頂苗新對苜蓿和水飛薊種子發芽及幼苗生長的效應分析

房永雨,姜 超,,* ,張 凱,李佳悅,武海明,齊桂強,丁海君,李景偉,潘文喧

(1.內蒙古自治區農牧業科學院, 呼和浩特 010031;2.呼倫貝爾學院, 海拉爾 021008;3.呼倫貝爾農墾特泥河農牧場有限公司, 特泥河 021008)

種子處理劑對保護作物生長、防治病害蟲效果顯著,且其用藥少、效果高、對人畜和環境影響小、持續期長,無論從經濟上、健康上、藥效上都為種植者帶來極大的利益[1,2],是減少農藥使用量提高農藥利用率的有效方式。戎聰敏等[3]得出,正確的種子處理可以清除種子自身的病菌,提高本身的種子出苗率,有助于幼苗的生長,可以讓出苗變得快和整齊,加強幼苗在惡劣環境條件中的抵抗能力,增加幼苗的成活率,提高幼苗自身質量。唐秀麗等[4]研究表明,種子播前消毒處理可促進種苗生長發育,提高作物品質和產量,降低病蟲害,對防止種傳或土傳病害的發生和傳播也具有重要作用。伍振毅等[2]研究表明,種子處理可以為增加農業生產中的效益,起到保護環境的作用,有利于植株良好生長,可以預防一些病蟲害,保護作物。海斯琴等[5]認為對種子進行適當的處理,其實是對種子的新陳代謝活動進行干預,使種子朝著理想的狀態進行生長發育,從而提高作物的產量。張利艷等[6]認為種子處理劑在生物學方面主要是防治病蟲害、增加抗逆性和種子活力、提高作物產量等作用。遇璐等[7]發現,種子處理劑是一種從萌發期開始的保護手段,對作物穩產、增產具有一定效果,種植者也可以從中獲得巨大的利益和較高的收益。

俄羅斯雜花苜蓿(Medicagosativasubsp.varia),是由俄羅斯引進的栽培牧草,屬于多年生豆科牧草,具有耐寒、返青早等特點。賈淑杰等[8]研究表明俄羅斯雜花苜?？购?、適應能力好、越冬率高、產量高、品質優,特別是有耐寒性能,豆科牧草同時具有固氮、吸碳、節能和減耗的作用[9],其中苜蓿根系具有固氮能力較強的根瘤菌,土壤中保留的苜蓿根茬對后續輪作于該地的作物產量、品質有一定提高[10],利于優化環境和改良貧瘠土壤。沈景林等[11]研究表明,俄羅斯雜花苜蓿在北方農區牧草生長性能、產量、生長勢和分蘗枝數都表現良好,推斷牧草在北方寒區具有生長潛勢,因此內蒙古呼倫貝爾地區的氣候條件等方面適合該苜蓿大面積推廣和種植[12]。

水飛薊(Silybummarianam(L.)Gaertn.)屬于1年生或2年生草本植物,可以起到清熱解毒的效果。陳晶等[13]研究表明,水飛薊抗寒、抗旱適應性強,對土壤、水分要求不高,沙灘地、鹽堿地均可種植,還具有較高的藥用價值和經濟價值,未來前景非常好,對種植者實現小康生活及地方經濟發展意義非凡。藥物殘留對水飛薊生長影響較大,前茬施用過殘效期較長的農藥如綠磺隆、虎威、普施特等除草劑的地塊,不宜種植水飛薊[14]。

為此選用一種全新的由美國科聚亞公司研制的種子處理殺菌劑——頂苗新進行本試驗,頂苗新為4.23%微乳劑,含有有效成分種菌唑和甲霜靈[15]。本試驗通過采用不同濃度的種子處理劑頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿和水飛薊進行處理,測定2種牧草種子的發芽率、發芽勢、發芽指數、幼苗株高等指標,以期篩選出種子處理劑頂苗新對2種牧草種子發芽和幼苗生長的效益分析的最優濃度范圍,為俄羅斯雜花苜蓿和水飛薊的大田種植奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗材料為俄羅斯雜花苜蓿種子和水飛薊種子,種子處理劑為頂苗新,均由內蒙古農牧業科學院草原研究所提供。

1.2 試驗方法

試驗于2022年8月在中國科學院生態草牧業工程實驗室鄂溫克族自治旗試驗站進行。2種牧草種子各設置5個頂苗新濃度處理,3次重復,每個重復種子數量統一為100 粒且籽粒飽滿,將在室外進行盆栽,選取性質相同的土壤,選用16.00 cm口徑花盆,播種深度均為3 cm。頂苗新處理梯度分別為:0.50 mL/kg、1.00 mL/kg、1.50 mL/kg、2.00 mL/kg、0 mL/kg(CK)、分別表示為A、B、C、D、CK(如表1)。將種子浸入被稀釋的頂苗新處理劑中,浸種相同時間后將種子均勻播種,播種完成后覆土,覆土高度保持一致,種植完成。每24 h統計種子發芽數。連續記錄14 d后,計算發芽率、發芽勢和發芽指數[16]。每個重復隨機選取3株進行株高測定。

表1 種子處理劑頂苗新處理編號及濃度

1.3 測定方法

發芽率=(發芽總數/供試種子總數)×100 %;

發芽勢=(14 d內發芽數/供試種子總數)×100 %;

發芽指數=∑(Gt/Dt),其中Gt為第t d的發芽數,Dt為相應的發芽天數[17]。

1.4 數據統計與分析

用SPSS12.0軟件進行方差分析處理,用Excel 2016對數據進行整理和制作柱狀圖。

2 結果與分析

2.1 種子處理劑頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿種子發芽率、發芽勢和發芽指數的影響

不同濃度頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿種子的發芽率和發芽勢的影響如圖所示。結果表明,不同質量濃度種子處理劑頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿種子的發芽率都有促進作用(如圖1),頂苗新濃度為0.05 mL/kg,發芽率最高,為39%,顯著高于對照及其它處理,頂苗新濃度為1.00 mL/kg、1.50 mL/kg、2.00 mL/kg時,發芽率顯著高于對照,分別為26%、31%和29%。不同濃度的頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿種子的發芽勢影響不同(如圖2),在頂苗新濃度為1.00 mL/kg時,苜蓿種子發芽勢顯著高于對照及其它處理,濃度為1.50 mL/kg時的發芽勢與未處理的苜蓿種子差異不顯著,濃度為0.50 mL/kg和2.00 mL/kg時的苜蓿種子發芽勢顯著低于未處理的苜蓿種子。4個不同濃度頂苗新處理下的苜蓿種子發芽指數變化不同(如圖3),濃度為0.50 mL/kg,發芽指數最高為2.78,顯著高于其它處理及對照,濃度為1.00 mL/kg、1.50 mL/kg、2.00 mL/kg時,苜蓿發芽指數顯著高于對照,3個處理間差異不顯著。

注:不同小寫字母表示苜蓿種子在不同濃度頂苗新下差異顯著(P<0.05)。下同圖1 種子處理劑頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿種子發芽率的影響

圖2 種子處理劑頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿種子發芽勢的影響

圖3 種子處理劑頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿種子發芽指數的影響

2.2 頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿幼苗株高的影響

不同濃度頂苗新處理對俄羅斯雜花苜蓿種子株高的影響(如圖4)所示。結果表明,A、B、C這3個處理下的俄羅斯雜花苜蓿種子的幼苗株高分別為2.50 cm、2.23 cm、2.23 cm,與對照株高(2.83 cm)相比略有降低,但差異不顯著;D濃度下幼苗株高為1.93 cm,顯著低于對照。

圖4 種子處理劑頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿種子株高的影響

2.3 種子處理劑頂苗新對水飛薊種子發芽率、發芽勢和發芽指數的影響

不同濃度頂苗新對水飛薊種子的發芽率和發芽勢的影響結果,可以看出,不同濃度的頂苗新處理對水飛薊種子的發芽率都表現出不同程度的促進作用(如圖5),且差異顯著。頂苗新濃度為2.00 mL/kg時水飛薊種子發芽率最高,為79%。在頂苗新濃度為1.00 mL/kg和1.50 mL/kg時的水飛薊種子發芽勢顯著高于未處理的水飛薊種子(如圖6),濃度為0.50 mL/kg時發芽率為69%,濃度為1.50 mL/kg時發芽率為65%,濃度為1.00 mL/kg時,發芽率為55%。不同濃度的頂苗新處理對水飛薊種子的發芽勢影響不同,在頂苗新濃度為1.50 mL/kg和1.00 mL/kg時,水飛薊種子發芽勢顯著高于對照處理,分別濃度為15%和10%,在頂苗新濃度為0.50 mL/kg和2.00 mL/kg時的水飛薊種子發芽勢顯著低于未處理的水飛薊種子。不同質量濃度的頂苗新處理的水飛薊種子發芽指數均大于未處理的水飛薊種子(如圖7),且差異顯著,發芽指數由高到低分別為D處理(3.31)、C處理(3.25)、A處理(2.86)、B處理(2.56)。

圖5 種子處理劑頂苗新對水飛薊種子發芽率的影響

圖6 種子處理劑頂苗新對水飛薊種子發芽勢的影響

圖7 種子處理劑頂苗新對水飛薊種子發芽指數的影響

2.4 頂苗新對水飛薊幼苗株高的影響

不同濃度頂苗新對水飛薊種子幼苗株高的影響結果(圖8),可以看出,對照CK的株高為4.06 cm,A、C、D濃度下水飛薊種子的幼苗株高分別為3.66 cm、3.96 cm、3.90 cm,略低于對照但差異不顯著,B濃度下幼苗株高最低為3.16 cm,低于CK,差異顯著。

圖8 種子處理劑頂苗新對水飛薊幼苗株高的影響

3 討論

曾彥軍等[18]得出,種子萌發是植物生長過程中的關鍵一步,它對于對品質差的作物的種群恢復起到重要作用。種子的發芽勢和發芽率屬于判斷其生活力的指標,在本試驗中種子發芽勢高,則表示種子活力強,種子處理劑發揮作用,增產潛力大。有研究表明,不同種種子處理劑對同一作物影響不同[19],同種種子處理劑對不同作物影響存在差異[20]。頂苗新對苜蓿種子株高產生影響差異和水飛薊種子相比較大,處理劑頂苗新對苜蓿和水飛薊的株高影響趨勢不同。

種子處理劑拌種對種子出苗率和存苗率存在一定的抑制作用,一定范圍內增加用量則會促進種子出苗,提高出苗率和存苗率[21]。袁明等[22]表明,種子浸種劑促進作物生長效果明顯,使用后的秧苗生長旺盛,根系發達,幼苗粗壯,抗逆性強,其它的浸種劑都有一定促進作物生長的作用,浸種處理可有效提高種子活力[23]。本試驗不同種子處理劑濃度對2種牧草種子均可提高種子發芽率,基本確定最適濃度所在區間,只需進一步縮小范圍即可確定最適濃度。但在2種牧草種子的發芽勢上同時出現了促進作用和抑制作用,作用程度也略不相同,試驗說明種子處理劑對種子發芽勢影響較大。

寇江濤等[24]指出種子的發芽指數是判斷種子活力的數據,數據增加說明它的活力在增強,幼苗越好,發芽的時間越短,證明自然狀態下的種子可以短時間內出苗。高宇等[25]研究表明,適宜濃度的種子處理劑可促進增加作物產量,同時還能有效提高作物品質和營養成分,可在種子萌發期和幼苗期發揮有效作用。本試驗表明頂苗新對2種牧草種子處理后都是發芽指數有不同程度的增加,苜蓿種子的發芽指數最大可達到對照的1.4倍,水飛薊種子的發芽指數最大可達到對照的1.5倍,說明適宜濃度的種子處理劑對作物的部分農藝性狀是有效的。

4 結論

第一,俄羅斯雜花苜蓿種子和水飛薊種子的發芽率和發芽指數都可以通過頂苗新處理來提高。頂苗新濃度在0.50 mL/kg時對俄羅斯雜花苜蓿種子發芽率和發芽指數影響最顯著,頂苗新濃度在2.00 mL/kg時對水飛薊種子發芽率和發芽指數影響最顯著。

第二,種子處理劑頂苗新在不同濃度下對2種牧草種子的發芽勢產生不同程度的促進或抑制作用。頂苗新濃度在1.00 mL/kg時對俄羅斯雜花苜蓿種子發芽勢促進作用最顯著,濃度為1.50 mL/kg時對水飛薊種子發芽勢促進作用最顯著。

第三,種子處理劑頂苗新對俄羅斯雜花苜蓿種子和水飛薊種子的株高生長均有不同程度的抑制作用,濃度為2.00 mL/kg時對俄羅斯雜花苜蓿抑制作用顯著。濃度為0.50 mL/kg時對水飛薊幼苗株高抑制作用顯著。