段新慧,羅富成，鐘 聲,李喬仙,薛世明,楊國(guó)榮，黃必志

(1.云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院，云南 昆明 650212；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201)

俯仰臂形草種子休眠原因的研究

段新慧1,2,羅富成2，鐘 聲1,李喬仙1,薛世明1,楊國(guó)榮1，黃必志1

(1.云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院，云南 昆明 650212；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201)

通過(guò)測(cè)定不同儲(chǔ)存時(shí)間和濃硫酸處理的臂形草種子的發(fā)芽指標(biāo)及電導(dǎo)率，結(jié)果表明，儲(chǔ)存2年的俯仰臂形草種子可作為播種材料；濃硫酸處理15 min能顯著(P<0.01)提高貝斯莉斯克俯仰臂形草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率；破除休眠的3號(hào)和深度休眠的4號(hào)種子不同部位的甲醇提取液對(duì)油菜籽的發(fā)芽試驗(yàn)表明，30%，50%和80%原提取液處理發(fā)芽勢(shì)為0，當(dāng)把提取液中甲醇蒸發(fā)提取后，4號(hào)胚和胚乳提取液處理油菜籽發(fā)芽勢(shì)與CK無(wú)顯著性差異(P<0.01),說(shuō)明甲醇會(huì)影響植物的發(fā)芽，休眠的俯仰臂形草種子存在發(fā)芽抑制物質(zhì)，抑制物主要存在于種子的稃內(nèi)。

俯仰臂形草；種子休眠；抑制物質(zhì)

臂形草屬(Brachiaria)植物主要有珊狀臂形草、俯仰臂形草、網(wǎng)脈臂形草、剛果臂形草等[1]，是世界熱帶、亞熱帶地區(qū)優(yōu)良的放牧和水保兼用型牧草，在南、中美洲和東南亞等地區(qū)均有種植[2]。伏生俯仰臂形草(Brachiariadecumbens)又名俯仰臂形草，原產(chǎn)東非，云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院1984年從澳大利亞引入俯仰臂形草貝斯莉斯克(cv.Baslilisk)，經(jīng)過(guò)多年的推廣，已經(jīng)成為熱帶亞熱帶種植的優(yōu)良牧草之一[2-4]。

國(guó)外相關(guān)研究表明，貝斯利斯克俯仰臂形草具有固氮能力[5]，在瘠薄土壤上也能較好的生長(zhǎng)，重牧條件下，能和落花生(Arachispintoi),異葉山螞蝗(Desmo-diumheterophyllum)和卵葉山螞蝗(D.ovalifolium)混播形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的草地[6]。但由于其生產(chǎn)成本高，加上休眠的影響，給生產(chǎn)帶來(lái)了極大的不便。國(guó)內(nèi)外學(xué)者多年來(lái)都致力于消除生產(chǎn)過(guò)程中休眠帶來(lái)的不利影響，提高其發(fā)芽率[7，8]。貝斯莉斯克俯仰臂形草自從引進(jìn)云南后，在云南普洱，西雙版納、德宏等熱帶地區(qū)種植多年，表現(xiàn)極其良好，并且與大葉千斤拔(Flemingiamacrophylla)、多年生落花生也共生良好，是熱帶地區(qū)替代紫莖澤蘭(Ageratinaadenophorum)和飛機(jī)草(Chromolaenaodorata)的優(yōu)良牧草[9]。由于臂形草種子休眠較長(zhǎng)，有的品種休眠期長(zhǎng)達(dá)一年的特性[10]，故新鮮的種子發(fā)芽率很低，直接播種影響田間出苗率。試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定不同收獲年份的貝斯莉斯克俯仰臂形草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、電導(dǎo)率等相關(guān)指標(biāo)，以區(qū)分休眠和完成休眠的種子。此外，用甲醇浸提種子，以提取液進(jìn)行油菜籽種子發(fā)芽試驗(yàn)處理，以期確定抑制種子萌發(fā)的抑制物質(zhì)，為生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2008年5～6月在云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)室完成。全部材料由云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院提供(表1)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 電導(dǎo)率的測(cè)定 每種供試種子選取400粒大小均勻飽滿的種子，用無(wú)離子水沖洗3次，100 mL無(wú)離子浸泡，每隔1 h測(cè)定1次電導(dǎo)率，以電導(dǎo)率值趨于穩(wěn)定的值為計(jì)算依據(jù)，以蒸餾水為對(duì)照，所有處理均設(shè)3次重復(fù)。

表1 供試種子情況Table1 Description of the tested seeds

1.2.2 生活力、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率的測(cè)定 每種供試種子選取200粒大小均勻飽滿的種子，取100粒直接放置于30 ℃的光照恒溫箱中進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)；另100粒用濃硫酸處理15 min后置于30 ℃的光照恒溫箱中做發(fā)芽試驗(yàn)。10 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，21 d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，重復(fù)3次。種子生活力的測(cè)定采用文獻(xiàn)[11]TTC方法進(jìn)行，重復(fù)3次。

1.2.3 抑制物的提取與浸種試驗(yàn) 取1.2.2中相對(duì)發(fā)芽率最高和最低的種子，分離胚、胚乳、內(nèi)稃各3.0 g。粉碎后置于盛有60 mL 80%甲醇溶液中置4 ℃冰箱中提取24 h，過(guò)濾后濾渣再用10 mL 80%甲醇液提取1 h，重復(fù)2次，濾液混合?？紤]到甲醇對(duì)油菜籽萌發(fā)的影響，取一半濾液做30%，50%和80%原濾液浸種實(shí)驗(yàn)，另一半自然蒸發(fā)甲醇后再做浸種實(shí)驗(yàn)。每個(gè)重復(fù)100粒油菜籽，重復(fù)3次。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)采用SAS 9.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同收獲時(shí)間種子發(fā)芽指標(biāo)的差異分析

對(duì)不同收獲時(shí)間的種子進(jìn)行電導(dǎo)率和種子活力測(cè)定，經(jīng)過(guò)硫酸處理和未處理的種子進(jìn)行發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

未用硫酸處理的種子發(fā)芽率都為0，用濃硫酸處理15 min的種子發(fā)芽正常，但1999年收獲的1號(hào)，2號(hào)種子沒(méi)有發(fā)芽，種子活力也較低(表2)。2006，2007年收獲的3、4號(hào)種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均存在極顯著差異(P<0.01)，但兩年收獲的種子活力差異極不顯著(P>0.01)，說(shuō)明種子休眠導(dǎo)致發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)差異顯著。2006年收獲的3號(hào)種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)都顯著高于2007年收獲的4號(hào)種子，說(shuō)明3號(hào)種子已經(jīng)基本破除了休眠，4號(hào)種子還處于深度休眠狀態(tài)。

表2 不同來(lái)源的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和電導(dǎo)率Table2 The germination rate,germination vigor and conductivity of tested seeds %

注：同列不同大寫(xiě)字母表示差異極顯著(P<0.01)，下同

2007年在德宏收獲的4號(hào)種子，電導(dǎo)率顯著高于(P<0.01)1、2、3號(hào)種子，2、3號(hào)種子電導(dǎo)率差異不顯著(P>0.01)，1號(hào)種子電導(dǎo)率顯著高于(P<0.01)2、3號(hào)種子，顯著低于(P<0.01)4號(hào)種子。

2.2 種子不同部位提取液對(duì)油菜籽發(fā)芽的影響

把破除休眠的3號(hào)種子和處于深度休眠的4號(hào)種子部分分離，用甲醇提取，提取液分兩部分進(jìn)行油菜籽發(fā)芽試驗(yàn)，30%，50%和80%原提取液溶液處理時(shí)發(fā)芽率均為0，當(dāng)把提取液中的甲醇蒸發(fā)掉，殘留物用定量的蒸餾水溶解進(jìn)行油菜籽發(fā)芽試驗(yàn)，4號(hào)胚和胚乳提取液處理油菜籽的發(fā)芽勢(shì)與CK無(wú)顯著性差異(P>0.01)，說(shuō)明甲醇抑制了油菜籽的發(fā)芽；3號(hào)種子的提取液發(fā)芽勢(shì)均顯著(P<0.01)低于對(duì)照，但各提取液之間無(wú)顯著性差異，4號(hào)種子稃提取液油菜籽的發(fā)芽勢(shì)顯著低于對(duì)照和4號(hào)種子的其他提取液(表3)，說(shuō)明4號(hào)種子的稃中存在影響油菜籽發(fā)芽勢(shì)的物質(zhì)。

表3 種子不同部位提取液對(duì)油菜籽發(fā)芽的影響Table3 Effect of extracts from different part of Brachiaria decumbens on germination of rapeseeds %

3號(hào)種子各提取液油菜籽的發(fā)芽率均顯著低于(P<0.01)對(duì)照，3號(hào)種子各提取液之間比較，稃提取液顯著低于(P<0.01)對(duì)照和其他部位的提取液；4號(hào)種子各提取液處理下油菜籽的發(fā)芽率也顯著低于(P<0.01)對(duì)照，其中，以胚提取液發(fā)芽率最高，為82.7%，顯著高于(P<0.01)4號(hào)胚乳和稃的提取液，其中，4號(hào)稃提取液油菜籽發(fā)芽率顯著低于(P<0.01)胚和胚乳的提取液；3、4號(hào)種子的稃提取液對(duì)油菜籽的發(fā)芽率間差異不顯著(P>0.01)，但顯著低于(P<0.01)其他提取液，說(shuō)明稃提取液對(duì)油菜籽發(fā)芽率的影響最大。

俯仰臂形草種子各部位甲醇提取液對(duì)油菜籽幼苗發(fā)芽率和根系發(fā)育的影響如圖1～2所示，圖中稃、胚乳、胚表示高度休眠4號(hào)種子的各部位；I1稃、I1胚乳、I1胚表示破除休眠3號(hào)種子的各部位。

圖1 俯仰臂形草種子各部位甲醇提取液對(duì)油菜籽幼苗發(fā)芽率的影響Fig.1 Effect of methanol extracts from different part of Brachiaria decumbens on germination of rapeseeds

圖2 俯仰臂形草種子各部位甲醇提取液對(duì)油菜籽幼苗根系發(fā)育的影響Fig.2 Effect of methanol extracts from different part of Brachiaria decumbens on seedling root of rapeseeds

2.3 俯仰臂形草各發(fā)芽指標(biāo)相關(guān)性分析

俯仰臂形草種子各發(fā)芽指標(biāo)相關(guān)性分析表明，種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率與電導(dǎo)率呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著(P>0.01)；種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)之間存在極顯著正相關(guān)(P<0.01)，發(fā)芽率和種子活力之間存在顯著正相關(guān)(P<0.01)，種子活力和種子發(fā)芽勢(shì)間存在顯著正相關(guān)(P<0.01)。

表4 俯仰臂形草各發(fā)芽指標(biāo)相關(guān)性分析Table4 Correlation analysis among germination indicators

3 討論與結(jié)論

(1)用濃硫酸處理俯仰臂形草種子15 min后，能有效破除貝斯莉斯克俯仰臂形草種子的休眠，由于強(qiáng)酸能夠腐蝕種皮，改變種皮的通透性，從而促進(jìn)種子的萌發(fā)，利用強(qiáng)酸強(qiáng)堿處理牧草種子，能提高種子的發(fā)芽率[12，13]；利用濃硫酸處理種子同時(shí)應(yīng)該注意，處理的時(shí)間因種子不同而不同，不同的種子種皮的厚度及種皮的木質(zhì)化程度不一致，處理的時(shí)間太長(zhǎng)，腐蝕到種胚，種子敗育率高，處理的時(shí)間較短，種皮透性達(dá)不到萌發(fā)的需要，種子也不會(huì)萌發(fā)。

(2)國(guó)外有關(guān)作物種子貯存期間的滲透電導(dǎo)率特性的研究較為深入[14]，并且電導(dǎo)率已經(jīng)發(fā)展成為一種常規(guī)的種子活力測(cè)定方法[15-17]。試驗(yàn)中不同俯仰臂形草種子電導(dǎo)率存在差異，但是不成規(guī)律性變化，影響電導(dǎo)率測(cè)定的因素有多方面，其主要的因素是浸種溫度、浸種時(shí)間、浸種水質(zhì)、種子本身的含水量以及種皮完整性等。試驗(yàn)用種為不同收獲時(shí)間，不同來(lái)源，可能導(dǎo)致種皮的完整性不一定相同，所以種子的電導(dǎo)率不成規(guī)律性變化，但是在相關(guān)性分析中，試驗(yàn)種子的電導(dǎo)率與發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)成負(fù)相關(guān)。

(3)影響種子的休眠的因素很多，公認(rèn)的休眠類型有：生理休眠、形態(tài)休眠、形態(tài)生理休眠、物理休眠、復(fù)合休眠[18]，大部分研究發(fā)現(xiàn)，種子的休眠基本由多種因素影響，熱帶牧草木質(zhì)化程度高[19]，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，俯仰臂形草屬于復(fù)合休眠狀態(tài)，其種皮不透水，并且種子中存在發(fā)芽抑制物。

(4)目前，在進(jìn)行種子發(fā)芽抑制物研究時(shí)，大部分采用白菜作為發(fā)芽指示物[20，21]，筆者認(rèn)為利用與研究對(duì)象不同的物種作為發(fā)芽指示物存在一定的問(wèn)題，能抑制白菜發(fā)芽的抑制物不一定抑制所研究物種的發(fā)芽，反之亦然，所以存在問(wèn)題有待進(jìn)一步探討。

俯仰臂形草種子儲(chǔ)存2年是種子的最佳播種時(shí)期，當(dāng)俯仰臂形草儲(chǔ)存2年后種子休眠基本結(jié)束，可以作為播種的材料。利用濃硫酸處理貝斯莉斯克俯仰臂形草，能顯著(P<0.01)提高種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率；俯仰臂形草種子中存在休眠物質(zhì)，休眠物質(zhì)主要存在種子的稃中；俯仰臂形草種子各發(fā)芽指標(biāo)相關(guān)性分析表明，種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率和電導(dǎo)率負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著(P>0.01)；種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)間存在極顯著正相關(guān)(P<0.01)，發(fā)芽率和種子活力間存在顯著正相關(guān)(P<0.01)，種子活力和種子發(fā)芽勢(shì)間存在顯著正相關(guān)(P<0.01)。

[1] 劉國(guó)道.海南飼用植物志[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2000:514-521.

[2] 匡崇義.熱帶亞熱帶優(yōu)良牧草—伏生臂形草[J].中國(guó)草地,1991(3):79-80.

[3] 袁福錦，奎嘉祥，謝有標(biāo)，等.云南南亞熱帶多雨區(qū)引進(jìn)禾本科牧草的適應(yīng)性及評(píng)價(jià)[J].草原與草坪,2011,31(5):60-64.

[4] Miranda C H B,Seiffert N F,Dobereiner J.Efeito de apli-cacao de molibdenio no numero de Azospirillum e na pro-ducao de Brachiaria decumbens[J].Pesqui Agrppecu Bras,1985,20(5):509-513.

[5] Lascano C,Thomas D.Forage quality and animal selection ofArachis pintoiin association with tropical grasses in the eastern plains of Colombia[J].Grass and Forage Science,1988,43:433-439.

[6] 唐軍,易克賢,白昌軍,等.臂形草品種及其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值初評(píng)(簡(jiǎn)報(bào))[J].草地學(xué)報(bào)，2007，15(4)：398-400.

[7] 洪彩香，楊連珍.溫水浸泡處理對(duì)熱研6號(hào)珊狀臂形草種子發(fā)芽率的影響[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，23(4)：10-13.

[8] 洪彩香，張如蓮，陳志權(quán).不同處理方法對(duì)3種臂形草屬牧草種子發(fā)芽率的影響[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，24(2)：13-17.

[9] 奎嘉祥，匡崇義，占星，等.中國(guó)云南南部建植臂形草混播草場(chǎng)防治飛機(jī)草的研究[J].中國(guó)草地,1997(5):55-58.

[10] 韓建國(guó).實(shí)用牧草種子學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1997:69-140.

[11] 羅富成，畢玉芬，黃必志.草業(yè)科學(xué)實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)書(shū)[M].昆明：云南科技出版社，2008:19.

[12] 趙麗麗,王照蘭,杜建材,等.硫酸處理打破扁蓿豆不同品系種子硬實(shí)的效果研究[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào),2007(3)：73-77.

[13] 袁學(xué)軍，劉建秀,馬克群,等.提高假儉草種子發(fā)芽率的研究[J].草原與草坪,2007(4):25-28.

[14] Ching T M,Schoolcraft I.Pgysiological and Chemical Differences in Aged Seed[J].Crop Science,1968(1)：15-18.

[15] 徐本美,顧增輝.種子活力的研究[J].種子,1989(5)：53-55.

[16] 高捍東.種子活力測(cè)定方法及其評(píng)價(jià)[J].種子,1990(6)：33-35.

[17] 林斌.影響種子電導(dǎo)率因素的探討[J].種子,1986(2)：71-73.

[18] 付婷婷,程紅焱,宋松泉.種子休眠的研究進(jìn)展[J].植物學(xué)報(bào),2009(5)：629-641.

[19] 羅富成，彭建，段新慧，等.滇產(chǎn)納羅克非洲狗尾草種子種殼透性及種胚休眠性研究[J].草原與草坪,2014,35(4):19-24.

[20] 趙敏,王炎,康莉.刺五加果實(shí)及種子內(nèi)源萌發(fā)抑制物質(zhì)活性的研究[J].中國(guó)中藥雜志,2001(8)：534-538.

[21] 趙敏,王炎,張偉.北五味子種子內(nèi)源抑制物質(zhì)特性的初步研究[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999(5):63-65.

A preliminary study on causes of seed dormancy ofBrachiariadecumbens

DUAN Xin-hui1,2,LUO Fu-cheng2,ZHONG Sheng1,LI Qiao-xian1,XUE Shi-ming1,YANG Guo-rong1,HUANG Bi-zhi1
(1.YunnanAcademyofGrassandAnimalScience,Kunming650212,China；2.CollegeofAnimalScienceand
Technology,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China)

The seed ofBrachiariadecumbensstored for different time was used to determine the mechanism of dormancy through testing the germination and conductivity.Results indicated that the seed storaged for twoyears were suiTablefor planting.Concentrated sulfuric acid treatment could significantly (P<0.01) improve the vigor and rate of germination.And a rapeseed germination experiment was carried out with methanol extract of different part of dormancyBrachiariadecumbensseeds and it showed that the inhibitory substances might be present in dormancy seeds,mainly in hull.And the methanol could affect the germination of rapeseeds.

Brachiariadecumbens；seed dormancy；inhibitory substances

2014-10-22；

2015-01-03

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院基金項(xiàng)目(DKY3P201103);現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(2009)資助

段新慧(1975-)，女，云南昆明人，碩士，助理研究員，主要從事牧草栽培及育種工作。 E-mail：xinhuiduan@aliyun.com 黃必志為通訊作者。

S 330.3

A

1009-5500(2015)01-0049-05