全 文 ：第 3 卷 1 9 9 5
V o l
.
3 N o
草 地 学 报
A C T A A G R E S T IA S IN IC A
年 _
1 9 9 5
蓝花棘豆硬实种子特性的研究
徐本美
(中国科学院植物研究所北京植物园 , 北京 1 0 0 0 93)
白原生 梁飞凤 孙 洁 刘宝莲 王海平
(山西省农牧厅牧草站 , 太原 0 3 0 0 01 )
摘要 : 每天从发芽皿中挑选吸胀的蓝花棘豆种子作为对照 。第一天的称为 C K I , 依此类推分
别为 C K : , C K 3 ⋯⋯等 。 对照种子的硬实程度随着吸胀时间的延长而增强 , 即 CK S> CK ; > C K 3 >
C K Z > C K
, 。 将第八天尚未吸胀的作为硬实种子 。 用浓硫酸处理 25 分钟 。 结果表明 , 硬实种子的
发芽率 、活力指数 、脱氢酶活性及抗逆性均高于对照 。 后者 CK I~ C K S 的上述指标呈逐渐上升趋
势 。 硬实种子的电导率则低于对照 。 后者 C K , ~ C K S 电导率呈下降趋势 。 综上所述 , 作者认为蓝
花棘豆中硬实种子的活力高于非硬实种子 , 其活力随着硬实程度的增加而递增 。
关键词 : 硬实种子 ; 蓝花棘豆 ; 种子括力
1 前言
蓝花棘豆 (ox yt ro p众一~
le 。 ) 分布于我国亚高山和森林草地 , 是棘豆属中唯一不使家
畜中毒的优质牧草 。 1 9 8 4 年山西省牧草站用其野生种子进行驯化栽培研究 , 1 9 9 1 年经农业
部牧草品种审定委员会审定登记为野生驯化牧草品种 (编号 09 2 ) 。 蓝花棘豆耐寒力强 , 生长
期长 , 叶量丰富而营养价值高 , 无毒性 , 是一种优良的放牧型下繁草 。
由于存在坚硬种皮而透水性低的硬实种子 , 导致 出苗率低 , 出苗不整齐 , 为生产带来诸
多不便 。 因此 , 近年来硬实种子的性状一直为人们所关注 。 有关形成硬实的内外条件及破除
硬实方法方面的研究 已有不少报导 (M o tt 和 M ek e o n , 1 9 7 9 ; K o w itha ya k o r n 和 H ill, 1 9 5 2 ;
徐本美和顾增辉 , 1 98 5 ; 徐本美等 , 1 98 9 ; 宋淑明等 , 1 9 9 4 ;浦心春等 , 1 9 94 ) 。 广大种子检验工
作者更为关注如何正确评价硬实种子 。目前国际种子检验规程将硬实列入未发芽种子范畴 ,
检验结果只需填报种子的硬实率 ;我国林木种子检验规程提出“硬实种子应在表中注明” ; 我
国农作物种子检验规程的附录 中只提及破除硬实种子的方法 ; 我国牧草种子检验规程规定
“硬实百分率应与发芽百分率分开 ” 。上述规程中关于硬实的论述表明其真实性并未被揭示 ,
我们受硬实长寿命论点(克罗凯尔和 巴尔顿 , 1 95 9 ;赵同芳 , 1 9 9 4) 的启示 , 首先以蓝花棘豆种
子进行此项研究 , 以种子活力理论为基础 , 运用生理生化方法将硬实与不同硬实程度的种子
进行比较分析 ,试图探明蓝花棘豆硬实种子的性质 , 以期为牧草种子的检验和生产提供理论
依据 。
2 材料与方法
蓝兰棘豆种子龄 1 9 90 年采收于 山西五台山 。 经直径为 1 . 8 、 1 . 5 和 1 . Zm m 种子园筛筛
选后分为大 、中 、小粒 。
3 0 6 草 地 学 报 1 9 9 5 年
2
.
1 硬实种子
取八天后未吸胀的种子作为实验的硬实种子 。
2
.
2 对照种子
挑出 24 小时后 吸胀的种子作为对照第一天 , 以此类推直至第五天 , 文中分别以 C K ; 、
c K
Z 、
c K
。、
c K
; 及 c K 。表示 。 相应每天用硫酸 (比重 1 . 8 4) 处理硬实种子 25 分钟后与对照种
子同步发芽 , 以便进行各项 比较实验 。 每项实验种子用量为 2 ~ 2 . 5 9 , 对照按吸胀时间的长
短视为不同硬实程度的种子 , 其中 C K 、吸胀时间最短 , 硬实程度最低 , 相 比之下 CK : 硬实程
度最高 。
2
.
3 电导测定
将种子洗净 , 各取 40 粒中粒种子 , 定容于 6 m l重蒸水中 , 置于 25 ℃中 2 小时后以上海
D D S一 n A 型电导仪测试 。 本实验为逐 日取材 ,逐 日测定(徐本美等 , 1 9 8 3 ) 。
2
.
4 能量(A T P )测定
用萤光素酶法 , 取 30 粒中粒种子 , 加丙酮固定 , 加热 5 分钟挥去丙酮 , 再加 3 m l蒸馏水
加热 7 分钟 。 吸 0 . 25 m l提取液 , 置于 FG 一 2 0 型发光光度计暗盒中 , 并注入 lm l萤光素酶 ,
记录发光强度 。 本实验为逐日固定对照种子 ,再与硬实种子同步测定 A T P (徐本美和顾增辉
等 , 1 9 94 ) 。
2
.
5 脱氢酶活性 (T T C )浏定
将 30 粒中粒种子剥去种皮 , 倒入 0 . 1 %T T C 溶液 4 m l, 置于 38 ℃黑暗下染色 1 小时 , 再
倒入 80 %丙酮液 2 . 5 m l, 置于 54 ’C中 4 . 5 小时后在 7 2 一1 型分光光度计 4 9 0n m 中测试 。 本实
验为逐 日取材逐 日测试 (徐本美等 , 1 9 8 2 ; 虞锦林 , 1 98 5 ) 。
2
.
6 杭逆实验
2
.
6
.
1 抗盐实验 取吸胀第二天的对照小粒种子与硬实种子比较 。 加 0 . 5 %N aCI 溶液 , 培
养皿在室温 13 一 1 9 C下发芽 。
2
.
6
.
2 抗冷实验 取吸胀第一天的中粒对照种子及硬实种子为材料 , 置于 4 ℃中 48 小时
后转入室温发芽 。
2
.
6
.
3 老化实验 将吸胀第二天的对照种子与硬实中粒种子置于 28 ℃中 24 小时后转入
室温发芽 。
3 结果与分析
3
.
1 种子的基本性状
在 4 0 9 种子 中大粒占 25 % , 中粒占 61 % , 小粒占 n . 3 % , 淘汰瘪粒占 2 . 7 % 。 种子千粒
重 3 . 1士 0 . 19 。
3
.
1
.
1 发芽率及硬实率 大粒种子发芽率为 5 4 . 4 % , 硬实率为 3 2 . 6 % , 中粒为 64 和 23 .
9 %
, 小粒为 54 . 4 和 37 % 。 大 、小粒种子发芽率相近 , 中粒略高 。 中粒的硬实率则偏低 。
3
.
1
.
2 大 、中 、小粒硬实性状 比较 大 、中、小粒种子用硫酸处理硬实的时间分别为 26 、 24
及 2 分钟 , 结果发芽率分别为 93 . 8 、 95 . 1 和 95 . 5 % , 单株平均苗重分别为 2 . 9 、 15 . 3 和
1 4 m g
, 活力指数分别为 1 4 0 8 、 7 1 5 和 5 80 。说明大 、中 、小粒硬实种子虽发芽率相近 , 但苗重及
活力指数均 以大粒种子最高 , 这与大粒种子养分较多有关 , 中粒次之 , 小粒最差 。
3
.
1
.
3 种子的吸胀与发芽 种子 (中粒 )入皿后第 1 ~ 4 天的吸胀率虽相似 , 分别为 14 . 3 、
第 4 期 徐本美等 : 蓝花棘豆硬实种子特性的研究 30 7
12
.
0
、
1 6
.
3 和 1 5 . 8 % , 但吸胀所需时间并不相 同 , 至第五天吸胀率则下降到 6 . 5 % , 并随着
吸胀时间的延续而继续降低 。若将第一天吸胀的种子视为非硬实粒 , 则种子的硬实程度是随
着吸胀天数的延长而逐步加强 。 第 7 天降至 2 . 3 % , 由于第 8 天的吸胀率为 1 % , 因此将其定
为本实验所需的硬实种子 (图 1 ) 。
一曰†川日⋯月几川l屯 J‘ ,f ‘仁 黔又卜霉是弃卜炸公.决ƒŽ”乙
了ƒ扣,1.”,”三r…J一-)-lJ(l,户
门0j公勺l几. -‘试二沈产-尸1”工Ž一三l杯李仁之味彭穿
叹帐 才川卜 . 1 知川下 tl rn r ‘击洲
(
’
K
.
f K 从、 K f K
发芽解
贬代 r n 飞汗l a 日曰n r决了(
〔K L一K
.〔’K , t K ‘
l劝 告、
S‘以 1卜日反 }门 1只口飞
t K C K 沐一 K ( K
今为 片宝艾
丫1 9 才 川 d e x
图 1 蓝花棘豆种子吸胀与萌发 图 2 硬实与对照种子的活力比较
Fig
.
1 Im bib it io n a n d g e rm i n a t io n o f o x 夕tr P钻 F ig . 2 Co m p a r i s o n o f v i g u o r be tw e e n h a r d s e e d
‘。吧
ru lea S
e e d s a n d e o n t r o l s e e d
3
.
2 发芽率与活力变化
图 2 表明对照种子 (C K , ~ CK ; )是随着硬实程度的增加 , 其发芽率逐步提高 , 种苗生长
速度随之加快 , 活力指数则不断增加 。 硬实种子 ( T r )的各类测试指标均大于对照 C K 。 其 中
对照与硬实种子的发芽率在第 1 天差异最大 (达 1 . 4 倍 ) , 而 CK Z 、CK , 与 C K 、之间的发芽率
则较相近 。 种苗平均长度指标拉大了 C K , 与 C K ; 的距离 , 而活力指数则明显地表现出对照
种子之间的差异 , 从而再次证明活力指数是揭示种子质量差异的理想指标 。
3
.
3 电导率变化
表 1 的数据表明逐 日吸胀的对照种子的电导率均高于硬 实种子 , 但增加的幅度是随着
赵期长时间的延长而逐渐减小 , 在第1天对照种子的电导率高于硬实 1 . 23 倍 , 第2天高 45 . 1 % ,
表 l 硬实 (T r )与对照 (C K )种子
电导率及 T T C 含t 的比较
T a b
.
1 C o m Pa r iso
n o f e o n d u c t iv ity a n d T T C
b e t w e e n h a r d s e e d a n d e o n t r o l s e e d
表 2 硬实 (T r ) 与对照 (C K )种子
的 A T P 水平变化
T a b
.
2 C h a n g e o f h a rd s e e d a n d e o n t r o l
s e e d o n A T P le v e l
种子
S e e d
电导率
Co n d u e t i v it y
” e m /S e e d
光密度
O p t ie a l d e n s ity
( 4 9 0 n m )
种子 e K I e K 、 e K ; T r
C K z 1 1 7
.
4 0
.
3 8
T r
l
5 2
.
5 0
.
4 6 5
C K Z 8 0
.
4 0
.
4 2
T r Z 5 5
.
4 0
.
4 6 7
CK 3 6 5 0
.
4 6
T r 3 5 8
.
3 0
.
4 7 7
CK
;
6 3
T r
; 6 0
Se
e d
A T P 水平
(发光强度 ) 1 17 . 5士3 . 5 122 . 5士1 . 7 1 85士0 1 95士2 . 1
A T P le v e l
( Illu m i n a t in g
in t e n s it y ) x 1 0 一 ‘
o
3 0 8 草 地 学 报 1 9 9 5 年
第 3 天高 n . 5 % , 第 4 天仅高 5 . 5 % 。 这是因为随着吸胀时间的延长 , 种子的硬实程度逐步
增加 , 但其老化程度则相应减弱 。 老化程度越高 , 细胞膜受损程度越严重 , 外渗物随之增多 ,
其电导率则逐步增高 。
3
.
4 脱氢酶活性变化
表 1 的结果说明硬实种子的 T T C 含量均高于对照种子 , 相比之下第 1 天硬实种子 的
T T C 含量大于对照 2 . 4 % , 第 2 天> n . 2 % , 第 3 天 > 3 . 7 % , 此时两者的脱氢酶活性已相
近 。 随着硬实程度的增加 , 对照种子 C K I~ CK 3 的 T T C 含量也逐渐提高 , 但增值缓慢 。 硬实
种子的脱氢酶活性高 , 呼吸作用增强 , 是种子活力高的表现 。
3
.
5 A T P 变化
分析表 2 可见 , 随着对照种子硬实程度的增加 , 其萌动时的A T P 水平逐渐提高 。第 1 天
对照种子的 A T P 水平最低 , 是种子老化程度高活力低的表现 。 硬实种子的 A T P 含量最高 。
其结果与活力指数测试结果 (图 2) 相符合 , 即活力指数高的硬实种子的 A T P 水平也高 。 由
此可见 , A T P 是测试种子活力水平较为敏感的指标 。
3
.
6 种子的杭逆性
逆境实验是鉴定种子活力的方法之一 。 实验结果表明 , 在抗冷 、老化和抗盐处理中对照
种子发芽率均呈下降趋势 , 生长势减弱 , 活力指数下降 。 相反 ,硬实种子的抗逆能力较强 。
表 3 硬实(T r )与对照 (c K )种子的抗逆性实验
T a b
.
3 C o m P a riso n o f r e sist a n ee b e tw e e n h a rd se e d a n d e o n t r o l se ed
处理 种子 发芽率 苗长或苗重 活力指数
T r e a tm e n t S ee d Per ee n t a g e o f Le n g t h (m m ) o r V ig u o r in d ex
g e rm in a tio n W t (m g )
o f s ed dlin g
抗冷 T r 9 5 . 5 1 5 . 5 (m g ) 1 2 4 . 5
C o ld
4 C 2 d a y C K
I
3 1
.
8 1 0
.
0 (m g ) 2 4
.
2
老化 T r 5 2 2 1 . 7 (m g ) 3 9 0 . 6
A g in g
2 8 ℃ 1 d a y C K : 6 3 . 6 1 6 . 4 (m g ) 2 2 9 . 6
抗盐 T r 5 4 2 0 . 4 (m g ) 1 7 . 3
0
.
5肠 N a CI C K : 5 2 1 5 . 5 (m m ) 1 0 . 5
表 3 所列的三类抗逆处理中 , 硬实种子的抗冷能力较强 , 经冷处理后仍保持较高的发芽
率 , 其活力指数大于对照种子 4 倍 。种子的抗寒力与蓝花棘豆在生长后期抗寒能力特强的性
状相一致 , 在五台山顶年均温为 。‘C , 最低温达一 4 C的环境中仍能安全越冬 。 相反种子的
抗热性能极差 , 结果与种子的最适发芽温度偏低 (20 ℃ )有关 , 种子在 30 ℃中颗粒不发 。 种子
在 0 . 5%N a CI 溶液 中 , 虽生长启动慢 , 比正常发芽晚一天 , 发芽历程也 比正常发芽推迟两
天 , 但仍表现出一定的抗盐能力 ,而在 1 %N aCI 溶液中 ,对照与硬实种子均不能萌发 。
4 结论与讨论
4
.
1 蓝花棘豆中硬实种子的活力高于非硬实种子 , 其活力随着硬实程度的增强而升高 。
4
.
2 硬实的形成与种子成熟度密切相关 , 成熟度差的种子硬实数量较少 , 而充分成熟种子
中的硬实数量则多 , 种子成熟的过程中 ,果胶等物质在种皮中逐渐累积 , 使种皮的不透水性

3 1 0 草 地 学 报 1 9 9 5 年
8 浦心春 、韩建国 、李敏 , 1 9 9 4 , 结缕草种子脱落酸含量及打破休眠的研究 , 草地学报 , 2 (1 ) : 30 ~ 35
9 赵同芳 , 1 9 8 4 , 种子寿命与贮藏 , 种子 , (1 ) : 78 一 83
10 浙江农业大学教研组 , 1 980 , 种子工作间答 , 上海 :上海科技出版社 , 21 一 25
H 虞锦林 , 1 9 8 5 , 用浸提法测定水稻种子的还原态 T T C , 种子 , (5 ) : 32 ~ 3
12 克罗凯尔 , W . , a n d L . V . 巴尔顿著 , 张永平等译 , 1 9 5 9 , 种子生理学 , 北京 :科学出版社 , 17 9 ~ 18 3
1 3 M o t t
,
J
.
J
. , a n d G
.
M
.
M
e k e o n
,
1 9 7 9
,
E ffe et o f he a t tre a tm e n t in br e a k in g ha r d see d n e s s in fo u r
sp e e ie s o f s tylo s a n th es
,
S e ed Sc i
en e e a n d Te
e h n o lo g y
,
7 (l )
:
1 5~ 2 5
1 4 K o w ith a ya k o r n
,
L
, a n d M
.
J
.
H ill
,
1 9 8 2
,
A st u d y o f lu e er n e se e d d e v e lo Pm en t an d so m e a sPe e ts o f
ha r d se e d e o n te n t
. 决e d Sc ie n e e a n d Te c h n o lo g y , 1 0 (2 ) : 1 7 9~ 1 5 6
A S tu d y o n th e P r o Pe r ties o f H a rd Se d o f o x ytro Pis coe 川le a
X u Be
n m ei
(B e ijin g B o t a n ie a l G a rd e n
,
In s tit u te o f 13o t
a n y
,
C h in e se A e a d em y o f Se ie n e e s
,
13e ijin g 一0 0 0 9 3 )
B a i Y u a n sh e n g I
J
ia n g Fe ife n g Su n Jie Liu B a o lia n W
a n g H a ip in g
(T h e Fo r a g e S ta t io n
,
T h e A g rie u lt u r e a n d A n im a lH u sb a n d ry
D e p a r tm e n t o f Sh a n X i P r o v in e e
,
T a iy u a n
,
0 3 0 0 0 1 )
A bs tra e t : A s e o n t r o l se e d (CK )
, the im b ibin g s ee d w a s se le e ted fr o m th e s ee d s o f O x 夕zro P舀 c o e r u le a in
g e r m in a tin g d isk ev er y d a y
.
T he im b ibin g se ed s fr o m the fir s t d a y t o th e fifth d a y w e r e r e sp e e tiv e ly e a lle d
C K ,
,
C K :
, a n d 5 0 o n
.
A s im b ib in g tim e w a s g e t tin g lo n g
,
h a rd d e g r e e o f eo n t r o l se e d in er e a se d g r a d u a lly
,
1
.
e
.
C K S> C K
:
> C K
3
> CK
Z
> CK
, .
T he n o n
一
im b ibin g s ee d o f th e e ig h th d a y w as e a lled h a rd s e e d
.
It n e e d s t o
be s o a ke d w ith e o n ee n t r a t e d s u lPh u r ie a e id fo r 2 5 m in u te s
.
T he r e s u lts o f e x p e r im e n t sh o w ed th a t the g e rm i
-
n a tio n p e r e e n t a g e
, th e v ig o u r in d e x
,
A T P le v el
, eo n te n t o f T T C a n d r e sis t a n e e o f ha r d se e d w er e a ll in
-
e r e a s ed e le a rly in e o m p a r is o n w ith e o n t r o l s e e d s
, a n d th e a b o v e in d e x e s fr o m C K I t o C K S h a d a t e n d e n e y to
r a is e
.
B u t eo n d u e tiv ity o f ha r d se ed w a s d e c r e a se d in e o m p a r is o n w it h eo n tr o l se e d
, a n d e o n d u etiv ity fr o m
C K I t o C K S a lso w
a s r e d u e ed slo w ly
.
T he a u th o r s e o n s id e r th at v ig o u r o f ha r d s ee d o f o 了夕tro P is c o er u lea 15
hig h e r th a n n o n
一
h a rd se e d
.
V ig ou
r o f h a rd s e ed in e r e a se s w it h in e r e a sin g o f ha r d d eg r e e
.
K ey W
o r d s : H a rd se ed ; O x 夕t少o Pls coe r u lea ; Se ed v ig o u r