2 物理因素对大豆种子萌发的影响

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1、2物理因素对大豆种子萌发的影响2. 1温度和水分处理对大豆种子萌发的影响温度和水分是种子萌发不可缺少的必要条件。一定程度的低温和高温处理都可对大豆种子萌 发产生促进作用。陈立君等通过对东农42、东农43、东农163、合丰25、绥农10号采用 4e、8e、12e、15e、20e、25e 6种发芽温度处理，发现4e和8e期间种子一直没有发芽, 其它几种温度下的发芽率以15e最高，12e最低5。由此可见，一定程度的高温处理有利 于大豆种子萌发，究其原因可能为种皮的结构在高温条件下发生了改变，从而使种皮通透性 提高，同时在可承受的温度范围内，种子萌发所必需的一些酶也得到活化，因而促进了种子 萌发。Ca

2、staneda-Saucedo等对大豆种子进行干旱胁迫研究，发现干旱胁迫3 d，气孔导度、 蒸腾速率、净光能合成减少50%以上；胁迫10 d,这些过程都被完全抑制，呼吸速率大大降 低，严重影响种子萌发6。2. 2浸种时间和次数对大豆种子萌发的影响赵雨云研究表明，不同浸种时间对大豆种子萌发有影响，随浸种时间的延长，大豆种子的发 芽势和发芽率逐渐下降，浸种4h后发芽势下降显著，浸种12 h后发芽率下降显著，而未经 浸种处理的种子发芽势和发芽率最高7。章晓波等通过对皖豆11和HN-11进行浸种次数 试验发现，大豆种子经干燥-浸种反复处理3次后发芽率、活力及浸出液电导率的变化较小, 从第4次处理开始，

3、发芽率及活力迅速降低，电导率迅速升高，种子开始劣变8。因此，浸 种时间和浸种次数会对大豆种子萌发产生一定的影响，其原因可能与大豆种子渗透势有关。 Khalil等指出大豆种子渗透势超过-0. 5MPa,大豆种子会延迟萌发9。这可能与种子发育 时一些可溶性蛋白、血凝素和脂肪氧化酶的变化有一定关系。2. 3不同电场处理对大豆种子萌发的影响已有的研究表明，高压交变芒刺电场对大豆种子萌芽具有促进作用。Camps-Raga等也研究 证实，低强度静电和超低频磁场能促进大豆种子萌发和幼苗生长10。曹勇军等分别对大豆 种子进行低压电场长期处理和高压电场短时处理，发现低压长期处理(？ 0. 2- 1. 0 kV#

4、 cm- 1, 每天8 h)对大豆种子的萌发无明显影响，而高压短时处理(2- 6 kV# cm- 1,30 m in)却能促进 种子萌发，显著提高种子的发芽势、-淀粉酶、过氧化物酶活性和可溶性蛋白含量11。 强电场对吸胀种子作用效果明显的原因，可能是由于种子吸胀后各种酶的合成以及细胞膜 修复已经开始，此时的外加电场加速了酶的合成和细胞膜的修复。除此之外，激光辐射、微 重力、磁化水都可不同程度地促进大豆种子萌发，其机理可能与种皮透性增加和酶活性提高 有关联。3化学因素对大豆种子萌发的影响3. 1化学气体处理对大豆种子萌发的影响张建东等研究了 CO2激光不同功率和不同时间处理对大豆种子萌发的影响，

5、结果表明，16、 18和20mw # mm- 2 CO2激光处理均能提高种子发芽率、淀粉酶活力、可溶性蛋白质、可溶 性糖含量和游离氨基酸含量，其中18mw# mm- 2 CO2激光处理效果最好12。适宜的化学 气体处理，可以促进种子萌发，很可能是气体中含有促进种子萌发的活性物质，或气体成分 能促进种子内激素代谢，但是活性物质的具体成分以及气体成分如何调节种子内激素代谢 还有待深入研究。3. 2化学药物处理对大豆种子萌发的影响不同的化学药物在种子萌发代谢过程中产生的效应不同，采用适宜的药物处理，可在一定程 度上提高大豆种子逆境条件下的发芽率。已有相关研究表明，阿斯匹林水溶液(Aspirin, A

6、SP)、复方新诺明水溶液(Compound Su Ifamethoxazo le, SM zco)、水杨酸(Salicy lic A cid, SA )、赤霉素(GA3 )和激动素(K inetin)、壳聚糖(Ch itosan , CS)等都可以提高大豆种子的活 力和相关酶的活性13。另外，应用25- 200mg# L- 1浓度范围的烯效唑(Un iconazo le)浸 种可降低大豆发芽势，但对发芽率影响不显著14。不同浓度的1, 2, 4-三氯苯溶液会对大 豆种子萌发和幼苗生长均产生抑制效应，且浓度越大,抑制效应越强15。对羟基苯乙酸和 间羟基苯乙酸能使大豆DNA的熔点（Tm）下降，抑制

7、大豆主根和侧根生长，一些小分子蛋 白的合成也受到影响，从而抑制大豆种子萌发16。3. 3酸碱处理对大豆种子萌发的影响酸碱处理可腐蚀种皮，提高种皮的通气性与透水性，从而促进种子萌发。此外，酸碱还能杀 死种皮表面的病原微生物，有利于萌发后的幼苗生长。胡正华研究发现单一的酸雨（Acid R ain，AR）处理会降低大豆种子的发芽率，与UV-B （ U ltrav io le-t BRad iation紫外线B辐射） 复合处理后对大豆种子萌发的影响没有明显差异，但对大豆幼苗生长表现出更强的抑制作 用，显著降低幼苗的株高、绿叶数、叶面积、干物重、叶片的叶绿素含量和蒸腾速率17 陶彦等研究也证明，随着酸雨

8、胁迫强度逐渐减弱,种子的ATP含量、能荷含量、过氧化氢酶 活性及线粒体活性均逐渐升高18。据左广成报道，强酸性电解水可明显地促进大豆种子 萌发19。浓H2 SO4处理适宜的时间后，野生大豆种子的发芽率大大提高，最高可达 98%。电解水促进种子萌发可能与酸碱促进种子萌发的机制相似但是其作用机理尚不明确, 还有待于深入研究其具体的作用机制。3. 4金属离子处理对大豆种子萌发的影响金属离子可调节植物体内渗透平衡，也可形成跨膜电位和作为酶的辅因子等。一定浓度的 Mg2+和Fe3+浸泡大豆种子，可降低电导率，提高种子萌发率20-21。应燕玲等研究发现 低浓度的A 13+降低了种子质膜透性，提高了种子的发

9、芽率、发芽势和发芽指数，对种子的 发芽有一定的促进作用，而高浓度的铝A 13 +则对萌发有一定的抑制作用22 。M ann等 研究也表明，可以明显提高大豆种子的发芽率、发芽势和发芽指数23 。另外,Ca2+、C r6+、N i2+、L i+和Zn2+处理对大豆种子萌发都具有低浓度下的刺激效应和高浓度下的 抑制效应24 。低浓度的金属离子可促进大豆种子萌发，其原因可能是通过增加酶的辅因 子来增加一些水解酶如A淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶的含量，并提高其活性，进而促进种子内 贮藏的营养物质分解，从而促进萌发。也可能是通过改变种子内源激素的协同代谢以提高一 些植物激素如IAA, GA和CTK等的含量来促使

10、种子萌发。然而，不同金属离子的作用机理 尚不明确，具体机制还有待于进一步深入研究。3. 5包衣处理对大豆种子萌发的影响大豆种子包衣在防治病虫害和促进生长发育等方面具有良好的效果，对大豆种子萌发及活 力有显著影响Pere ira等对大豆种子进行包衣处理，其种衣剂中含有多种杀真菌剂，结果表 明包衣种子生理性状良好，发芽率和发芽指数均比裸种子高25 。王宏燕等研究指出生物 种衣剂不仅可促进大豆种子发芽，而且可以促进种子萌发过程中胚根的生长及增加胚根和 胚轴的重量，以0. 1 1. 0 g# kg- 1种子的包衣浓度为最好；促进大豆苗期地上、地下部分的 生长、提高根系活力，增加叶绿素含量和提高大豆叶片

11、的光合效率；提高大豆体内CAT和 NR的活性，降低POD的活性，表明生物种衣剂可以提高大豆植株的抗衰老性和抗逆性，促 进氮素的吸收，从而促进大豆的生长发育26 。另外，包衣处理具有良好的防霉效果，这为 合理利用陈种子提供了可行的措施。目前我国研制生产的种衣剂多为药物复。合型种衣剂, 配方也较为保密，因此，包衣处理大豆种子萌发的机理还尚需进一步研究。3. 6污水处理对大豆种子萌发的影响有研究学者通过试验发现，污灌也会对大豆种子萌发产生影响。Th irugnanamoorthy等用 孚L制品厂污水对大豆品种C O-1, PK. 1146, B ragg CO-3, JS335, NRC-67, R

12、KS-15, RKS-18, PK-1029和CO-21分别进行处理，结果表明，污水在浓度为20%时可促进大豆种子萌发， 但是随着污水浓度的提高，大豆植株幼苗生长量和生物量会减少，大豆品种CO-1相对于其 它品种其形态和生理性状表现都较优越27由此看来，低浓度污水可促进大豆种子萌发 和幼苗生长，高浓度污水则抑制大豆种子萌发和幼苗生长其原因可能在于污水中含有N、 P、K等矿物元素、有机质及多种微量元素适当稀释的污水，其中的营养元素能被大豆种 子吸收，其促进作用大于抑制作用；高浓度污水中的盐分含量高，易引起种子萌发时渗透压 失衡或因污水中大量的有害物质引起种子中毒因而降低了大豆种子的萌发率。3.7

13、植物组织器官发酵液或提取液处理对大豆种子萌发的影响王树起等通过水培试验表明，大豆根茬腐解液和营养液残液显著抑制大豆种子胚根生长影 响大豆种子萌发，同时大豆根系活力也受到显著抑制,a-萘胺氧化酶活性和根系活跃吸收面 积都显著下降28。N iakan等研究表明，油菜籽不同部位水提取液会抑制胚根生长以及大豆 种子中过氧化氢酶、过氧化物酶、抗坏血酸盐过氧化物酶和多酚氧化酶的活性从而抑制大 豆种子萌发29 。苔藓的配子体提取液对大豆种子萌发具有促进作用但湿带光萼苔配子提 取液确抑制大豆种子萌发洞，其原因可能与苔类和藓类配子体的次生代谢物不同有关。植 物组织器官提取液对豆科种子萌发的影响是植物在漫长的进化历程中形成的一种生存与繁 衍策略，是植物间的化感作用。通过研究植物间化感作用(A llelopathy),可利用促进萌发的 浸提液浸种以提高种子的发芽率；若植物的浸提液抑制种子萌发在播种时应将该植物及时 拔除，从而保证作物能正常的萌发与生长。3. 8 土壤根际有机化合物和土壤真菌对大豆种子萌发的影响重迎茬大豆根际土壤的醇提液对大豆种子萌发和胚根生长产生一定的抑制效应其机理可 能与根际土壤中含有的化感物质有关。刘天学等报告指出，秸秆焚烧后的土壤提取液可使大 豆种子活力合型种衣剂，配方也较为保密，因此，包衣处理大豆种子萌发的机理还尚需进一 步研究。