楊曉紅， 韓苗苗， 牛言心

（1.北京農(nóng)學(xué)院園林學(xué)院， 北京102206； 2.北京林果業(yè)生態(tài)環(huán)境功能提升協(xié)同創(chuàng)新中心， 北京102206）

二色胡枝子是豆科胡枝子屬落葉灌木，具有花量大，花色艷麗，耐旱、耐寒、耐瘠薄、萌蘗能力強(qiáng)等優(yōu)良特性，通常是荒坡綠化、礦山生態(tài)修復(fù)的先鋒樹(shù)種［1－2］，也常作為園林觀賞植物、木本飼料作物、藥用植物進(jìn)行栽培利用［2－4］。胡枝子屬植物原種主要以播種繁殖為主，種子硬實(shí)率較高，萌發(fā)率因種類(lèi)不同差別較大［5］。據(jù)研究，二色胡枝子種子硬實(shí)率在80%以上［6－8］，硬實(shí)特性對(duì)胡枝子種子的萌發(fā)有很大的影響，濃硫酸或熱水浸種被證實(shí)在破除胡枝子屬種子硬實(shí)性上具有較好的效果［9－11］。二色胡枝子存在自花不孕，需蜜蜂進(jìn)行異花授粉的特性［12］，因此種內(nèi)有較多的性狀差異［2］。目前，針對(duì)不同遺傳類(lèi)型的二色胡枝子種子萌發(fā)的研究則未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。本試驗(yàn)以不同種源，不同無(wú)性系的二色胡枝子為研究對(duì)象，研究簡(jiǎn)易熱水浸種、濃硫酸處理對(duì)遺傳性狀不同的二色胡枝子種子萌發(fā)的影響，以期為二色胡枝子的生產(chǎn)應(yīng)用尋找適宜的促進(jìn)種子萌發(fā)的技術(shù)方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)中所用種子均為2014年采種，凈種后保存于4～10℃的干燥環(huán)境下。試驗(yàn)材料為2個(gè)種源，3個(gè)無(wú)性系。種源分美國(guó)種源和華北種源2種類(lèi)型，其中美國(guó)種源的材料來(lái)自美國(guó)喬治亞州，2007年引種栽植到北京農(nóng)學(xué)院園林植物實(shí)踐教學(xué)基地；華北種源的二色胡枝子采自北京懷柔、山西大同、河北平山，采種后混合用于本次試驗(yàn)。3個(gè)無(wú)性系材料由美國(guó)種源的材料選育出來(lái)，在葉形、花色、花期等性狀上存在明顯差別。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子千粒質(zhì)量、硬實(shí)率的測(cè)定

隨機(jī)選取200粒種子稱(chēng)質(zhì)量，3次重復(fù)，計(jì)算千粒質(zhì)量平均值；隨機(jī)取凈種子100粒放入燒杯中，用自來(lái)水浸種24h，統(tǒng)計(jì)未吸脹種子數(shù)占種子總數(shù)的比例，計(jì)算種子硬實(shí)率，3次重復(fù)。

1.2.2 種子萌發(fā)試驗(yàn)

種子萌發(fā)預(yù)處理分為簡(jiǎn)易熱水處理與濃H2SO4酸蝕處理2種類(lèi)型。

1）簡(jiǎn)易熱水處理：用95℃熱水浸燙種子后，使其在自然冷卻過(guò)程中浸泡1，2，3d后進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。

2）濃H2SO4酸蝕處理：用質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的濃H2SO4分別浸泡10，20，30min，處理完畢，先用網(wǎng)篩把濃硫酸濾掉，再用自來(lái)水把濃硫酸沖洗干凈，自來(lái)水浸泡1d后進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。以自來(lái)水浸泡1d作為對(duì)照（ck）處理。

預(yù)處理后，將種子置于鋪有2層濕濾紙的培養(yǎng)皿中于25℃的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。每處理100粒種子，重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS 9.5標(biāo)準(zhǔn)版軟件進(jìn)行處理，計(jì)算發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)。

式中：A1為2周后發(fā)芽的種子總數(shù)；At為供試種子總數(shù)；A5為前5天發(fā)芽的種子總數(shù)；Gt為在第t天的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類(lèi)二色胡枝子的種子千粒質(zhì)量與硬實(shí)率

測(cè)定供試的2種源及3個(gè)無(wú)性系的二色胡枝子種子千粒質(zhì)量與硬實(shí)率，結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可見(jiàn)，不同類(lèi)型的二色胡枝子的種子千粒質(zhì)量存在顯著性差異，美國(guó)種源的種子千粒質(zhì)量明顯低于華北種源。在硬實(shí)率方面，種源之間差異顯著，無(wú)性系之間也存在極顯著性差異（F＝107.2；p＝0.000 3），但是無(wú)性系2號(hào)與3號(hào)之間則差異不顯著。可見(jiàn)，遺傳類(lèi)型不同，其種子千粒質(zhì)量與硬實(shí)率也會(huì)存在差異。

表1 不同種類(lèi)二色胡枝子千粒質(zhì)量與硬實(shí)率

2.2 種子預(yù)處理方式對(duì)不同類(lèi)型二色胡枝子硬實(shí)率的影響

從表2可見(jiàn)，與對(duì)照（自來(lái)水浸種1d）相比，用濃硫酸和熱水處理可降低各類(lèi)型二色胡枝子種子的硬實(shí)率，各處理之間存在極顯著性差異（F＝898.49；p＝0.001）。濃硫酸處理時(shí)間越長(zhǎng)，或熱水燙后浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，各類(lèi)型二色胡枝子種子硬實(shí)率越低。在各種處理中，以濃硫酸處理30min對(duì)二色胡枝子種子硬實(shí)率的降低效果最好。95℃熱水燙后浸泡1d可使各類(lèi)二色胡枝子的種子硬實(shí)率下降57% ～67%。 用DPS 9.5標(biāo)準(zhǔn)版軟件分析2個(gè)種源硬實(shí)率差異，經(jīng)過(guò)配對(duì)2處理t檢驗(yàn)，種子硬實(shí)率在種源之間存在極顯著性差 異 （t＝5.635；p ＝0.001 3；配 對(duì) 樣 本 相 關(guān) 系數(shù)＝0.995 6）。3個(gè)無(wú)性系種子硬實(shí)率經(jīng)過(guò)方差分析，在無(wú)性系之間也存在極顯著性差異（F＝10.56；p＝0.002 3）。

表2 處理方式對(duì)各類(lèi)型二色胡枝子硬實(shí)率（%）影響

表3 處理方式對(duì)各類(lèi)型二色胡枝子發(fā)芽率（%）影響

表4 處理方式對(duì)各類(lèi)型二色胡枝子發(fā)芽勢(shì)（%）的影響

2.3 種子預(yù)處理方式對(duì)各類(lèi)型二色胡枝子發(fā)芽率的影響

從表3可看出，二色胡枝子種子采用濃硫酸處理10～30min或95℃熱水燙后浸泡1～3d，種子發(fā)芽率比用自來(lái)水浸泡1d提高5～44倍。在各種處理中，以95℃熱水燙后浸泡1 d的處理效果最好，各類(lèi)種子的發(fā)芽率最高。采用濃硫酸處理各類(lèi)型二色胡枝子的種子時(shí)，以濃硫酸處理20～30min的效果比較好。95℃熱水燙后隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)芽率反而降低。在發(fā)芽率方面，經(jīng)過(guò)配對(duì)2處理t檢驗(yàn)，種源之間存在顯著性差異（t＝2.575；p＝0.042 1；配對(duì)樣本相關(guān)系數(shù)＝0.915 8），3個(gè)無(wú)性系之間經(jīng)過(guò)方差分析，則不存在顯著性差異（F＝3.082；p＝0.083 1）。

2.4 種子預(yù)處理方式對(duì)各類(lèi)型二色胡枝子發(fā)芽勢(shì)的影響

二色胡枝子種子經(jīng)過(guò)濃硫酸或熱水預(yù)處理后，播種5d就可達(dá)到發(fā)芽高峰，以播種5d統(tǒng)計(jì)各類(lèi)型二色胡枝子種子的發(fā)芽勢(shì)，結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可看出：酸處理或熱水處理可明顯提高各類(lèi)型二色胡枝子種子的發(fā)芽勢(shì)，種子發(fā)芽勢(shì)以濃硫酸處理20～30min及95℃熱水燙后浸泡1～2d的效果比較好。對(duì)于華北種源的二色胡枝子，6種預(yù)處理措施之間在種子發(fā)芽勢(shì)上不存在顯著性差異，而對(duì)美國(guó)種源及3個(gè)無(wú)性系來(lái)說(shuō)，6種預(yù)處理措施對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)的影響則在不同措施之間差異性不同。經(jīng)過(guò)配對(duì)2處理t檢驗(yàn)，種源之間的發(fā)芽勢(shì)不存在顯著性差異（t＝1.854；p＝0.113 1；配對(duì)樣本相關(guān)系數(shù)＝0.871 8），3個(gè)無(wú)性系之間經(jīng)過(guò)方差分析，其發(fā)芽勢(shì)也不存在顯著性差異（F＝3.739；p＝0.054 7）。

表5 處理方式對(duì)各類(lèi)型二色胡枝子發(fā)芽指數(shù)的影響

表6 不同種實(shí)類(lèi)型在熱水處理下的種子萌發(fā)情況

2.5 種子預(yù)處理方式對(duì)各類(lèi)型二色胡枝子發(fā)芽指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)是衡量種子發(fā)芽快慢的常用指標(biāo)。從表5可見(jiàn)，各類(lèi)型的二色胡枝子種子經(jīng)過(guò)酸處理、熱水處理后，其種子的發(fā)芽指數(shù)明顯高于對(duì)照，且濃硫酸處理以處理20，30 min的效果比較好，熱水處理以95℃熱水燙后浸泡1d的處理效果比較好。對(duì)于不同類(lèi)型的材料，其發(fā)芽指數(shù)也存在差異，經(jīng)過(guò)配對(duì)2處理t檢驗(yàn)，種源之間的發(fā)芽指數(shù)不存在顯著性差異（t＝2.186；p＝0.071 5；配 對(duì) 樣本相 關(guān) 系 數(shù) ＝0.641 6），而3個(gè)無(wú)性系經(jīng)過(guò)方差分析，其發(fā)芽指數(shù)之間也不存在顯著性差異（F＝3.805；p＝0.052 5）。

2.6 果皮對(duì)各類(lèi)型二色胡枝子種子發(fā)芽的影響

二色胡枝子每個(gè)莢果內(nèi)只含有1粒種子，種子成熟時(shí)果皮不開(kāi)裂。為了解果皮對(duì)種子萌發(fā)的影響，試驗(yàn)比較了經(jīng)95℃熱水燙后浸泡1d處理的各類(lèi)型二色胡枝子種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)及長(zhǎng)出的胚根長(zhǎng)度，結(jié)果見(jiàn)表6。從表6可見(jiàn)，二色胡枝子的果皮會(huì)明顯影響種子的萌發(fā)。不論是種源還是無(wú)性系，各類(lèi)型材料帶果皮播種時(shí)，其種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)明顯低于未帶果皮的同類(lèi)材料；但是，各類(lèi)型帶果皮種子萌發(fā)后，在發(fā)芽2周的胚根長(zhǎng)度則都顯著高于未帶果皮的種子，可見(jiàn)，二色胡枝子的果皮對(duì)胚根的發(fā)育也產(chǎn)生影響。

3 結(jié)論與討論

種子的千粒質(zhì)量和硬實(shí)率常常影響種子的萌發(fā)和出苗。千粒質(zhì)量大、硬實(shí)率低的種子常常發(fā)芽迅速整齊，出苗率高，幼苗健壯，并能保證田間成苗密度［13］。在本次研究中，來(lái)自華北的二色胡枝子種子明顯比來(lái)自美國(guó)的二色胡枝子種子的千粒質(zhì)量大，硬實(shí)率低，其相應(yīng)的未經(jīng)過(guò)酸、熱處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均好于美國(guó)種源的二色胡枝子。經(jīng)過(guò)濃硫酸處理或熱水處理，在種子的發(fā)芽率方面，2個(gè)種源之間存在顯著性差異，但在種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)方面，種源之間則差異不顯著。盡管3個(gè)無(wú)性系之間在種子硬實(shí)率上也存在顯著性差異，但在種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)方面則差異不顯著。這些結(jié)果表明，遺傳類(lèi)型不同的二色胡枝子在種子品質(zhì)、種子萌發(fā)上會(huì)出現(xiàn)不同。由于3個(gè)無(wú)性系均由美國(guó)種源的二色胡枝子選育而成，其遺傳性狀比較接近，因此在種子萌發(fā)方面沒(méi)有表現(xiàn)出較大的差異。胡枝子屬的許多研究表明，濃硫酸處理、熱水處理可破除種子的硬實(shí)率，影響種子萌發(fā)［11，14－18］。本次試驗(yàn) 中，各 類(lèi) 型 的 二 色 胡 枝 子 種 子 經(jīng)過(guò)濃硫酸處理10～30min，或95℃熱水燙后浸泡1～3d，這些處理方式與對(duì)照相比明顯降低了各類(lèi)型二色胡枝子種子的硬實(shí)率，提高了種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)，進(jìn)一步表明酸、熱處理可改善種皮的通透性，促進(jìn)氣體交換和水分進(jìn)入，消除機(jī)械限制而促進(jìn)種子萌發(fā)［19］。酸蝕和熱水處理是破除物理性休眠的有效方法，但其休眠破除效果則因種、品種以及具體措施不同而不同［20］。本研究中，2個(gè)種源和3個(gè)無(wú)性系的二色胡枝子種子經(jīng)過(guò)濃硫酸處理10～30min，或95℃熱水燙后浸泡1～3d，其種子萌發(fā)存在一定差異，但這種差異主要與濃硫酸處理時(shí)間，或95℃熱水燙后浸泡時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。對(duì)供試的5種類(lèi)型的材料來(lái)講，普遍是濃硫酸處理20～30min、95℃熱水燙后浸泡1d，種子萌發(fā)效果最好。95℃熱水燙后種子浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)反而降低，這可能是較長(zhǎng)時(shí)間浸泡種子，使種子吸收不到氧氣，抑制了種子的呼吸作用，進(jìn)而影響了種子的萌發(fā)率。胡枝子屬植物的果實(shí)為莢果，每個(gè)莢果中只有1枚種子，且種子成熟時(shí)果皮不開(kāi)裂。本研究發(fā)現(xiàn)，帶果皮的二色胡枝子的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)明顯低于不帶果皮的種子，這個(gè)結(jié)果與張鵬等［14］的研究結(jié)果相似，表明二色胡枝子的果皮確實(shí)會(huì)影響種子的萌發(fā)，播種育苗時(shí)最好去除果皮。但是本研究還發(fā)現(xiàn)，帶果皮的種子萌發(fā)中其胚根的長(zhǎng)度卻顯著高于不帶果皮的種子，表明胡枝子的果皮還會(huì)影響胚根的最初發(fā)育。這可能是試驗(yàn)中采用95℃熱水燙后浸泡了1d，帶果皮的種子因?yàn)楣さ谋Ｗo(hù)作用，使得熱水處理對(duì)種子破除休眠的影響較小，從而使得各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)較低。胡小文等［21］曾對(duì)9種常見(jiàn)豆科植物的種子萌發(fā)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)95℃熱水對(duì)種子休眠破除不利，所有參試物種，即使95℃熱水僅處理1min，亦可引起死種子數(shù)的顯著增加。盡管胡枝子屬植物種子硬實(shí)率高，用100℃熱水處理美麗胡枝子、陰山胡枝子，也能使其種子發(fā)芽率達(dá)到98.2%［15－16］，但熱水 畢 竟 會(huì) 影 響 種 子 的 活 性［22］，有 果皮的種子受到的影響相對(duì)較小，其胚根發(fā)育受熱水影響也會(huì)減小，因此胚根發(fā)育較快，發(fā)芽2周時(shí)胚根長(zhǎng)度大于不帶果皮的種子。

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