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(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，昆明 650201； 2.普洱市思茅區(qū)畜牧工作站，云南 普洱 665000；3.信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000)

臂形草原產(chǎn)于非洲東部烏干達(dá)，是禾本科臂形草屬(Brachiaria. Griseb )叢生型多年生C4植物，莖直立或匍匐，國外統(tǒng)稱為旗草(palisade grass或signal grass)[1-2]。主要分布于非洲、美洲、澳大利亞及亞洲，廣泛種植于熱帶及亞熱帶地區(qū)，在草業(yè)生產(chǎn)、水土保持及石漠化治理中起著非常重要的作用[3-6]。邢詒能報道，在海南干旱、半干旱地區(qū)，臂形草可與有鉤柱花草(Stylosantheshamata)、糖密草(Melinisminutiflora)、大翼豆(Macroptilumatropurpureum)等牧草混播，建植的混播人工草地草層高約80 cm，鮮草產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富，粗蛋白含量顯著高于天然草地，且載畜量較天然草地提高了3～4倍[7]。臂形草基生蘗和莖生蘗分生能力強，能抑制雜草，特別能抑制飛機草(Eupatorumodoratum)在南方的蔓延，耐放牧，耐火燒，在水土流失嚴(yán)重的地區(qū)種植可作為先鋒草種使用[4]。由于臂形草種子邊成熟邊脫落，落粒性強，種子采收較為困難，且種子結(jié)實率和發(fā)芽率都低，休眠現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致種子產(chǎn)量和質(zhì)量不高，極大地限制了其種植和推廣[4,8]。

種子休眠(Seed Dormancy)由種子本身的遺傳特性所決定，但環(huán)境因素在很大程度上也會影響種子的休眠特性。目前，對原產(chǎn)熱帶、長期生產(chǎn)在高溫高濕環(huán)境下的雜交臂形草的休眠原因尚不清楚。以莫拉特Ⅱ雜交臂形草(Brachiariahybridcv. Mulato Ⅱ)的凈種子為試驗材料，研究機械處理破除其休眠的效果，旨在為下一步探明其種子休眠機理提供理論依據(jù)，同時為其播種前的預(yù)處理提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

原始材料來自云南省普洱市永強牧業(yè)養(yǎng)殖基地的莫拉特Ⅱ雜交臂形草人工草地采收的大田種子。種子風(fēng)干后，采用荷蘭產(chǎn)Selecta種子重力分離機分離去雜。清選后的凈種子作為試驗材料。

1.2 試驗方法

1.2.1種子生活力檢測

隨機選取100粒種子，采用TTC圖像法[9]測定種子生活力。3次重復(fù)。

1.2.2種子處理

試驗前，用1.5% 硫酸銅溶液浸泡種子，消毒10 min，風(fēng)干，進行機械處理。處理方法包括：

1) 刺破種皮：用鑷子固定種子，再用解剖針將其種皮刺破。

2) 去除稃片：首先將適量種子平攤于一張磨砂紙之上，然后固定磨砂紙、用另一張磨砂紙來回搓動種子，使其稃片脫落。

3) 去除稃片+刺破種皮：用磨砂紙搓去稃片后，再用解剖針刺破種皮。

1.2.3發(fā)芽試驗

按照云南省技術(shù)監(jiān)督局DB/5300 B 20001-91《牧草種子檢驗規(guī)程》[10]，將預(yù)處理后的種子置于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽床，在人工氣候箱內(nèi)進行發(fā)芽試驗，以未經(jīng)處理的種子為對照，3次重復(fù)，每重復(fù)100粒種子。發(fā)芽溫度為(25±1)℃，24 h 光照。結(jié)合澆水，每天定時觀測種子的發(fā)芽情況，并以芽長為種長的50%作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)[11]；分別以第10天和第21天萌發(fā)的百分率計為發(fā)芽勢和發(fā)芽率[12]。試驗結(jié)束后(第21天)，每重復(fù)隨機抽取10株幼苗測其根長和芽長。然后將幼苗置于105 ℃的烘箱中殺青15 min，并在80 ℃烘箱中干燥24 h，稱其干重[13]，計算種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢[14]、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)[13]。

發(fā)芽率(%)=∑Gt/T×100%；

發(fā)芽勢(%)=∑Gt′/T×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt；

活力指數(shù)= GI×S；

式中，Gt取21 d內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，T為供試種子數(shù)，Gt′取10 d內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽的日數(shù)，S為單株幼苗干重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)整理和作圖用Microsoft Excel 2010軟件完成，統(tǒng)計分析采用SPSS 22.0軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 臂形草種子的生活力

種子經(jīng)TTC(2,3,5-氯化三苯基四氮唑)染色后，在立體顯微鏡下觀測，檢測到莫拉特Ⅱ雜交臂形草種胚被完全染色的種子占64.33%。即：莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子的生活力至少為64.33%。

2.2 機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子休眠的破除效果

2.2.1機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子發(fā)芽率的影響

圖1顯示：3種機械處理均可在一定程度上提高莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子的發(fā)芽率。其中，采用去除稃片法，莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子的發(fā)芽率較高，達(dá)76.00%，是對照的2.05倍(p<0.05)。該方法對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子萌發(fā)的促進效果與去除稃片+刺破種皮法沒有顯著差異(p>0.05) ，與刺破種皮法差異顯著(p<0.05 )?？梢姡瑑H去除稃片單項措施就能滿足促進種子萌發(fā)的需要。

注：不同小寫字母表示不同處理之間差異顯著(p<0.05 )。下同。圖1 不同機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子發(fā)芽率的影響

2.2.2機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子發(fā)芽勢的影響

圖2顯示：3種機械處理均在一定程度上提高了莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子的發(fā)芽勢，較對照差異顯著(p<0.05)，但彼此之間沒有差異(p>0.05)。其中，去除稃片法的處理效果相對較好，種子的發(fā)芽勢最高，達(dá)72.00%，是處理前的2.04倍。

圖2 不同機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子發(fā)芽勢的影響

2.2.3機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子發(fā)芽指數(shù)的影響

圖3顯示：3種機械處理均能顯著提高莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子的發(fā)芽指數(shù)(p<0.05)，但彼此之間的差異不顯著(p>0.05)。其中去除稃片法處理后，莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子的發(fā)芽指數(shù)最高，為50.28，是對照的3.09倍(p<0.05)。

2.2.4機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子活力指數(shù)的影響

圖4顯示：3種機械處理均能顯著提高莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子的活力指數(shù)(p<0.05)。其中，處理效果最好的是去除稃片法，較對照和刺破種皮法有顯著差異(p<0.05)。處理后，莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子的活力指數(shù)達(dá)到0.20，是對照的1 034.78倍。但該方法與去除稃片+刺破種皮法沒有顯著差異(p>0.05)。

圖3 不同機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子發(fā)芽指數(shù)的影響

圖4 不同機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子活力指數(shù)的影響

2.2.5機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子芽長和根長的影響

從表1可以看出，3種機械處理破除種子休眠，均能顯著促進莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子芽長和根長的增加(p<0.05)。其中，采用去除稃片法破除種子休眠，至試驗結(jié)束時，種子幼芽和初生根的長度均最大，分別達(dá)到3.39 cm和5.85 cm，分別是其對照的4.62倍和4.28倍，與對照及其他2種機械處理方法均有顯著差異(p<0.05)。說明去除稃片是破除莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子休眠的最佳方法。

2.2.6機械處理對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子幼苗鮮重和干重的影響

從表2可以看出，去除稃片和刺破種皮2種方法均能顯著提高莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子單株幼苗鮮重和干重 (p<0.05)，但彼此之間差異不顯著(p>0.05)。其中，采用去除稃片法破除種子休眠，單株幼苗的鮮重和干重最大，分別達(dá)到0.03 g和0.004 8 g，都是對照的1.5倍，此進一步說明去除稃片是破除莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子休眠的最佳方法。

表1 不同處理方法對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子芽長和根長的影響

機械處理方法莫拉特Ⅱ雜交臂形草芽長/cm根長/cm對照0.73±0.15c0.10±0.00d刺破種皮2.67±0.14b2.06±0.53c去除稃片3.39±0.01a5.85±0.42a去除稃皮+刺破種皮2.80±0.21b4.29±0.33b

注：同列不同小寫字母表示處理方法之間差異顯著(p<0.05)。下同。

表2 不同處理方法對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子單株幼苗鮮重和干重的影響

機械處理方法莫拉特Ⅱ雜交臂形草單株幼苗鮮重/g單株幼苗干重/g對照0.020±0.003b0.0032±0.00008b刺破種皮0.026±0.001a0.0043±0.00048a去除稃片0.030±0.006a0.0048±0.00020a去除稃皮+刺破種皮0.020±0.005b0.0032±0.00022b

3 討 論

3.1采用TTC圖像法測定種子生活力，種胚完全被染色的判為有生活力的種子，完全不被染色的則為無生活力的種子，種胚局部染色的表明存在著一定面積的壞死組織，其是否具有生活力還要取決于壞死組織在胚體內(nèi)的位置及其面積的大小[9]。本試驗檢測到莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子的生活力為64.33%，通過去除稃片法破除其休眠，發(fā)現(xiàn)其發(fā)芽率可以達(dá)到76.00%，說明部分種胚局部被染色的種子也能發(fā)芽，這與謝雨思等[15]對玉米種子生活力與發(fā)芽率的研究結(jié)果相似。這部分種子可能是種胚中非關(guān)鍵性部位，如子葉的一部分沒有被染色，而關(guān)鍵性部位，如胚根和胚芽的尖端都是活組織，因此在破除休眠后也能發(fā)芽，這與李成忠等[16]、雷慧霞等[17]的研究結(jié)果類似。

3.2去除稃片、去除稃片+刺破種皮2種機械處理，均能顯著提高種子的發(fā)芽率及各項活力指標(biāo)，對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子休眠的破除效果顯著(p<0.05)，但彼此之間的差異不大(p>0.05)，說明刺破種皮與否，對休眠的破除效果影響不大，而稃片的存在才是引起莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子休眠的重要原因。這與羅富成等[18]對納羅克非洲狗尾草種子休眠破除的研究結(jié)果相一致，說明禾草種子稃片的存在，的確會阻礙外界水分、空氣進入種子內(nèi)部，從而影響種子萌發(fā)，不同種類的種子僅僅是影響程度不同而已。

進一步研究表明，采用去除稃片、去除稃片+刺破種皮2種方法破除莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子休眠，盡管對種子發(fā)芽率、各項活力指標(biāo)以及單株幼苗干重和鮮重的影響差異不大，但對種子芽長和根長的影響有顯著差異，去除稃片較去除稃片+刺破種皮更能促進胚芽和胚根的生長(p<0.05)，加之，用磨砂紙搓掉稃片，操作簡單，破眠效果也明顯，因此去除稃片是破除莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子休眠的最佳方法。至于去除稃片后再刺破種皮處理，刺破種皮的效果沒有彰顯出來，其原因還有待于進一步研究。

4 結(jié) 論

4.1臂形草種子的稃片嚴(yán)重阻礙了外界水分和空氣進入種子內(nèi)部，妨礙了種子發(fā)芽，這是莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子休眠的重要原因。

4.2去除稃片法對莫拉特Ⅱ雜交臂形草種子休眠的破除效果最好，操作簡單，便于生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。經(jīng)此處理后，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、芽長、根長、單株幼苗鮮重和干重分別為76.0%、72.0%、50.28、0.20、3.39 cm、5.85 cm和0.004 8 g，分別是處理前的2.05倍、2.04倍、3.09倍、1 034.78倍、4.62倍、4.28倍和1.5倍。