不同溫度和MS鹽濃度對(duì)紅稗種子發(fā)芽特性的影響

鄧力喜，劉 丹，吳亞男，陳銀華，馮章麗，彭柳會(huì)

(遵義師范學(xué)院，貴州 遵義 563006)

紅稗(Baccagesedge)，也稱紅米、山紅稗、野紅米草、野高粱、水高粱、野雞稗和土稗子等，是一種古老的瀕危農(nóng)作物，始載于《滇南本草》[1]。貴州紅稗種植歷史悠久，人工馴育、栽培，成為貴州獨(dú)有的特色農(nóng)作物，其中習(xí)水紅稗更是貴州遵義習(xí)水縣的特產(chǎn)，并于2016年2月18日，被國(guó)家質(zhì)監(jiān)總局正式批準(zhǔn)為地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品。

紅稗營(yíng)養(yǎng)豐富，富含人體所需的各種氨基酸、微量元素和多糖類物質(zhì)[2-3]。近年來，隨著人們生活水平的提高，紅稗因其含有多種對(duì)人體有益的成分，受到廣大消費(fèi)者的青睞，也成為研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。徐本剛等[3]對(duì)紅稗的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了分析；吳凱等[4]對(duì)紅稗中微量元素進(jìn)行了測(cè)定；解春芝等[5]采用石蠟制片和掃描電鏡的方法，對(duì)紅稗籽粒形態(tài)結(jié)構(gòu)及淀粉顆粒進(jìn)行觀察；胡章凱等[6]和宋成孝等[7]分別研究了氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)元素堆紅稗株高和分蘗數(shù)的影響；宋成孝等[8]研究了不同密度和苗齡對(duì)紅稗植株產(chǎn)量的影響。目前，尚未見到有關(guān)溫度和培養(yǎng)基濃度(MS)對(duì)紅稗種子發(fā)芽的影響研究。種子的芽率直接決定著出苗數(shù)量和苗子的質(zhì)量，進(jìn)而影響紅稗的產(chǎn)量?；诖?，本試驗(yàn)以習(xí)水紅稗為研究對(duì)象，探究不同溫度和培養(yǎng)基濃度處理對(duì)其種子萌發(fā)的影響，以期為保護(hù)和利用這一優(yōu)異種質(zhì)資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用習(xí)水紅稗種子由貴州老鋤頭有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1溫度處理

設(shè)置溫度梯度范圍為5～40 ℃，每間隔5 ℃設(shè)置1個(gè)梯度，總共8個(gè)溫度梯度，5次重復(fù)。每個(gè)重復(fù)選取紅稗種子50粒，浸種2 d后，置于放有浸濕濾紙的培養(yǎng)皿中，每次重復(fù)中加入10 mL清水，處理完成后放入不同溫度的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。

1.2.2MS鹽濃度處理

設(shè)置清水(ck)、1×MS鹽、2×MS鹽和4×MS鹽等4個(gè)鹽濃度梯度，5次重復(fù)。每次重復(fù)選取紅稗種子50粒，對(duì)其浸種2 d后，置于放有浸濕濾紙的培養(yǎng)皿中，每次重復(fù)加入各個(gè)濃度的MS鹽10 mL，對(duì)照組中加入清水10 mL，處理完成后放入25 ℃恒溫條件下進(jìn)行培養(yǎng)。

1.2.3紅稗種子萌發(fā)測(cè)定

紅稗種子發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)是胚根明顯突破種皮，試驗(yàn)過程中需要每天對(duì)紅稗種子的發(fā)芽數(shù)目進(jìn)行記錄，并且在數(shù)據(jù)記錄完成前保持濾紙濕潤(rùn)，直至接連2 d種子發(fā)芽數(shù)目無變化，即為種子發(fā)芽結(jié)束。種子發(fā)芽結(jié)束后，每一個(gè)處理中選取發(fā)芽情況較一致的3株幼苗測(cè)量其芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)。對(duì)不同處理?xiàng)l件下的紅稗種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)和種子萌發(fā)活力指數(shù)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算方法如下：

發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽勢(shì)(%)=(發(fā)芽高峰期種子發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽指數(shù)GI=∑Gt/Dt；

種子萌發(fā)活力指數(shù)VI=GI×S。

其中，Gt為不同時(shí)間的發(fā)芽種子數(shù)；Dt為發(fā)芽日數(shù)；S為幼苗的生長(zhǎng)勢(shì)(以芽長(zhǎng)表示)[9]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，并利用SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對(duì)紅稗種子發(fā)芽的影響

由表1可知，紅稗種子在8個(gè)溫度處理下，除5 ℃、10 ℃條件下不能發(fā)芽，發(fā)芽率為0外，其余處理均可發(fā)芽，發(fā)芽率依次分別為14.00%、27.60%、29.20%、44.00%、60.40%和49.60%，其中35 ℃條件下發(fā)芽率最高，15 ℃條件下發(fā)芽率最低，并且在40 ℃條件下種子發(fā)芽一段時(shí)間后死亡?？傮w趨勢(shì)表明，紅稗種子的發(fā)芽率隨著溫度的變化呈先上升后下降的趨勢(shì)，并且在35 ℃條件下發(fā)芽率達(dá)到最大。

表1 不同溫度對(duì)紅稗種子發(fā)芽的影響

進(jìn)一步對(duì)發(fā)芽勢(shì)進(jìn)行分析，除5 ℃、10 ℃條件下發(fā)芽勢(shì)為0以外，其余6個(gè)溫度梯度條件下紅稗種子的發(fā)芽勢(shì)依次為10.80%、18.00%、21.20%、27.20%、25.60%和28.40%，其中在40 ℃條件下紅稗種子發(fā)芽勢(shì)值達(dá)到最大，在15 ℃條件下發(fā)芽勢(shì)為最低。結(jié)果表明，隨著溫度的增高，種子發(fā)芽勢(shì)隨之升高，種子的生命活力隨之升高，在40 ℃條件下發(fā)芽勢(shì)達(dá)到最高(表1)。紅稗種子的發(fā)芽指數(shù)和萌發(fā)活力指數(shù)受溫度影響變化趨勢(shì)一致，在35 ℃條件下種子發(fā)芽指數(shù)和萌發(fā)活力指數(shù)達(dá)到最大，分別為5.32和15.76，在15 ℃條件下，發(fā)芽指數(shù)和萌發(fā)活力指數(shù)達(dá)到最小，分別為0.54和0.11。

2.2 不同MS鹽濃度對(duì)紅稗種子發(fā)芽的影響

由表2可知，紅稗種子在3種MS鹽濃度和清水條件下都能發(fā)芽，其在3種MS鹽濃度條件下的發(fā)芽率都顯著高于清水對(duì)照，表明一定濃度的MS鹽能促進(jìn)紅稗種子的萌發(fā)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，紅稗種子在1×MS鹽濃度條件下整體發(fā)芽率最高，但隨著MS鹽濃度的增加，紅稗種子的發(fā)芽率逐漸下降。

表2 不同MS鹽濃度對(duì)紅稗種子發(fā)芽的影響

同時(shí)，研究結(jié)果還表明，在不同MS鹽濃度下，紅稗種子的發(fā)芽勢(shì)分別為29.20%、47.20%、38.80%和23.60%，其中1×MS鹽濃度條件下發(fā)芽勢(shì)最高，4×MS鹽濃度條件下發(fā)芽勢(shì)最低，其變化趨勢(shì)與發(fā)芽率一致。稗種子發(fā)芽指數(shù)在1×MS鹽濃度條件下最高，為6.25，在清水處理?xiàng)l件下最低，為3.37。種子萌發(fā)活力指數(shù)在1×MS鹽濃度條件下最高，為21.53；在4×MS鹽濃度條件下最低，為7.23，表現(xiàn)出隨著MS鹽濃度的上升呈先上升后下降的趨勢(shì)。

3 討 論

影響種子發(fā)芽特性的因素有很多，諸如水分、溫度和空氣等，其中溫度和鹽濃度是2個(gè)重要的影響因子[10]。研究表明，溫度是影響種子發(fā)芽的重要因素之一，過高的溫度或過低的溫度都不利于種子萌發(fā)。同時(shí)，低濃度鹽溶液可以促進(jìn)植物種子萌發(fā)，而高濃度時(shí)則顯著抑制種子萌發(fā)[11,12]。本研究表明，溫度和MS鹽濃度對(duì)紅稗種子發(fā)芽特性產(chǎn)生影響，合適的溫度和MS鹽濃度對(duì)紅稗種子發(fā)芽有促進(jìn)作用，這一點(diǎn)與前人的結(jié)論一致。

本研究表明，溫度和MS鹽濃度對(duì)紅稗種子發(fā)芽特性存在影響，其中35 ℃溫度處理和1×MS鹽濃度處理均為最佳處理，能夠有效提高紅稗種子的發(fā)芽特性，這為今后開展相關(guān)研究工作提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。然而，在本試驗(yàn)中，未開展溫度和MS鹽濃度互作的研究，尚不明確二者之間的互作對(duì)紅稗種子發(fā)芽的影響。毛彩云等[13]研究表明，棉籽發(fā)芽受溫度和鹽度共同影響，溫度和鹽度對(duì)棉籽發(fā)芽率存在互作關(guān)系。因此，進(jìn)一步明確溫度和鹽濃度互作關(guān)系，這也將是下一步的工作重點(diǎn)。