全 文 ：收稿日期:2008-03-30
基金项目:西部地区特色植物种质资源数据平台项目(505016)资助。
作者简介:王丽娟(1979-),女 ,内蒙古通辽人;在读博士研究生 ,研究
方向:植被恢复与城乡绿化。
吸湿 -回干处理对披碱草属种子萌发和耐高温的影响
王丽娟 , 李青丰 , 卢苓苓
(内蒙古农业大学生态环境学院 , 呼和浩特 010019)
摘要:研究了老芒麦 、披碱草两种禾本科披碱草属牧草种子的吸水特性 ,及在吸湿 -回干处理下不同温度和不同处理的
萌发情况。结果表明:老芒麦和披碱草发芽率 、发芽速度和发芽整齐度均在 25℃下最高。老芒麦在吸水达最高吸水率
50%发芽率和发芽速度最高 ,披碱草在吸水达最高吸水率 100%发芽速度最高 , 30%的发芽率最高 , 发芽的整齐度均为
对照最高。经吸湿 -回干处理后 ,种子在 35℃和 40 ～ 25℃高温逆境下的活力表现有明显差异。表明老芒麦和披碱草
种子经吸湿 -回处理后有利于抗高温能力的提高。
关键词: 吸湿回干;种子处理;披碱草属种子;萌发
中图分类号: S54 文献标志码: A 文章编号: 1001-4705(2008)08-0014-05
EfectsofHydration-DehydrationTreatmentonGerminationand
high-temperatureToleranceofWildRyegrassSeeds
WANGLi-juan, LIQing-feng, LULing-ling
(ColegeofEcologyandEnvironmentalScience;InnerMongoliaAgriculturalUniversity, Hohhot010019, China)
Abstracts:WaterabsorptionbehavioursandgerminationperformancesofElymussibiricusandElymusdahuri-
cusseedsunderdiferenttemperatureswithhydration-dehydrationtreatmentswereprobed.Theresultsshow:
Germinationpercentage、germinationspeedanduniformityofElymusibiricusandElymusdahuricusseedsare
highestunder25 ℃.Highestgerminationpercentageandgerminationspeedareachievedwiththehydration-
dehydrationtreatmentsunder50% ofimbibitionforElymusibiricusseed.Highestgerminationpercentageisa-
chievedwith30% imbibitonandhighestgerminationspeedisachievedwith100% imbibitionforElymus
dahuricusseed.Highestgerminationuniformitiesareachievedwithuntreratedseedsforboththetwospecies.
Hydration-dehydrationtreatmentshaveprofoundefectsonseedtolerancetohightemperaturesintermsofseed
vigourlevelunder35℃ and40-25℃germinationconditionsforboththetwospecies.
Keywords: Hydration-Dehydrationtreatment;seedtreatment;wildryegrassseed;germination
种子吸湿 -回干处理即先令种子在某种介质中吸
水 ,然后再使其回干脱水的过程 。
该方法是前苏联人金杰里在 1946年作为一种提
高作物抗旱能力的方法而首次提出来的 [ 1] 。他用该
方法处理了小麦 、燕麦 、玉米 、番茄 、向日葵 、甜菜等多
种农作物。据他的资料显示 ,经过种子处理的农作物
增强了物质代谢能力 、光合作用能力 、酶活力和蒸腾作
用 [ 1, 2] 。已有许多研究者运用吸湿 -回干处理的方法
对种子进行播前处理 ,以期提高种子的发芽率 、出苗
率 、出苗的整齐度和种子的抗逆性[ 3 ～ 5] 。张春来等发
现吸湿 -回干处理可以提高不同活力甜菜种子的发芽
率 ,促进甜菜幼苗早期生长 ,使甜菜种子发芽进程明显
加快[ 6] 。 Koler的试验研究证明:吸湿回干提高了某
些沙漠种子的发芽率[ 7] 。近些年来 ,吸湿回干作为种
子的播前处理方式已经成为蔬菜和农作物种子的常用
技术[ 2, 5, 6] 。而在牧草种子中类似的研究较少 。通常
牧草种子萌发所能承受的最高温度为 35℃,牧草种子
在萌发过程中 ,经常会遇到短暂高温的情况 [ 8] ,研究
吸湿 -回干处理对牧草种子萌发和耐高温的影响。旨
在为提高种子发芽率发芽速度和耐高温能力 ,保证种
苗的成活率 ,促进人工草地建植提供理论依据 。
1 材料与方法
1.1 材 料
老芒麦 (Elymusibiricus)和披碱草 (Elymus
dahuricus)均于 2004年采自内蒙古多伦县。采收当
年的千粒重和发芽率分别是 3.81g、5.14g和 95%、
96%。供试种在室内自然条件下贮藏。试验开始于
·14·
第 27卷 第 8期 2008年 8月 种 子 (Seed) Vol.27 No.8 Aug. 2008
DOI :10.16590/j.cnki.1001-4705.2008.08.053
2006年 4月初。
1.2 试验方法
1.2.1 种子处理
(1)种子吸水特性:精确称取 3.00 g供试种子。
在室温下 ,将供试牧草种子浸于自来水 (水温 15 ℃)
中 ,观察种子的吸水状况 。每隔 2h将种子从水中取
出 ,用滤纸将种子表皮的水分吸干 ,称重 ,直至种子重
量基本稳定为止 。
种子吸水量(g)=吸水后种子重量(g)-3.00(g)
根据种子吸水量计算种子吸水率 。
种子吸水率(%)=种子吸水量 /3.00(g)×100%
根据种子吸水率的变化建立种子吸水率变化曲
线 。
(2)种子吸湿 -回干处理:根据牧草种子吸水率
变化曲线 , 在种子吸水率达到最大吸水率的 30%,
50%, 80%和 100%时将种子取出 ,在室内 19 ～ 21℃通
风条件下自然风干至种子吸湿前的重量。然后分别在
温度为 25℃和 35℃的恒温发芽箱中进行萌发试验。
据牧草种子浸种程度的不同 ,将对 30%、50%、80%和
100%吸水率种子的风干处理分别用 T30 、T50 、T80和
T100表示 ,没有经过浸种回干处理的对照组用 ck表示 。
(3)种子耐高温试验:将经过吸湿 -回干处理的
牧草种子 ,在 40℃的恒温培养箱内进行萌发 ,分别于
萌发过程中的第 5天和第 8天转入 25℃的恒温培养
箱 ,进行萌发的观察和测定。可以将其称为种子的耐
高温测定。将 40℃萌发 4d转入 25℃下和 40℃,萌
发 7d转入 25℃下 ,分别表示为 40℃(4)-25℃和 40
℃(7)-25℃。
1.2.2 种子萌发试验
将经过吸湿 -回干处理的牧草种子按照国际种子
检验规程[ 9]进行萌发测定。 4次重复 ,每重复 50粒种
子 。逐日统计种子发芽个数 ,计算发芽势(即在置发
芽床的第 4天的发芽率);测定胚芽生长势(即在置发
芽床的第 7天将 4个重复的胚芽集中在一起 ,在 60℃
的恒温干燥箱内干燥 12h后称量胚芽干重)。耐高温
试验部分的发芽势和生长势均从转入 25℃的培养箱
开始算起。每隔 24h计数发芽种子数 , 14天后计算种
子的最终发芽率 (G)。发芽指数(GI)和简化活力指
数(VI)由下述公式计算求得。 GI=∑ (Gt/Dt), Gt
表示每天发芽种子个数 , Dt表示发芽的天数 [ 10] ;简化
活力指数(VI)=G×S, S=胚芽干重 。
1.3 数据处理
用 Excel做图;用 SAS软件进行方差分析并进行
Duncans差异显著性分析检验。
2 结果与分析
2.1 种子的吸水特性
水分条件是种子萌发的生态条件之一 。种子吸水
萌发时的吸水状况与植物种类有关 ,也与种子形态 、结
构 、化学成分及品种有关。两种牧草种子吸水率随时
间变化趋势如图 1。
图 1 牧草种子吸水率曲线
老芒麦种子最高吸水率为自重的 89.69%,吸水
2h达到最大吸水率的 30%以上 ,吸水 6h达最高吸水
率的 50%左右 , 18 h达最高吸水率的 80%左右 , 36 h
达到最高吸水率 。
披碱草种子的吸水特性类似于老芒麦种子 。最高
吸水率为自重的 85.12%,吸水 2h达到最大吸水率的
30%以上 ,吸水 4h达最高吸水率的 50%左右 ,吸水 18
h后达最高吸水量的 80%左右 ,吸水 28h达最高吸水
率 。
2.2 吸湿 -回干处理后种子的萌发情况
2.2.1 发芽率
老芒麦种子经吸湿 -回干处理后在不同温度条件
下萌发 ,结果表明:吸湿程度不同对发芽率的影响不同
(表 1)。
在 25℃、35℃和 40℃(4)-25℃温度下 ,不同程
度的吸湿 -回干处理与对照相比较均没有显著性差
异 ,说明在环境温度较适宜和高温逆境持续时间较短
的情况下 ,吸湿 -回干处理对老芒麦种子的发芽没有
明显的影响 。但是在 40℃(7)-25℃温度下 ,老芒麦
种子不同的吸湿程度对其发芽率的影响显著不同 ,与
对照相比 , T30和 T50的发芽率没有显著差异 ,其余处理
的发芽率均在 0.05水平下显著降低。
披碱草种子经吸湿 -回干处理后 ,在不同温度条
件下萌发 ,结果表明:吸湿 -回干处理程度不同对发芽
率的影响不同(表 2)。
在 25℃、35℃和 40℃(4)-25℃温度下 ,不同程
度的吸湿 -回干处理与对照相比较均没有显著性差
异 。种子吸湿 -回干处理对披碱草和老芒麦种子发芽
·15·
研究报告 王丽娟 等:吸湿 -回干处理对披碱草属种子萌发和耐高温的影响
率影响的表现是一致的。在 40℃(7)-25℃温度下 ,
经吸湿 -回干处理的披碱草和老芒麦种子发芽率的表
现略有不同 。除 T80的发芽率比对照显著降低外 ,其他
处理与对照的差异均不显著(F=1.68, p>0.207 0)。
表 1 不同吸湿 -回干处理后老芒麦种子的发芽率(%)
处理 25℃ 35℃ 40℃(4)-25℃ 40℃(7)-25℃
ck 91.00 88.50 80.00 72.00
T30 89.00 88.00 85.00 77.00
T50 94.00 90.00 87.50 66.00＊
T80 91.00 88.00 85.50 50.50＊
T100 92.50 87.00 81.50 57.50＊
注:＊表示与 ck比较 ,在 0.05水平下差异显著。下同。
表 2 不同吸湿 -回干处理后披碱草种子的发芽率(%)
处理 25℃ 35℃ 40℃(4)-25℃
40℃(7)
-25℃
ck 78.50 74.00 51.00 35.50
T30 83.50 69.50 58.00 42.50
T50 71.00 77.50 53.00 35.00
T80 83.00 76.50 55.00 30.00＊
T100 80.50 70.50 53.00 34.00
可以看出 ,种子处理本身并不能够对提高种子现
有发芽率有很大作用 。在 40℃(4)-25℃下 ,方差分
析结果显示差异不显著。但是经吸湿 -回干处理的老
芒麦和披碱草种子的发芽率均比对照高 ,说明在一定
程度上(40℃4 d),吸湿 -回干处理后种子对高温逆
境有一定的抵制能力 。在高温时间持续较长 40 ℃
(7)-25℃的情况下 ,老芒麦种子除 T30处理外 ,其他
处理的发芽率均比对照低 。说明在高温时间持续较长
的情况下 ,吸湿 -回干处理对老芒麦种子发芽率的影
响与种子吸湿程度有关 ,在吸湿 30%的情况下对种子
的发芽率有提高的作用 ,随着吸湿时间的延长 ,吸胀程
度的增加 ,种子的发芽率均下降 ,这可能与种子在吸湿
过程中的生理变化有关 ,具体关联有待进行进一步研
究 。
2.2.2 整齐度和发芽速度
通常发芽速度用发芽势来表示 ,种子萌发的整齐
度用发芽指数来表示。在不同温度条件下 ,吸湿 -回
干处理对老芒麦和披碱草种子发芽指数和发芽势的影
响不同(表 3、4)。
不同吸湿 -回干处理的老芒麦种子在 25℃、35
℃和 40℃(4)-25℃的温度条件下 ,在 F0.05水平下没
有显著性差异 ,在 40℃(7)-25℃温度条件下 , T80和
T100却显著降低(F0.05水平下)。这与发芽率的表现是
一致的 。
不同吸湿 -回干处理的披碱草种子的发芽指数与
老芒麦的发芽指数表现是一致的。种子处理不能够提
高种子发芽的整齐度 ,在高温逆境中(40℃7d),种子
处理破坏了种子发芽的整齐度 。尤其是种子吸胀程度
越高 ,这种作用越明显 。
表 3 不同吸湿 -回干处理后老芒麦种子的发芽指数
25℃ 35℃ 40℃(4)-
25℃
40℃(7)
-25℃
ck 9.36 9.13 9.51 4.98
T
30 8.98 8.45 9.60 5.20
T50 9.21 8.83 10.22 5.12
T80 8.96 8.43 9.89 3.96＊
T100 8.95 8.38 9.36 3.50＊
表 4 不同吸湿 -回干处理后披碱草种子的发芽指数
25℃ 35℃ 40℃(4)-25℃
40℃(7)
-25℃
ck 8.67 6.57 5.54 2.49
T30 8.03 6.75 6.02 3.21
T50 8.03 6.32 5.42 2.59
T80 7.94 6.41 5.57 2.14＊
T
100 7.83 6.68 5.72 2.10＊
吸湿 -回干处理对种子发芽势的影响有显著的不
同(表 5、表 6)。
表 5 不同吸湿 -回干处理后老芒麦种子的发芽势(%)
25℃ 35℃ 40℃ 4d
25℃14d
40℃ 7d
25℃ 14d
ck 80.00 62.00 60.00 0.00
T30 68.50＊ 37.00＊ 61.50 0.00
T50 83.00 63.00 73.50＊ 0.00
T80 76.00 72.50＊ 71.50＊ 0.00
T100 80.00 67.00 64.50 0.00
方差分析结果表明 ,在 25℃的温度下 ,吸湿 -回
干处理对老芒麦种子的发芽势除 T30显著降低外 ,其他
处理没有显著影响(F=5.26, P>0.075);对披碱草种
子的发芽势没有显著影响 。在 35℃的温度下 ,吸湿 -
回干处理后老芒麦种子的发芽势 T30显著降低 , T80显
著提高 ,其他处理没有显著影响;披碱草种子 T30 、T50
和 T100均 F0.05水平下显著降低 。在 40℃(4)-25℃的
温度条件下 ,吸湿 -回干处理对披碱草和老芒麦种子
的发芽势均有提高的作用 ,但提高的程度不同 。
可以说 ,在适宜的温度条件(25℃)下 ,种子处理
对发芽势的影响没有显著差异 ,在高温逆境测定中 ,种
子处理均能够提高老芒麦和披碱草种子的发芽势。说
明吸湿 -回干处理的种子能够在遭遇短期的高温逆境
后 ,当环境温度恢复到适宜的条件下时 ,提高种子的发
芽速度 ,缩短发芽时间。但是在高温时间持续(40℃
7d)过长的情况下 ,对照和各处理的发芽势均为零 ,说
明在高温时间持续 7d以上时 ,两种牧草种子的各处
理均不能够 4d内萌发 。
·16·
第 27卷 第 8期 2008年 8月 种 子 (Seed) Vol.27 No.8 Aug. 2008
表 6 不同吸湿 -回干处理后披碱草种子的发芽势(%)
25℃ 35℃ 40℃ 4d
25℃ 14d
40℃ 7d
25℃ 14d
ck 49.00 50.00 31.00 0.00
T30 42.00 21.50＊ 34.00 0.00
T
50 49.00 27.50＊ 42.50＊ 0.00
T80 56.00 53.00 36.00 0.00
T100 57.00 25.00＊ 35.00 0.00
在高温逆境中 ,种子吸湿回干的程度不同对其发
芽势的提高也有显著影响。老芒麦种子表现为 T50和
T80处理最好;披碱草种子表现为 T50处理最好。
2.2.3 简化活力指数
种子的简化活力指数表示了种子发芽的综合能
力 。简化活力指数的高低从一定程度上表示种子发芽
潜在能力的高低 。种子处理对老芒麦和披碱草简化活
力指数的影响表现基本一致(图 2、图 3)。老芒麦种
子在适宜的温度条件下 ,种子处理对简化活力指数的
影响不明显 。但是在温度较高(35 ℃)的(老芒麦 T30
处理和披碱草的 T30和 T100处理除外)各处理和高温恢
复 40℃(4)-25℃的各处理种子 ,简化活力明显比对
照要高 。尤其是老芒麦和披碱草种子的 T50处理表现
尤为明显。说明吸湿回干对牧草种子的发芽潜力有一
定的提高作用。可以说吸湿回干能够提高种子对高温
逆境的适应能力 ,但一定要掌握吸湿的程度。
图 2 老芒麦种子吸湿 -回干处理的简化活力指数
图 3 披碱草种子吸湿 -回干处理的简化活力指数
在高温持续时间过长(7d)的情况下 ,除 T30处理
外 ,其他各处理的简化活力指数均比对照低 ,这个结果
与吸湿 -回干对老芒麦和披碱草种子的发芽率的影响
是一致的。种子吸湿达最大吸水率的 30%时 ,对简化
活力有提高的作用 ,随着吸湿时间的延长 ,吸水程度增
加 ,种子的简化活力均下降 ,在吸水达最高吸水率的
80%时最低 。这说明在高温持续时间较长的情况下 ,
吸湿 -回干处理对种子有伤害的作用 ,这可能与种子
在吸湿过程中的生理变化有关 ,具体关联有其可能的
原因可以理解为:种子处理过程实际上就是对种子抗
逆能力的锻炼过程 ,在这种锻炼过程中 ,吸湿的程度不
同 ,种子内部所进行的生理过程不同 ,所以导致了牧草
种子对不同程度吸湿 -回干处理的不同反应。
3 讨论与结论
从播种到出苗 ,种子通常需要在变化的 ,甚至是不
利的土壤环境中留存一段相当长的时间。而种子在吸
胀期间是对环境变化极其敏感的 ,环境所带来的轻微
或突然的变化都会对种子的萌发产生深刻的影响。播
前进行种子处理的目的就是缩短播种至萌发的时间 、
提高种子的抗逆性 ,从而防止种子长时间存留在不利
的环境中使种子活力降低和由此导致的出苗不整齐和
弱苗等现象 。
许多研究指出 ,种子播前处理能够提高种子的发
芽率 、田间成苗率和幼苗的整齐度 [ 3, 11, 12] 。本研究表
明 ,吸湿 -回干处理过程中 ,吸湿的程度不同对老芒麦
和披碱草种子的发芽率 、发芽指数 、发芽势和简化活力
指数的影响不同 。
吸湿 -回干处理对老芒麦和披碱草种子发芽率的
影响 ,在高温逆境中均能够提高其发芽率 ,但提高的程
度与种子吸胀程度不同而不同 ,老芒麦为 T50最高 ,披
碱草为 T30最高。
吸湿 -回干处理对发芽指数均有降低的作用 ,说
明 ,吸湿 -回干处理对老芒麦和披碱草种子的出苗整
齐度有一定的破坏作用。
种子的发芽势表示种子发芽时间的快慢。发芽势
高说明种子能够较早的发芽。经过种子处理的老芒麦
和披碱草种子能够在高温逆境中提高其发芽势 ,即缩
短了种子在土壤中存留的时间 ,这样就有可能避免一
些不利环境因素对种子的伤害 。同时环境条件越是不
利(高温 ,如表 5、表 6),这种表现越明显。这说明 ,吸
湿 -回干处理能够提高老芒麦和披碱草种子的抗逆
性 ,即能够增强种子抵抗不利环境因素的能力 。
发芽率和简化活力指数是种子活力的主要表现形
式 。种子的活力自收获之日起就已决定。随着存放时
间的延长 ,活力水平只可能降低(有休眠和后熟的种
子除外)。 (下转第 21页)
·17·
研究报告 王丽娟 等:吸湿 -回干处理对披碱草属种子萌发和耐高温的影响
功酶酶带没有抑制效应。因此推测该药剂抑制种子发
芽的机制可能是通过抑制淀粉酶同功酶酶带的合成从
而达到抑制或延缓种子发芽。
图 1 1 ～ 3分别表示 D62A成熟期种子喷施 “ 920” 、正常发芽
和用筛选出的药剂处理 3种情况酶带 , 4 ～ 6分别表示 G46A
成熟期种子用筛选出的药剂处理 、正常发芽和喷施 “ 920” 3种
情况酶带
图 2 1 ～ 3分别表示 D62A黄熟期种子正常发芽 、用筛选出的
药剂处理和喷施 “ 920” 3种情况酶带 , 4 ～ 6分别表示 G46A黄
熟期种子正常发芽 、用筛选出的药剂处理和喷施 “ 920” 3种情
况酶带
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(上接第 17页)
因此 ,无论通过什么方式都不可能提高种子的活
力 。只能使这种老化及劣变的速度和程度减慢 ,也就
是说 ,通过对种子进行一定的处理 ,使种子提高自身抗
活力降低的能力 。吸湿 -回干处理在一定程度上能够
提高老芒麦和披碱草种子的发芽率和简化活力指数 ,
在吸湿达最大吸水率(50%)时 ,效果更加明显。换句
话说 ,吸湿 -回干处理能够增强种子在逆境中抵抗活
力降低的能力。主要表现在 ,老芒麦和披碱草种子在
高温恢复 40℃(4)-25℃的试验中 ,发芽率和简化活
力指数均比对照高。随着高温时间 40℃(7)-25℃
的增长 ,吸湿 -回干处理的这种作用就没有一定的规
律可循了。尤其是吸湿程度较高的情况下 ,对其有一
定的伤害作用。
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