陈大立， 李 凡， 周景乐， 思娟娟， 朱健祥， 何学青

（西北农林科技大学动物科技学院， 陕西 杨凌712100）

柳枝稷（Panicum virgatumL.）属禾本科（Gramineae）黍属（Panicum），是一种多年生C4草本植物，其根系发达，耐贫瘠和干旱，具有广泛的适应性。该植物种植成本低，生长迅速，是国际上公认的最适合作为生物燃料的能源植物。对其合理开发利用可有效改善土壤生态功能，缓解田地贫瘠和沙化现象［1－2］。

种子引发也称“渗透调节”，最早由 Heydecker等［3］提出，是一项控制种子缓慢吸水和逐步回干的种子处理技术［4］。其主要目的在于提高种子迅速、整齐出苗能力及幼苗的抗逆性［5］。常用的引发技术有液体引发、水引发、膜引发、固体基质引发及生物引发等方法［6］。目前，国内外对液体引发及水引发的研究较多［7］，PEG、CuSO4和CaCl2·2H2O等种子引发剂已在许多植物种类上成功应用，例如胡萝卜（Daucus carota）、黄 瓜 （Cucumis sativus）、洋 葱 （Allium cepa）、辣椒（Capsicum annuum）、番茄（Lycopersicon esculentum）和西瓜（Citrullus lanatus）等种子。然而，对牧草种子的引发研究仅处于起步阶段，主要见于紫花苜蓿（Medicago sativa）［8］、玉米（Zea mays）［9］、高 粱 （Chinese sorghum ）［10］和 菊 苣 （Cichorium intybus）［11］等，而对于能源草柳枝稷的引发技术的应用鲜有报道，为此，本试验在特定条件下对柳枝稷种子进行引发处理，比较不同引发处理下的引发效果，以期为柳枝稷的大面积栽培利用提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试柳枝稷种子品种为“Alamo”，由中国科学院水土保持研究所提供，收获于2012年，试验所用试剂为聚乙二醇 （PEG－6000），硝酸钾 （KNO3），硫酸铜（CuSO4），二水氯化钙（CaCl2·2H2O）。

1.2 试验方法

1.2.1 引发处理

随机选取大小色泽一致、均匀度饱满、种皮完好无缺的柳枝稷种子若干粒，各取350粒并用蒸馏水，5%、10%PEG，3%、5%KNO3，5%、10%CuSO4，5%、10%CaCl2·2H2O等溶液在25℃黑暗条件下浸种24h后，用蒸馏水清洗且用滤纸吸干水分，处理完成后，置于室温条件下回干48h，待用。以未引发的种子作为对照。

1.2.2 种子发芽

采用纸上发芽法，将不同处理的种子置于垫有双层滤纸的培养皿内，每皿放入100粒种子，3次重复，将培养皿置于25℃（光照8h，黑暗16h）条件的培养箱中培养，每天定时定量补加蒸馏水，使其保持湿润，以“露白”为发芽标准，逐日统计发芽，试验持续14d，并在发芽试验末期统计正常幼苗数，不正常幼苗数，新鲜未发芽种子数和死种子数。

发芽势（%）＝前7d发芽种子数／供试种子数×100%；发芽率（%）＝发芽种子数／供试种子数×100%；每日发芽速度（%／d）＝100×［∑（n／D）／100］，n为每天发芽种子数，D为对应天数。

1.2.3 根长、苗长、叶面积和根部及幼苗干重、鲜重的测定

发芽试验结束后，每个培养皿随机选取5株幼苗植株，用干净的滤纸轻轻吸干表面水分，用直尺测定幼苗的根长与苗长；用叶面积仪（Yaxin－1241）测量幼苗叶面积；在天平上称重分别测量幼苗及根部鲜重，置于80℃下烘干2h，再分别测定其干重。

1.2.4 幼苗叶绿素含量和电导率的测定

幼苗叶绿素含量参考张志良等［12］的方法，电导率值采用电导仪法［13］测定。

1.2.5 数据分析

所有数据均用Excel 2007录入并作图，采用SPSS 19.0数据分析软件进行单因素方差分析，采用Duncan’s法对均值作多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同引发处理对柳枝稷种子发芽势与发芽率的影响

不同引发处理对柳枝稷种子的发芽势与发芽率的影响如图1所示。CuSO4处理组的发芽势较对照显著降低（p＜0.05），随CuSO4溶液浓度的升高，发芽势降低，其中10%CuSO4处理后的发芽势仅为0.67%。其余处理较对照均无显著差异（p＞0.05）；H2O处理组的发芽势最高，为90%。不同引发处理对发芽率的影响与发芽势呈相似趋势，其中水引发处理后对发芽率影响效果最好，发芽率可达93%，而10%CuSO4处理后发芽率最低，仅为11%。

图1 不同引发处理对柳枝稷种子发芽势和发芽率的影响

2.2 不同引发处理对柳枝稷种子每日发芽速度的影响

如图2所示，与对照组相比，H2O引发处理显著促进柳枝稷种子的每日发芽速度，由对照的17%提高至51%；CuSO4引发处理严重抑制每日发芽速度，且浓度越高抑制作用越明显；其它各处理与对照相比，对柳枝稷种子每日发芽速度的影响差异不显著。

图2 不同引发处理对柳枝稷种子每日发芽速度的影响

2.3 不同引发处理对柳枝稷种子最终发芽的影响

由表1可知，通过不同引发处理，CuSO4处理组效果最差，基本无正常幼苗，其中5%CuSO4处理组的不正常幼苗高达52.67%，10%CuSO4处理组的休眠种子数高达89%，剩余各处理组与对照组各方面都无显著差异。而且H2O处理组的效果最好，其无不正常幼苗，正常幼苗较对照组高，休眠种子和死种子都较对照偏低。

2.4 不同引发处理对柳枝稷种子幼苗生长的影响

由表2可知，不同引发处理与对照组相比，都抑制了其幼苗根长的生长，尤其是用CuSO4进行引发处理后，其幼苗基本无根；根鲜重、苗长也存在同样的影响，各处理组之间无显著差异；根干重也无明显差异，基本一致；除用10%CuSO4处理的种子对苗鲜重、苗干重、叶宽有抑制作用外，其余各处理与对照之间无显著差异；对于叶面积，除用CuSO4处理过的种子对叶面积有明显抑制外，其余各处理与对照之间无显著差异，且CuSO4浓度越高抑制越明显。

2.5 不同引发处理对柳枝稷幼苗叶绿素含量和膜透性的影响

不同引发处理对柳枝稷幼苗叶绿素含量和膜透性的影响见表3。H2O，5%PEG和5%CaCl2·2H2O引发处理后，叶片的叶绿素含量均较对照有所提高，但与对照相比差异不显著；用3%KNO3，10%PEG，5%CuSO4，10%CaCl2·2H2O处理后其比值低于对照，但与对照相比无显著差异。CaCl2·2H2O，H2O和PEG处理后与对照相比幼苗绝对电导率无显著差异，除10%CuSO4处理外，不同浓度的KNO3和CuSO4处理后幼苗电导率较对照显著提高，其中5%CuSO4处理后影响最大，幼苗电导率达到434.43μS／（cm·g）。

表1 不同引发处理对柳枝稷种子最终发芽的影响

3 讨 论

本试验结果表明，不同溶液的引发处理和相同溶液的不同浓度引发处理对柳枝稷种子的萌发影响各异。试验中用CuSO4处理后，其发芽情况与幼苗生长与对照相比，有明显抑制作用，而且浓度越大，抑制作用越明显，这与杜锦等［14］研究结果相似。用水处理后，与对照相比，可显著促进其发芽，而绝对电导率无显著影响；用KNO3处理组引发后，柳枝稷的每日发芽速度也较对照有所提高，且3%KNO3作用效果强于5%KNO3，但作用效果不是很明显；其余几种处理对发芽率和发芽速度无明显影响；因此，相比之下H2O引发处理是最好的选择，不仅操作简单，成本低廉，而且作用效果也最显著。

物质积累、叶面积变化是反映植株幼苗生长的重要指标。本试验结果表明，不同引发处理对柳枝稷种子幼苗生长都有不同程度的促进或抑制作用，水、KNO3处理对种子无显著抑制作用，且水处理有显著的促进作用；而CuSO4处理后对其苗长、根长的影响最严重，而且浓度越大，抑制作用越明显，这可能是因为Cu离子进入细胞内部，导致种子活力下降，从而影响幼苗生长，这与孙权等［15］研究结果相似。叶绿素含量是植物进行光合作用的物质基础，其含量与叶片光合作用密切相关。本研究结果表明，用适宜浓度的H2O、PEG和CaCl2·2H2O引发处理后，柳枝稷幼苗叶片的叶绿素含量较对照提高。因此，适当引发处理可增加柳枝稷幼苗叶片的光合作用，从而提高生态效益与经济效益。

表2 不同引发处理对柳枝稷种子幼苗生长的影响

表3 不同引发处理对柳枝稷幼苗叶绿素含量和电导率的影响

细胞膜是细胞与外界环境交换信息的屏障，细胞膜透势的变化是反应细胞膜受伤害程度的一个重要指标［14］。本试验结果表明，除CuSO4处理外，其他引发处理对幼苗膜透性无显著性影响，其中经5%CuSO4引发处理后，柳枝稷幼苗绝对电导率值较对照有显著变化，说明该浓度引发处理后，柳枝稷幼苗细胞膜受损程度最大。

种子引发研究已有30年的历史，无论在机理还是在方法上都取得了重要成果。本研究发现，在几种处理方法中，H2O引发操作简单，成本低廉，并且安全环保和容易推广，引发处理效果最好，而CuSO4处理效果最差，不宜用作柳枝稷种子引发处理。

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