野黍種子休眠特性及破除方法

賈金蓉　馬誠義　馬紅

摘要：近年來，野黍逐漸成為黑龍江省玉米田發生面積較大、危害較重的一種較難防除的雜草。針對野黍種子的休眠性進行的研究表明，野黍種子具有休眠特性。用物理化學等不同方法來打破野黍種子的休眠，結果表明，不同儲存條件對野黍種子發芽的影響存在著較大差異，其中5 cm土層下濕潤保存的野黍種子發芽率達到100%；溫水浸泡野黍種子是打破野黍種子休眠比較成功的方法之一，但不同水溫、不同浸種時間對種子發芽率的影響存在差異，其中 80 ℃ 水溫浸種24 h，野黍種子發芽率達到100%；化學藥劑硫酸、氫氧化鈉、硝酸鉀和赤霉素處理都能不同程度地打破野黍種子休眠，均表現為低濃度下隨著浸種時間的增加，發芽率呈現先升高后降低的趨勢，而高濃度處理下，一般在短時間內發芽率較高。綜合試驗結果可知，10 g/L氫氧化鈉浸種9 h、150 g/L氫氧化鈉浸種7 h以及200 g/L氫氧化鈉浸種5、7 h處理的野黍種子發芽率達到73.33%。

關鍵詞：野黍；種子；休眠；破解

中圖分類號： S451文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）14-0088-04

野黍（Eriochloa villosa）是一年生禾本科雜草，生于耕地旁、水田邊、荒蕪的地方及居民點、樹林邊[1]。野黍在亞洲的中國、日本、印度及其他地方均有分布。在我國分布于東北地區、華北地區、華東地區、華中地區、西南地區、華南地區[2]，在東北地區的玉米、大豆、高粱、小麥、谷子、馬鈐薯、甜菜等旱田作物田均可發生[3]。隨著近年來黑龍江地區玉米種植面積與年限的增加，野黍成為一種抗藥性較強的早春雜草[4]。

野黍種子比較大，在田間的分布也不均勻，造成部分區域植株密度大，而其根部分蘗能力較強，易成為優勢種群，會對除它以外其他植物的生長造成影響[5]。野黍種子休眠能抵御不良的環境條件，因此對整個植物的生存、延續、進化等都具有積極的作用。本研究針對野黍種子是否具有休眠性進行了試驗，并利用物理化學等不同方法來打破野黍種子的休眠。

1材料與方法

1.1供試材料

野黍種子分別于2014、2015年采自黑龍江省哈爾濱市香坊農場的玉米田。

1.2供試藥劑

主要藥劑：硫酸（H2SO4），含量98%；氫氧化鈉（NaOH），含量≥96%；硝酸鉀（KNO3），含量≥99%；赤霉素（GA3）結晶粉，有效成分含量75%。

1.3主要儀器設備

JA3003B電子天平（上海越平科學儀器有限公司）；Rx人工氣候培養箱（常州海博儀器設備有限公司）。

1.4試驗方法

1.4.1野黍種子吸水性的測定取2015年（未經任何處理）的野黍種子100粒，稱質量后放入直徑為9 cm的培養皿中，加入足量的蒸餾水，置于25 ℃恒溫箱中讓其吸水[6]。于2、4、6、8、10、12、20、24、28、32、36、44、48、52、56、60、68、72、76、80、84、92、96 h取出種子，用吸水紙吸去多余水分，用萬分之一天平稱質量，測定野黍種子吸水率[7]，吸水率計算公式如下：

[JZ]吸水率=[SX（]浸種后質量-浸種前質量浸種前質量[SX）]×100%。

1.4.2野黍種子休眠性分別取2014年（經歷自然環境變化）、2015年（未經任何處理）的野黍種子，置于2層濾紙鋪墊的9 cm培養皿中，每皿50粒，加入8 mL蒸餾水培養，每個處理3次重復，用培養皿法分別培養3、6、9、12、15 d后，測定發芽率[8]。

1.4.3儲存條件對野黍種子休眠的影響取2015年采集的野黍種子，置于以下5種儲存條件：室溫下干燥保存、5 cm土層下干燥保存、5 cm土層下濕潤保存、5 cm土層下浸水、4 ℃冰箱干燥保存。分別保存15、30、45 d，取出處理后的野黍種子，用培養皿法分別培養3、6、9、12、15 d后，測定發芽率[9]。

1.4.4打破野黍種子休眠的方法

1.4.4.1水溫對野黍種子發芽率的影響將2015年（未經任何處理）的野黍種子置于2層濾紙鋪墊的9 cm培養皿中，每皿50粒，每個處理3次重復。將野黍種子用不同溫度的蒸餾水浸泡，以打破休眠。浸種水溫分別為50、60、70、80 ℃，浸種時間分別為1、6、12、24、48 h后，用培養皿法測定發芽率[10-11]。

1.4.4.2化學藥劑處理對野黍種子發芽率的影響將2015年的野黍種子（未經任何處理）用不同濃度的硫酸、氫氧化鈉、硝酸鉀、赤霉素浸泡，以打破休眠，以清水為對照（CK）。硫酸濃度分別為10、50、100、150、200、250、300 g/L；氫氧化鈉濃度分別為10、50、100、150、200、250、300 g/L；硝酸鉀濃度分別為1、10、50、70、100、200 g/L；赤霉素濃度分別為125、250、500、1 000、2 000、4 000、8 000 mg/L[12-20]。分別浸種1、3、5、7、9、12、24、48 h后，用培養皿法測發芽率。

1.5培養皿法測發芽率

將培養皿置于暗—光周期12 h（15 ℃）—12 h（20 ℃）、光照度40 000 lx、相對濕度85%的光照培養箱內，用蒸饋水（pH值7.2）培養[21]。種子萌發以胚芽露出為標準，萌發過程中每天調查發芽種子數，適當加水保持濕度，連續3 d發芽種子數無增長，視為發芽完全，調查種子的發芽數，并計算出發芽率[22-23]。發芽率計算公式如下：

2結果與分析

2.1野黍種子的吸水性

由圖1可見，未經處理的野黍種子在1～24 h內迅速吸水，24～72 h吸水緩慢，72 h后吸水達到動態平衡，種子的吸水率達到80%。

2.2野黍種子的休眠性

對于采自同一地點的野黍種子，2014年采集的野黍種子經過了自然環境儲存，培養15 d后發芽率能達到98%，2015年采集的野黍種子未經任何處理，培養15 d后發芽率為2%（圖2），說明新采集的野黍種子具有休眠性。

2.3儲存條件對野黍種子休眠的影響

野黍在5種儲存條件下保存15 d后發芽率均不超過30%，而保存45 d后發芽率均達到95%以上，只有保存30 d后不同儲存條件之間發芽率有區別。由圖3看出，5 cm土層下濕潤保存的野黍種子培養12 d后發芽率達到78%，培養15 d后發芽率達到100%；5 cm土層下干燥保存的野黍種子培養12 d后發芽率達到77%，15 d后發芽率達到89%；室溫干燥、4 ℃冰箱干燥、5 cm 土層下浸水保存的種子發芽率都低于50%，15 d后發芽率分別僅為33.5%、40.0%、25.0%。

2.4打破野黍種子休眠的方法

2.4.1水溫對野黍種子發芽率的影響由圖4可見，不同水溫浸種1、6 h處理的野黍種子發芽率，僅有80 ℃水溫浸種 6 h 處理的發芽率達到了50.00%；浸種12 h后，50、60、70、80 ℃ 水溫處理的發芽率分別達到41.67%、50.00%、66.67%、75.00%；浸種24 h后，50、60、70、80 ℃水溫處理的發芽率分別達到50.00%、66.67%、91.67%、100.00%；浸種 48 h 后，50、60、70、80 ℃水溫處理的發芽率分別為 84.62%、92.31%、69.23%、0%。由此可見，溫水浸泡野黍種子是打破休眠的方法之一，但80 ℃水溫浸種48 h也會使野黍種子失活，發芽率為0%。

2.4.2化學藥劑處理對野黍種子發芽率的影響

2.4.2.1硫酸對野黍種子發芽率的影響試驗結果表明，不同濃度的硫酸、不同浸種時間均對野黍種子萌發無太大影響。10 g/L硫酸浸種5、7 h以及50 g/L硫酸浸種5 h時，野黍種子發芽率達到26.67%；50 g/L硫酸浸種7 h和100 g/L硫酸浸種3 h時，野黍種子發芽率達到6.67%；其余處理均對野黍種子萌發無影響（表1）。

2.4.2.2氫氧化鈉對野黍種子發芽率的影響表2顯示，氫氧化鈉的濃度和浸種時間均對野黍種子萌發有影響，并存在較大差異；10 g/L氫氧化鈉浸種9 h、150 g/L氫氧化鈉浸種 7 h 以及200 g/L氫氧化鈉浸種5、7 h時，野黍種子發芽率達到73.33%；50、100 g/L氫氧化鈉浸種9 h時，野黍種子發芽率達到66.67%；10 g/L氫氧化鈉浸種7 h時，野黍種子發芽率達到60.00%；其余處理野黍種子的發芽率均不超過60.00%。整體來看，相同浸種時間下，隨著氫氧化鈉濃度的升高，野黍發芽率呈現先升高后降低的趨勢；相同濃度氫氧化鈉處理下，隨著浸種時間的增加，野黍發芽率表現先升高后降低的態勢。

2.4.2.3硝酸鉀對野黍種子發芽率的影響硝酸鉀濃度、浸種時間均對野黍種子萌發有影響。100、200 g/L硝酸鉀浸種7 h時，野黍種子發芽率均達到53.33%；其余處理對野黍種子萌發影響較低，發芽率均不超過40.00%（表3）。

2.4.2.4赤霉素對野黍種子發芽率的影響從表4看出，赤霉素濃度、浸種時間均對野黍種子萌發有影響。野黍種子在250 mg/L赤霉素浸種48 h的處理下發芽率達到 40.00%；其余處理對野黍種子萌發影響較低，發芽率均不超過30.00%。

3結論

剛采集的野黍種子具有很強的吸水性，最終吸水率能達到80%左右。野黍種子具有休眠的特性，剛采集的種子必須經過正常的生理休眠過程或其他打破休眠的處理才能發芽[24]。不同儲存條件對野黍種子發芽的影響存在著較大差異，5 cm土層下濕潤保存15 d后發芽率都能達到100%；5 cm土層下干燥保存15 d后發芽率能接近90%；室溫干燥、4 ℃冰箱干燥和5 cm土層下浸水保存15 d后發芽率都低于40%。

溫水浸泡野黍種子是打破其休眠方法之一，不同水溫不同浸種時間對種子發芽率的影響存在差異。浸種時間較短的各處理種子發芽率均不理想，80 ℃水溫浸種24 h發芽率能達到100%； 60 ℃水溫浸種48 h發芽率能達到92.31%。溫度過高、浸種時間過長不利于種子萌發，80 ℃水溫浸種48 h的發芽率為0%。

不同化學藥劑處理打破野黍種子休眠也存在著差異，其中氫氧化鈉是比較理想的打破野黍種子休眠的化學藥劑。10 g/L 氫氧化鈉浸種9 h和150、200 g/L氫氧化鈉浸種5、7 h發芽率達到73.33%。硝酸鉀、赤霉素也能不同程度地打破野黍種子休眠，但對野黍種子萌發影響低于氫氧化鈉，不是理想的打破野黍種子休眠的化學藥劑。100、200 g/L硝酸鉀浸種7 h野黍種子發芽率均達到53.33%；250 mg/L赤霉素浸種48 h發芽率達到40.00%。而硫酸對打破野黍種子休眠無明顯效果，10 g/L硫酸浸種5、7 h以及50 g/L硫酸浸種5 h時，野黍種子發芽率僅為26.67%。

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