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S641.3;
S604+.1文献标识码:
A文章编号:
0439-8114(2008)07-0809-06
EffectofDifferentOsmoticAgentsonGerminationandVigorofCapsicumseeds
FANGLi1,WANGJi-qing2
(1.NanyangAgriculturalCollege,Nanyang473000,Henan,China;
2.CollegeofGarden,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China)
Abstract:
CapsicumseedsweretreatedwithdifferentconcentrationofPEG,CaCl2andSArespectively.NodifferencewasfoundamongtheinfluenceofPEG,CaCl2andSAoncapsicumseedgerminationpotentialandgerminationcapacity,butsomedifferencewasfoundonseedvigor.Fornewcapsicumseeds,therewasthesameeffectbetweenCaCl2andSAonseedvigor,whichwasbetterthanPEG.Foragedcapsicumseeds,therewerenoobviouslydifferencesamongtheinfluenceofSA,PEGandCaCl2.TheresultindicatedthatSAandCaCl2hadthebetterfunctionofincreasingcapsicumseedstresstolerancethanPEG.
Keywords:
osmoticagent;
capsicumseed;
germination;
seedvigor
辣椒种子常常因种子成熟度不够、采种技术或贮藏方法不当等原因使种子活力、发芽能力下降。
大量研究表明,辣椒种子活力是可以通过渗透调节处理而获得恢复和提高的[1]。
然而,种子渗透调节最佳条件的选择非常复杂,不同渗透调节剂的渗透调节效应也不完全相同,即使是同一渗透调节剂,也有不一致的结论[2,3],为搞清一些渗透调节剂对辣椒种子发芽和活力的调节效应,本试验在已有研究的基础上,用聚乙二醇(PEG)、氯化钙(CaCl2)、水杨酸(SA)溶液对不同质量的辣椒种子进行处理,并在适温和次适温的条件下进行发芽试验,旨在找出经济有效的渗透调节剂和最佳的渗透调节处理条件,以期为保持和提高辣椒种子活力、确保其播种质量提供依据和参考。
1材料与方法
1.1试验材料
供试辣椒种子为2004年度洛阳市辣椒研究所繁制的洛椒新2号种子(尖椒,含水量8%),供试化学物质均为分析纯,其中聚乙二醇(PEG)-6000是由中国派尼化学试剂厂(郑州)进口分装的,氯化钙(CaCl2)、水杨酸(SA)为上海化学试剂总厂出品。
试验于2005年10月~2006年2月在南阳农业学校园艺育种实验室进行。
1.2试验方法
1.2.1人工加速老化采用文献[4]的方法,在干燥器底部加2.5cm水层,用铅丝网套取代白瓷板,在铅丝网上铺一层干净的纱布,然后将辣椒种子均匀地摆放在纱布上,最后将干燥器严密加封并放入密封的恒温箱中,在温度为42℃±
2℃、相对湿度为100%的条件下处理5d后,取出已经被老化的辣椒种子,放在33℃±
2℃的干燥箱中干燥至原来的种子含水量,待用。
1.2.2种子处理将人工老化种子和未老化种子分别进行以下处理:
①PEG溶液处理。
处理温度分别为15℃、20℃、25℃,用T15、T20、T25表示。
处理浓度分别为15%、20%、25%,用P15、P20、P25表示。
处理时间分别为24h、48h、72h,用D1、D2、D3表示。
试验按以上3因素采用L9(34)正交试验设计方法进行组合处理,共9个处理。
将各组合处理的种子渗透调节处理后,用自来水冲洗掉残留在种子表面的PEG溶液,然后将各处理种子置于试验台滤纸上,在室温条件下自然回干48h,使种子的含水量约等于处理前的初始含水量(预试验测定,一定量的种子渗透调节72h并经48h回干后,其总量与渗透调节处理前的相同)。
②CaCl2溶液、SA溶液处理。
CaCl2处理浓度分别为0.1%、0.3%、0.5%,用C0.1、C0.3、C0.5表示;
CaCl2处理时间分别为12h、24h、36h,用D12、D24、D36表示。
SA处理浓度分别为0.01mmol?
L-1、0.1mmol?
L-1、1mmol?
L-1,用S0.01、S0.1、S1表示;
SA处理时间分别为12h、24h、36h,用D12、D24、D36表示。
试验按以上浓度、时间2因素交叉设计,分别有9个处理。
在25℃条件下,按照上述组合处理种子后,用自来水洗净种子表面的残留液,在室温条件下自然回干48h,待用。
1.2.3发芽试验①在适温(28℃)条件下进行发芽试验。
采用培养皿纸上发芽法,以未经渗透调节处理的种子为对照(CK),各处理重复3次,每次重复100粒。
每天定时加水并记录发芽的种子粒数,霉烂的种子及时移出培养皿,第7天计算发芽势,第14天计算发芽率、发芽势、正常苗平均鲜重和活力指数。
②在次适温(20℃)条件下进行发芽试验。
将经1.2.2处理过的未老化辣椒种子进行发芽试验,测其在次适温(20℃)发芽条件下的种子活力指数。
1.2.4种子浸出液电导率的测定将1.2.2中各处理组合的种子分别称取1g,用蒸馏水冲洗3遍,放入小烧杯中,加入50mL蒸馏水,在30℃恒温条件下浸种16h,然后用DDS-IIA型电导仪测其浸出液的初电导,再煮沸30min,冷却至室温时,测其终电导。
蒸馏水作空白校正。
重复3次。
相对电导率(%)=×
100%
2结果与分析
2.1PEG处理对辣椒种子发芽及活力的影响
2.1.1PEG处理对辣椒种子发芽的影响从表1可以看出,经不同浓度的PEG在不同温度和不同时间的条件下渗透调节后,不管是老化的还是未老化的辣椒种子,其发芽率、发芽势和发芽指数都有不同程度的提高,其中发芽指数的变化率最大,未老化种子和老化种子的发芽指数分别比对照提高了21.39%和29.47%,达到了极显著水平(未老化种子F=12.86,F9,20(0.01)=3.46;
老化种子F=9.74,F9,20(0.01)=3.46)。
此外,PEG对低质量辣椒种子发芽的促进作用好于高质量种子,未老化种子的发芽势、发芽率和发芽指数的平均提高率分别为12.46%、3.92%、21.39%,而对于老化种子,这3项指标的提高率分别达到18.24%、12.77%、29.47%,这一点在发芽率指标上表现得更为明显。
从处理组合上看,P20T20D3这个组合可以很有效地提高辣椒种子的发芽势和发芽率,未老化种子的发芽势和发芽率分别为91.67%和94.67%,分别比对照提高了19.05%和10.08%,而老化种子的发芽势和发芽率分别比对照提高了26.52%和16.42%;
对发芽指数促进效果最好的是P15T25D3组合,未老化种子和老化种子的发芽指数分别为25.90、17.04,比对照增加了33.71%和47.28%。
2.1.2PEG处理对辣椒种子活力的影响从表2可以看出,在适温(28℃)发芽条件下,经PEG渗透调节处理的辣椒种子的活力指数比对照都有一定程度的提高。
对未老化辣椒种子来说,和对照相比,P15T20D2、P20T20D3、P15T25D3和P20T25D1这4种组合的活力指数达到显著差异(F=3.77,F2,18(0.05)=3.55,LSD0.05=0.13),其中前3个组合和对照相比达到极显著差异(LSD0.01=0.18),但这4种组合相互之间差异不显著。
对老化辣椒种子来说,除了P20T15D2和P25T20D1这两个组合和对照差异不显著外(LSD0.05=0.06),其他组合的活力指数都显著高于对照。
另外,未老化种子和老化种子的活力指数比对照平均提高了15.48%、25.53%,由此说明,PEG处理对低活力种子的促进作用较高活力种子显著。
从处理组合上看,P15T25D3对辣椒种子活力指数的提高效果最好,即经15%的PEG在25℃条件下处理3d,未老化种子和老化种子的活力指数分别为1.11和0.72,分别比对照提高了32.54%和53.19%。
2.2CaCl2处理对辣椒种子发芽及活力的影响
2.2.1CaCl2处理对辣椒种子发芽的影响从表3可以看出,对于未老化的辣椒种子,经不同浓度的CaCl2处理不同的时间后,在28℃发芽条件下,其发芽势都有一定程度的提高,除C0.1D24和C0.5D122个组合外,其他组合都和对照达到了显著差异(LSD0.05=5.03)。
另外,和对照相比,所有的组合都极大地提高了辣椒种子发芽指数(LSD0.01=2.12),其平均增长率为36.40%,但这些处理组合对未老化辣椒种子即高质量的辣椒种子的发芽率影响不明显,和对照相比都没有达到显著差异(LSD0.05=5.13)。
从表3中还可以看出,CaCl2对低质量的老化种子的促进作用更为明显,不但发芽势和发芽指数显著提高,其发芽率的平均增长幅度也达到了13.85%。
从处理组合上看,用0.3%的CaCl2处理高质量的辣椒种子36h,可以使其发芽指数达到28.51,比对照提高了47.20%,说明C0.3D36这个组合对促进高质量的辣椒种子发芽、提高其发芽整齐度效果最好;
对于老化辣椒种子来说,C0.5D24这个组合对其发芽的促进作用效果较好,发芽势、发芽率、发芽指数可比对照分别提高27.63%、18.36%、62.17%。
2.2.2CaCl2处理对辣椒种子活力的影响从表4中得知,在适温(28℃)的发芽条件下,未老化的辣椒种子经CaCl2处理后,除了C0.1D12这个组合外,其他组合都显著提高了种子的活力指数(LSD0.05=0.12),其中C0.3D36这个组合对辣椒种子活力指数的提高效果最好,增长幅度达到了47.62%。
另外,从表4中还可以看出,CaCl2对低质量辣椒种子的活力指数提高得更为明显,和对照相比,除了C0.1D12外,其他组合都达到了极显著差异(LSD0.01=0.11),其中C0.5D24组合对老化种子活力的促进作用最显著,增长幅度达到了58.16%。
2.3SA处理对辣椒种子发芽及活力的影响
2.3.1SA处理对辣椒种子发芽的影响从表5可以看出,未老化辣椒种子经不同浓度的SA处理后,其发芽率没有明显的改善,但其发芽势和发芽指数都有一定程度的提高,特别是发芽指数的平均变化率最大,为25.52%,所有组合都和对照达到极显著差异(LSD0.01=2.35),其中S0.1D24组合可使其发芽指数比对照高38.00%。
SA对低质量的老化种子发芽的促进作用更为显著,和对照相比,其发芽势、发芽率和发芽指数分别平均提高了18.55%、14.39%和31.06%,其中S0.1D24组合的发芽势、发芽率和发芽指数分别提高了33.71%、22.22%和47.28%。
2.3.2SA处理对辣椒种子活力的影响从表6中可以了解到,在适温(28℃)发芽条件下,高浓度(1mmol?
L-1)的SA对未老化种子活力的促进作用不如低浓度(0.1mmol?
L-1、0.01mmol?
L-1)的,其中,S1D24这个组合的种子活力指数与对照差异达不到极显著水平;
而较高浓度(1mmol?
L-1)对老化种子活力的促进作用好于低浓度(0.01mmol?
L-1)的。
另外,不管是未老化种子还是老化种子,都以S0.1D24这个组合的处理效果最好,其种子活力指数分别比对照提高了51.77%和42.06%。
2.4不同渗透调节剂对种子的处理效应
表7的结果表明,PEG、CaCl2和SA这3种渗透调节剂对辣椒种子发芽势和发芽率的影响差异不显著,但它们对辣椒种子的发芽指数和活力指数有不同的影响,CaCl2对种子活力的促进作用效果最好,经CaCl2处理后其发芽指数显著高于用PEG和SA处理后的发芽指数,但PEG和SA对辣椒种子的发芽指数影响差异不显著。
对于未老化种子来说,CaCl2和SA对辣椒种子活力指数的提高明显好于PEG,但它们2个之间差异不显著。
对于低质量的老化种子来说,SA和PEG的效果不如CaCl2。
表8的结果表明,高质量的未老化辣椒种子用0.3%的CaCl2处理36h,或者用0.1mmol?
L-1的SA处理24h后对其活力的影响显著好于用PEG处理种子;
对于老化种子,最好的处理组合是P15T25D3、C0.5D24、S0.1D24,但这3种最佳处理组合对老化辣椒种子的活力影响差异不显著(F=0.15,F2,6(0.05)=5.14)。
2.5不同渗透调节剂对细胞膜的修复作用
种子浸出液电导率的大小能在一定程度上反映种子细胞膜系统的完整程度。
电导率大,说明电解质渗漏多,细胞膜透性大。
表9示出了3种渗透调节剂对不同质量的辣椒种子浸泡液电导率的影响,与对照相比,各处理组合的相对电导率都降低了。
其中SA处理使种子电导率降低得最多,方差分析表明,未老化种子和老化种子经SA处理后,其种子浸出液电导率显著低于经PEG处理后的种子浸出液电导率,但和CaCl2处理后的种子浸出液电导率值差异不显著。
以上分析说明,这3种渗透调节剂都能使细胞膜得到较好的修复和重建,而其中以SA和CaCl2对膜的修复重建作用效果最好。
2.6渗透调节剂对提高辣椒种子抗逆性的影响
表10的结果表明,在次适温(20℃)发芽条件下,PEG、CaCl2、SA这3种渗透调节剂都能显著的提高辣椒种子的活力。
和对照相比,SA和CaCl2对辣椒种子活力指数的提高效果较好,提高率分别为69.60%和72.22%,显著好于PEG(LSD0.05=0.05)。
在次适温(20℃)发芽条件下,各渗透调节剂最佳的处理组合分别是P20T20D3、C0.3D24、S1D36,但最好的是S1D36,即用1mmol?
L-1的SA处理辣椒种子36h,其活力指数可比对照提高108.33%,显著好于用20%的PEG处理3d的效应,另外用0.3%的CaCl2处理种子24h,也可以达到与S1D36组合同等的功效,这两种组合差异不显著(LSD0.05=0.19)。
3小结与讨论
1)经PEG、CaCl2、SA处理后的辣椒种子,其发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数都有不同程度地提高,它们对低质量的老化辣椒种子发芽和活力的改善作用都比未老化种子的显著。
渗透调节较高质量的辣椒种子时,建议采用浓度为15%~20%的PEG,在20~25℃的条件下处理48~72h;
或者用0.3%的CaCl2处理36h;
以及用0.1mmol?
L-1浓度的SA处理24h;
均可获得较好的效果。
对低质量的老化辣椒种子,最好用15%~20%的PEG在25℃的条件下处理72h,也可用0.5%的CaCl2或0.1mmol?
L-1的SA处理24h。
2)PEG、CaCl2和SA对辣椒种子的发芽势和发芽率的影响差异不显著,但对辣椒种子活力的促进作用存在一定的差异。
对于高质量的辣椒种子来说,CaCl2和SA对提高种子活力有同等的功效,显著好于PEG,其最佳处理组合C0.3D36和S0.1D24对种子活力的提高明显好于P15T25D3。
对于低质量的种子来说,虽然SA和PEG对种子活力的促进作用不如CaCl2,但3者最佳处理组合之间(C0.5D24、S0.1D24、P15T25D3)对种子活力的影响差异不显著。
3)PEG、CaCl2和SA都能使辣椒种子细胞膜得到一定程度的修复,其中SA的效果最显著。
而且SA和CaCl2可使辣椒种子有较强的抗逆性,相比之下,PEG的抗逆效果次于SA和CaCl2。
4)PEG在一定程度上能提高辣椒种子的发芽率和活力,但成本较高、处理过程中通气性差、处理后难以从种子上除去残留,且易导致杂菌污染,这些问题怎样解决有待于进一步研究。
5)由于种子活力提高具有复杂性,影响种子处理效果的因素很多,包括种子类型、种子活力、作用剂量、时间、温度、处理方式等,因此,在应用到具体某类种子时,应先进行试验,以便找出效果好、经济简便的处理方法,再进行应用。
参考文献:
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[2]孙艳,崔鸿文,李文平.几种化学物质对辣椒种子发芽力的影响[J].种子,1995(5):
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[3]李雪峰,邹学校,刘志敏,等.提高老化辣椒种子活力的研究[J].辣椒杂志,2005
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[4]陶嘉龄,郑光华.种子活力[M].北京:
科学出版社,1991.147.
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