頂苗新對(duì)苜蓿和水飛薊種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的效應(yīng)分析

房永雨,姜 超,,* ,張 凱,李佳悅,武海明,齊桂強(qiáng),丁海君,李景偉,潘文喧

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院, 呼和浩特 010031;2.呼倫貝爾學(xué)院, 海拉爾 021008;3.呼倫貝爾農(nóng)墾特泥河農(nóng)牧場(chǎng)有限公司, 特泥河 021008)

種子處理劑對(duì)保護(hù)作物生長(zhǎng)、防治病害蟲(chóng)效果顯著,且其用藥少、效果高、對(duì)人畜和環(huán)境影響小、持續(xù)期長(zhǎng),無(wú)論從經(jīng)濟(jì)上、健康上、藥效上都為種植者帶來(lái)極大的利益[1,2],是減少農(nóng)藥使用量提高農(nóng)藥利用率的有效方式。戎聰敏等[3]得出,正確的種子處理可以清除種子自身的病菌,提高本身的種子出苗率,有助于幼苗的生長(zhǎng),可以讓出苗變得快和整齊,加強(qiáng)幼苗在惡劣環(huán)境條件中的抵抗能力,增加幼苗的成活率,提高幼苗自身質(zhì)量。唐秀麗等[4]研究表明,種子播前消毒處理可促進(jìn)種苗生長(zhǎng)發(fā)育,提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量,降低病蟲(chóng)害,對(duì)防止種傳或土傳病害的發(fā)生和傳播也具有重要作用。伍振毅等[2]研究表明,種子處理可以為增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的效益,起到保護(hù)環(huán)境的作用,有利于植株良好生長(zhǎng),可以預(yù)防一些病蟲(chóng)害,保護(hù)作物。海斯琴等[5]認(rèn)為對(duì)種子進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?其實(shí)是對(duì)種子的新陳代謝活動(dòng)進(jìn)行干預(yù),使種子朝著理想的狀態(tài)進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育,從而提高作物的產(chǎn)量。張利艷等[6]認(rèn)為種子處理劑在生物學(xué)方面主要是防治病蟲(chóng)害、增加抗逆性和種子活力、提高作物產(chǎn)量等作用。遇璐等[7]發(fā)現(xiàn),種子處理劑是一種從萌發(fā)期開(kāi)始的保護(hù)手段,對(duì)作物穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)具有一定效果,種植者也可以從中獲得巨大的利益和較高的收益。

俄羅斯雜花苜蓿(Medicagosativasubsp.varia),是由俄羅斯引進(jìn)的栽培牧草,屬于多年生豆科牧草,具有耐寒、返青早等特點(diǎn)。賈淑杰等[8]研究表明俄羅斯雜花苜?？购怠⑦m應(yīng)能力好、越冬率高、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu),特別是有耐寒性能,豆科牧草同時(shí)具有固氮、吸碳、節(jié)能和減耗的作用[9],其中苜蓿根系具有固氮能力較強(qiáng)的根瘤菌,土壤中保留的苜蓿根茬對(duì)后續(xù)輪作于該地的作物產(chǎn)量、品質(zhì)有一定提高[10],利于優(yōu)化環(huán)境和改良貧瘠土壤。沈景林等[11]研究表明,俄羅斯雜花苜蓿在北方農(nóng)區(qū)牧草生長(zhǎng)性能、產(chǎn)量、生長(zhǎng)勢(shì)和分蘗枝數(shù)都表現(xiàn)良好,推斷牧草在北方寒區(qū)具有生長(zhǎng)潛勢(shì),因此內(nèi)蒙古呼倫貝爾地區(qū)的氣候條件等方面適合該苜蓿大面積推廣和種植[12]。

水飛薊(Silybummarianam(L.)Gaertn.)屬于1年生或2年生草本植物,可以起到清熱解毒的效果。陳晶等[13]研究表明,水飛薊抗寒、抗旱適應(yīng)性強(qiáng),對(duì)土壤、水分要求不高,沙灘地、鹽堿地均可種植,還具有較高的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,未來(lái)前景非常好,對(duì)種植者實(shí)現(xiàn)小康生活及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義非凡。藥物殘留對(duì)水飛薊生長(zhǎng)影響較大,前茬施用過(guò)殘效期較長(zhǎng)的農(nóng)藥如綠磺隆、虎威、普施特等除草劑的地塊,不宜種植水飛薊[14]。

為此選用一種全新的由美國(guó)科聚亞公司研制的種子處理殺菌劑——頂苗新進(jìn)行本試驗(yàn),頂苗新為4.23%微乳劑,含有有效成分種菌唑和甲霜靈[15]。本試驗(yàn)通過(guò)采用不同濃度的種子處理劑頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿和水飛薊進(jìn)行處理,測(cè)定2種牧草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、幼苗株高等指標(biāo),以期篩選出種子處理劑頂苗新對(duì)2種牧草種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的效益分析的最優(yōu)濃度范圍,為俄羅斯雜花苜蓿和水飛薊的大田種植奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為俄羅斯雜花苜蓿種子和水飛薊種子,種子處理劑為頂苗新,均由內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院草原研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2022年8月在中國(guó)科學(xué)院生態(tài)草牧業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室鄂溫克族自治旗試驗(yàn)站進(jìn)行。2種牧草種子各設(shè)置5個(gè)頂苗新濃度處理,3次重復(fù),每個(gè)重復(fù)種子數(shù)量統(tǒng)一為100 粒且籽粒飽滿,將在室外進(jìn)行盆栽,選取性質(zhì)相同的土壤,選用16.00 cm口徑花盆,播種深度均為3 cm。頂苗新處理梯度分別為:0.50 mL/kg、1.00 mL/kg、1.50 mL/kg、2.00 mL/kg、0 mL/kg(CK)、分別表示為A、B、C、D、CK(如表1)。將種子浸入被稀釋的頂苗新處理劑中,浸種相同時(shí)間后將種子均勻播種,播種完成后覆土,覆土高度保持一致,種植完成。每24 h統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽數(shù)。連續(xù)記錄14 d后,計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)[16]。每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取3株進(jìn)行株高測(cè)定。

表1 種子處理劑頂苗新處理編號(hào)及濃度

1.3 測(cè)定方法

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

發(fā)芽勢(shì)=(14 d內(nèi)發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù))×100 %;

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt),其中Gt為第t d的發(fā)芽數(shù),Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)[17]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用SPSS12.0軟件進(jìn)行方差分析處理,用Excel 2016對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和制作柱狀圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子處理劑頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的影響

不同濃度頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響如圖所示。結(jié)果表明,不同質(zhì)量濃度種子處理劑頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子的發(fā)芽率都有促進(jìn)作用(如圖1),頂苗新濃度為0.05 mL/kg,發(fā)芽率最高,為39%,顯著高于對(duì)照及其它處理,頂苗新濃度為1.00 mL/kg、1.50 mL/kg、2.00 mL/kg時(shí),發(fā)芽率顯著高于對(duì)照,分別為26%、31%和29%。不同濃度的頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子的發(fā)芽勢(shì)影響不同(如圖2),在頂苗新濃度為1.00 mL/kg時(shí),苜蓿種子發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照及其它處理,濃度為1.50 mL/kg時(shí)的發(fā)芽勢(shì)與未處理的苜蓿種子差異不顯著,濃度為0.50 mL/kg和2.00 mL/kg時(shí)的苜蓿種子發(fā)芽勢(shì)顯著低于未處理的苜蓿種子。4個(gè)不同濃度頂苗新處理下的苜蓿種子發(fā)芽指數(shù)變化不同(如圖3),濃度為0.50 mL/kg,發(fā)芽指數(shù)最高為2.78,顯著高于其它處理及對(duì)照,濃度為1.00 mL/kg、1.50 mL/kg、2.00 mL/kg時(shí),苜蓿發(fā)芽指數(shù)顯著高于對(duì)照,3個(gè)處理間差異不顯著。

注:不同小寫(xiě)字母表示苜蓿種子在不同濃度頂苗新下差異顯著(P<0.05)。下同圖1 種子處理劑頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子發(fā)芽率的影響

圖2 種子處理劑頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子發(fā)芽勢(shì)的影響

圖3 種子處理劑頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.2 頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿幼苗株高的影響

不同濃度頂苗新處理對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子株高的影響(如圖4)所示。結(jié)果表明,A、B、C這3個(gè)處理下的俄羅斯雜花苜蓿種子的幼苗株高分別為2.50 cm、2.23 cm、2.23 cm,與對(duì)照株高(2.83 cm)相比略有降低,但差異不顯著;D濃度下幼苗株高為1.93 cm,顯著低于對(duì)照。

圖4 種子處理劑頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子株高的影響

2.3 種子處理劑頂苗新對(duì)水飛薊種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的影響

不同濃度頂苗新對(duì)水飛薊種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響結(jié)果,可以看出,不同濃度的頂苗新處理對(duì)水飛薊種子的發(fā)芽率都表現(xiàn)出不同程度的促進(jìn)作用(如圖5),且差異顯著。頂苗新濃度為2.00 mL/kg時(shí)水飛薊種子發(fā)芽率最高,為79%。在頂苗新濃度為1.00 mL/kg和1.50 mL/kg時(shí)的水飛薊種子發(fā)芽勢(shì)顯著高于未處理的水飛薊種子(如圖6),濃度為0.50 mL/kg時(shí)發(fā)芽率為69%,濃度為1.50 mL/kg時(shí)發(fā)芽率為65%,濃度為1.00 mL/kg時(shí),發(fā)芽率為55%。不同濃度的頂苗新處理對(duì)水飛薊種子的發(fā)芽勢(shì)影響不同,在頂苗新濃度為1.50 mL/kg和1.00 mL/kg時(shí),水飛薊種子發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照處理,分別濃度為15%和10%,在頂苗新濃度為0.50 mL/kg和2.00 mL/kg時(shí)的水飛薊種子發(fā)芽勢(shì)顯著低于未處理的水飛薊種子。不同質(zhì)量濃度的頂苗新處理的水飛薊種子發(fā)芽指數(shù)均大于未處理的水飛薊種子(如圖7),且差異顯著,發(fā)芽指數(shù)由高到低分別為D處理(3.31)、C處理(3.25)、A處理(2.86)、B處理(2.56)。

圖5 種子處理劑頂苗新對(duì)水飛薊種子發(fā)芽率的影響

圖6 種子處理劑頂苗新對(duì)水飛薊種子發(fā)芽勢(shì)的影響

圖7 種子處理劑頂苗新對(duì)水飛薊種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.4 頂苗新對(duì)水飛薊幼苗株高的影響

不同濃度頂苗新對(duì)水飛薊種子幼苗株高的影響結(jié)果(圖8),可以看出,對(duì)照CK的株高為4.06 cm,A、C、D濃度下水飛薊種子的幼苗株高分別為3.66 cm、3.96 cm、3.90 cm,略低于對(duì)照但差異不顯著,B濃度下幼苗株高最低為3.16 cm,低于CK,差異顯著。

圖8 種子處理劑頂苗新對(duì)水飛薊幼苗株高的影響

3 討論

曾彥軍等[18]得出,種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)過(guò)程中的關(guān)鍵一步,它對(duì)于對(duì)品質(zhì)差的作物的種群恢復(fù)起到重要作用。種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率屬于判斷其生活力的指標(biāo),在本試驗(yàn)中種子發(fā)芽勢(shì)高,則表示種子活力強(qiáng),種子處理劑發(fā)揮作用,增產(chǎn)潛力大。有研究表明,不同種種子處理劑對(duì)同一作物影響不同[19],同種種子處理劑對(duì)不同作物影響存在差異[20]。頂苗新對(duì)苜蓿種子株高產(chǎn)生影響差異和水飛薊種子相比較大,處理劑頂苗新對(duì)苜蓿和水飛薊的株高影響趨勢(shì)不同。

種子處理劑拌種對(duì)種子出苗率和存苗率存在一定的抑制作用,一定范圍內(nèi)增加用量則會(huì)促進(jìn)種子出苗,提高出苗率和存苗率[21]。袁明等[22]表明,種子浸種劑促進(jìn)作物生長(zhǎng)效果明顯,使用后的秧苗生長(zhǎng)旺盛,根系發(fā)達(dá),幼苗粗壯,抗逆性強(qiáng),其它的浸種劑都有一定促進(jìn)作物生長(zhǎng)的作用,浸種處理可有效提高種子活力[23]。本試驗(yàn)不同種子處理劑濃度對(duì)2種牧草種子均可提高種子發(fā)芽率,基本確定最適濃度所在區(qū)間,只需進(jìn)一步縮小范圍即可確定最適濃度。但在2種牧草種子的發(fā)芽勢(shì)上同時(shí)出現(xiàn)了促進(jìn)作用和抑制作用,作用程度也略不相同,試驗(yàn)說(shuō)明種子處理劑對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)影響較大。

寇江濤等[24]指出種子的發(fā)芽指數(shù)是判斷種子活力的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)增加說(shuō)明它的活力在增強(qiáng),幼苗越好,發(fā)芽的時(shí)間越短,證明自然狀態(tài)下的種子可以短時(shí)間內(nèi)出苗。高宇等[25]研究表明,適宜濃度的種子處理劑可促進(jìn)增加作物產(chǎn)量,同時(shí)還能有效提高作物品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分,可在種子萌發(fā)期和幼苗期發(fā)揮有效作用。本試驗(yàn)表明頂苗新對(duì)2種牧草種子處理后都是發(fā)芽指數(shù)有不同程度的增加,苜蓿種子的發(fā)芽指數(shù)最大可達(dá)到對(duì)照的1.4倍,水飛薊種子的發(fā)芽指數(shù)最大可達(dá)到對(duì)照的1.5倍,說(shuō)明適宜濃度的種子處理劑對(duì)作物的部分農(nóng)藝性狀是有效的。

4 結(jié)論

第一,俄羅斯雜花苜蓿種子和水飛薊種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)都可以通過(guò)頂苗新處理來(lái)提高。頂苗新濃度在0.50 mL/kg時(shí)對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)影響最顯著,頂苗新濃度在2.00 mL/kg時(shí)對(duì)水飛薊種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)影響最顯著。

第二,種子處理劑頂苗新在不同濃度下對(duì)2種牧草種子的發(fā)芽勢(shì)產(chǎn)生不同程度的促進(jìn)或抑制作用。頂苗新濃度在1.00 mL/kg時(shí)對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子發(fā)芽勢(shì)促進(jìn)作用最顯著,濃度為1.50 mL/kg時(shí)對(duì)水飛薊種子發(fā)芽勢(shì)促進(jìn)作用最顯著。

第三,種子處理劑頂苗新對(duì)俄羅斯雜花苜蓿種子和水飛薊種子的株高生長(zhǎng)均有不同程度的抑制作用,濃度為2.00 mL/kg時(shí)對(duì)俄羅斯雜花苜蓿抑制作用顯著。濃度為0.50 mL/kg時(shí)對(duì)水飛薊幼苗株高抑制作用顯著。