陳忠萍+彭夢(mèng)文+常亞玲+江萍

摘 要：該文選取文冠果種子為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過不同濃度的PEG溶液模擬干旱環(huán)境，研究PEG處理對(duì)文冠果種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明：低濃度（5%、15%）PEG溶液處理對(duì)文冠果種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用，濃度為5%的PEG溶液對(duì)種子萌發(fā)特性的影響最優(yōu)，濃度為15%的 PEG溶液對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響最優(yōu)。高濃度（25%）PEG處理對(duì)文冠果種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有一定的抑制作用。

關(guān)鍵詞：種子萌發(fā)；文冠果；PEG

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）08-0097-04

Abstract：The study objected Xanthoceras Sorbifolia Bunge seeds to explore drought stress simulated by polyethylene glycol （PEG-6000） on germination characteristics.The study target was drought stress treatment on germination rate，germination index and vigor index，etc.The results showed that PEG concentration range of 5%and15% had a promoting role in seed germination and seedling growth，and optimal PEG concentration is proved 5% with maximum germination rate，germination indexand vigor index.It also found highest seedling height was under 15% PEG treatment.However，the high concentration PEG （25%） treatment，to some extent，observed inhibiting role on seed germination and seedling growth of Xanthoceras Sorbifolia Bunge.

Key words：Seed germination；Xanthoceras Sorbifolia Bunge；PEG

文冠果（Xanthoceras Sorbifolia Bunge）屬于無(wú)患子科（Sapindaceae）文冠果屬（Xantho ceras），為單種屬，是我國(guó)特有的木本油用和藥用樹種，具有抗旱、抗寒、耐瘠薄的特性。原生在我國(guó)北方的干旱寒冷地區(qū)，近年來其在全國(guó)范圍內(nèi)已大量栽培，種子可食，種仁含脂肪57.18%、蛋白質(zhì)29.69%、淀粉9.04%、灰分2.65%，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，是我國(guó)北方具有較高發(fā)展前景的木本油料樹種[1]。

PEG-6000（聚乙二醇分子量6000）是一種滲透調(diào)節(jié)劑，常被用作植物水分脅迫劑來模擬干旱環(huán)境，并對(duì)植物進(jìn)行抗旱實(shí)驗(yàn)[2]。Heydecker等最早成功利用了PEG溶液處理蔬菜種子后，使得PEG滲透脅迫模擬干旱的土壤條件研究植物種子萌發(fā)的方法得到了廣泛的應(yīng)用[3]。目前，PEG在農(nóng)作物[4-6]和草本植物[7-8]中應(yīng)用較廣，林業(yè)上已應(yīng)用于樟子松[9]、油松[10]、香椿[11]]等樹種中，而關(guān)于PEG處理對(duì)文冠果種子萌發(fā)特性的研究較少[12]。

種子發(fā)芽特性是種子質(zhì)量的重要體現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)文冠果大面積種植的關(guān)鍵。本文以文冠果種子為研究對(duì)象，采用PEG-6000模擬干旱的研究方法，探討PEG處理對(duì)文冠果種子萌發(fā)特性和幼苗生長(zhǎng)的影響，以及PEG處理對(duì)文冠果種子萌發(fā)的影響規(guī)律，以期為文冠果的育苗和生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 文冠果種子于2013年8月采于石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)站內(nèi)，采種后及時(shí)放置于實(shí)驗(yàn)室冰箱中保存，從中選擇成熟、飽滿且大小適中的種子為萌發(fā)實(shí)驗(yàn)材料。種子的含水量為7.54%，百粒重為94.78±7.52g。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 種子處理 實(shí)驗(yàn)開始前將文冠果種子用55～60℃溫水消毒10min后，再用0.2%高錳酸鉀液泡25min，清水清洗脫藥并浸泡24h[13]。消毒處理后的種子，再用80℃的熱水燙種（邊倒熱水邊攪拌）以軟化種皮，冷卻至室溫后浸泡120h[14-15]。實(shí)驗(yàn)設(shè)置4個(gè)PEG濃度梯度，分別為0%、5%、15%和25%，相應(yīng)的溶液水勢(shì)約為0MPa、

-0.58MPa、-3.25MPa、-7.94MPa。以濃度為0%的PEG溶液為對(duì)照，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行4次重復(fù)。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。進(jìn)行4個(gè)不同濃度的PEG處理，每個(gè)處理4次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30粒種子。30粒種子分裝于2個(gè)容器。每個(gè)容器裝入經(jīng)高錳酸鉀消毒過的等量營(yíng)養(yǎng)土中，將經(jīng)過催芽處理的文冠果種子覆土2cm進(jìn)行播種。之后分別用不同濃度的PEG溶液澆透土壤，將其置于白熾燈光照下的實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行發(fā)芽，溫度為25℃左右，每天光照12h。在種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)期間依據(jù)培養(yǎng)基質(zhì)的水分情況每天補(bǔ)充相應(yīng)濃度PEG溶液。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定 實(shí)驗(yàn)中每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)，測(cè)定幼苗苗高、地徑，并計(jì)算種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、平均發(fā)芽天數(shù)、活力指數(shù)[16]、苗高、根長(zhǎng)等指標(biāo)，其計(jì)算公式分別為：

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析和多重比較（Duncan法）。數(shù)據(jù)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，采用Microsoft Excel 2010軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG處理對(duì)種子發(fā)芽率的影響 不同濃度PEG處理對(duì)文冠果種子的發(fā)芽率影響存在差異（圖1）。當(dāng)PEG濃度為5%時(shí)，文冠果種子發(fā)芽率達(dá)到45%左右，發(fā)芽率明顯高于對(duì)照。當(dāng)PEG濃度升高至15%時(shí)，文冠果種子發(fā)芽率降低至32%，發(fā)芽率與對(duì)照條件下的發(fā)芽率無(wú)明顯差異。當(dāng)PEG濃度達(dá)到25%時(shí)，文冠果種子發(fā)芽率則持續(xù)降低至15%，與對(duì)照相比有大幅度的降低。從整體趨勢(shì)看，PEG的干旱脅迫對(duì)發(fā)芽率的影響趨勢(shì)是先升高再降低，濃度為5%時(shí)達(dá)到最高的發(fā)芽率，隨后呈下降趨勢(shì)（圖1）。不同濃度PEG處理對(duì)文冠果發(fā)芽率有極顯著影響，濃度為5%時(shí)，發(fā)芽率最高，濃度為25%時(shí)，發(fā)芽率最低（表1）。

2.2 PEG處理對(duì)種子發(fā)芽指數(shù)的影響 不同濃度PEG處理對(duì)文冠果種子的發(fā)芽指數(shù)影響存在差異（圖2）。PEG濃度為5%時(shí)，文冠果種子發(fā)芽指數(shù)最高達(dá)到0.92，發(fā)芽指數(shù)明顯高于對(duì)照。當(dāng)PEG濃度升高至15%時(shí)，文冠果種子發(fā)芽指數(shù)降低至0.67，發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照下的發(fā)芽指數(shù)無(wú)明顯差異。當(dāng)PEG濃度達(dá)到25%時(shí)，文冠果種子發(fā)芽指數(shù)則持續(xù)降低至0.29，與對(duì)照相比有大幅度的降低。從整體趨勢(shì)看，PEG溶液的干旱脅迫對(duì)發(fā)芽指數(shù)的影響是先上升再降低的趨勢(shì)，濃度在5%時(shí)發(fā)芽指數(shù)最高，隨后呈下降趨勢(shì)（圖2）。在經(jīng)過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，種子發(fā)芽指數(shù)存在極顯著和顯著水平的差異，PEG濃度為15%時(shí)的發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照無(wú)顯著差異（表2）。

2.3 PEG處理對(duì)種子平均發(fā)芽天數(shù)的影響 不同濃度PEG處理對(duì)文冠果種子的平均發(fā)芽天數(shù)影響存在差異（圖3）。PEG濃度為5%時(shí)，文冠果種子平均發(fā)芽天數(shù)為9.5d，時(shí)間明顯高于對(duì)照，當(dāng)PEG濃度升高至15%時(shí)，文冠果種子平均發(fā)芽天數(shù)降低至6.3d，平均發(fā)芽天數(shù)與對(duì)照無(wú)明顯差異。當(dāng)PEG濃度達(dá)到25%時(shí)，文冠果種子平均發(fā)芽天數(shù)則持續(xù)降低至2.3d，與對(duì)照相比有大幅度的降低。從整體趨勢(shì)看，PEG的干旱脅迫對(duì)平均發(fā)芽天數(shù)的影響是先上升再降低的趨勢(shì)，濃度為5%時(shí)平均發(fā)芽天數(shù)最高，之后呈下降趨勢(shì)（圖3）。在經(jīng)過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，種子平均發(fā)芽天數(shù)存在極顯著和顯著水平的差異，對(duì)照和15%沒顯著差異，而5%和25%的濃度與對(duì)照具有極顯著差異（表3）。

2.4 PEG處理對(duì)種子活力指數(shù)的影響 不同濃度PEG處理對(duì)文冠果種子活力指數(shù)影響存在差異（圖4）。PEG濃度為5%時(shí)，文冠果種子活力指數(shù)達(dá)到27.11，當(dāng)PEG濃度升高至15%時(shí)，文冠果種子活力指數(shù)降低至24.70，活力指數(shù)均明顯高于對(duì)照，當(dāng)PEG濃度為25%時(shí)，文冠果種子發(fā)芽活力指數(shù)則驟然降低到7.58，與對(duì)照相比有大幅度的降低，從整體趨勢(shì)看，PEG的干旱脅迫對(duì)活力指數(shù)的影響趨勢(shì)是先上升后降低，濃度在5%時(shí)的活力指數(shù)最高，之后呈下降趨勢(shì)（圖4）。在經(jīng)過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，種子活力指數(shù)都存在顯著水平的差異，但5%和15%的濃度無(wú)極顯著水平差異，25%、5%和15%與對(duì)照間均達(dá)到極顯著差異（表4）。

2.5 PEG處理對(duì)幼苗苗高的影響 隨著PEG濃度的增加文冠果幼苗苗高呈拋物線型曲線（圖5）。低濃度（0%，5%）PEG溶液條件下，隨著濃度的增加，幼苗苗高逐漸增加，并在15%時(shí)達(dá)到最大值73.9cm，當(dāng)PEG濃度高于15%時(shí)，幼苗苗高則隨濃度增加而逐漸降低，濃度為25%PEG處理下的苗高已與對(duì)照下的苗高相當(dāng)，且在48cm左右。PEG濃度為15%時(shí)，文冠果幼苗苗高顯著高于對(duì)照，濃度在5%和25%時(shí)，與對(duì)照無(wú)明顯差異，當(dāng)PEG濃度達(dá)到25%時(shí)，苗高低于對(duì)照。PEG濃度高于25%時(shí)，文冠果苗高降低（圖5）。在經(jīng)過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，文冠果幼苗苗高存在極顯著和顯著水平的差異，PEG濃度為25%時(shí)的苗高與對(duì)照無(wú)顯著差異，而濃度為5%和15%時(shí)的苗高與對(duì)照條件下具有極顯著差異（表5）。

2.6 PEG處理對(duì)幼苗根長(zhǎng)的影響 隨著PEG濃度的增加，文冠果幼苗根長(zhǎng)變化不明顯（圖6）。當(dāng)PEG濃度低于5%時(shí)，文冠果幼苗根長(zhǎng)隨PEG處理濃度的升高逐漸增加，并在5%時(shí)達(dá)到最大值4.6cm。之后幼苗根長(zhǎng)隨PEG濃度的升高而逐漸減小，濃度為25%時(shí)達(dá)到最小值2.04cm。從整體來看，幼苗根長(zhǎng)在PEG濃度低于15%時(shí)與對(duì)照相近（圖6）。在經(jīng)過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，文冠果幼苗根長(zhǎng)存在極顯著和顯著水平的差異，濃度為5%、15%時(shí)與對(duì)照無(wú)極顯著差異，濃度為0%、5%、15%和25%間具有極顯著水平差異（表6）。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論 本試驗(yàn)中，對(duì)文冠果發(fā)芽率的測(cè)定為33%，與司風(fēng)義等研究結(jié)果一致[14]。實(shí)驗(yàn)中的種子發(fā)芽率為水浸催芽下的發(fā)芽率，而冷凍催芽的發(fā)芽率能達(dá)到70%以上，但是冷藏時(shí)間長(zhǎng)，需要3～6個(gè)月。PEG作為一種高分子滲透調(diào)節(jié)劑或水分脅迫劑，可以降低水勢(shì)，將其加入到栽培基質(zhì)中能夠模擬干旱的土壤環(huán)境對(duì)植物的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。通過對(duì)發(fā)芽率、活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽整齊度等指標(biāo)測(cè)定，表明較低濃度PEG脅迫處理對(duì)文冠果種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，濃度較高時(shí)有抑制作用。這一結(jié)果與油松、樟子松的研究情況基本一致[9-10]。對(duì)苗高和根長(zhǎng)的測(cè)定結(jié)果表明濃度小于15%的PEG對(duì)苗高生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，而對(duì)根長(zhǎng)影響不大。綜合來看，濃度小于15%的PEG溶液對(duì)幼苗生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，這一結(jié)果與周玲等在文冠果幼苗生長(zhǎng)的研究一致[17]。PEG處理有一定促進(jìn)作用的主要原因?yàn)檩^低的PEG濃度能減緩種子的吸水能力，降低種子在快速吸水過程中細(xì)胞受到傷害的可能，從而提高種子的發(fā)芽率和成苗率[3]。本實(shí)驗(yàn)只研究了水浸催芽條件下，PEG對(duì)文冠果種子萌發(fā)特性的影響，但長(zhǎng)時(shí)間的層積催芽條件下，PEG對(duì)文冠果種子萌發(fā)特性和生理生化的影響有待進(jìn)一步研究。

3.2 結(jié)論 （1）濃度為5%的PEG溶液（水勢(shì)為-0.58 MPa）最大程度提高了種子發(fā)芽率、活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽整齊度等萌發(fā)特性指標(biāo)。濃度為15%的PEG溶液最大程度提高苗高生長(zhǎng)。（2）低濃度（5%，15%）PEG處理對(duì)文冠果種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)均有一定的促進(jìn)作用。（3）高濃度（25%）PEG處理對(duì)文冠果種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)均有一定的抑制作用。

參考文獻(xiàn)

[1]高述民，馬凱.文冠果研究進(jìn)展[J].植物學(xué)通報(bào)，2002，19（3）：296-301.

[2]龔子端，李高陽(yáng).PEG干旱脅迫對(duì)植物的影響[J].河南林業(yè)科技，2006，26（3）：21-23.

[3]王慧超，何士敏，李昌滿.PEG滲調(diào)處理對(duì)植物種子的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（6）：2224-2226.

[4]李向東，范翠麗，曹熙敏.PEG模擬干旱條件下4個(gè)玉米品種的苗期抗旱性研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011，1：71-72.

[5]董喜存，李巖.聚乙二醇模擬干旱對(duì)甜高粱幼苗丙二醛、脯氨酸含量的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，39（2）.

[6]春杰，張學(xué)昆，鄒崇順，等.PEG-6000模擬干旱脅迫對(duì)不同甘藍(lán)型油菜品種萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2007，29（4）：425-430.

[7]楊景寧，王彥榮.PEG模擬干旱脅迫對(duì)四種荒漠植物種子萌發(fā)的影響[J].草葉學(xué)報(bào)，2012，21（6）：23-29.

[8]張磊，孫慧穎，高榮，等.不同濃度PEG模擬干旱脅迫對(duì)大葉鐵線蓮的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，（7）：69-72.

[9]朱教君，李智輝，康宏樟，等.聚乙二醇模擬水分脅迫對(duì)沙地樟子松種子萌發(fā)影響研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16（5）：801-804.

[10]朱燦燦，史鋒厚，沈永寶，等.PEG處理對(duì)油松種子萌發(fā)的影響[J].種子，2007，26（8）：63-67.

[11]石貴玉，廖文雪，秦麗鳳，等.PEG模擬水分脅迫對(duì)香椿種子萌發(fā)的生理生化指標(biāo)影響[J].福建林業(yè)科技.，2009，36（4）：142-145.

[12]常燕虹，武威，劉建朝，等.干旱脅迫對(duì)文冠果樹苗某些生理特征的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2012，30（1）：170-174.

[13]劉崇政，楊紅，詹永發(fā)，等.不同消毒方法對(duì)辣椒種子發(fā)芽的影響.長(zhǎng)江學(xué)報(bào)，2009，22（11）：31-33.

[14]司風(fēng)義，李曉輝，高風(fēng)華.不同催芽方法對(duì)文冠果種子發(fā)芽率的影響[J].吉林林業(yè)科技，2013，42（5）：18-20.

[15]汪智軍，張東亞，卓立.不同處理方法對(duì)文冠果種子發(fā)芽和出苗的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（23）：14084-14085.

[16]李增武，鐘玲，趙梁軍.野薔薇種子休眠和萌發(fā)整齊度研究[J].種子，2011，30（10）：42-44.

[17]周玲，王乃江，張麗楠.PEG脅迫對(duì)文冠果種子萌發(fā)和幼苗生理特性的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)，2012，32（11）：2293-2298.

（責(zé)編：張宏民）