水浸和濃硫酸處理對刺槐種子發(fā)芽的影響

姜清山+李爽

摘 要：該研究以刺槐種子為材料，經(jīng)不同的水浸和酸浸處理，置床觀察，研究了不同水浸條件和不同酸浸條件對刺槐種子萌發(fā)的影響，旨在明確刺槐種子萌發(fā)對不同初始水浸溫度、不同酸浸時(shí)長以及其相應(yīng)吸脹時(shí)長條件。試驗(yàn)結(jié)果表明，水浸處理刺槐種子時(shí)，在用初始水溫為70～80℃浸種，并浸泡一晝夜以后，得到較高的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，其值分別為83.3%和73.3%；濃硫酸酸浸處理刺槐種子時(shí)，在濃硫酸酸浸處理40min后，浸泡五晝夜的刺槐種子萌發(fā)最好，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別為93.3%和73.3%。

關(guān)鍵詞：刺槐；水浸；酸浸；發(fā)芽率；發(fā)芽勢

中圖分類號 S792.99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）16-0034-04

刺槐（Robinia pseudoacacia），又名洋槐，屬于豆科刺槐屬，原產(chǎn)于北美洲，20世紀(jì)初被引入中國。刺槐為豆科蝶形花亞科刺槐屬落葉喬木或灌木，常見于我國中部和東部，其樹冠高大，葉色鮮綠，每當(dāng)開花季節(jié)綠白相映，素雅而芳香，可作為行道樹、庭園觀賞樹、工礦區(qū)綠化及荒山荒地綠化的先鋒樹種。根部有根瘤，有提高地力之效。刺槐木材堅(jiān)硬，耐水濕，可供礦柱、枕木、車輛、農(nóng)業(yè)用材；冬季落葉后，枝條疏朗向上，很像剪影，造型有國畫韻味。葉含粗蛋白，是許多家畜的好飼料；花是優(yōu)良的蜜源植物，刺槐花蜜色白而透明，深受消費(fèi)者歡迎嫩葉、花可食，現(xiàn)已成為城市居民的綠色蔬菜；種子榨油供做肥皂及油漆原料[1-5]。

在石漠化地區(qū)，刺槐對當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件表現(xiàn)出較好適應(yīng)性，是當(dāng)?shù)厝郝涞某Ｒ姺N和植被恢復(fù)的先鋒物種。不僅如此，由于刺槐具有極強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)能力（抗旱、耐鹽堿、防風(fēng)固沙），近年來，其種子被廣泛應(yīng)用于生態(tài)工程建設(shè)、礦山生態(tài)恢復(fù)、石漠化治理、公路鐵路邊坡生物防護(hù)等。但刺槐種子特別堅(jiān)硬，種皮質(zhì)密，透水性差，打破刺槐種子休眠、提高種子萌發(fā)率是一個(gè)難題[1-5]。

本文研究了刺槐不同時(shí)間與不同溫度的水浸和不同時(shí)長的濃硫酸浸種，以及不同吸漲時(shí)間的差異，旨在為刺槐種子的品質(zhì)鑒定、合適的處理?xiàng)l件及科學(xué)播種等研究提供方法和理論依據(jù)，對刺槐的種子調(diào)撥、播種前處理及其鑒定具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 發(fā)芽測定所需刺槐種子從凈度測定后的純凈種子中提取。用4分法將種子分成4份，從每份中隨機(jī)提取25粒組成100粒，4次重復(fù)。按照此方法取出不同處理方法所需的全部刺槐種子。為了預(yù)防霉菌感染，干擾檢驗(yàn)結(jié)果，檢驗(yàn)所使用的種子和各種物件一般都要經(jīng)過消毒滅菌處理：（1）檢驗(yàn)用具的消毒滅茵：培養(yǎng)皿、紗布、小鑷子仔細(xì)洗凈，并用沸水煮5～10min；（2）種子的消毒滅菌：目前常用的有升汞、過氧化氫等。藥劑種類不同，處理的方法和時(shí)間也不一致。種子用0.2%～0.5%的高錳酸鉀溶液浸2h，取出用清水沖洗數(shù)次。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2015年3月10日在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)西校區(qū)林學(xué)樓森林培育試驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)冷水、20～30℃、50～60℃、70～80℃、沸水5個(gè)處理和濃硫酸浸種10min、20min、30min、40min、50min5個(gè)處理作對照。每組每次取出100粒放置在發(fā)芽床上，每個(gè)組次4個(gè)重復(fù)。置床后，將其蓋上鐘罩并在鐘罩上貼上標(biāo)簽（注明樹種、組號、重復(fù)組號及日期，易于區(qū)分），放于恒溫箱中。本試驗(yàn)同時(shí)研究種子吸脹不同晝夜（5晝夜之內(nèi)）對刺槐種子的發(fā)芽情況，即1晝夜、2晝夜、3晝夜、4晝夜、5晝夜，共5個(gè)浸種標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 種子預(yù)處理 這是本次試驗(yàn)的關(guān)鍵步驟，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的組別對提取出的種子進(jìn)行不同的處理。其中，水浸的包括冷水（10℃左右）、20～30℃、50～60℃、70～80℃、沸水5個(gè)處理，而濃硫酸浸種分為10min、20min、30min、40min、50min5個(gè)處理。此處需注意在濃硫酸處理時(shí)，一定要不斷攪拌，并且待處理時(shí)間完成及時(shí)沖洗干凈，防止種子碳化，硫酸進(jìn)入種胚使種子無發(fā)芽能力等。待處理后，放置于浸泡不同晝夜，備用。本次試驗(yàn)種子預(yù)處理開始時(shí)間為2015年3月10日，2015年3月15日浸種結(jié)束。

1.3.2 制床和管理 置床時(shí)先把蒸餾水倒入培養(yǎng)皿中，水量為培養(yǎng)皿容積的大半，然后把托盤置于培養(yǎng)皿上，并且要把紗布條和濾紙襯在托盤上，用水陰濕，濾紙要放平且緊貼托盤，中間不可存留氣泡。然后將5組種子分別擺在5個(gè)發(fā)芽盤上，種粒間應(yīng)保持一定的距離，擺完之后蓋上鐘罩。此外，鐘罩上要貼上標(biāo)簽，注明樹種、組號、重復(fù)組號及日期。然后放入恒溫箱中，并使恒溫箱設(shè)定為25℃，全光照。每天檢查種子的發(fā)芽環(huán)境的水分和溫度狀況。輕微發(fā)霉的種子可用清水沖洗，沖洗干凈后仍放回發(fā)芽皿中。當(dāng)發(fā)霉種粒種粒較多時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換發(fā)芽床和發(fā)芽器皿。

1.3.3 觀察與記載 發(fā)芽情況應(yīng)每天觀察并及時(shí)記錄，尤其是需要統(tǒng)計(jì)并記錄每天正常發(fā)芽的種子數(shù)。記錄時(shí)要揀出正常發(fā)芽粒、腐壞粒和異狀發(fā)芽粒。與此同時(shí)，發(fā)霉的種子和發(fā)芽條件的異常波動(dòng)等情況也需及時(shí)記錄。本次試驗(yàn)從2015年3月12日開始觀察，到同年4月3日結(jié)束。（1）正常發(fā)芽粒：特大粒、大粒以及中粒種子的幼根長度為該種粒長度50%以上；小粒及特小粒種子的幼根長度應(yīng)大于該種粒的長度。（2）異狀發(fā)芽粒：胚根較短，生長遲緩，并且異常瘦弱；胚根出自珠孔以外部位；胚根腐爛、卷曲；胚根呈負(fù)向地性；子葉先出；雙胚連結(jié)等情況。（3）腐壞粒：內(nèi)含物腐爛的種粒。（4）發(fā)芽終止期：如果測定時(shí)，種子大部分發(fā)芽完了，并且連續(xù)5d發(fā)芽粒數(shù)不足供檢粒數(shù)的1%。

1.3.4 發(fā)芽結(jié)束時(shí)未發(fā)芽種子觀察 發(fā)芽測定結(jié)束時(shí)為發(fā)芽種子應(yīng)逐一切開觀察，按照空粒、硬粒、新鮮未發(fā)芽粒以及腐壞粒分別記載。（1）新鮮未發(fā)芽粒：種粒的結(jié)構(gòu)正常，或者胚根已經(jīng)突破種皮，但是其長度尚未達(dá)到正常發(fā)芽粒標(biāo)準(zhǔn)的。（2）硬粒：種皮透性不良的新鮮未發(fā)芽的種粒。（3）空粒：僅具有種皮的種粒。endprint

1.3.5 發(fā)芽結(jié)果計(jì)算 （1）發(fā)芽率：是指測試種子發(fā)芽數(shù)占測試種子總數(shù)的百分比。

發(fā)芽率（%）=n/N*100

式中：n—正常發(fā)芽粒數(shù)；N—供檢種子總數(shù)。

發(fā)芽率按組計(jì)算，然后計(jì)算4組的算術(shù)平均值。其值不帶小數(shù)。組間的容許誤差見下表。如果沒有超過容許誤差，試驗(yàn)結(jié)果可以認(rèn)為是正確的，即以四組的平均百分?jǐn)?shù)作為本次試驗(yàn)的結(jié)果。

如果超過容許的誤差范圍，則測定結(jié)果認(rèn)為不正確，需進(jìn)行第二次測定。第二次測定（也可以與第一次測定同時(shí)做）和第一次測定的結(jié)果來計(jì)算次的平均發(fā)芽率，以兩次測定平均發(fā)芽率來查表，如兩次的結(jié)果相差不超過該表所規(guī)定的容許差距，則測定是符合要求的。如超過容許誤差，則應(yīng)再做測定[8-9]。

（2）發(fā)芽勢：是指發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到高峰時(shí)，正常發(fā)芽種子的粒數(shù)與供檢種子總數(shù)的百分比。

發(fā)芽勢（%）=達(dá)高峰時(shí)正常發(fā)芽的種子粒數(shù)/供檢種子總數(shù)×100

按分組計(jì)算，然后求4組的平均值。計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后一位。發(fā)芽勢的計(jì)算及誤差要求同發(fā)芽率[8-9]。

1.4 數(shù)據(jù)分析 根據(jù)試驗(yàn)得到的結(jié)果，計(jì)算出個(gè)情況下對應(yīng)的發(fā)芽率和發(fā)芽勢。利用Excel軟件進(jìn)行作圖比較，建立水浸和酸浸不同情況下的發(fā)芽率表和發(fā)芽勢表，并通過對上述表進(jìn)行對比分析，得出結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 水浸處理対刺槐發(fā)芽影響分析

2.1.1 水浸處理対刺槐發(fā)芽影響發(fā)芽率分析 由表1和圖1可以看出，就發(fā)芽率而言的總體趨勢為先上升后下降，但浸泡5晝夜的種子則表現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。對于浸泡1、4晝夜的刺槐種子來說，最合適的水浸溫度為70～80℃，其發(fā)芽率分別可達(dá)到83.3%、73.3%；而浸泡2晝夜的較適浸種水溫有2個(gè)，分別為50～60℃、70～80℃，其發(fā)芽率均是66.7%；而對于浸泡3晝夜的刺槐種子，其最適宜的浸種水溫為50～60℃，發(fā)芽率為63.3%；再比較浸泡5晝夜的刺槐種子后，可以得知其在冷水中浸泡足夠時(shí)間亦可得到較高的發(fā)芽率。

2.1.2 水浸處理対刺槐發(fā)芽影響發(fā)芽勢分析 由表2和圖2可知，水浸處理的刺槐種子發(fā)芽勢的總體趨勢跟發(fā)芽率大體相同，總體呈現(xiàn)隨水溫的升高發(fā)芽勢也是先上升后下降。對于發(fā)芽勢，浸泡1晝夜發(fā)芽勢最高的依然還是70～80℃，其發(fā)芽勢為73.3%；浸泡2、4晝夜的刺槐種子發(fā)芽勢在50～60℃、70～80℃均為持平并且較高，其發(fā)芽勢分別為50.0%、53.3%；浸泡三晝夜時(shí)，發(fā)芽勢較高是在50～60℃，其發(fā)芽勢為50.0%；而在浸泡5晝夜時(shí)，出現(xiàn)2個(gè)高點(diǎn)，第一個(gè)是在冷水時(shí)，第二個(gè)是在70～80℃，其發(fā)芽勢均為46.7%。

綜合上述，水浸處理刺槐種子時(shí)，比較發(fā)芽率和發(fā)芽勢可知，刺槐種子在用初始水溫為70～80℃浸種，并浸泡1晝夜以后，得到較高的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，即就此次試驗(yàn)的數(shù)據(jù)得用初始水溫70～80℃浸種，并浸泡1晝夜為刺槐種子處理的最佳條件。同時(shí)可知，從浸種初始水溫看，處理刺槐種子浸種初始水溫最佳為70～80℃；從吸脹時(shí)長來看，處理刺槐種子最佳的條件為浸泡4晝夜。

2.2 酸浸處理対刺槐發(fā)芽影響分析

2.2.1 酸浸處理対刺槐發(fā)芽影響發(fā)芽率分析 從表3和圖3可以看出，發(fā)芽率的總體趨勢是呈現(xiàn)上升的。對于浸泡1、2晝夜的刺槐種子，最佳的酸浸時(shí)長是50min，其發(fā)芽率分別為83.3%、76.7%；而浸泡3晝夜的刺槐種子，在20～30min均較高并為持平狀態(tài)，其發(fā)芽率均為73.3%；而浸泡了4晝夜的刺槐種子出現(xiàn)了2個(gè)較高點(diǎn)，其較高的發(fā)芽率值均為76.7%，第一個(gè)較高點(diǎn)出現(xiàn)在10min，第二個(gè)最高點(diǎn)出現(xiàn)在50min；對于浸泡了5晝夜的刺槐種子，最高點(diǎn)出現(xiàn)在40min，最高發(fā)芽率達(dá)到93.3%，次高點(diǎn)出現(xiàn)在50min，其發(fā)芽率為90.0%。

2.2.2 水浸處理対刺槐發(fā)芽影響發(fā)芽勢分析 從表4和圖4中的數(shù)據(jù)得出，酸浸處理的刺槐種子的發(fā)芽勢的總體趨勢為先下降后上升的趨勢。對于發(fā)芽勢，具體的又可以分出2種不同的情況，一種是只有一個(gè)最高點(diǎn)的，包括浸泡2、4、5晝夜；另一種情況為兩個(gè)較高點(diǎn)并在較高點(diǎn)持平，有浸泡1、3晝夜的刺槐種子。對于只有一個(gè)至高點(diǎn)的情況，2、4、5晝夜的最高點(diǎn)分別出現(xiàn)在50min、10min、40min，其最高的發(fā)芽勢分別為50.0%、60.0%、73.3%，其中浸泡四、五晝夜的次高值均出現(xiàn)在50min，其次高發(fā)芽勢為53.3%、60.0%。相對應(yīng)的另一種有2個(gè)較高點(diǎn)的情況，浸泡一晝夜的刺槐種子的2個(gè)較高點(diǎn)分別出現(xiàn)在40min、50min，其發(fā)芽勢均為66.7%；浸泡了3晝夜的刺槐種子的2個(gè)較高點(diǎn)出現(xiàn)在20min、30min，其發(fā)芽勢均為73.3%，而其次高點(diǎn)依然出現(xiàn)在50min，發(fā)芽勢為66.7%。

綜合上述可知，濃硫酸酸浸處理刺槐種子時(shí)，比較發(fā)芽率和發(fā)芽勢可得，在濃硫酸酸浸處理40min后，浸泡5晝夜的刺槐種子萌發(fā)最好。同時(shí)，就此次試驗(yàn)可知，從濃硫酸處理情況看，最好的條件為浸種50min；從酸浸處理后刺槐種子浸泡時(shí)長考慮，最佳條件為浸泡3晝夜。

3 結(jié)論

3.1 不同浸種水溫對洋槐種子的影響 試驗(yàn)結(jié)果表明，不同浸種水溫對刺槐種子的發(fā)芽有極顯著影響，也表現(xiàn)出一定的規(guī)律，隨著浸種水溫的升高，洋槐種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢2項(xiàng)指標(biāo)均有所上升。在浸種水溫為70～80℃時(shí)基本達(dá)到最高。通過試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)能初步確定70～80℃的浸種水溫為刺槐種子萌發(fā)的最佳浸種水溫。同時(shí)，在試驗(yàn)初始溫度處理?xiàng)l件相同時(shí)，浸泡時(shí)長對刺槐種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢也有一定影響。

3.2 濃硫酸浸種時(shí)間對洋槐種子發(fā)芽的影響 試驗(yàn)結(jié)果表明，98%濃硫酸不同酸蝕時(shí)間對刺槐種子的發(fā)芽影響顯著。濃硫酸酸蝕可促進(jìn)刺槐種子發(fā)芽，其中以浸種50min處理效果最佳，而過長時(shí)間浸種則可能會(huì)抑制洋槐種子發(fā)芽。同時(shí)，在酸浸時(shí)間相同條件下，水浸泡時(shí)間対刺槐種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢的也呈現(xiàn)出較顯著的影響。endprint

4 討論

本試驗(yàn)表明，98%濃硫酸浸種確實(shí)能加快刺槐種子發(fā)芽率，利用該方法處理種子具有一定應(yīng)用價(jià)值，但如果處理不當(dāng)也會(huì)出現(xiàn)一些問題，如攪拌不及時(shí)、酸浸時(shí)間過長等，均會(huì)影響種子的萌發(fā)；而熱水浸種的處理方法易取材、成本低、操作簡便、效果好，是一種試驗(yàn)測定或小規(guī)模應(yīng)用的好方法，但熱水浸種的最佳發(fā)芽情況不如酸浸。兩種試驗(yàn)設(shè)計(jì)均為以后相關(guān)研究提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果作為參考依據(jù)。

同時(shí)有一些問題還有待進(jìn)一步探討：一是驗(yàn)設(shè)計(jì)上還存在局限性，不夠完善。本次試驗(yàn)不論是不同水溫浸種設(shè)計(jì)還是濃硫酸不同酸蝕時(shí)間設(shè)計(jì)都采用以發(fā)芽率和發(fā)芽勢為結(jié)果依據(jù)，過于單一。通過閱讀其他文獻(xiàn)了解到，再次研究相關(guān)課題時(shí)，可以設(shè)計(jì)成統(tǒng)計(jì)發(fā)芽的速度，即發(fā)芽的平均天數(shù)[6]；或是統(tǒng)計(jì)種子吸水率[1]；亦或是以統(tǒng)計(jì)發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)[7-10]；再或者是結(jié)合一些生理指標(biāo)的測定[11]。二是本次試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果不理想，未達(dá)到理想狀態(tài)，發(fā)芽率和發(fā)芽勢都存在一定的波動(dòng)。推測其原因主觀上可能是試驗(yàn)操作者缺乏經(jīng)驗(yàn)，采取了不當(dāng)措施或試驗(yàn)過程中出現(xiàn)失誤，客觀上可能是選用的刺槐種子自身生活力弱、技術(shù)措施或試驗(yàn)相關(guān)材料限制，而與試驗(yàn)設(shè)計(jì)本身的可行性無關(guān)。研究結(jié)果的總體趨勢基本一致說明試驗(yàn)設(shè)計(jì)中包含了最佳處理，同時(shí)也驗(yàn)證了試驗(yàn)結(jié)果的正確性。

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