不同波長光照處理對青稞種子萌發的影響

蘇斌 方睿霞 高婷 熊浪 楊青松

摘 ? ?要：為探究不同波長光照對青稞種子發芽特性的影響，用紅、藍、綠及自然光分別處理長黑青稞、短白青稞和綠青稞3個品種青稞種子并測定其發芽勢、發芽率及發芽指數。結果表明，自然光處理下，3個品種青稞種子活力差異明顯，長黑青稞種子活力最高（發芽指數=39.1），短白青稞次之（發芽指數=37.4），綠青稞活力最低（發芽指數=14.1）;綠光照處理顯著提高綠青稞種子活力，與自然光對比發芽指數增加6.4;紅光處理提高短白青稞種子活力，與自然光對比發芽指數增加3.8;藍光處理顯著提高長黑青稞種子活力，與自然光對比發芽指數增加7.0;紅光照處理降低綠青稞種子活力，與自然光對比發芽指數減少2.3;藍光處理顯著降低短白青稞種子活力，與自然光對比發芽指數減少16.5;紅光處理降低長黑青稞種子活力，與自然光對比發芽指數減少3.3。由此可知，紅、藍、綠光處理均可以影響青稞種子萌發，且對不同品種青稞的種子活力影響具有品種特異性，表現出與植物環境適應的匹配性。就本試驗而言，紅光的效應與藍、綠光的效應互為相反。

關鍵詞：青稞種子;光照處理;種子活力;品種特異性;環境適應

文章編號：1005-2690（2022）01-0008-03 ? ? ? 中國圖書分類號：S512.3 ? ? ? 文獻標志碼：B

青稞（Hordeum vulgare L. var. nudum Hook.f.）系禾本科大麥屬一年生作物，因其潁殼內外分離，又稱裸大麥[1-2]。青稞在云南省迪慶藏族自治州、四川省阿壩藏族羌族自治州、青海省及西藏自治區廣泛種植，是我國藏族人民的主糧之一，同時可用于釀造青稞酒，形成了燦爛的青稞文化[3]。

大量研究表明，青稞符合“三高兩低”的飲食結構[4-6]，且富含對人體有益的微量元素[7]，被視為谷物中的佳品。近年來，青稞產業已成為青藏高原地區重要的支柱產業，對當地脫貧致富具有重要意義。

學者以往對青稞的研究主要集中在營養成分分析和種質資源收集等方面[8]。近3年，青稞種子和種業研究受到極大關注。青稞種子萌發和幼苗生長的最適溫度較低，為25 ℃[9]，增溫2 ℃和4 ℃時能顯著促進種子萌發以及幼苗生長[10];NaCl溶液對青稞種子有明顯的引發效果，0.025 g/mL的NaCl溶液浸種3 h的萌發效果最好[11];0.1%NaCl對青稞萌發及幼苗生長具有一定的促進作用[12];不同砂生槐根瘤內生菌菌株對黑青稞的種子萌發及幼苗生理性狀影響差異顯著，P<0.05[13]。這些研究表明種子萌動處理有利于促進青稞種子萌發。

光是重要的生態因子，可以調節植物生長發育[14]。目前，已有辣椒、黃瓜等植物采用不同光質處理種子及幼苗，從而篩選出對植物生長最優的光質，以提高植物的生長性狀。秦健等（2017）[15]研究表明，植物種子單色補光及混合補光可一定程度促進植物的光形態建成。Borthwick等（1952）[16]發現，萵苣種子吸脹后用單色光照射處理，結果顯示紅光促進發芽、遠紅光抑制發芽。劉青青等（2019）[17]研究表明，紅光和遠紅光交替處理可促進杉木種子萌發但抑制幼苗生長。雷桓等（2020）[18]研究了不同光源照射對綠豆種子發芽及內源激素含量的影響，發現黃光及紫光照射可顯著提高種子發芽率。

為促進青稞種子的萌發及加快良種選育，本研究采用不同波長的光（紅光波長760 nm、藍光波長460 nm、綠光波長560 nm）照射長黑青稞、短白青稞和綠青稞3個品種青稞種子，并以自然光作為對照，通過測定不同處理的種子發芽勢、發芽率及發芽指數，探究不同波長光照條件對青稞種子萌發的影響。

1 試驗設計

1.1 材料

青稞種子購于香格里拉市，共3個品種，分別為長黑青稞、短白青稞、綠青稞。

1.2 方法

選飽滿凈種若干粒，用0.5%高錳酸鉀溶液消毒10 min，消毒后取出用蒸餾水沖洗3次[19]。把沖洗后的青稞種子按30粒/皿均勻碼放于鋪有雙層濾紙的培養皿中，加入適量蒸餾水，室溫下放置1 d。人工光控箱設置紅、藍、綠和自然光4種不同光質光照條件[20]，把培養皿放入并進行種子標準發芽試驗。在室溫下，每日單一光照射處理8 h。試驗期間，保持培養皿濕潤并使種子保持吸脹[21-22]。

1.3 數據處理

青稞為大麥屬作物，按作物種子發芽技術規定，在第四天初次計數、第七天末次計數[23]，并每天記錄每皿發芽數。計算不同波長光照處理后青稞種子的發芽勢GE、發芽率GR及發芽指數GI，用SPSS分析數據，用Origin 2016繪圖。

發芽勢GE（%）=初次計數正常幼苗數/供檢種子粒數×100%（1）

發芽率GR（%）=末次計數正常幼苗數/供檢種子粒數×100% （2）

發芽指數GI=（GT/DT） （3）

式中：GT為第T天發芽種子數，DT為發芽天數。

2 結果分析

2.1 不同品種青稞種子活力的差異

由表1可知，青稞種子在4種光照處理后，其發芽勢、發芽率和發芽指數均有不同變化。由圖1可知，在自然光照下，長黑青稞和短白青稞的發芽勢、發芽率及發芽指數均無顯著差異，但綠青稞種子活力顯著低于前兩個品種，即在自然光照下種子活力大小依次為長黑青稞>短白青稞>綠青稞。

2.2 不同波長光處理對青稞種子發芽的影響

對于長黑青稞，藍光照射處理后，其發芽指數為46.1，顯著高于自然光對照組;綠光照射處理后與對照組無差異;紅光處理下為35.8，顯著低于對照組。對于短白青稞，在藍光照射處理后發芽指數為20.9，顯著低于對照組;紅光照射處理后發芽指數高于對照組，說明紅光處理利于短白青稞種子的萌發。對于綠青稞，綠光照射處理顯著提高了種子發芽指數，比對照組提高6.4;藍光和紅光照射處理后其種子發芽指數均低于對照組，但差異不顯著。

對于長黑青稞種子，藍光處理下發芽勢為66%，顯著高于對照組;紅光處理對發芽勢的提高不顯著;綠光處理與對照組無顯著差異。對于短白青稞，紅光處理后發芽勢為58%，高于對照組;綠光照射處理后發芽勢為33%，顯著低于對照組。對于綠青稞，綠光照射處理后發芽勢顯著高于對照組，紅光處理發芽勢與對照組無顯著差異。

長黑青稞和短白青稞種子在不同波長光照處理下的發芽率無顯著區別。在藍光處理下，綠青稞發芽率為48%，顯著高于對照組;紅光照射處理后其發芽率為30%，明顯低于對照組。從發芽率看，藍、綠光照射處理可提高自然光下活力水平低的青稞種子的活力。

3 討論與結論

青稞為光中性種子，這類種子吸脹時光敏色素表達上調，進而提高種子內赤霉素含量，并調控種子萌發，在光波長變化較大的條件下可均勻發芽[24]。

不同光照處理后，青稞種子活力有不同程度的變化，表明青稞種子有很好的光適應性。在同等條件下，3個品種青稞種子在自然光照處理下，長黑青稞活力最高，短白青稞次之，綠青稞活力最低且極顯著低于長黑青稞和短白青稞，表明種子感光性存在品種差異。

這種差異可能是因為長黑青稞和短白青稞栽培海拔為3 300 m，綠青稞栽培海拔2 400～2 800 m，而隨著海拔升高，大氣太陽輻射中紅光占比降低，同時遠紅光及藍綠光占比升高。

長黑青稞發芽指數在藍光處理下顯著提高，綠光處理無顯著變化，紅光處理降低;藍光處理后發芽勢顯著提高，綠、紅光處理無顯著變化，表現出長黑青稞對高海拔環境的藍光適應性。

栽培海拔較低的綠青稞在綠光照射后，發芽指數顯著提高，但藍、紅光照射處理發芽指數顯著降低;藍、綠光照射處理后，綠青稞種子發芽勢和發芽率顯著升高，但紅光處理后發芽勢無顯著差異、發芽率顯著降低，同樣表現出對高海拔環境的適應性。

短白青稞發芽勢及發芽指數在紅光照射處理后顯著升高，藍、綠光照處理后顯著降低，發芽率在不同光照處理下均無顯著變化，與前兩個品種表現不同。該試驗結果與多數研究相似，即紅光可以促進種子發芽。劉衛成等（2016）[25]研究表明，黃瓜種子在紅光為主導的光質下利于種子萌發，藍光照射處理使種子活力低于對照。林魁等（2018）[26]研究表明，紅光∶藍光=7∶3的混合光處理生菜種子時，種子活力顯著提高。

不同品種青稞種子對光處理呈現品種特異性，而且差異巨大，但必須注意環境因素及種子后熟情況都會影響種子感光性。李雯琳（2009）[27]研究表明，萵苣種子在不同光照處理下因品種差異有不同的光反應，同時發現環境對種子的光反應有影響。李清源（2021）[28]研究了溫度及光照對高杉木種子萌發的影響，發現不同溫度下最佳補光條件不同。

植物種子的感光性除受到品種影響外，還受種子成熟期光溫條件及采收后運輸儲存條件影響[29]。因此，利用不同光處理提高青稞種子活力，不僅需要考慮不同品種的差異性，在實際種子生產和儲存過程中，還要注意選擇合適的采收期和儲存條件。

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