干熱處理打破赤芍種子胚軸休眠方法的比較

秦立金，李嘉薇，馬海峰，王金鶴，孫 為，田 彪

1 引言

赤芍為毛茛目芍藥科芍藥屬多年生草本植物，是一種著名野生中藥材，花期長達(dá)兩個月，近幾年赤峰地區(qū)及野生赤芍產(chǎn)地自然選育出了一批批重瓣花新品種，花朵漂亮，顏色各異，花期長，赤峰地區(qū)能夠露地越冬，是未來我市及周邊地區(qū)園區(qū)綠化、美化首選的種植種類.其不僅具有一定觀賞價值，而且種子和根產(chǎn)量高，經(jīng)濟(jì)效益特別好，且為多年生植物能夠節(jié)省大量勞動力成本.但因其是一種野生資源，近幾年隨著赤芍藥材市場的需求，野生赤芍被大量采摘、挖掘和破壞，因此，赤芍的引種馴化和人工栽培日益提上日程.但赤芍種子具有上、下胚軸雙休眠的特性，故怎么打破赤芍種子休眠，成為赤芍野生馴化、人工栽培和大面積推廣種植的首要問題.

干熱處理（DHT）是廣泛應(yīng)用在難發(fā)芽種子上的一種物理處理方法.目前，國際上將干熱處理方法廣泛應(yīng)用于具有高附加值的種子上[1-2].本試驗以常溫為對照，設(shè)計幾種不同干熱處理溫度和時間的二因素組合，對比常規(guī)浸種和沙藏方法處理野生赤芍種子，相關(guān)研究鮮見報道，這是本項目的創(chuàng)新之處.

本試驗以呼倫貝爾盟額爾古納市2017年山上采的野生赤芍種子為試驗材料，通過干熱處理等物理方法，比較赤芍發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和第二年出苗率，篩選出最佳干熱處理方法，為以后赤芍精量播種、馴化栽培、園區(qū)綠化美化推廣等提供科學(xué)依據(jù).

2 材料與方法

2.1 試驗材料

赤芍種子：呼倫貝爾盟額爾古納市野生赤芍種子.

2.2 試驗指標(biāo)及測定方法

2.2.1 種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢—參照范雙喜、張玉星的方法[3]

2.2.2 發(fā)芽指數(shù)-參照范雙喜、張玉星的方法[3]

2.3 試驗方法

預(yù)試驗進(jìn)行了40℃、60℃、80℃、100℃的4個干熱處理溫度，以常溫（25℃）為 CK，干熱處理時間分別為 1h、3h、5h，共計15個處理.本試驗在預(yù)試驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計40℃、60℃、80℃3個干熱處理溫度，干熱處理時間分別為2h、4h、6h、8h、10h、12h，以常溫（25℃）為 CK，共計 24 個處理；每個處理150粒種子，4次重復(fù)，于2017年9月7日，將上述種子浸泡24h，放到25℃的恒溫培養(yǎng)箱中催芽，選取100粒，觀察和記錄種子發(fā)芽數(shù)，計算發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù).

2017年10月7日，將上述處理種子50粒，每個處理3次重復(fù)，播種于生命科學(xué)學(xué)院天井試驗地，覆土，澆水，覆膜，常規(guī)管理.2018年4月后，觀察赤芍出苗情況.

2.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用SPSS和Excell軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析.

3 結(jié)果與分析

3.1 干熱處理對赤芍種子發(fā)芽率的影響

表1表明：干熱處理不僅使赤芍種子的發(fā)芽率有所提高，而且加快赤芍種子的萌發(fā)速率.其中，溫度為40℃和60℃時的發(fā)芽率大于CK，而60℃時處理效果達(dá)到最佳，與CK 達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），相比于常溫（CK），發(fā)芽率增加了5.57%.干熱處理溫度為80℃的發(fā)芽率比CK明顯降低，生產(chǎn)栽培上不宜采用.干熱處理時間效果不明顯.

表1 干熱處理對赤芍種子發(fā)芽率的影響

3.2 干熱處理對赤芍種子發(fā)芽勢的影響

表2表明：干熱處理提高了赤芍種子的發(fā)芽勢，發(fā)芽勢的提高對保證種子快速發(fā)芽以及提高出苗率、出苗整齊打下良好的基礎(chǔ).其中，溫度為40℃和60℃時的發(fā)芽勢均大于CK，而60℃時處理效果達(dá)到最佳，與CK達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），相比于常溫（CK），發(fā)芽勢增加了 5.79%.干熱處理溫度為80℃的發(fā)芽勢比CK明顯降低，生產(chǎn)栽培上不宜采用.干熱處理時間效果不明顯.

表2 干熱處理對赤芍種子發(fā)芽勢的影響

3.3 干熱處理對赤芍種子發(fā)芽指數(shù)的影響

表3表明：干熱處理提高了赤芍種子的發(fā)芽勢，發(fā)芽勢的提高對保證種子快速發(fā)芽以及提高出苗率、出苗整齊打下良好的基礎(chǔ).其中，溫度為40℃和60℃時的發(fā)芽勢均大于CK，而60℃時處理效果達(dá)到最佳，與CK達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），相比于常溫（CK），發(fā)芽指數(shù)增加了 17.56%.干熱處理溫度為80℃的發(fā)芽勢比CK明顯降低，生產(chǎn)栽培上不宜采用.干熱處理時間效果不明顯.

表3 干熱處理對赤芍種子發(fā)芽指數(shù)的影響

4 結(jié)論與討論

赤芍種子種皮堅硬，為多年生種子難發(fā)芽植物，生產(chǎn)栽培上，種子發(fā)芽率低，出苗不整齊.赤芍種子還具有上下胚軸休眠的特性，怎樣打破赤芍種子胚軸休眠，找到一種簡單、易行的處理方法，成為赤芍大面積推廣種植和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的難題.對于赤芍等難發(fā)芽種子，生產(chǎn)上往往播前對種子進(jìn)行處理，以便能夠使促進(jìn)種子萌發(fā)，出苗迅速、整齊，為作物高產(chǎn)栽培打下良好的基礎(chǔ).對于難發(fā)芽種子的處理方法，通常有物理方法和化學(xué)方法.農(nóng)作物種子處理上，如果采用化學(xué)藥劑進(jìn)行處理，在提高種子發(fā)芽率的同時，也可能對種子有一定的毒害作用，影響種子及農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量安全.所以本試驗采用物理處理方法，提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的同時，進(jìn)行抗逆性的誘導(dǎo)[5-7].

經(jīng)預(yù)試驗研究結(jié)果得出：干熱處理溫度為80℃和100℃時會妨礙赤芍種子發(fā)芽，發(fā)芽率明顯降低，100℃時僅約為10%；80℃干熱處理的各項發(fā)芽指標(biāo)在數(shù)值上明顯比對照降低，尤其是發(fā)芽勢，僅達(dá)到30%左右.這說明過高的溫度抑制了赤芍種子的發(fā)芽，種子內(nèi)部胚的結(jié)構(gòu)可能受到破壞，胚失去其生理功能，不利于赤芍種子保持活力，影響了赤芍種子種皮的吸水及胚萌發(fā)；同時，種子內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)可能也受到受到了破壞，嚴(yán)重影響了赤芍種子的活力和發(fā)芽率.，因此，過高溫度的干熱處理在植物種子處理的生產(chǎn)實踐上不宜采用.

本試驗研究結(jié)果表明，60℃干熱處理溫度促進(jìn)了赤芍種子的發(fā)芽，說明60℃的干熱處理溫度能夠使赤芍種子的種皮軟化，增強(qiáng)種子種皮的通透性，另外對水分的吸收量也大幅度提高，水分的流通使種子內(nèi)的養(yǎng)分快速分解并運輸?shù)接着?，使其生長和發(fā)芽速度均加快，并提高了發(fā)芽整齊度.經(jīng)試驗篩選得出：60℃為最佳處理溫度，且萌發(fā)的各項指標(biāo)均達(dá)到最大值.

研究結(jié)果表明：干熱處理溫度為80℃和100℃抑制了赤芍種子的萌發(fā)，發(fā)芽率明顯降低，100℃時僅約為10%；80℃干熱處理的各項發(fā)芽指標(biāo)明顯比對照降低，尤其是發(fā)芽勢，僅達(dá)到30%左右.因此，在打破赤芍種子休眠方法上，生產(chǎn)實踐上80℃和100℃這兩個干熱處理溫度不宜采用.干熱處理60℃促進(jìn)了赤芍種子的發(fā)芽，發(fā)芽各種指標(biāo)均達(dá)到最大值，生產(chǎn)實踐中可采用這種處理種子的物理方法，打破赤芍種子上下胚軸休眠的特性，為以后赤芍精量播種、人工種植和大面積推廣栽培等提供科學(xué)依據(jù).這次試驗中，處理時間效果不明顯，尚待進(jìn)一步的探索和研究.