不同化學(xué)引發(fā)劑對(duì)不結(jié)球白菜種子引發(fā)效果的研究
徐金金, 蔣芳玲, 薄麗萍, 吳漢花, 吳 震
(農(nóng)業(yè)部南方蔬菜遺傳改良重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院, 江蘇南京210095)
摘要:為了確定化學(xué)引發(fā)劑對(duì)不結(jié)球白菜種子的引發(fā)效應(yīng),本試驗(yàn)以不結(jié)球白菜品種暑綠和寒笑種子為試材,分別采用不同種類(lèi)和不同濃度化學(xué)試劑對(duì)種子進(jìn)行引發(fā)處理,以篩選出適宜的引發(fā)試劑和引發(fā)濃度。結(jié)果表明:在氯離子、磷酸根離子和硝酸根離子化學(xué)引發(fā)劑中,氯離子鹽溶液和硝酸根離子鹽溶液引發(fā)效果類(lèi)似,均比磷酸根離子鹽溶液的引發(fā)效果好。氯離子鹽溶液中, 1% CaCl2引發(fā)效果較好,暑綠發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別達(dá)到90. 67%和94. 67%,寒笑發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別為85. 33%和85. 33%,發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)也顯著高于對(duì)照和其他處理;硝酸根離子鹽溶液中, 0. 5% KNO3處理的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著高于對(duì)照和其他處理,暑綠發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別達(dá)到90. 00%和90. 67%,寒笑發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別為88. 00%和92. 00%;磷酸根離子鹽溶液除1% KH2PO4外,其他溶液引發(fā)效果均不理想;不同濃度的PEG引發(fā)處理均顯著提高了種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和活力指數(shù),但對(duì)發(fā)芽指數(shù)影響不顯著。綜合比較各化學(xué)引發(fā)劑對(duì)種子發(fā)芽的影響,以1% CaCl2為最佳選擇, 0. 5% KNO3的引發(fā)效果次之, 10% PEG再次之,而K3PO4的引發(fā)效果較差,會(huì)導(dǎo)致種子不能正常萌發(fā)。
關(guān)鍵詞: 化學(xué)試劑;引發(fā)劑;不結(jié)球白菜;種子;發(fā)芽特性
中圖分類(lèi)號(hào): S634. 3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào): 1101-4705(2011)02-0008-05
種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本的生產(chǎn)資料,種子質(zhì)量對(duì)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量都有重要影響。種子活力是衡量種子質(zhì)量的可靠指標(biāo),不合適的加工、貯藏和播種方法以及不適宜的外界環(huán)境,均可導(dǎo)致種子活力下降,從而影響種子發(fā)芽和出苗能力。而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式對(duì)種子的發(fā)芽率、出苗率、出苗速度和出苗整齊度的要求越來(lái)越高。大量研究證明,種子活力可以通過(guò)適宜處理而得到恢復(fù)或提高。在播前的種子處理方法中,引發(fā)是提高種子活力的一種有效途徑[1~4]。
不結(jié)球白菜(Brassica campestrisL. ssp.chinensisMakino. )屬十字花科蕓薹屬蕓薹種白菜亞種,又稱(chēng)小白菜、青菜、油菜等,是原產(chǎn)于中國(guó)的重要蔬菜作物。不結(jié)球白菜質(zhì)地鮮嫩,營(yíng)養(yǎng)豐富,在蔬菜消費(fèi)中占有重要的地位[5]。不結(jié)球白菜多采用直播栽培,種子發(fā)芽率和出苗率對(duì)不結(jié)球白菜的產(chǎn)量和品質(zhì)都有直接影響。
雖然有較多的引發(fā)技術(shù)研究涉及到蔬菜作物,但關(guān)于不結(jié)球白菜種子引發(fā)的相關(guān)研究少有報(bào)道。為了明確不同引發(fā)劑對(duì)不結(jié)球白菜種子的引發(fā)效果,本試驗(yàn)采用不同種類(lèi)化學(xué)試劑對(duì)不結(jié)球白菜種子進(jìn)行引發(fā)處理,以篩選出適宜的引發(fā)劑及其濃度。
1 材料與方法
1.1 材 料
試驗(yàn)于2009年9月~2010年3月在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院進(jìn)行。所用材料為不結(jié)球白菜品種暑綠和寒笑的種子,均由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)白菜課題組提供。其中,暑綠為耐熱型品種,寒笑為耐寒型品種。種子均于2008年5月采收,采后自然條件下貯藏16個(gè)月,引發(fā)處理時(shí)測(cè)定發(fā)芽率為75% ~80%。試驗(yàn)用化學(xué)引發(fā)劑MgCl2、CaCl2、KCl、NaCl、KH2PO4、K2HPO4、K3PO4、NaNO3、KNO3、Ca(NO3)2及聚乙二醇(PEG 6000)均為分析純,購(gòu)自汕頭市西隴化工廠。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和處理方法
1.2.1 不同氯離子鹽溶液對(duì)不結(jié)球白菜種子引發(fā)效果的研究
氯離子鹽分別為MgCl2、CaCl2、KCl、NaC,l用去離子水配成濃度分別為1%、2%和4%的鹽溶液,用于種子引發(fā)處理。
1.2.2 不同磷酸根離子鹽溶液對(duì)不結(jié)球白菜種子引發(fā)效果的研究
磷酸根離子鹽分別為KH2PO4、K2HPO4、K3PO4,用去離子水配成濃度分別為1%、2%和4%的鹽溶液,用于種子引發(fā)處理。
1.2.3 不同硝酸根離子鹽溶液對(duì)不結(jié)球白菜種子引發(fā)效果的研究
硝酸根離子鹽分別為NaNO3、KNO3、Ca(NO3)2,用去離子水配成濃度分別為0. 5%、1%和2%的鹽溶液,用于種子引發(fā)處理。
1.2.4 不同濃度PEG對(duì)不結(jié)球白菜種子引發(fā)效果的研究
PEG 6000用去離子水配成濃度分別為10%、20%和30%的溶液,用于種子引發(fā)處理。
選擇大小和飽滿度一致的種子置于培養(yǎng)皿中,每個(gè)培養(yǎng)皿放入50粒種子,然后根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)倒入20ml配置好的引發(fā)溶液,在15℃黑暗條件下引發(fā)處理8 h,以蒸餾水為對(duì)照。引發(fā)結(jié)束后,處理和對(duì)照的種子分別用蒸餾水沖洗20 s,吸干表面水分后置于兩層吸水紙間自然回干至原含水量。然后將回干的種子置于光照培養(yǎng)箱(江南儀器廠生產(chǎn),型號(hào)為GXZ-280 B)中發(fā)芽,發(fā)芽時(shí)晝夜溫度控制為25℃/20℃(白天/黑夜16 h/8 h),光照為3 000 lx。
1.3 種子發(fā)芽特性測(cè)定
測(cè)定發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)4項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)[6],初期統(tǒng)計(jì)天數(shù)為第5天,終期統(tǒng)計(jì)天數(shù)為第7天。各指標(biāo)計(jì)算方法如下:
種子發(fā)芽勢(shì)(% )=初期(第5天)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%;
種子發(fā)芽率(% )=終期(第7天)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%;
1.4 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析
利用Excel2003對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,利用SPSS16. 0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同氯離子鹽溶液對(duì)不結(jié)球白菜種子的引發(fā)效果
由表1可看出,對(duì)于品種暑綠種子,以1% CaCl2的引發(fā)效果最好,種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著高于對(duì)照。與對(duì)照相比,除了1%CaCl2和2% MgCl2外,其他含氯離子鹽溶液引發(fā)處理對(duì)暑綠種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均無(wú)促進(jìn)作用,而且2%NaCl引發(fā)處理使種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著低于對(duì)照。經(jīng)過(guò)引發(fā)處理后,除濃度為4%的MgCl2、CaCl2和KCl溶液外,其他處理種子的發(fā)芽指數(shù)均顯著高于對(duì)照,而活力指數(shù)除所有濃度為4%的鹽溶液和2% NaCl外,其他處理也顯著高于對(duì)照。
由表2可知,對(duì)于品種寒笑種子,以1% MgCl2和1%CaCl2引發(fā)效果最好,其發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著高于對(duì)照,但發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照差異不顯著,其他處理種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)則顯著低于對(duì)照。就發(fā)芽勢(shì)而言,除濃度為1%的MgCl2、CaCl2和KCl溶液外,其他溶液引發(fā)效果均顯著低于對(duì)照。
2.2 不同磷酸根離子鹽溶液對(duì)不結(jié)球白菜種子的引發(fā)效果
由表3可看出,含磷酸根離子鹽溶液的引發(fā)處理以1%的KH2PO4效果最好,發(fā)芽勢(shì)(除2% KH2PO4外)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著高于對(duì)照和其他處理。在各處理溶液中,種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均以4%的K3PO4引發(fā)效果最差,種子幾乎不萌發(fā)?？傮w而言,KH2PO4、K2HPO4和K3PO4三種引發(fā)劑,以K3PO4的引發(fā)效果最差,不適宜作為暑綠的引發(fā)試劑。
與品種暑綠種子類(lèi)似,品種寒笑種子也以1%的KH2PO4引發(fā)效果較好,發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均顯著高于對(duì)照,但發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)與對(duì)照差異不顯著(表4);同樣以K3PO4的引發(fā)效果最差,其中2% K3PO4和4% K3PO4處理后種子幾乎不萌發(fā)。此外,除了2% KH2PO4處理后的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率與對(duì)照差異不顯著外,其他處理均顯著低于對(duì)照,但發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)則均顯著低于對(duì)照。
2.3 不同硝酸根離子鹽溶液對(duì)不結(jié)球白菜種子的引發(fā)效果
由表5可知,含硝酸根離子鹽溶液處理暑綠種子,以0. 5% KNO3引發(fā)效果最好,發(fā)芽率達(dá)到了90%,比對(duì)照種子提高了13個(gè)百分點(diǎn),其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)也顯著高于對(duì)照。此外, 1% NaNO3的引發(fā)較果也較好,發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著高于對(duì)照,但它顯著低于0. 5% KNO3。而其他處理間(除1% NaNO3、2% NaNO3外)發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率差異不顯著,各處理間發(fā)芽指數(shù)差異均不顯著?；盍χ笖?shù)除2% KNO3和0. 5% Ca(NO3)2與對(duì)照差異不顯著外,其他處理均顯著高于對(duì)照,但各處理間差異不顯著。綜合比較可以看出,以0. 5% KNO3引發(fā)效果最好, 2% NaNO3的處理效果最差。
由表6可看出,對(duì)于品種寒笑種子, 0. 5% KNO3引發(fā)效果顯著高于對(duì)照和其他處理,與暑綠種子的引發(fā)效果一致。但以Ca(NO3)2引發(fā)效果最差,這和暑綠種子中2% NaNO3引發(fā)效果較差不一致。
2.4 不同濃度PEG對(duì)不結(jié)球白菜種子的引發(fā)效果
由表7可看出,在不同濃度PEG溶液中,以10%PEG引發(fā)效果最好,對(duì)于品種暑綠種子,發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均顯著高于對(duì)照和其他濃度處理,發(fā)芽指數(shù)(除30%PEG外)與對(duì)照差異均不顯著,活力指數(shù)顯著高于對(duì)照和30%濃度處理,與20%PEG引發(fā)處理差異不顯著;對(duì)于品種寒笑種子, 10% PEG引發(fā)處理后,與暑綠種子類(lèi)似,發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均顯著高于對(duì)照和其他濃度處理,活力指數(shù)顯著高于對(duì)照和30%濃度處理,與20% PEG引發(fā)處理差異不顯著,不同的是,發(fā)芽指數(shù)各處理間差異均不顯著。
3 討 論
種子引發(fā)能提高種子活力,在低溫、高溫、干旱、鹽漬或低氧等逆境條件下能加速種子萌發(fā),提高出苗整齊度、出苗率和成苗率[7~9]。吳道藩等[10]研究表明,用15%PEG在室溫下引發(fā)甘藍(lán)種子72 h,可顯著提高甘藍(lán)種子的活力。樓堅(jiān)鋒等[11]用2% KNO3-KH2PO4引發(fā)紫花苜蓿種子,其發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和幼苗干重顯著高于對(duì)照。潛宗偉[12]研究表明, 0. 5%MnCl2處理后,茄子種子的發(fā)芽指數(shù)顯著高于對(duì)照。雖然有較多的引發(fā)技術(shù)研究涉及到蔬菜作物,但鮮見(jiàn)不結(jié)球白菜種子引發(fā)處理效果的相關(guān)報(bào)道。
從本試驗(yàn)看出,在無(wú)機(jī)引發(fā)劑中,以1% CaCl2和0.5% KNO3處理效果最好。對(duì)于品種暑綠種子, 1%CaCl2處理種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別為90. 67%、94. 67%、40. 02和144. 92,均顯著高于對(duì)照種子及其他處理;對(duì)于品種寒笑種子, 1%CaCl2、1% MgCl2和1% KCl發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)上均顯著高于其他處理,而1% CaCl2和1% MgCl2發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著高于1% KC,l這與陳磊[13]、吳道藩[8]在茄子和甘藍(lán)種子上的研究結(jié)果不一致,可能與所用材料不同等因素有關(guān)。磷酸根離子鹽溶液引發(fā)種子效果較差,甚至造成種子不發(fā)芽的現(xiàn)在,這可能由于在引發(fā)過(guò)程中某些酸、堿性鹽溶液導(dǎo)致種子內(nèi)酸堿環(huán)境的變化或某些離子對(duì)種子造成了毒害作用[14]。0. 5%KNO3對(duì)于不結(jié)球白菜的兩個(gè)品種的引發(fā)效果均顯著高于對(duì)照和其他處理,暑綠和寒笑發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別達(dá)到90%、90. 67%和88%、92%。
4種不同離子鹽溶液引發(fā)不結(jié)球白菜種子,低濃度化學(xué)引發(fā)劑比高濃度化學(xué)引發(fā)劑的引發(fā)效果好,這表明用鹽溶液作為引發(fā)溶劑,濃度起著至關(guān)重要的作用,高濃度溶液不但不會(huì)對(duì)種子起到引發(fā)效果,反而對(duì)種子產(chǎn)生毒害作用,導(dǎo)致種子的活力下降。從本試驗(yàn)看出,對(duì)于不同類(lèi)型不結(jié)球白菜品種,同一種離子鹽溶液處理種子,最佳引發(fā)劑及其濃度的處理效果一致。
在PEG引發(fā)處理中, 10%PEG處理顯著高于對(duì)照和其他處理,這表明低濃度PEG對(duì)不結(jié)球白菜的引發(fā)效果較好。楊小環(huán)等[15]研究表明, 25% PEG-6000對(duì)2個(gè)甘藍(lán)品種的引發(fā)效果較好,與本研究結(jié)果存在差異。說(shuō)明適宜的引發(fā)劑種類(lèi)和濃度因不同的蔬菜種類(lèi)和品種而異,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定最適的引發(fā)劑。
綜合比較不同化學(xué)引發(fā)劑對(duì)不結(jié)球白菜種子發(fā)芽特性指標(biāo)的影響,在提高種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率上, PEG比無(wú)機(jī)試劑的引發(fā)效果要好。10% PEG引發(fā)處理后,暑綠和寒笑發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別達(dá)到96. 67%、96. 67%和95. 33%、95. 33%,但發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均未有顯著提高。對(duì)于無(wú)機(jī)鹽類(lèi)引發(fā)處理來(lái)說(shuō), PEG花費(fèi)較大[16],而無(wú)機(jī)溶劑不僅價(jià)格便宜且配制簡(jiǎn)單,一般工廠化處理建議選擇無(wú)機(jī)試劑較好,以1% CaCl2效果最好, 0. 5% KNO3的效果次之,二者發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著高于對(duì)照和其他處理。
參考文獻(xiàn):
[1] Parera C A, Cantliffe D J. Presowing seed priming[ J].Hort.Reviews, 1994, 16: 109-141.
[2] 胡晉.種子引發(fā)及其效應(yīng)[J].種子, 1998, 17(2): 33-35.
[3] 王彥榮,張健全,劉慧霞,等. PEG引發(fā)紫花苜蓿和沙打旺種子的生理生態(tài)效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào), 2004, 24(3): 402-408.
[4] 李明,萬(wàn)麗,姚東偉.滲透調(diào)節(jié)對(duì)茄子種子萌發(fā)特性及芽期酶活性和膜透性的影響[ J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2006, 22(2):43-46.
[5] 高麗紅,李式軍,凌麗娟.遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋緩解夏季普通白菜高溫傷害機(jī)理的研究[J].園藝學(xué)報(bào), 1997, 24(4): 399-400.
[6] InternationalRules for Seed Testing. International Seed TestingAssociation(ISTA),Edition 2010[S], 5-29.
[7] PillW G,Frett J J,Morneau D C.Germination and seedling e-mergence of primed tomato and asparagus seeds under adverseconditions[J].Hortscience, 1991, 26: 1160-1162.
[8] Ruan Songlin, Xue Qingzhong, Tylkowska K. The influence ofpriming on germination of rice(Oryza sativaL. ) seeds andseedling emergence and performance in flooded soil[J]. SeedScience and Technology, 2002, 30: 61-67.
[9] Cano E A,BolarinM C, Perez-Alfocea F, et a.l Effects ofNaClpriming on increased salt tolerance in tomato[ J]. Journal ofHorticulturalScience, 1991, 66: 621-628.
[10] 吳道藩,宋明.提高甘藍(lán)種子活力的方法與機(jī)理研究[J].園藝學(xué)報(bào), 2002, 29(6): 524-526.
[11] 樓堅(jiān)鋒,解秀娟,胡晉.不同引發(fā)處理對(duì)紫花苜蓿種子在鹽逆境下發(fā)芽及幼苗生理生化變化的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2004, 20(3): 86-89.
[12] 潛宗偉,吳震,陳海麗,等.不同引發(fā)處理對(duì)野生茄子砧木托魯巴姆萌發(fā)的影響[J].種子, 2009, 28(6): 12-17.
[13] 陳磊,朱月林,李明.KNO3引發(fā)對(duì)Ca(NO3)2單鹽脅迫下茄子種子萌發(fā)和幼苗抗氧化特性的影響[J].西北植物學(xué)報(bào), 2008, 28(7): 1 410-1 414.
[14] KayaM D,Oku G,AtakM, et a.l Seed treatments to overcomesalt and drought stress during germination in sunflower(Heli-anthus annuusL. )[J]. European journal of agronomy, 2006,24: 291.
[15] 楊小環(huán),楊文秀,史雨剛,等.NaCl和PEG引發(fā)對(duì)甘藍(lán)種子發(fā)芽及其質(zhì)膜透性的影響[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2008, 28(4): 413-416.
[16] Dhillon N P S. Seed priming ofmale sterilemuskmelon(Cuc-umismeloL. ) for low temperature germination[J]. Seed Sci-ence and Technology, 1995, 23: 881-884.
來(lái)源：中國(guó)化學(xué)試劑網(wǎng)
