趙艷芹， 李秀梅， 王學虎， 謝桂英

(1.河南農(nóng)業(yè)大學植保學院/新型農(nóng)藥創(chuàng)制與應(yīng)用河南省重點實驗室，河南鄭州 450002；2.河北省承德市雙灤區(qū)農(nóng)牧局，河北承德 067000)

龍葵(SolanumnigrumLinn.)別稱野葡萄，為茄科茄屬一二年生草本植物，是一種雙子葉惡性雜草，喜歡生在肥沃的微酸性至中性土壤中。龍葵繁殖力強，生長旺盛，生育期短，具有連續(xù)多實性和落粒性，已成為新疆棉田的優(yōu)勢種群之一[1]。目前對龍葵的研究主要集中在其作為醫(yī)藥材料、重金屬污染土壤修復(fù)、植物保護及經(jīng)濟作物開發(fā)等方面[2-6]。龍葵作為重要的農(nóng)田雜草和重金屬Cd污染的修復(fù)植物[7]，研究其種子發(fā)芽特性具有重要意義。關(guān)于龍葵種子發(fā)芽特性的研究目前主要集中在光照、藥劑浸種及鹽脅迫等方面[8]。本研究采用微波、超聲波、不同酸度及鋁離子處理龍葵種子，研究其發(fā)芽特性，旨在為雜草龍葵的發(fā)生、利用及防除提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

龍葵于2012年10月采自河南省鄭州市杲村，晾干后于室溫存儲備用，試驗于2013年5月進行。WD750ASL23格蘭仕微波爐(格蘭仕集團)、SB-100DT超聲波清洗機(寧波新芝生物科技股份有限公司)、雷磁pH計(上海雷磁儀器廠)、SPX-B-G光照培養(yǎng)箱(上海荊和分析儀器有限公司)、硫酸、硫酸鋁均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 種子萌發(fā)試驗 微波和超聲波處理：將龍葵種子用蒸餾水浸泡24 h后處理。微波處理：L10、L20、L30、L50；M10、M20、M30、M50；H10、H20、H30、H50(L：低功率150 W；M： 中功率450 W；H：高功率750W；數(shù)字表示所用時間，單位是s)；超聲波處理：5、10、15、20、30 min。酸度(硫酸)和Al3+(硫酸鋁)處理：將龍葵種子置于不同濃度的Al3+溶液中及酸度溶液中，室溫浸泡24 h，然后用蒸餾水沖洗干凈，挑選100粒龍葵種子放于鋪有1層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，加入5 mL蒸餾水，將種子置于25 ℃、12 h/d 1 000 lx 光照培養(yǎng)箱內(nèi)，每處理重復(fù)3次。種子萌發(fā)以胚芽露出為標準，萌發(fā)過程中每天調(diào)查發(fā)芽種子數(shù)，適當加水保持濕度，連續(xù)調(diào)查7～10 d(連續(xù)3 d發(fā)芽種子數(shù)無增長，視為發(fā)芽完全)。

萌發(fā)率(G)=100×Ga/Gn。

(1)

式中：Ga代表發(fā)芽終止時全部正常發(fā)芽種子數(shù)；Gn代表供試種子總數(shù)；

發(fā)芽勢(Gv)=(5 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%；

(2)

發(fā)芽指數(shù)GI=∑(Gt/Dt)。

(3)

式中：Gt代表t日的發(fā)芽數(shù)；Dt代表發(fā)芽日數(shù) 。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理 采用Mocrosoft Excel 2003和DPS 6.5軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波處理對龍葵種子萌發(fā)特性的影響

微波可明顯影響龍葵種子的發(fā)芽特性(表1)。微波能影響龍葵種子的萌發(fā)率，當采用L20、H10處理時，龍葵種子的萌發(fā)率為88.83%和89.01%，顯著低于對照及其他處理(萌發(fā)率均高于90%)。M20處理的發(fā)芽勢最高，為79.85%，顯著高于對照及其他處理，L50處理的發(fā)芽勢為71.53%，與其他各處理間存在顯著差異，H50的發(fā)芽勢最低，為47.87%，顯著低于對照。微波對龍葵種子發(fā)芽指數(shù)的影響不明顯，以M20處理最高，以M10和H10處理最低，但各處理間不存在差異。

2.2 超聲波處理對龍葵種子發(fā)芽特性的影響

不同時間超聲波處理對龍葵種子萌發(fā)特性的影響見表2。超聲波15 min處理龍葵種子萌發(fā)率最高，為96.69%，其后依次為超聲波20 min(94.79%)、 對照(93.44%)、超聲波5 min(92.37%)、超聲波30 min(92.10%)，上述處理之間存在差異且差異不顯著。超聲波能顯著影響龍葵種子的發(fā)芽勢，其中以超聲波15 min的發(fā)芽勢最高，為78.01%，以超聲波30 min的發(fā)芽勢最低，為41.58%，它們與其他處理間存在顯著性差異，超聲波20 min與超聲波10 min的發(fā)芽勢分別為69.94%和66.09%， 它們之間不存在差異， 而對照與超聲波5 min之間也不存在顯著性差異，與對照相比，除超聲波30、5 min外，其他超聲波處理均能提高龍葵種子的發(fā)芽勢。對于發(fā)芽指數(shù)，則以超聲波5 min處理值最低，為17.14%，與對照相比存在顯著性差異，其他超聲波處理則與對照值相近，不存在差異或差異不顯著。

表1 微波處理對龍葵種子發(fā)芽特性的影響

表2 超聲波處理對龍葵種子萌發(fā)的影響

2.3 不同酸度處理對龍葵種子萌發(fā)的影響

酸度處理能顯著影響龍葵種子的發(fā)芽特性(表3)。當pH值為2.00、2.97和3.98時，龍葵種子發(fā)芽率分別為79.74%、80.90%、86.94%，顯著低于對照，且與對照間存在顯著性差異；當pH值為5.14和5.96時，其發(fā)芽率分別為91.12%和95.64%，與對照差異不顯著。當pH值為5.96時，龍葵種子的發(fā)芽勢最高與對照間不存在差異，其他酸度較高處理的發(fā)芽勢顯著低于對照。發(fā)芽指數(shù)則以對照(19.05)、pH值=5.96(22.72)、 pH值=5.14(18.90)較高，三者之間沒有顯著性差異，當酸度較高(pH值<3.98)時，龍葵種子的發(fā)芽指數(shù)明顯降低。

表3 不同pH值處理下龍葵種子對龍葵種子發(fā)芽特性的影響

2.4 Al3+濃度處理對龍葵種子萌發(fā)特性的影響

Al3+能顯著影響龍葵種子的發(fā)芽特性(表4)。與對照相比，隨著Al3+濃度的增大，龍葵種子的發(fā)芽率明顯降低，當Al3+濃度為10 μmol/L時，龍葵種子的萌發(fā)率由對照的93.44%降低至75.25%，而當Al3+濃度為5 000 μmol/L時，其萌發(fā)率僅達60.37%。與對照相比，Al3+處理后龍葵種子的發(fā)芽勢與發(fā)芽指數(shù)明顯降低，且與對照間存在顯著性差異。

表4 不同Al3+濃度處理對龍葵種子發(fā)芽特性的影響

3 結(jié)論

微波和超聲波除具有熱效應(yīng)外，微波還能與生物組織相互作用[9-10]。李剛等對當歸種子的超聲波處理研究證明，超聲波能提高當歸種子的萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)[11]。韓玉竹等對紫花苜蓿種子微波處理研究證明，微波能夠顯著影響苜蓿種子的萌發(fā)[12]。本研究也表明，采用合適的微波或超聲波處理能顯著促進龍葵種子的萌發(fā)。土壤酸化導(dǎo)致重金屬及鋁離子大量釋放、活化，嚴重影響植物種子萌發(fā)和芽苗生長[13]。曹欣等表明，隨著pH值降低，薇甘菊種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)明顯降低[14]。本研究結(jié)果表明，酸度能影響到龍葵種子的發(fā)芽特性，而鋁離子的濃度則顯著降低了龍葵種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。

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