， ， ， (1.青海畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 青海 湟源 812100；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；.青海大學(xué)， 西寧 810016； .青海畜牧獸醫(yī)科學(xué)院青海， 西寧 81000)

冷等離子體處理對2種豆科牧草種子發(fā)芽及幼苗生長的影響

范月君1,2，蘆光新3，徐成體4，江文索3
(1.青海畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 青海 湟源 812100；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；3.青海大學(xué)， 西寧 810016； 4.青海畜牧獸醫(yī)科學(xué)院青海， 西寧 810003)

對苜蓿和扁蓿豆種子進行<20 s 冷等離子體處理，并對種子發(fā)芽和幼苗特性變化情況進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：經(jīng)不同劑量冷等離子體處理后，2種豆科牧草種子的發(fā)芽率有明顯變化。其中260 W功率處理下苜蓿種子發(fā)芽率升高，其他功率處理下發(fā)芽受到抑制。在20 W、40 W和280 W功率處理下扁蓿豆種子發(fā)芽受到抑制，其他功率處理下發(fā)芽率較對照均有升高。對冷等離子體處理后發(fā)芽率最大的處理進行人工氣候培養(yǎng)箱培養(yǎng)， 25 d后扁蓿豆的苗高、根長與對照相比顯著增加，根徑和地上生物量影響不明顯。苜蓿苗高、根長、根徑和地上生物量均有顯著增加。

冷等離子體; 苜蓿; 扁蓿豆; 幼苗特性

作為物質(zhì)存在的第四態(tài)的等離子體不僅已為人們所認識[1-2]，同時，由于等離子體表面處理具有比傳統(tǒng)的化學(xué)方法成本低、無廢棄物、無污染等顯著的優(yōu)點，其技術(shù)在實際應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[2]。研究發(fā)現(xiàn)，通過低溫等離子束處理種子，可以激活種子胚內(nèi)生命物質(zhì)[3]，軟化種皮，加快種子發(fā)芽和出苗，促使作物提早成熟，增加開花數(shù)量[4]，提高抗旱性[5]和產(chǎn)量[7]。

表1 冷等離子體處理分組

組號123456789101112131415處理功率(W)020406080100120140160180200220240260280

青藏高原豆科牧草匱乏，已經(jīng)成為區(qū)域飼草料產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的重大難題之一。在高寒地區(qū)如何解決豆科牧草種子發(fā)芽也成為飼草料規(guī)模發(fā)展及其草產(chǎn)品品質(zhì)的瓶頸，因此，本研究利用冷等離子體種子機，在真空密閉、充入氖氣等模擬太空環(huán)境，分析冷等離子體處理對苜蓿(Medicagosativa)、扁蓿豆(Melilotoidesruthenica)種子的發(fā)芽率及幼苗生長的影響，對于指導(dǎo)生產(chǎn)實踐具有重要的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

冷等離子體處理苜蓿、扁蓿豆種子由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.2 冷等離子體種子處理分組

運用冷等離子體種子處理技術(shù)對苜蓿和扁蓿豆種子進行小于20 s 非電離幅射處理，冷等離子體處理后放置24 ℃進行發(fā)芽試驗。

1.3 觀察方法

發(fā)芽的觀察：每天觀察1次。不定期加水，確保種子發(fā)芽。1) 記錄每個培養(yǎng)皿中種子發(fā)芽數(shù)；2) 記錄每個培養(yǎng)皿中種子發(fā)芽時間。

發(fā)芽率(%)=11 d內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

幼苗生長觀察：每天觀察1次。1) 記錄每個塑料碗中種子發(fā)芽數(shù)；2) 記錄每個塑料碗中種子發(fā)芽時間；3) 用游標卡尺測量已發(fā)芽種子的根長、芽長。

1.4 種植苗期生物性狀試驗

經(jīng)過冷等離子體處理器處理完的種子精選放入培養(yǎng)皿(塑料碗)，對照和處理各3次重復(fù)，每次重復(fù)5個，放入24 ℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，讓種子每顆都發(fā)芽，直到種子不發(fā)芽為止，觀察得到發(fā)芽種子數(shù)，計算得到發(fā)芽率。然后觀察幼苗生長情況，測量得到幼苗苗高、根長、根莖，最后剪取幼苗地上部，測得地上生物量。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷等離子體處理對2種豆科牧草種子發(fā)芽的影響

由表2可知，冷等離子體處理后苜蓿種子發(fā)芽率與對照有明顯差異(p<0.05)，說明冷等離子體處理對苜蓿種子發(fā)芽有顯著影響。其中260 W功率處理下發(fā)芽率最高，其他功率處理下發(fā)芽受到抑制。說明不同的處理功率對于種子的抑制和促進作用不同，總體而言，冷等離子體處理抑制了苜蓿種子發(fā)芽。除20 W、40 W和280 W外，冷等離子體處理后，扁蓿豆種子發(fā)芽率表現(xiàn)為增加的趨勢，功率為60～180 W范圍的處理，種子發(fā)芽率普遍提高很多，說明在這個范圍內(nèi)，冷等離子體處理對促進扁蓿豆種子發(fā)芽效果最佳，其中140 W功率處理下發(fā)芽率最高，為18.32%。

表2 冷等離子體處理對苜蓿、扁蓿豆發(fā)芽率的影響

處理(W) 苜蓿 扁蓿豆 發(fā)芽率(%)增幅(%)發(fā)芽率(%)增幅(%)091．00±1．15b071．33±2．85c02089．33±1．20ab-1．8769．33±5．46bc-2．884089．27±1．15a-1．9452．33±4．95a-36．316089．10±0．58a-2．1376．67±3．53d6．968089．33±0．33a-1．9480．00±0．58e10．8410089．00±1．53a-2．2582．33±0．33e13．3612090．33±0．33b-0．7477．33±2．40de7．7614089．67±1．20b-1．4887．33±5．84f18．3216090．67±0．33b-0．3680．0±01．15e10．8418090．00±0．58b-1．1180．0±01．73e10．8420091．33±0．88b0．3674．33±2．19d4．0422090．67±1．20b-0．3671．67±0．88c0．4724090．00±1．15b-1．1176．00±0．00d6．1426092．00±0．58b1．0972．13±1．20cd1．1128090．00±0．00b-1．1168．67±2．03b-3．87

注：表中的數(shù)值為平均值(±標準偏差)，不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)，相同字母間表示差異不顯著(p>0.05)。

2.2 冷等離子體處理對2種豆科牧草幼苗生長情況的影響

2.2.1 對幼苗苗高的影響

由圖1可見，冷等離子體處理下，扁蓿豆140 W功率處理與對照相比，苗高差異顯著(p<0.05)，苜蓿260 W功率處理與對照相比，苗高差異極顯著(p<0.01)。說明冷等離子體處理對2種豆科牧草的幼苗生長有顯著影響。

2.2.2 對幼苗根長的影響

由圖1可知，處理后放置24 ℃ 播種的扁蓿豆和苜蓿根長與對照相比均有明顯變化。冷等離子體處理下，140 W功率處理扁蓿豆和260 W功率處理苜蓿均使幼苗根長極顯著增加(p<0.01)。

圖1 冷等離子體處理對2種豆科牧草幼苗苗高、根長的影響

2.2.3 對幼苗根徑、地上生物量的影響

由圖2可見，140 W功率冷等離子體處理下，扁蓿豆幼苗根徑與對照差異不顯著(p>0.05)，260 W功率處理苜蓿幼苗根徑增加極顯著(p<0.01)，增幅達21.74%，說明冷等離子體處理對苜蓿幼苗根徑生長具有重要影響。冷等離子體處理下，扁蓿豆處理與對照相比，差異不顯著(p>0.05)；苜蓿處理與對照相比，差異極顯著(p<0.01)。說明冷等離子體處理對苜蓿幼苗地上生物量有極顯著的影響。

圖2 冷等離子體處理對2種豆科牧草幼苗根徑、地上生物量的影響

3 小 結(jié)

通過冷等離子體處理苜蓿、扁蓿豆這2種豆科牧草種子后，發(fā)芽率會有不同程度的變化。有的處理有促進作用，而有的處理有抑制作用。其中260 W功率處理下苜蓿種子發(fā)芽率升高，其他功率處理下發(fā)芽受到抑制。在20 W、40 W和280 W功率處理下扁蓿豆種子發(fā)芽受到抑制，其他功率處理下發(fā)芽率較空白對照均有升高。以冷等離子體處理后發(fā)芽率最大的處理與對照相比，扁蓿豆的苗高、根長有顯著影響，但對根徑和地上生物量影響不明顯。對苜蓿種子的苗高、根長、根徑和地上生物量均有顯著影響。

4 討 論

有研究證實，冷等離子體處理大蔥種子后放置4 d和20 d進行發(fā)芽實驗，發(fā)芽率和發(fā)芽勢與對照均有明顯差異，說明冷等離子體對于大蔥種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率有明顯影響，且播種前4 d用40 W功率冷等離子體處理大蔥種子對刺激大蔥種子活力、促進種子發(fā)芽和幼苗生長效果最佳，播種前20 d用240 W功率處理對刺激種子活力、促進種子發(fā)芽和幼苗生長效果最佳[8]。也有報道證實，冷等離子體處理小麥種子后放置45 d進行發(fā)芽實驗，發(fā)芽勢和發(fā)芽率與對照相比均有明顯差異，說明冷等離子體處理對小麥種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率有顯著影響[3]。本研究主要探討利用冷等離子體種子機處理2種牧草種子，通過分析苜蓿、扁蓿豆種子的發(fā)芽率及最高發(fā)芽率冷等離子體處理下根長、株高、芽長等，旨在探討冷等離子體對2種牧草種子的作用效果。結(jié)果表明，280 W功率冷等離子體處理對苜蓿、140 W功率冷等離子體處理扁蓿豆對其發(fā)芽及幼苗生長均具有顯著影響。

[1]郝學(xué)金,秦建國.低溫等離子種子處理研究初報[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué),1998,26(2):39-41.

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(本欄目責(zé)任編輯：周介雄)

Effects of Low-temperature Plasma on Seed Germination and Seedling Characteristics of Two Kind of Leguminous Forage

FANYuejun1,2,LUGuangxin3,XUChengti4,JIANGWensuo3
(1.Qinghai Vocational and Technical College of Animal Husbandry and Veterinary Science, Huangyuan Qinghai 812100，China;2.Grassland Research Institute of Chinese Academy of Agriculture Science,Hohhot,Inner Mongolia 010010，China；3.Qinghai University,Xining 810016，China;4.Qinghai Academic of Husbandry and Veterinary Medicine,Xining 810003，China)

The seed ofMedicagosativaandMelilotoidesruthenicawas treated within 20 s by low-temperature plasma (LTP)，The effect of the proposed technology on seed germination and seedling were analyzed.The results showed that the germination rate of two kind of leguminous forage exhibited obvious.The germination rate ofMedicagosativawas best for the treatment intensity of 260 W,and the germination of other treatments was inhibited.Compared with Control Check,the germination rate ofMelilotoidesruthenicaincreased under different treatments except 20 W,40 W and 280 W.Meanwhile,the samples which the germination rate was largest sowed to investigate seedling characteristics.25 d after treated by LTP，seedling height and root length ofMelilotoidesruthenicawere significantly increased，and root diameter and underground biomass appeared no obvious.Seedling height,root length,root diameter and underground biomass ofMedicagosativawere significantly increased.

Low-temperature plasma ( LTP);Medicagosativa;Melilotoidesruthenica;seedling characteristics

2016-03-20

農(nóng)業(yè)部公益行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費項目“青藏高原社區(qū)飼草增產(chǎn)增效關(guān)鍵技術(shù)”(編號：201203007)。

范月君(1979—)，男，青海樂都人；副教授，博士(后)，主要從事高寒草地生態(tài)、資源與環(huán)境的教學(xué)和研究；E-mail：fanyuejun_79@163.com。

徐成體(1968—)，男，甘肅張掖人；研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事牧草栽培和加工貯藏研究；E-mail：xuantiling@yahoo.com.cn。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.08.047

X 503.231； S 542

A

1001-4705(2016)08-0047-03