范丹丹， 何付丽， 王艳艳， 刘 英， 赵长山

(东北农业大学农学院，黑龙江哈尔滨 150030)

化学方法解除野慈姑种子休眠研究

范丹丹， 何付丽， 王艳艳， 刘 英， 赵长山

(东北农业大学农学院，黑龙江哈尔滨 150030)

HCl、NaOH、Na2CO3、NaCl、赤霉素(GA3)、芸薹素内酯(BR)浸种处理，探讨溶液浓度、浸种时间对野慈姑(SagittariatrifoliaLinn.)种子萌发的影响。结果表明，NaOH溶液浸种处理可以作为快速解除野慈姑种子休眠、提高发芽率的方法，最佳处理为25% NaOH溶液浸种 4 h，可使野慈姑种子萌发率达73.00%。HCl溶液浸种处理仅能解除部分野慈姑种子的休眠，20%HCl溶液浸种 4 h 野慈姑种子的发芽率最高，为48.33%。Na2CO3、NaCl、GA3、BR溶液浸种处理，野慈姑种子的最高发芽率分别仅为10.33%、9.33%、11.33%、9.67%，不能用于解除野慈姑种子的休眠。

化学方法；野慈姑种子；解除休眠

野慈姑(SagittariatrifoliaL.)别称狭叶慈姑、三脚剪、水芋，属泽泻科慈姑属，为慈姑的变种，是多年生沼生草本植物，全国各地均有分布，是稻田常见杂草，近几年在东北地区发生尤为严重，已成为水稻田杂草群落的优势种群[1-5]。由于田间采集的野慈姑种子在正常条件下不能发芽，导致一些以野慈姑为靶标的室内生物测定试验无法进行。植物休眠的作用是为了抵御不良环境，对野生植物而言，休眠具有自卫作用。野慈姑种子与其他野生植物一样，也具有休眠特性，在正常试验条件下不能正常发芽。本研究以黑龙江省五常市志广乡采集的野慈姑种子为材料，研究盐酸、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠、赤霉酸(GA3)、芸薹素内酯(BR)等化学药剂对野慈姑种子的破眠效果。

1 材料与方法

1.1 材料

野慈姑种子于2012年采自黑龙江省五常市志广乡水稻田。仪器：恒温培养箱、培养皿、滤纸。药剂：盐酸、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠、赤霉酸、芸苔素内酯。

1.2 方法

1.2.1 试验处理 HCl、NaOH浓度分别为0、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%，浸泡时间分别为1、3、4、5、6、9 h；Na2CO3、NaCl浓度分别为0、0.1%、1%、5%、7%、10%、20%，浸泡时间分别为1、3、5、7、9、12 h；GA3浓度分别为0、50、100、200、300、400 mg/L，浸泡时间为1、3、5、7、9、12 h；BR浓度分别为0、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0 mg/L，浸泡时间为1、3、5、7、9、12 h。

1.2.2 发芽试验 将各处理的野慈姑种子用蒸馏水冲洗干净，放入盛有湿润滤纸的培养皿中，将培养皿放到25 ℃恒温培养箱中进行发芽试验。试验重复3次，每次重复100粒种子，7 d后调查发芽率。

1.3 数据处理

采用DPS 10.15、Excel 2003软件处理数据，采用新复极差法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 HCl处理对野慈姑种子萌发的影响

由表1可知，HCl溶液浓度、浸种时间均影响野慈姑种子的发芽率。1%～10%HCl溶液浸种处理野慈姑种子，其发芽率与对照无显著差异，说明 1%～10% HCl溶液浸种1～9 h对野慈姑种子萌发无影响。15%～30% HCl溶液浸种处理野慈姑种子，随着浸种时间的延长，发芽率呈先升高后逐渐降低趋势。15% HCl溶液浸种5 h，野慈姑种子发芽率达10.00%；20% HCl溶液浸种4 h，野慈姑种子发芽率达48.33%；25%、30% HCl溶液浸种3 h，野慈姑种子发芽率分别达23.00%、9.33%，再增加浸种时间，野慈姑种子的发芽率反而降低。25%、30% HCl溶液浸种时间分别达6、4 h，野慈姑种子烂种，说明较高的HCl溶液溶度和较长的浸种时间对野慈姑种子有破坏作用。

表1 HCl溶液浓度、浸种时间对野慈姑种子发芽率的影响

注：所有数据后不同小写字母表示差异显著，不同大写字母表示差异极显著。下表同。

2.2 NaOH处理对野慈姑种子萌发的影响

由表2可知，同HCl溶液处理野慈姑种子的试验结果相近，1%～10% NaOH溶液浸种处理野慈姑种子，各处理野慈姑种子的萌发率与对照无显著差异，说明1%～10% NaOH溶液浸种1～9 h对野慈姑种子萌发基本无影响。15%～30% NaOH溶液浸种处理下，野慈姑种子的发芽率随浸种时间延长表现为先升高后又逐渐降低的趋势，均在浸种4 h时达最高发芽率，分别为12.67%、47.67%、73.00%、41.67%，再增加NaOH溶液浓度或延长浸种时间均不能提高野慈姑种子的萌发率。25% NaOH溶液浸种4 h处理下野慈姑种子发芽率为73.00%，显著高于其他处理，是打破野慈姑种子休眠的较好方法。

2.3 Na2CO3处理对野慈姑种子萌发的影响

由表3可知，Na2CO3溶液浓度、浸种时间对野慈姑种子萌发的影响不大。仅1% Na2CO3溶液浸种9 h处理野慈姑种子的萌发率为10.33%，其余处理的萌发率均显著低于此处理。由此说明，Na2CO3溶液浸种处理不能显著提高野慈姑种子的萌发率，不是解除野慈姑种子休眠的好方法。

表2 NaOH溶液浓度、浸种时间对野慈姑种子发芽率的影响

注同表1。

表3 Na2CO3溶液浓度、浸种时间对野慈姑种子发芽率的影响

注同表1。

2.4 NaCl处理对野慈姑种子萌发的影响

由表4可知，所有处理中仅1%NaCl溶液浸种5、7 h处理下野慈姑种子萌发率为9.33%，其他处理的萌发率与该处理相当或显著低于该处理。NaCl溶液浸种处理不能有效解除野慈姑种子的休眠。

2.5 GA3处理对野慈姑种子萌发的影响

由表5可知，100 mg/L GA3溶液浸种5 h的发芽率最高，可达11.33%；其他处理的种子萌发率均低于上述处理。由此说明，再增加GA3溶液浓度或浸种时间，均不能提高野慈姑种子的发芽率，GA3浸种处理不是解除野慈姑种子休眠的较好方法。

2.6 BR处理对野慈姑种子萌发的影响

由表6可知，0.1 mg/L BR溶液浸种7 h处理下野慈姑种子发芽率最高，仅达9.67%，其他处理的野慈姑种子萌发率均与该处理相当或显著低于该处理。由此可见，BR溶液浸种处理不能有效解除野慈姑种子的休眠。

3 结论与讨论

本研究表明，NaOH溶液浸种处理可以作为快速解除野慈姑种子休眠、提高发芽率的化学方法，最佳处理为25%NaOH溶液浸种4 h，可使野慈姑发芽率达73.00%。HCl溶液浸种处理，野慈姑的最高发芽率为48.33%。Na2CO3、NaCl、GA3、BR溶液浸种处理，野慈姑种子的最高发芽率分别为10.33%、9.33%、11.33%、9.67%，不能用于解除野慈姑种子的休眠。用NaOH溶液处理的野慈姑种子发芽效果最好，用HCl溶液处理的野慈姑种子可打破其部分休眠。这可能是由于NaOH溶液、HCl溶液使野慈姑种皮腐蚀、改善种子的透性或解除种子内部抑制物质，从而打破了野慈姑种子休眠，促进了种子萌发。慕小倩等研究表明，酸碱处理能够提高曼陀罗种子发芽率[6]。野慈姑种子用NaOH处理效果好于HCl处理效果的原因可能是野慈姑种子中含有偏酸性的发芽抑制物质被碱性NaOH中和的缘故。本试验中，高浓度酸、碱较长时间处理会导致慈姑出现烂种现象，究其原因可能是浸种浓度高时间长破坏了种子的生理功能。本试验表明，用Na2CO3溶液、NaCl溶液处理对解除野慈姑种子休眠效果较差，并且浓度越高，发芽率越低，这与高瑞如等的研究结果[7-8]一致。王广印等认为，高浓度的盐处理下种子发芽率有所降低，这可能是由于盐浓度过高反而起到毒害作用[9]。休眠的解除与抑制物质的减少、促进萌发物质的增加以及抑制物质与促进物质比例的变化有很大关系，植物生长调节剂推动了细胞膜水平上的有选择性的物理和代谢变化，即推动了导致休眠的诱导和解除休眠的过程[10]。GA3溶液浸种能提高种子活力，打破种子内源激素平衡，促进种子内部发生相应的生理生化变化，从而打破种子休眠。BR在较低浓度下能明显促进细胞生长与分裂，参与调节植物多种生化过程，对作物生长发育具有明显的促进作用，能够提高种子活力，促进种子发芽[11]。本试验中，用GA3、BR溶液处理的野慈姑种子最高发芽率仅约10%，仅能在一定程度上解除野慈姑种子的休眠现象，达不到酸碱处理过程中种子内部所发生的一系列生理生化变化的效果。究其原因可能是野慈姑种壳较厚，GA3、BR溶液没有充分渗透到野慈姑种子中或是种子中生长促进物与生长抑制物之间的具体含量关系没有弄清楚，有待进一步研究。本研究仅用了化学方法打破野慈姑种子的休眠，打破该种子休眠的其他方法将另文报道。

表4 NaCl溶液浓度、浸种时间对野慈姑种子发芽率的影响

注同表1。

表5 GA3溶液浓度、浸种时间对野慈姑种子发芽率的影响

注同表1。

表6 BR溶液浓度和浸种时间对野慈姑种子发芽率的影响

注同表1。

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Breaking Seed Dormancy ofSagittariatrifoliaby Chemical Methods

FAN Dan-dan， HE Fu-li， WANG Yan-yan， LIU Ying， ZHAO Chang-shan

(College of Agriculture，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China)

The effect of solution concentration of HCl，NaOH，Na2CO3，NaCl，gibberellic acid (GA3) and brassinolide (BR) and seed soaking time on the germination ofSagittariatrifoliawas studied. Soaking the seeds in 25% NaOH for four hours was the fastest method to break dormancy and increase germination rate to 73%. Soaking in 20% HCl also for four hours partly broke dormancy and improved germination to 48%. The highestS.trifoliagermination rate obtained by soaking the seed in GA3，Na2CO3，BR，and NaCl was 11%，10%，10%，and 9% respectively，but these chemicals were not suitable for breaking dormancy.

chemical methods；Sagittariatrifolia；seed；dormancy

2013-12-09

范丹丹(1987—)，女，硕士研究生，从事杂草化学防除技术研究。E-mail：dandanfan2011@126.com。

赵长山，教授，研究方向为杂草生物学及其化学防除技术。Tel：(0451)55191775；E-mail：csz_hlj@sohu.com。

Q948.11；S451

A

1003-935X(2014)02-0005-05

范丹丹，何付丽，王艳艳，等. 化学方法解除野慈姑种子休眠研究[J]. 杂草科学，2014，32(2)：5-9.