陈忠萍+彭梦文+常亚玲+江萍

摘 要：该文选取文冠果种子为实验对象，通过不同浓度的PEG溶液模拟干旱环境，研究PEG处理对文冠果种子发芽率、发芽指数和活力指数等指标的影响。结果表明：低浓度（5%、15%）PEG溶液处理对文冠果种子的萌发和幼苗生长具有一定的促进作用，浓度为5%的PEG溶液对种子萌发特性的影响最优，浓度为15%的 PEG溶液对幼苗生长的影响最优。高浓度（25%）PEG处理对文冠果种子的萌发和幼苗生长具有一定的抑制作用。

关键词：种子萌发；文冠果；PEG

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）08-0097-04

Abstract：The study objected Xanthoceras Sorbifolia Bunge seeds to explore drought stress simulated by polyethylene glycol （PEG-6000） on germination characteristics.The study target was drought stress treatment on germination rate，germination index and vigor index，etc.The results showed that PEG concentration range of 5%and15% had a promoting role in seed germination and seedling growth，and optimal PEG concentration is proved 5% with maximum germination rate，germination indexand vigor index.It also found highest seedling height was under 15% PEG treatment.However，the high concentration PEG （25%） treatment，to some extent，observed inhibiting role on seed germination and seedling growth of Xanthoceras Sorbifolia Bunge.

Key words：Seed germination；Xanthoceras Sorbifolia Bunge；PEG

文冠果（Xanthoceras Sorbifolia Bunge）屬于无患子科（Sapindaceae）文冠果属（Xantho ceras），为单种属，是我国特有的木本油用和药用树种，具有抗旱、抗寒、耐瘠薄的特性。原生在我国北方的干旱寒冷地区，近年来其在全国范围内已大量栽培，种子可食，种仁含脂肪57.18%、蛋白质29.69%、淀粉9.04%、灰分2.65%，营养价值高，是我国北方具有较高发展前景的木本油料树种[1]。

PEG-6000（聚乙二醇分子量6000）是一种渗透调节剂，常被用作植物水分胁迫剂来模拟干旱环境，并对植物进行抗旱实验[2]。Heydecker等最早成功利用了PEG溶液处理蔬菜种子后，使得PEG渗透胁迫模拟干旱的土壤条件研究植物种子萌发的方法得到了广泛的应用[3]。目前，PEG在农作物[4-6]和草本植物[7-8]中应用较广，林业上已应用于樟子松[9]、油松[10]、香椿[11]]等树种中，而关于PEG处理对文冠果种子萌发特性的研究较少[12]。

种子发芽特性是种子质量的重要体现，是实现文冠果大面积种植的关键。本文以文冠果种子为研究对象，采用PEG-6000模拟干旱的研究方法，探讨PEG处理对文冠果种子萌发特性和幼苗生长的影响，以及PEG处理对文冠果种子萌发的影响规律，以期为文冠果的育苗和生产提供科学依据和参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料 文冠果种子于2013年8月采于石河子大学农学院实验站内，采种后及时放置于实验室冰箱中保存，从中选择成熟、饱满且大小适中的种子为萌发实验材料。种子的含水量为7.54%，百粒重为94.78±7.52g。

1.2 实验方法

1.2.1 种子处理 实验开始前将文冠果种子用55～60℃温水消毒10min后，再用0.2%高锰酸钾液泡25min，清水清洗脱药并浸泡24h[13]。消毒处理后的种子，再用80℃的热水烫种（边倒热水边搅拌）以软化种皮，冷却至室温后浸泡120h[14-15]。实验设置4个PEG浓度梯度，分别为0%、5%、15%和25%，相应的溶液水势约为0MPa、

-0.58MPa、-3.25MPa、-7.94MPa。以浓度为0%的PEG溶液为对照，实验进行4次重复。

1.2.2 试验设计 采用完全随机设计。进行4个不同浓度的PEG处理，每个处理4次重复，每个重复30粒种子。30粒种子分装于2个容器。每个容器装入经高锰酸钾消毒过的等量营养土中，将经过催芽处理的文冠果种子覆土2cm进行播种。之后分别用不同浓度的PEG溶液浇透土壤，将其置于白炽灯光照下的实验台进行发芽，温度为25℃左右，每天光照12h。在种子发芽和幼苗生长期间依据培养基质的水分情况每天补充相应浓度PEG溶液。

1.2.3 指标测定 实验中每天统计发芽数，测定幼苗苗高、地径，并计算种子发芽率、发芽指数、平均发芽天数、活力指数[16]、苗高、根长等指标，其计算公式分别为：

1.3 数据统计分析 实验数据采用SPSS17.0统计分析软件进行单因素方差分析和多重比较（Duncan法）。数据结果以“平均值±标准误”表示，采用Microsoft Excel 2010软件作图。

2 结果与分析

2.1 PEG处理对种子发芽率的影响 不同浓度PEG处理对文冠果种子的发芽率影响存在差异（图1）。当PEG浓度为5%时，文冠果种子发芽率达到45%左右，发芽率明显高于对照。当PEG浓度升高至15%时，文冠果种子发芽率降低至32%，发芽率与对照条件下的发芽率无明显差异。当PEG浓度达到25%时，文冠果种子发芽率则持续降低至15%，与对照相比有大幅度的降低。从整体趋势看，PEG的干旱胁迫对发芽率的影响趋势是先升高再降低，浓度为5%时达到最高的发芽率，随后呈下降趋势（图1）。不同浓度PEG处理对文冠果发芽率有极显著影响，浓度为5%时，发芽率最高，浓度为25%时，发芽率最低（表1）。

2.2 PEG处理对种子发芽指数的影响 不同浓度PEG处理对文冠果种子的发芽指数影响存在差异（图2）。PEG浓度为5%时，文冠果种子发芽指数最高达到0.92，发芽指数明显高于对照。当PEG浓度升高至15%时，文冠果种子发芽指数降低至0.67，发芽指数与对照下的发芽指数无明显差异。当PEG浓度达到25%时，文冠果种子发芽指数则持续降低至0.29，与对照相比有大幅度的降低。从整体趋势看，PEG溶液的干旱胁迫对发芽指数的影响是先上升再降低的趋势，浓度在5%时发芽指数最高，随后呈下降趋势（图2）。在经过不同浓度PEG干旱胁迫处理后，种子发芽指数存在极显著和显著水平的差异，PEG浓度为15%时的发芽指数与对照无显著差异（表2）。

2.3 PEG处理对种子平均发芽天数的影响 不同浓度PEG处理对文冠果种子的平均发芽天数影响存在差异（图3）。PEG浓度为5%时，文冠果种子平均发芽天数为9.5d，时间明显高于对照，当PEG浓度升高至15%时，文冠果种子平均发芽天数降低至6.3d，平均发芽天数与对照无明显差异。当PEG浓度达到25%时，文冠果种子平均发芽天数则持续降低至2.3d，与對照相比有大幅度的降低。从整体趋势看，PEG的干旱胁迫对平均发芽天数的影响是先上升再降低的趋势，浓度为5%时平均发芽天数最高，之后呈下降趋势（图3）。在经过不同浓度PEG干旱胁迫处理后，种子平均发芽天数存在极显著和显著水平的差异，对照和15%没显著差异，而5%和25%的浓度与对照具有极显著差异（表3）。

2.4 PEG处理对种子活力指数的影响 不同浓度PEG处理对文冠果种子活力指数影响存在差异（图4）。PEG浓度为5%时，文冠果种子活力指数达到27.11，当PEG浓度升高至15%时，文冠果种子活力指数降低至24.70，活力指数均明显高于对照，当PEG浓度为25%时，文冠果种子发芽活力指数则骤然降低到7.58，与对照相比有大幅度的降低，从整体趋势看，PEG的干旱胁迫对活力指数的影响趋势是先上升后降低，浓度在5%时的活力指数最高，之后呈下降趋势（图4）。在经过不同浓度PEG干旱胁迫处理后，种子活力指数都存在显著水平的差异，但5%和15%的浓度无极显著水平差异，25%、5%和15%与对照间均达到极显著差异（表4）。

2.5 PEG处理对幼苗苗高的影响 随着PEG浓度的增加文冠果幼苗苗高呈抛物线型曲线（图5）。低浓度（0%，5%）PEG溶液条件下，随着浓度的增加，幼苗苗高逐渐增加，并在15%时达到最大值73.9cm，当PEG浓度高于15%时，幼苗苗高则随浓度增加而逐渐降低，浓度为25%PEG处理下的苗高已与对照下的苗高相当，且在48cm左右。PEG浓度为15%时，文冠果幼苗苗高显著高于对照，浓度在5%和25%时，与对照无明显差异，当PEG浓度达到25%时，苗高低于对照。PEG浓度高于25%时，文冠果苗高降低（图5）。在经过不同浓度PEG干旱胁迫处理后，文冠果幼苗苗高存在极显著和显著水平的差异，PEG浓度为25%时的苗高与对照无显著差异，而浓度为5%和15%时的苗高与对照条件下具有极显著差异（表5）。

2.6 PEG处理对幼苗根长的影响 随着PEG浓度的增加，文冠果幼苗根长变化不明显（图6）。当PEG浓度低于5%时，文冠果幼苗根长随PEG处理浓度的升高逐渐增加，并在5%时达到最大值4.6cm。之后幼苗根长随PEG浓度的升高而逐渐减小，浓度为25%时达到最小值2.04cm。从整体来看，幼苗根长在PEG浓度低于15%时与对照相近（图6）。在经过不同浓度PEG干旱胁迫处理后，文冠果幼苗根长存在极显著和显著水平的差异，浓度为5%、15%时与对照无极显著差异，浓度为0%、5%、15%和25%间具有极显著水平差异（表6）。

3 讨论与结论

3.1 讨论 本试验中，对文冠果发芽率的测定为33%，与司风义等研究结果一致[14]。实验中的种子发芽率为水浸催芽下的发芽率，而冷冻催芽的发芽率能达到70%以上，但是冷藏时间长，需要3～6个月。PEG作为一种高分子渗透调节剂或水分胁迫剂，可以降低水势，将其加入到栽培基质中能够模拟干旱的土壤环境对植物的正常生长产生影响。通过对发芽率、活力指数、发芽指数、发芽整齐度等指标测定，表明较低浓度PEG胁迫处理对文冠果种子萌发有一定的促进作用，浓度较高时有抑制作用。这一结果与油松、樟子松的研究情况基本一致[9-10]。对苗高和根长的测定结果表明浓度小于15%的PEG对苗高生长有促进作用，而对根长影响不大。综合来看，浓度小于15%的PEG溶液对幼苗生长有促进作用，这一结果与周玲等在文冠果幼苗生长的研究一致[17]。PEG处理有一定促进作用的主要原因为较低的PEG浓度能减缓种子的吸水能力，降低种子在快速吸水过程中细胞受到伤害的可能，从而提高种子的发芽率和成苗率[3]。本实验只研究了水浸催芽条件下，PEG对文冠果种子萌发特性的影响，但长时间的层积催芽条件下，PEG对文冠果种子萌发特性和生理生化的影响有待进一步研究。

3.2 结论 （1）浓度为5%的PEG溶液（水势为-0.58 MPa）最大程度提高了种子发芽率、活力指数、发芽指数、发芽整齐度等萌发特性指标。浓度为15%的PEG溶液最大程度提高苗高生长。（2）低浓度（5%，15%）PEG处理对文冠果种子萌发和幼苗生长均有一定的促进作用。（3）高浓度（25%）PEG处理对文冠果种子萌发和幼苗生长均有一定的抑制作用。

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（责编：张宏民）