環境因子對趕黃草種子萌發的影響

童 文，楊 曉，胡尚欽，熊曉燕，孫 佩，鄧科君

（1.四川省農業科學院經濟作物育種栽培研究所，四川 簡陽 641400；2.電子科技大學生命科學與技術學院，成都 610054）

趕黃草又名水澤蘭、水楊柳等[1]，是虎耳草科（Saxifragaceae）扯根菜屬（Penthorum）植物扯根菜（Penthorum chinensePursh.）的干燥地上部分，全草入藥。主要有效成分為槲皮素[2-3]，具清熱、利尿、解毒功效，主治黃疸、水腫癥等[4-5]。趕黃草長期為野生采挖，近年通過野生馴化實現人工栽培。主要在川南邊遠山區種植，是山區農村產業結構調整、藥農增收的重要項目。發芽率是植物栽培措施的一項重要技術指標，合理的利用光、溫、水效應將增加育苗數量，又使產量、質量得以保證[6-11]。本文采用培養皿法進行發芽率試驗，研究光照、水分、溫度對趕黃草種子萌發特性的影響，為趕黃草大規模栽培提供科學理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗在四川省簡陽市建設西路四川省農科院經濟作物育種栽培研究所內進行，土壤為侏羅紀蓬萊鎮組、沙頁巖等厚互層的母質發育的棕紫泥壤土，有機質含量1.17%，全氮0.088%，有效氮（N）52 mg·kg-1，速效磷（P）3.2 mg·kg-1，速效鉀（K）105 mg·kg-1，pH 7.67。試驗前風干，經研缽研磨，通過直徑0.5 mm的鐵篩，得到細土。放入鼓風干燥箱，以102℃持續烘干8 h后備用。

1.2 供試種子

大田常規用種，來源于四川省瀘州市古藺縣。

1.3 試驗設計

1.3.1 發芽培養基質的準備

采用單因素隨機試驗，取供試土壤稱量20 g放入直徑10 cm的培養皿，整理平整，記錄重量，放入干燥箱繼續烘3 h，直到恒重。

1.3.2 溫度對趕黃草種子萌發特性的影響

設6個處理，分別為0、10、15、20、26、32℃，土壤水分含量55%，重復4次。將培養皿放入恒溫培養箱，每天稱量培養皿重量，水分揮發后加水保持恒重，發芽以胚根長度等于種子長度作為發芽標準，記錄每天發芽數目。當其中一個重復發芽時，表示該處理種子開始發芽，連續3 d不發芽作為發芽結束期。

1.3.3 土壤水分對趕黃草種子萌發特性的影響

設7個處理，分別為：35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%，溫度10℃，光照強度100%，重復4次。每天稱量培養皿重量，水分揮發后加水保持恒重。發芽標準同上。

1.3.4 光照對趕黃草種子萌發特性的影響

設5個處理，分別為：0、40%、70%、100%，由暗到明（從0光照轉移到100%光照）。土壤水分含量55%，溫度10℃，重復4次。每天稱量培養皿重量，水分揮發后加水保持恒重。發芽標準同上。

2 結果與分析

2.1 不同溫度對趕黃草種子發芽的影響

由圖1可知，不同溫度條件下，趕黃草種子發芽率隨溫度升高，呈現先增加后降低的趨勢，在10℃條件下，發芽率最高達到90%，在0℃溫度條件下，趕黃草種子不發芽。32℃溫度條件下，趕黃草種子發芽率極低，只有4.13%。趕黃草種子發芽勢如圖2所示。

由圖2可知，不同溫度對趕黃草種子發芽勢的影響在10～26℃區間，隨著培養溫度升高，發芽勢呈現出逐漸降低的趨勢，趕黃草種子在不同溫度條件下發芽率同樣先增加后降低，兩者趨勢相似。可以判斷趕黃草最適宜的發芽溫度范圍為10～15℃。通過對趕黃草種子萌發時間的觀察，可知溫度對趕黃草種子萌發時間影響很大，試驗結果見圖3。

圖1 溫度對趕黃草種子發芽率的影響Fig.1 Effect of temperature on germination rate of seeds

圖2 溫度對趕黃草種子發芽勢的影響Fig.2 Effect of temperature on germinating energy of seeds

圖3 溫度對趕黃草種子最初萌發時間的影響Fig.3 Effect of temperature on the germination time of seeds

0℃不發芽，10℃需要的發芽時間為18 d，32℃需要的時間最短，播種后3 d即開始發芽。從統計結果和相關性分析可知，隨著溫度升高，種子萌發所需要的時間縮短。溫度越低，種子萌發所需要的孕育時間越長。

2.2 不同土壤水分含量對趕黃草種子發芽的影響

如圖4所示，趕黃草種子發芽率在不同土壤水分條件下差異極顯著。采用DPS 5.12軟件進行回歸分析，經曲線擬合，得到動態擬合方程為：Y=472.53-38.58X+1.32X2-0.019X3+0.0001X4，R=0.9708。從動態擬合方程可以看出，隨著土壤含水量增加，種子發芽速度更快更整齊，55%含水量培養種子發芽率最高。繼續增加土壤含水量，發芽率受到抑制，65%培養條件下種子發芽率最低。趕黃草種子在40%～65%范圍內隨含水量增加，種子發芽率呈先升高后下降的趨勢。

圖4 土壤水分含量對趕黃草種子發芽率的影響Fig.4 Effect of soil moisture on germination rate of seeds

發芽勢隨著土壤含水量有升高趨勢，土壤含水量達35%時，種子發芽緩慢且不整齊，土壤含水量達到55%時，發芽勢最高達到80%以上，到60%土壤含水量后發芽勢略有減少，但不明顯。由此可見，趕黃草種子在土壤水分含量為55%的條件下種子發芽整齊度好，活力強，如圖5所示。

圖5 土壤水分含量對趕黃草種子發芽勢的影響Fig.5 Effect of soil moisture on germinating energy of seeds

2.3 不同光照強度對趕黃草種子發芽的影響

試驗表明，在無光照條件下趕黃草種子不發芽，40%光照強度也不足以刺激趕黃草種子發芽。只有70%光照和100%光照能促使趕黃草種子發芽，且發芽率呈極顯著。當把無光照的種子轉移至100%光照中時，種子發芽率上升，達到80%以上，與100%光照處理一致。因此，100%光照效果最好，結果如圖6所示。

圖6 光照對趕黃草種子發芽率的影響Fig.6 Effect of illumination on germination rate of seeds

3 討論

3.1 溫度對趕黃草種子發芽特性的影響

趕黃草種子的發芽率隨溫度升高，呈先升高后降低的趨勢，其中10℃培養條件下種子的發芽率最高，其發芽率90%，發芽勢最高82%，15℃培養時發芽率同樣高達80%，發芽勢僅次于10℃培養條件約為70%。0℃培養條件下，趕黃草種子不發芽，32℃的高溫趕黃草種子發芽率極低，只有4%。隨著溫度增加，種子發芽的最初萌發時間明顯減少，10℃培養溫度下種子發芽的最初萌發時間為18 d，32℃培養溫度下種子發芽的最初萌發時間為3 d，但發芽勢、發芽率都隨著培養溫度升高而急劇減少。10℃的發芽溫度不僅發芽速度快，發芽整齊，但是發芽的最初萌發時間與其他培養溫度下種子的最初萌發時間相比是稍微長一些，其發芽率與15℃相比沒有顯著性差異。研究表明，在種子萌發時，種子對溫度的需求并非一致，存在溫度需求的臨界值，多種作物種子萌發都存在一個溫度閾值，低于這個閾值便不能萌發，且生長階段對溫度很敏感。因此，通過不同溫度和萌動變化的比較，本研究結果認為：培養在10～15℃條件下的種子發芽率、發芽勢高，是趕黃草種子的最佳發芽溫度。高溫條件下種子的發芽率比低溫條件下更低，說明高溫比低溫更不利于種子萌動，因此，趕黃草播種時應盡量早播，避免后期溫度過高。

3.2 水分對趕黃草種子發芽特性的影響

在不同水分條件下培養趕黃草種子，受到干旱脅迫時，隨著土壤含水量的下降，種子的發芽率影響不顯著，其發芽勢、發芽指數指標出現降低，方差分析結果是水分對發芽率作用不顯著、對發芽勢和發芽指數作用顯著；其影響過程為先弱后強的變化趨勢，即土壤含水量為65%、60%和55%時，對種子發芽勢、發芽指數影響不明顯，之后水分脅迫繼續增加，發芽勢、發芽指數下降，土壤含水量為40%和35%時，種子最終發芽率與高水分含量沒有顯著差異，但是發芽周期長速度慢，沒有明顯的發芽高峰。從播種到種子最初萌芽所需要的時間沒有差異，隨著土壤含水量降低，發芽周期增加；在土壤含水量達到55%時，發芽勢、發芽指數均達到最高。由水分浸泡趕黃草種子試驗可知，環境中過多的水不會抑制趕黃草種子發芽，但過多的水分使種子漂浮，對發芽后的生長不利，所以最適合趕黃草種子的土壤含水量為55%，這符合趕黃草的水生特性。針對水分脅迫程度高低對趕黃草生長的影響，在生產上應該保持正確的土壤含水量55%，老百姓一般把這種含水量俗稱為“花花水”。

3.3 光照對趕黃草種子發芽特性的影響

趕黃草種子具有需光萌發的特性，黑暗中即種子處于萌發適于的溫度和水分條件，種子仍保持休眠狀態，需接受光照刺激才能解除休眠而萌發。隨著日照強度的降低，趕黃草種子發芽率顯著降低，從80%降低到50%。而40%光照條件下和全黑暗條件下都不再發芽，方差分析的結果是光照強度顯著影響趕黃草種子發芽。同時光照強度由弱變強，從黑暗中轉移到日照條件下時，種子發芽率也為80%，與日照條件下的發芽率水平一致。這些結果共同表明，當光照條件不滿足時，趕黃草種子不會發芽，而100%光照是最適宜趕黃草種子萌發的。在生產上，根據趕黃草種子的需光特性的光合特征，播種育苗時種子不應蓋土或蓋薄層土。并且適宜種植在水分條件好的次生裸地或冬水田，種植后應及時除草撫育。

光敏效應對趕黃草種子發芽特征的影響是今后研究的課題之一。同時，其光敏效應對趕黃草種子發芽特性的作用機理，也是具有重要意義的研究課題。

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