摘 要：研究不同浸种时间对2种荒漠植物种子罗布麻（Apocynum venetum）和沙打旺（Astragalus adsurgens）萌发的影响，探究各萌发指标和不同浸种时间之间的差异。设置浸种时间分别为0、3、6、9、12h等5个梯度进行发芽实验，实验结束后采用单因素方差分析法对2种荒漠植物种子的发芽率、发芽势、发芽指数和平均发芽速率分别进行分析。实验表明不同浸种时间对于罗布麻种子的发芽势和发芽指数影响极显著，对发芽率和平均发芽速率影响不显著，发芽势在0h和3h达到最高值且显著性高于其他值，发芽指数在9h达到最高值且显著性高于其他值。而不同浸种时间的处理对沙打旺种子各萌发指标均存在影响且极显著。当浸种时间大于6h的时候，各萌发指标呈下降趋势，具有抑制的作用，当浸种时间小于6h的时候，各萌发指标呈现先减后增的趋势，均在6h达到最高值。研究揭示了适宜的浸种可以促进种子的萌发，并指出2种荒漠植物种子对浸种时间的响应存在显著差异，对今后荒漠植物种子萌发具有参考意义。
种子处理包括精选、晒种、浸种、拌种、催芽等[1]。目的是为了使种子快速完全发芽、植物生长旺盛[2]。选种是采用粒选、筛选、风选和液选等方法对干燥和清洗后的种子进行选种；日晒是利用阳光照射种子；浸种是在催芽前将种子浸泡在水中一段时间；拌种是播种前将化学品、肥料和种子混合在一起，以防止病虫害并促进健康幼苗的发芽；催芽是播种前根据种子的发芽特性对种子进行处理，并在人为因素影响下提供有利于植物生长的水分、温度和氧气条件，给予种子发芽积极作用[3]。常见的催芽方法有对种子进行薄膜覆盖或者浸泡种子进行催芽[4]。水分是种子萌发的重要影响因素，而只有一定程度含水量才能对种子的萌发起到积极作用[5]。种子在休眠状态，需要适宜的水分来开启萌发状态，而浸种催芽则是促进种子发芽的有效措施。一定时间的浸种可以有效提高荒漠植物紫苏（Perilla frutescens）种子的萌发质量[6]。毛叶苕子（Vicia villosa）为我国栽培面积较大的一种绿肥牧草，具有地域适应性强、产草量高、营养价值高等特点，在一定浸种时间下其发芽率优于不浸种发芽率[7]。目前国内对于浸种对于种子萌发影响的研究多集中于草本植物，而对荒漠植物种子萌发影响的研究还不充分。
罗布麻（Apocynum venetum），是夹竹桃科罗布麻属亚灌木，罗布麻原产于中国新疆罗布泊及其附近地区，现在分布于中国辽宁、河北、山西、内蒙古等地[8]。罗布麻喜光，耐干旱，耐寒，耐水湿，耐暑热和风沙，对土壤要求不严，盐碱、沙荒地均能种植[9]。沙打旺（Astragalus adsurgens）也可称为直立黄芪，是豆科黄芪属多年生草本植物[10]。沙打旺耐寒、耐旱、耐贫瘠、耐盐碱、抗风蚀和沙埋，具有很强抗逆性和顽强的抗沙能力，是重要的防沙固沙先锋植物[11]。本文所选取的罗布麻和沙打旺均为荒漠中的优势种，这些植物种群在其自然生境中，即极端干旱的戈壁荒漠中，面临着严峻的水分限制条件。鉴于此，本研究聚焦于浸种时间对这些荒漠植物种子萌发的影响，旨在深入理解种子处理对于适应极端干旱环境的潜在机制。
浸种是一种种子处理过程，在播种前对发芽缓慢的种子进行浸泡。浸种的目的是加速种子吸水，使其达到发芽所需的正常含水量，并刺激发芽[12]。浸种实验是种子处理中最常用技术，这种实验简单、省力、省钱，其效果也是显而易见的。本文通过控制浸种时间，以此确定2种荒漠种子的最适浸种时长，以此探索出不同浸种时间对罗布麻和沙打旺种子萌发影响，缩短种子发芽周期，提高荒漠植物种子发芽速率，从而为荒漠地带水土保持，防风固沙提供种子萌发依据。
1.1 实验材料和方法设计
供试罗布麻、沙打旺种子采集地为甘肃省民勤县石羊河林场，地理位置为（38°36'14.359"N，102°34'29.853"E）种子采集完成后在室温下贮藏备用。民勤地区的气候属大陆性干旱气候，气候干旱，许多地方年降水量不足200mm，因此植物类型以荒漠植物为主。提供浸种实验的水源是安宁宁润水业有限公司所提供的自来水。
从种子低温低湿储存柜中均匀取出沙打旺和罗布麻种子进行浸种，浸种时间分别是0、3、6、9、12h。取直径为9cm的培养皿，皿内以康灵生物公司提供的滤纸为发芽床，并且采取2层滤纸，每皿均匀放入50粒颗粒饱满的种子。从置床之日第2d起每天统计发芽个数，每隔12h观察一次，分别于早上8:00和晚上20:00进行观察记录，直至发芽结束。
种子发芽标志：种子芽长突破种皮达0.2cm。
本次实验计算发芽率、发芽势、发芽指数和平均发芽速率4个指标[13]。发芽率是指实验过程中种子发芽数占参与实验种子总数的比例。发芽率是指萌发的实验种子量占测试种子数量的比例。发芽势则是指在实验样本每天的萌发周期中，萌发的种子数量与实验种子数量之间的比例，通常表示为在指定发芽测试期的前三分之一时间内，发芽的种子数量占测试种子数量的百分比[14]。发芽指数是衡量种子活力的指标。在发芽实验期间，每天记录发芽种子的数量并计算发芽指数[15]。对于平均发芽速率而言，平均发芽速率处于一个很小的值，则种子的发芽速度越快[16]。
式中：Gt为在t小时的发芽数；T为种子总数；Tn为发芽达到高峰之前的总发芽数；Dt为发芽小时数。
1.3 数据处理
采用IBM SPSS Statistics 21.0对2种荒漠植物的发芽数据进行单因素方差分析处理，使用Excel绘制成柱状分析图。
2.1 不同浸种时间下2种荒漠植物的发芽数变化
罗布麻种子的发芽数随发芽时间的变化如图1所示。不同浸种时间下的种子都是从发芽时间为12h的时候开始发芽，当发芽时间与12h和24h之间，各个浸种时间的发芽数从大到小依次是12h＞9h＞6h＞3h＞0h；当发芽时间超过24h，浸种时间为9h的罗布麻种子发芽数一直处于优势，说明浸种时间为12h的处理对罗布麻种子的发芽起到了抑制的作用。沙打旺种子的发芽数随发芽时间的变化如图2所示。不同浸种时间下的种子都是从发芽时间为12h的时候开始发芽，当发芽时间超过24h，浸种时间为6h的沙打旺种子发芽数一直处于优势。因此适宜的浸种可以促进种子的萌发。
图1 罗布麻种子发芽数随发芽时间的变化
图2 沙打旺种子发芽数随发芽时间的变化
2.2 不同浸种时间对2种荒漠植物种子发芽率的影响
罗布麻和沙打旺的发芽率与不同浸种时间的处理存在着影响关系（图3）。单因素方差分析发现不同浸种时间的处理对罗布麻种子的发芽率的影响不显著（P＞0.05）。罗布麻在不同浸种时间处理下发芽率均在90%以上，所以不同浸种时间的处理对罗布麻种子的发芽率影响不显著。单因素方差分析发现不同浸种时间的处理对沙打旺种子的发芽率的影响极显著h，而不同浸种时间对沙打旺种子发芽率的显著性高低为6h＞9h=12h＞0h＞3h。因此沙打旺种子浸种时间为6h相比其他浸种时间更具有优势，发芽率最大为28.00%。
（P＜0.01）。沙打旺在6h的发芽率最高，当浸种时间超过6h发芽率呈现下降趋势，而在浸种时间小于6h的情况下，浸种时间为0h的种子发芽率又高于浸种时间为3h的种子发芽率。在不同浸种时间影响下沙打旺的种子发芽率由高到低依次是6h＞9h＞12h＞0h＞3h，而不同浸种时间对沙打旺种子发芽率的显著性高低为6h＞9h=12h＞0h＞3h。因此沙打旺种子浸种时间为6h相比其他浸种时间更具有优势，发芽率最大为28.00%。
图3 不同浸种时间2种荒漠植物的发芽率
2.3 不同浸种时间对2种荒漠植物种子发芽势的影响
罗布麻和沙打旺的发芽势与不同浸种时间的处理存在着影响关系（图4）。单因素方差分析发现不同浸种时间的处理对罗布麻种子的发芽势的影响极显著（P＜0.01）。罗布麻在0h的发芽势最高，当浸种时间超过9h发芽势呈现下降趋势，而浸种时间为9h的发芽势在5个时间段则是最小的。在不同浸种时间影响下罗布麻的种子发芽势由高到低依次是0h＞3h＞6h＞12h＞9h，而不同浸种时间对罗布麻种子发芽势的显著性高低为0h=3h＞6h=9h=12h。因此罗布麻种子浸种时间为0h相比其他浸种时间更具有优势，发芽势最大为90.00%。单因素方差分析发现不同浸种时间的处理对沙打旺种子的发芽势的影响极显著（P＜0.01）。沙打旺在6h的发芽势最高，当浸种时间超过6h发芽势呈现下降趋势，而在浸种时间小于6h的情况下，发芽势又呈现上升的趋势，在不同浸种时间影响下沙打旺的种子发芽势由高到低依次是6h＞9h＞12h＞3h＞0h，而不同浸种时间对沙打旺种子发芽势的显著性高低为6h＞9h＞12h=3h＞0h。因此沙打旺种子浸种时间为6h相比其他浸种时间更具有优势，发芽势最大为18.67%。
图4 不同浸种时间2种荒漠植物的发芽势
2.4 不同浸种时间对2种荒漠植物种子发芽指数的影响
罗布麻和沙打旺的发芽指数与不同浸种时间的处理存在着影响关系（图5）。单因素方差分析发现不同浸种时间的处理对罗布麻种子的发芽指数的影响极显著（P＜0.01）。罗布麻在9h的发芽指数最高，当浸种时间超过9h发芽指数呈现下降趋势，而浸种时间小于9h发芽指数又呈现上升趋势。在不同浸种时间影响下罗布麻的种子发芽指数由高到低依次是9h＞6h＞12h＞3h＞0h，而不同浸种时间对罗布麻种子发芽指数的显著性高低为9h＞6h=12h＞3h＞0h。因此罗布麻种子浸种时间为9h相比其他浸种时间更具有优势，发芽指数最大为7.55。单因素方差分析发现不同浸种时间的处理对沙打旺种子的发芽指数的影响极显著（P＜0.01）。沙打旺在6h的发芽指数最高，当浸种时间超过6h发芽指数呈现下降趋势，而在浸种时间小于6h的情况下，浸种时间为0h的发芽指数大于浸种时间为3h的发芽指数，在不同浸种时间影响下沙打旺的种子发芽指数由高到低依次是6h＞9h＞12h＞0h＞3h，而不同浸种时间对沙打旺种子发芽指数的显著性高低为6h＞9h＞12h＞0h=3h。因此沙打旺种子浸种时间为6h相比其他浸种时间更具有优势，发芽指数最大为2.00。
图5 不同浸种时间2种荒漠植物的发芽指数
2.5 不同浸种时间对2种荒漠植物种子平均发芽速率的影响
罗布麻和沙打旺的发芽指数与不同浸种时间的处理存在着影响关系（图6）。单因素方差分析发现不同浸种时间的处理对罗布麻种子的平均发芽速率的影响不显著（P＞0.05）。罗布麻在不同浸种时间处理下平均发芽速率均在40以上，所以不同浸种时间的处理对罗布麻种子的平均发芽速率影响不显著。单因素方差分析发现不同浸种时间的处理对沙打旺种子的平均发芽速率的影响极显著（P＜0.01）。沙打旺在6h的平均发芽速率最高，当浸种时间超过6h平均发芽速率呈现下降趋势，而在浸种时间小于6h的情况下，浸种时间为0h的平均发芽速率又大于浸种时间为3h的平均发芽速率，在不同浸种时间影响下沙打旺的种子平均发芽速率由高到低依次是6h＞9h＞12h＞0h＞3h，而不同浸种时间对沙打旺的种子平均发芽速率的显著性高低为6h＞9h＞12h＞0h＞3h。因此沙打旺种子浸种时间为6h相比其他浸种时间更具有优势，平均发芽速率最大为12.83。
图6 不同浸种时间2种荒漠植物的平均发芽速率
2.6 2种荒漠植物在不同浸种时间下各萌发指标的综合分析
单因素方差分析发现（表1）罗布麻种子在不同浸种时间处理下各萌发指标都发生了变化。在浸种时间为0、3、6、9、12h处理下，罗布麻的种子发芽率和平均发芽速率与不同浸种时间的处理之间的影响不显著（P＞0.05），而发芽势和发芽指数与不同浸种时间的处理之间的影响极显著（P＜0.01）。其中发芽势在浸种时间为0h的时候达到最大值为90.00%，不同浸种时间的处理下发芽势在0h和3h达到了最高值。发芽指数在浸种时间为9h的时候达到最大值为7.55，不同浸种时间的处理下发芽指数在9h达到了最高值。由此可以得出不同浸种时间的处理对于罗布麻种子的萌发存在影响。
表1 不同浸种时间处理罗布麻种子各萌发指标
注：各种字母代表分析差异显著(P＜0.05)，下同。
单因素方差分析发现（表2）沙打旺种子在不同浸种时间处理下各萌发指标都发生了变化。在浸种时间为0、3、6、9、12h处理下，沙打旺种子的发芽率、发芽势、发芽指数和平均发芽速率与不同浸种时间的处理之间的影响极显著（P＜0.01）。沙打旺的种子发芽率在浸种时间为6h的条件下最高，达到了28.00%。发芽势、发芽指数和平均发芽速率均在6h的时候达到了最大值，分别是18.67%、2.00和12.83。不同浸种时间的处理对沙打旺种子的发芽率、发芽势、发芽指数和平均发芽速率均在6h达到了最高值。由此可以得出不同浸种时间的处理对于沙打旺种子的萌发存在影响，其中沙打旺在浸种时间为6h的条件下，发芽率、发芽势、发芽指数和平均发芽速率均高于其他处理。所以浸种时间为6h适合于荒漠植物沙打旺种子的萌发。
表2 不同浸种时间处理沙打旺种子各萌发指标
3 结论与讨论
浸种的目的是让各类种子快速吸收水分，达到正常发芽所需的含水量。干种子的含水量通常低于15%，处于生理活性极低的惰性状态[17]。种子萌发的一个很重要的条件就是充足的水分，种子只有在吸水后才能开始发芽生长，才能启动一系列酶的活动[18]。
在国内外浸种实验在很多地方有着广泛的应用。SINGKHORNARTS等[19]研究了浸种时间为6h、12h和24h和浸种温度为25℃、30℃和35℃对小麦和大麦发芽时间、发芽率和失重的影响，发现小麦（Triticum aestivum）和大麦（Hordeum vulgare）的最佳发芽条件是低浸种温度和短浸种时间。马宏伦等[20]为了研究湿地松（Pinus elliottii）种子在不同情况的浸种下萌发的差异，对湿地松种子采取不同时间的浸种，最终研究结果表明在浸种时间为48h的时候湿地松种子的发芽率最高。KANDILERI M A等[21]研究分析了不同的水、机械和化学播前处理对无忧花（Saraca dives）幼苗发芽和一年生长的影响，发现机械(暴露种子子叶)和热水(60 ℃)浸泡种子比其他所有以水和化学为基础的播前处理都更能促进种子的萌发。沙芥（Pugionium cornutum）作为一种沙漠植物，徐世才等[22]研究了在不同浸种时间下，沙芥种子在9h各萌发指标最高，最适浸种时间为9h。因此不同植物的最适浸种时间是不同的，一定时间的浸种对种子的萌发具有积极作用。
综上所述，不同浸种时间对不同植物之间都有不同的影响。由此可以得出罗布麻、沙打旺2种荒漠植物种子在不同浸种时间下发芽率、发芽势、发芽指数以及平均发芽速率都具有不同的变化趋势。在本实验中，不同浸种时间的处理对罗布麻发芽率和平均发芽速率影响不显著（P＞0.05），对发芽势和发芽指数影响极显著（P＜0.01）。不同浸种时间的处理对沙打旺种子的发芽率、发芽势、发芽指数的影响均达到了极显著（P＜0.01）。在浸种时间为6h，沙打旺的各萌发指标的影响显著性均达到最高值，因此沙打旺的最适浸种时间应为6h。
本文通过控制浸种时间不同，设置了0、3、6、9、12h等5个梯度，通过单因素方差分析了罗布麻和沙打旺这2种荒漠植物种子在这五种浸种时间下各个萌发指标的变化。通过实验可以得出不同浸种时间对于罗布麻的影响集中在发芽势和发芽指数，且各个指标的影响达到最高值均位于不同浸种时间。而不同浸种时间的处理对沙打旺种子各萌发指标均存在影响且极显著，均在6h达到了最高值，因此沙打旺的最适浸种时间为6h。综上所述，适当的浸种处理可以有效地促进荒漠植物种子的萌发，但最佳浸种时间需要根据具体的植物种类和可能的环境条件进行调整。本研究的发现对于指导荒漠地区的植物种植和生态恢复具有的提供参考和借鉴。
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文章摘自：刘强,李思远,祝鹤,等.不同浸种时间对2种荒漠植物种子萌发的影响[J/OL].林业科技通讯:1-11[2024-06-13].https://doi.org/10.13456/j.cnki.lykt.2024.04.27.0001.
