培养温度试验。浸种温度设置 20、
40、60 ℃ 3个梯度,浸种时间设置 0、12、24 h 3 种,培养温度
设置 22、32、42 ℃ 3种(表 1) ,试验采用 L9(3
4)正交设计,开
展 3因素 3水平试验,将种子置于恒温水浴锅中浸泡,在光
照培养箱中培养。每处理 40颗种子,重复 3次。
正交试验具有综合可比性和均衡弥散性的优点,在浸种
温度、浸种时间和培养温度的正交试验中共安排 9 次试验。
对于正交试验某一因素的 3种水平而言,其余 2个因素的变
化处于完全相似的状态,则对应的该因素 3 种水平的指标综
责任编辑 高菲 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2016,44(6) :188 - 190,265
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2016.06.064
合平均值主要是由于该因素变化引起的。因此,该试验通过
综合平均值的比较,分别研究浸种温度、时间和培养温度 3
个因素对种子萌发率和发芽势的影响。
表 1 正交试验因素及水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal test
水平
Level
浸种温度
Soaking
temperature∥℃
浸种时间
Soaking
time∥h
培养温度
Cultivation
temperature∥℃
1 20 0 22
2 40 12 32
3 60 24 42
1. 2. 2 多菌灵杀菌试验。用 75%乙醇对萌发盘消毒,将纱
布和水经 121 ℃高压灭菌锅灭菌 30 min。在浸种时间为 12
h、浸种温度为 32 ℃、培养温度为 32 ℃条件下,用多菌灵浸
泡种子。设置多菌灵的稀释倍数分别为1 000倍、500倍、200
倍,用无菌水作对照,浸泡时间为 10 min,用无菌水清洗 5 遍
后,将种子播在萌发盘上,当种子表面布满菌丝视为污染,记
录后及时清理已污染种子。每处理 40颗种子,重复 3次。
1. 2. 3 光照、带种壳试验。在浸种时间为 12 h、浸种温度为
32 ℃、培养温度为32 ℃、多菌灵稀释1 000倍的条件下,以光
照带壳为对照,比较黑暗带壳、光照去壳处理对种子萌发的
影响。将培养箱光强调至 0 lx,作为黑暗处理;将培养箱光强
调至20 000 lx,作为光照处理。每处理 40颗种子,重复 3次。
1. 3 数据统计与分析 用 Excel2007 进行数据统计,使用
SPSS统计软件进行方差分析,种子萌发各指标计算方法
如下:
萌发率 =萌发种子数 /种子总数 ×100%
发芽势 =日最高峰时种子萌发数 /种子总数 ×100%
污染率 =污染的种子数 /种子总数 ×100%
2 结果与分析
2. 1 浸种温度、时间及培养温度对辣木种子萌发的影
响 图1为不同浸种温度下种子萌发率的变化情况。当浸种
温度为 60 ℃时,种子的萌发率最低,少数种子到播种第 4天
才开始萌发,播种第 8天停止萌发,萌发率为 5. 56%。20 ℃和
40 ℃条件下浸种,种子从播种第 2天开始萌发,到播种第 7天
结束萌发,萌发率最高。由此可见,高温浸种不利于种子萌发,
浸种温度应控制在 20 ~40 ℃。方差分析表明不同浸种温度处
理下辣木种子萌发率差异达到显著水平(P <0. 05)。
图 2为不同浸种时间下种子萌发率的变化情况。不同
处理在播种第 2 ~3天开始有种子萌发,到播种第 7 ~ 8 天种
子萌发结束。但在该试验范围内,浸种时间对萌发率没有明
显影响。方差分析表明,不同浸种处理间辣木种子萌发率差
异没有达到显著水平(P >0. 05)。
图 3为不同培养温度下种子萌发率的变化情况。在 42
℃条件下培养,种子萌发率较低,只有 20. 3%;在 32 ℃条件
下培养,种子在第 2 天开始萌发,萌发率最高;在 22 ℃条件
下培养,种子推迟到第 4 天才萌发。由此表明,32 ℃是辣木
种子萌发的最佳培养温度。方差分析表明,不同培养温度处
理下辣木种子萌发率的差异达到显著水平(P <0. 05)。
图 1 浸种温度对辣木种子萌发率的影响
Fig. 1 Effects of soaking temperature on seed germination rate
of M. oleifera
图 2 浸种时间对辣木种子萌发率的影响
Fig. 2 Effects of soaking time on seed germination rate of M.
oleifera
图 3 培养温度对辣木种子萌发率的影响
Fig. 3 Effects of culture temperature on seed germination rate of
M. oleifera
2. 2 多菌灵处理对辣木种子萌发的影响 由图 4 可知,与
对照相比,多菌灵能够抑制种子的污染,不同浓度多菌灵处
理的种子萌发率和污染率没有显著影响,但使用多菌灵处理
的种子污染率显著低于对照。综合考虑,选用 1 000 倍的多
菌灵浸泡种子即可达到杀菌的目的。
2. 3 光照和种壳对辣木种子萌发的影响 由表 2 可知,全
天光照和全天黑暗对种子萌发率和萌发势的影响没有显著
差异。种壳对种子萌发率的影响没有显著差异,种子剥壳后
培养,发芽势明显提高,第 2 天发芽势达 70%以上,出苗整
齐,种子发芽维持时间最短,到第 4天萌发率达到最大值。
98144 卷 6 期 林孟飞等 环境条件对辣木种子萌发的影响
注:各指标上小写字母表示差异显著(P <0. 05)。
Note:The different louercases of each index indicated significant
differences at 0. 05 lavel.
图 4 不同稀释倍数多菌灵对辣木种子萌发率和污染率的影响
Fig. 4 Effects of dilution times of carbendazim on seed germina-
tion rate and infection rate of M. oleifera
表 2 光照和种壳对辣木种子萌发的影响
Table 2 Effects of illumination and seed coat on germination rate of
M. oleifera
处理
Treatment
萌发率
Germination
rate∥%
发芽势
Germination
vigor∥%
黑暗带壳 Darkness with coat 70 ±0. 08 29 ±0. 08
光照带壳 Illumination with coat 60 ±0. 14 27 ±0. 01
光照去壳 lumination without coat 79 ±0. 17 71 ±0. 06
注:表中数据均为平均值 ±标准误,n =3。
Note:Data in the table were mean value ± standard error,n =3.
3 结论与讨论
(1)该试验将辣木种子在 60 ℃恒温水浴锅中浸种得到
萌发率只有 5. 56%,比 20 ~ 40 ℃浸种处理的萌发率低 25. 6
个百分点,这与孔令芳等[17]研究结果不同,这可能是浸种处
理时间不同引起的。该试验表明,辣木种子最佳萌发的培养
温度为 32 ℃,与龚德勇等[18]研究结果基本一致。
(2)冯燕燕等[19]研究表明多菌灵能显著促进土壤纤维
素酶和脲酶等活性,有效降低土壤中真菌群落数量;张浩
等[20]研究表明多菌灵在大豆植株内的消散速度快于土壤,
收获期子粒最终残留量为 0. 005 mg /kg,低于 FAO定义的多
菌灵在大豆中的最大残留量(MRL,0. 200 mg /kg)。目前,多
菌灵较多用于食用植物,如葡萄[21 -22]、人参[23]、香菇[24]等,
但最终的残留量都低于 MRL 值,所以用多菌灵处理不仅能
降低污染,而且还安全可靠。该研究表明,选用 1 000倍的多
菌灵浸泡种子可达到杀菌的目的。
(3)光照能影响很多植物种子萌发,如能促进细叶青蒌
藤[25]、百合[26]等植物种子萌发,同时也会抑制沙芥和斧翅沙
芥等植物种子[27]萌发。该试验表明,在种子萌发期间,光照
有无对辣木种子萌发并没有影响,而关于光周期变化和光照
强弱对辣木种子代谢过程是否有影响还需要进一步研究。
(4)不同植物种壳在解剖学上有较大差异,厚壁保护细
胞的层数、角质层的有无、种壳的质地决定了种子的吸水性
和透气性。种壳的作用具有两面性:一方面,在萌发的第一
阶段,种壳作为一道物理屏障能够调节种子的膨胀速度,防
止快速膨胀、损坏细胞膜;另一方面,种壳中存在抑制物或是
由于机械阻力[28]抑制种子萌发,如辽东栎种子因覆盖胚根
的种壳角质层较厚且具有一层致密的栅栏组织而限制其萌
发[29],但也有研究表明种壳对萌发没有影响[30]。该试验结
果表明,虽然种子有无种壳对萌发率没有影响,但剥壳有助
于种子提早萌发和出苗整齐。
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(下转第 265页)
091 安徽农业科学 2016年
图 1 不同区域(a)、不同规模(b)、不同类型(c)和不同阶段(d)矿业城市效率收敛性
Fig. 1 Convergence of mining city efficiency with different scales (b)and types (c)in different regions (a)at different stages (d)
籍制度改革、建设用地指标、国家重大项目布局等方面可以
给予中心城市更多的优惠政策,通过中心城市的发展壮大,
实现城市效率的有效提高;②相对于理想决策单元,中国矿
业城市效率相对较低,各个城市应当进一步优化产业结构,
扶植支柱产业的发展,加强区域之间的交流与合作,加快基
础设施建设,做大城市产业群和发展产业带,促进城市效率
的提高;③技术进步和制度创新对城市效率的影响比较明
显,城市应当转变粗放的经济增长方式,加强技术创新和先
进技术的应用,创新管理体制机制,营造良好的发展环境,吸
引高技术人才前来就业;④DEA方法采用内生法确定各要素
之间的权重,但是城市效率评价的各要素是相互影响和制约
的,如何合理有效地评价城市的效率,则是今后的研究方向。
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檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
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(上接第 190 页)
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56244卷 6期 赵一鸣等 城市转型背景下的中国矿业城市效率评价