王仁漢,屈 旭,宋志美,劉少云,胡海洲,鄭文哲

(1.青島中煙種子有限責(zé)任公司,山東青島 266100;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院,呼和浩特 010031)

0 引言

甜菜是重要的食品工業(yè)原料,甜菜糖產(chǎn)量約占全球食糖總產(chǎn)量20%[1]。甜菜種子收獲后的加工處理直接關(guān)系到出苗的均勻性[2],甜菜種子萌發(fā)受果皮控制,果皮既是種子的物理化學(xué)屏障,又是萌發(fā)抑制物質(zhì)的儲(chǔ)存庫。CHIJIH等[3]研究發(fā)現(xiàn)甜菜種子的果皮中存在一些種子萌發(fā)抑制劑,并分離鑒定出了幾種酚類化合物。如果在種子加工過程中不去除果皮中種子萌發(fā)抑制物質(zhì),會(huì)導(dǎo)致種子出芽時(shí)間長(zhǎng),發(fā)芽率降低。甜菜種子外表面有向外凸起的木質(zhì)化花萼,為了達(dá)到甜菜種子丸粒化的粒徑、均勻度等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),需要磨光去除該部分花萼組織,去除果皮中發(fā)芽抑制物質(zhì),形成適合造粒的粒徑和形狀,這有利于種子突破種皮,提高種子發(fā)芽性能[4]。種子磨光后,GA3浸種可以清除果皮內(nèi)剩余的發(fā)芽抑制劑,提高萌發(fā)質(zhì)量[5-6]。曹璐瑤等[7]研究發(fā)現(xiàn)2 000 mg/L的GA3對(duì)君遷子和小果甜柿砧木種子的休眠解除及促進(jìn)萌發(fā)具有顯著的作用;楊鋁等[8]研究外源GA3對(duì)川黃檗種子萌發(fā)率的影響,結(jié)果表明,外源GA3促進(jìn)川黃檗種子的萌發(fā)和種子下胚軸的生長(zhǎng);胡國富等[9]研究結(jié)果表明,100 mg/L的GA3對(duì)山韭種子的萌發(fā)及生長(zhǎng)均具有顯著的促進(jìn)作用。本文旨在研究磨光量、GA3濃度和浸種時(shí)間交互作用對(duì)甜菜種子萌發(fā)的影響,為深入研究甜菜種子活力提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

甜菜種子‘NT39106’,由內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院特色作物研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

本研究是在實(shí)驗(yàn)室條件下設(shè)計(jì)的三因素實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)因素為磨光后4種粒徑的甜菜種子,通過4、3、2 mm的篩子篩選,將其分為大(B)、中(M)、小(S),以未磨光的種子(A)作為對(duì)照;第二個(gè)因素是5個(gè)水平的GA3濃度(0、50、100、200、400 mg/L),浸種8 h(表1);第三個(gè)因素為GA3(100 mg/L)溶液中分別浸種0、8、16 h。

表1 GA3濃度和種子磨光對(duì)甜菜種子萌發(fā)影響的試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experimental design for the effect of GA3 concentration and seed polishing on the germination of sugar beet seeds

處理后的種子播種于甜菜種子發(fā)芽盒,每盒播種100粒,置于25 ℃恒溫光照培養(yǎng)箱(光照12 h/黑暗12 h),3次重復(fù)。播種后每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽情況(以胚根伸出種皮0.2 mm作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)),利用SPSS對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做顯著性分析。

(3)和(4)式中Gt為對(duì)應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù),Dt為發(fā)芽日數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 GA3濃度對(duì)不同磨光量甜菜種子萌發(fā)的影響

不同磨光量和GA3浸種交互作用表明(表2),A、S種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率低于B、M種子,100 mg/L GA3處理的B、M種子的發(fā)芽勢(shì)較其0 mg/L GA3處理分別提高6.59%、10.04%,發(fā)芽率分別提高6.19%、9.56%,差異顯著(P＜0.05)。

表2 GA3濃度對(duì)不同磨光量甜菜種子萌發(fā)的影響Table 2 Effects of GA3 concentration on seed germination of sugar beet with different polishing

未磨光的A種子的萌發(fā)時(shí)間高于磨光后的其他粒徑種子,磨光有助于加速種子萌發(fā)。較小粒徑的S種子的平均發(fā)芽時(shí)間(MGT)高于B、M種子。不同GA3濃度引發(fā),A種子隨著濃度的增加,MGT縮短,GA3濃度為100 mg/L和200 mg/L時(shí),B、M種子獲得較低的MGT,S種子的MGT受GA3濃度影響并不明顯?？偟膩碚f,100、200 mg/L GA3處理粒徑較大的B、M種子,可以獲得較低的MGT。

2.2 GA3浸種時(shí)間對(duì)不同磨光量甜菜種子發(fā)芽的影響

4種磨光量的甜菜種子,在GA3濃度為100 mg/L溶液中分別浸種0、8、16 h,種子發(fā)芽結(jié)果見表3。A種子,浸種16 h的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)顯著高于0 h(P＜0.05);B種子,浸種8 h的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)分別比其0 h處理高10.48%、5.51%、88.12%,發(fā)芽率顯著高于16 h處理(P＜0.05);M種子,不同浸種時(shí)間的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率差異不顯著,浸種8 h和16 h的發(fā)芽指數(shù)顯著高于0 h(P＜0.05);S種子,浸種8 h的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)分別為88.33%、91.00%、35.71,顯著高于其他時(shí)間處理(P＜0.05)。不同浸種時(shí)間的A種子的MGT總體高于磨光后的B、M、S種子,浸種0 h的MGT高于8 h和16 h。

表3 GA3浸種時(shí)間對(duì)不同磨光量甜菜種子發(fā)芽的影響Table 3 Effect of GA3 soaking time on seeds germination of sugar beet under different polishing

2.3 GA3濃度與磨光量以及浸種時(shí)間之間的交互作用

GA3濃度和種子磨光量的雙因素方差分析表明,它們的交互作用顯著影響甜菜種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)(P＜0.01),表明適宜的種子磨光量和GA3濃度處理可以促進(jìn)甜菜種子萌發(fā)(表4)。

表4 磨光量與GA3濃度以及浸種時(shí)間之間的交互作用Table 4 Interaction between seed polishing and GA3 concentration and soaking times

浸種時(shí)間和種子磨光量的雙因素方差分析表明,兩者的交互作用顯著影響甜菜種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽時(shí)間,表明適宜的種子磨光量下,合適的浸種時(shí)間可以顯著提高甜菜種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率(P＜0.01)。

3 討論與結(jié)論

種子萌發(fā)是實(shí)現(xiàn)植物生長(zhǎng)和發(fā)育的第一個(gè)關(guān)鍵步驟,是一個(gè)復(fù)雜的生理生化過程[10-11]。GA3是種子的生理活性物質(zhì)之一,在打破種子休眠過程中起主導(dǎo)作用[12]。GA3作為一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,已廣泛應(yīng)用多種作物種子引發(fā)。胡選萍[13]研究表明,300 mg/L的赤霉素可以提高藍(lán)莓種子活力,打破種子的休眠,促進(jìn)了藍(lán)莓種子萌發(fā);王改凈等[14]研究表明,GA3浸種濃度及浸種時(shí)間2個(gè)因素顯著影響玉米種子的萌發(fā);董燕婧等[15]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)GA3處理的白頭翁種子,種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)顯著提高。因此,GA3用于甜菜種子引發(fā),可提高種子萌發(fā)質(zhì)量。

本試驗(yàn)研究表明,在不同GA3濃度浸種的情況下,B、M種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù),均高于A種子,因此,磨光可以提高甜菜種子的萌發(fā)性能;同時(shí),B、M種子的各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)高于較小粒徑S種子,這可能是由于較小粒徑S種子胚胎發(fā)育不完全、生理不成熟所致。GA3濃度為100 mg/L,不同粒徑甜菜種子浸種8 h,發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)高于其他2組浸種時(shí)間處理。相較于A種子,磨光處理的B、M種子的平均發(fā)芽時(shí)間較短,種子磨光可以加速種子萌發(fā);GA3濃度100 mg/L時(shí),處理8 h和16 h的B、M種子平均發(fā)芽時(shí)間更短。因此, 100 mg/L GA3浸種8 h,對(duì)較大粒徑的B、M甜菜種子的萌發(fā)效果最好。