【溫度及赤霉素處理對(duì)棉花種子萌發(fā)的影響探究5000字（論文）】

溫度及赤霉素處理對(duì)棉花種子萌發(fā)的影響研究目錄TOC\o"1-2"\h\u2517溫度及赤霉素處理對(duì)棉花種子萌發(fā)的影響 113059引言 4151971材料與方法 5259391.1實(shí)驗(yàn)材料 5292681.2儀器與試劑 5283741.3實(shí)驗(yàn)方法 55592結(jié)果與分析 8108033結(jié)論 1217247參考文獻(xiàn) 13摘要：[目的]本研究采用不同濃度外源GA3協(xié)同溫度處理萌發(fā)期間棉花種子，以探討溫度及赤霉素處理對(duì)棉花種子萌發(fā)的影響。[方法]選用了3個(gè)棉花品種作為研究對(duì)象，分別在10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃這7個(gè)溫度梯度下研究溫度對(duì)棉花種子萌發(fā)的影響。此外，在最適溫度25℃和30℃下，以及低溫10℃和高溫40℃下，分別在100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L這4個(gè)赤霉素濃度梯度下研究赤霉素對(duì)棉花種子萌發(fā)的影響。[結(jié)果]棉花種子在15℃~35℃均可萌發(fā),在10℃以下和40℃以上基本不萌發(fā)，25℃~30℃最適宜棉花種子萌發(fā)；赤霉素的處理可顯著地提高棉花的發(fā)芽率，尤其是在低溫(10℃)和高溫(40℃)的條件下，可用100~200mg/L的赤霉素處理棉花種子，提高發(fā)芽率，縮短發(fā)芽周期。本課題研究既對(duì)棉花播種和育種工藝發(fā)展提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)和理論支撐，也對(duì)今后我國(guó)棉花產(chǎn)業(yè)品種推廣及其培育工藝提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：溫度；赤霉素；棉花種子；發(fā)芽率；發(fā)芽勢(shì)；引言中國(guó)擁有2000多年的棉花種植歷史，被認(rèn)為是當(dāng)前世界上最重要的棉花生產(chǎn)、消費(fèi)、貿(mào)易大國(guó)。新疆、山東、江蘇、河北、安徽等地都是目前我國(guó)最重要的棉花生產(chǎn)省，棉花的總種植面積和年產(chǎn)量約占全國(guó)的85%。因此，棉花作為我國(guó)主要種植作物之一，是關(guān)乎國(guó)民生產(chǎn)和生活的重要戰(zhàn)略資源。此外，棉花作為廣大棉農(nóng)的主要收入，與全國(guó)1億多棉農(nóng)的切身利益密切相關(guān)。同時(shí)，棉花可以用于制成棉布、棉紗及其他棉織品，是人們生活的必需品。另外棉花還可以用于醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)，如用于制作棉簽、棉球、棉片等一次性醫(yī)用品，在清創(chuàng)、殺菌、止血方面都起著重要作用。因此，研究影響棉花種子萌發(fā)的因素就具有十分重要的意義。種子的萌發(fā)期是植物繁殖和生長(zhǎng)的第一個(gè)階段，過(guò)程復(fù)雜，并且受多種環(huán)境因素影響[1]，種子萌發(fā)與濕度、空氣、溫度等因素密切相關(guān)，溫度是調(diào)節(jié)種子萌發(fā)的主要因素之一[2-3]。溫度會(huì)影響到植物的光合作用、蒸騰作用和呼吸作用，以及物質(zhì)的運(yùn)輸和分配、對(duì)水及相關(guān)礦質(zhì)元素的吸收等[4-5]。溫度不適會(huì)降低種子活性，還將造成種子發(fā)芽率低甚至最終喪失發(fā)芽能力[2-3]。赤霉素（GA3）作為一種可以打破作物種子休眠，促進(jìn)作物種子萌發(fā)的一種植物激素，其機(jī)理為提高植物中吲哚乙酸的含量，從而誘導(dǎo)種子中1,4-α-D-葡聚糖水解酶的形成，加快胚乳中淀粉的水解，從而促進(jìn)種子的萌發(fā)[5]。赤霉素在我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用最早開始于20世紀(jì)60年代末，結(jié)果證明，可以通過(guò)使用適當(dāng)濃度的赤霉素，達(dá)到大幅度提高種子的發(fā)芽率的效果，提高其產(chǎn)量[6]。棉花是典型的喜溫作物，根據(jù)前人的研究，棉花種子萌發(fā)的最適溫度為20～30℃。赤霉素（gibberellin，GA3）是一種生物化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的植物生長(zhǎng)激素，赤霉素在溫度脅迫條件下對(duì)于棉花、玉米、水稻、小麥等多種農(nóng)作物萌發(fā)的影響的研究相對(duì)較少。本研究采用不同濃度外源

GA3協(xié)同溫度處理萌發(fā)期間棉花種子，以探討溫度及赤霉素處理對(duì)棉花種子萌發(fā)的影響，以期為提高棉花種子萌發(fā)率提供一些理論依據(jù)。1材料與方法1.1實(shí)驗(yàn)材料供試棉花品種3個(gè)，分別為超級(jí)懶漢棉、懶漢千斤王和抗蟲茬懶漢棉。1.2儀器與試劑1.2.1儀器智能人工氣候箱（上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司）、培養(yǎng)皿、電子分析天平、紗布、平剪刀、燒杯、量筒及鑷子等。1.2.2試劑95%的赤霉素（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）配制的100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L溶液，蒸餾水。1.3實(shí)驗(yàn)方法1.3.1材料處理1.3.1.1變溫培養(yǎng)法培養(yǎng)棉花種子于2021年3月采用人工氣候箱變溫培養(yǎng)法培養(yǎng)棉花種子，使其萌發(fā)。先進(jìn)行浸種處理，精選健康飽滿、大小整齊、顏色相同和無(wú)病蟲害的棉花種子，用適量的蒸餾水浸種超級(jí)懶漢棉、懶漢千斤王和抗蟲茬懶漢棉三個(gè)品種的種子各6h，試驗(yàn)在20℃恒溫條件下進(jìn)行，浸種完成后用預(yù)先準(zhǔn)備好的濾紙吸干棉花種子表面的殘余水分，以供接下來(lái)實(shí)驗(yàn)所用。然后在智能人工氣候箱中栽培棉花種子，在10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃七個(gè)溫度下進(jìn)行處理，每個(gè)處理設(shè)三次重復(fù)。首先用少量蒸餾水浸泡紗布，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，紗布始終保持濕潤(rùn)，然后把完全浸濕的紗布鋪在事先準(zhǔn)備好的培養(yǎng)皿中，在棉籽浸泡好之后，均勻放置到紗布上，放入智能人工培養(yǎng)箱（培養(yǎng)箱濕度40%，光照為0，種子在全黑暗中處理，模擬種子在土壤中的狀態(tài)）。1.3.1.2不同濃度的赤霉素處理棉花種子于2021年4月采用不同濃度的赤霉素培養(yǎng)棉花種子。首先在最適溫度25℃和30℃下用100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L的赤霉素浸種超級(jí)懶漢棉、懶漢千斤王和抗蟲茬懶漢棉三個(gè)品種的種子各6h，以上各處理均與清水（ck）浸種作為對(duì)照。浸種完成后用濾紙輕輕地吸干種子表面的水分，然后把蒸餾水充分浸濕的紗布均勻地?cái)備佋谂囵B(yǎng)皿中，再將種子整齊均勻置于其中，每皿放30粒，并貼上標(biāo)簽，將培育皿放置于設(shè)置好相關(guān)溫度的智能人工氣候箱內(nèi)，進(jìn)行發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，在期間，保持紗布始終濕潤(rùn)。接著在低溫10℃和高溫40℃下用100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L的赤霉素浸種超級(jí)懶漢棉、懶漢千斤王和抗蟲茬懶漢棉三個(gè)品種的種子各6h，以上各處理均與清水（ck）浸種作為對(duì)照，浸種完成后用濾紙輕輕地吸干種子表面的水分，接下來(lái)的處理跟前面處理相似。1.3.2生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)為胚根生長(zhǎng)至種子長(zhǎng)度的一半，每隔一天記錄一次，要求準(zhǔn)確記錄棉花種子的萌發(fā)情況，當(dāng)連續(xù)3天無(wú)新增萌發(fā)或全部萌發(fā)時(shí)，即完成發(fā)芽[7]。發(fā)芽7天，計(jì)算種子的發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽10天，計(jì)算種子的發(fā)芽率，發(fā)芽完成后，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)，并按下面列出的公式計(jì)算相關(guān)萌芽指標(biāo)[8]：發(fā)芽勢(shì)(%)＝7d種子的萌發(fā)數(shù)/供試種子總數(shù)×100發(fā)芽率GR（%）=10d種子的萌發(fā)數(shù)/供試種子數(shù)×100發(fā)芽指數(shù)（GRI）=∑（Gt/Dt），其中Gt為播種后t時(shí)間內(nèi)的種子的萌芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)1.3.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析采用Excel和SPSSv26.0分析數(shù)據(jù)2結(jié)果與分析2.1溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響七個(gè)溫度處理對(duì)棉花種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響，見圖1和圖2。圖1不同溫度條件下棉花種子發(fā)芽率 圖1不同溫度條件下棉花種子發(fā)芽率圖2不同溫度條件下棉花種子發(fā)芽圖2不同溫度條件下棉花種子發(fā)芽勢(shì)由圖1，圖2可知，經(jīng)過(guò)7個(gè)溫度處理后，累計(jì)發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)最高的溫度是25℃和30℃，累計(jì)發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)最低的溫度是40℃和10℃。表1不同溫度處理對(duì)棉花種子的影響溫度（℃）Tm（℃）發(fā)芽率（%）Germinationrate（%）發(fā)芽勢(shì)（%）Germinativeforce（%）發(fā)芽指數(shù)（%）Germinativeindex(%)1016.67±3.34d5.56±1.93d0.89±0.09d1554.44±1.93c46.67±3.33c2.53±0.04c2065.56±5.09b57.76±3.85b3.94±0.05b2583.33±3.34a70.00±3.33a4.61±0.13a3077.78±1.92a68.89±1.92a4.54±0.12a3561.11±5.09bc48.89±5.09c3.81±0.06b4021.11±1.92d8.89±1.92d1.04±0.06d由表1可知，棉花種子在15℃~35℃均可萌發(fā)，在10℃以下和40℃以上基本不萌發(fā)。25℃和30℃的發(fā)芽率分別為83.33%和77.78%，種子均在第1天開始發(fā)芽，第7天的發(fā)芽勢(shì)分別為70.00%和68.89%，且發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)差異不顯著；在15℃，20℃，35℃時(shí)，發(fā)芽率分別為54.44%、65.56%和61.11%，發(fā)芽勢(shì)分別為46.67%、57.76%和48.89%，因此對(duì)比來(lái)看，25℃和30℃時(shí)萌發(fā)指標(biāo)最好，25℃~30℃最適宜種子萌發(fā)。此外，10℃的極端低溫使得棉花種子開始發(fā)芽的時(shí)間有所延遲，在第4天種子才開始進(jìn)行萌發(fā)，種子發(fā)芽勢(shì)在第7天僅為5.56%，雖然第20天時(shí)的種子發(fā)芽率最高可達(dá)46.67%，但萌發(fā)時(shí)間比較長(zhǎng)，發(fā)芽周期也大幅增加，由適溫25℃~30℃的4~10d延長(zhǎng)至15~25d；40℃時(shí)發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)也都很低；隨著發(fā)芽溫度的升高，發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率并未呈現(xiàn)一直上升狀態(tài)，而是在35℃時(shí)，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)明顯降低，發(fā)芽率為61.11%，與棉花開始大量萌發(fā)季節(jié)的溫度（25℃~30℃）具有顯著性差異。因此，不同的溫度下種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和種子發(fā)芽指數(shù)表明：棉花在25℃~30℃時(shí)發(fā)芽最快，最整齊，發(fā)芽情況最好。種子在萌發(fā)過(guò)程中的低溫或者是高溫都可能會(huì)導(dǎo)致不同程度的抑制。棉花種子不存在休眠的現(xiàn)象，當(dāng)年播種長(zhǎng)成的棉花植株所收獲的種子，只要放置于15℃~35℃的培養(yǎng)箱內(nèi)就可以開始萌發(fā)，但是溫度對(duì)于棉花種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及其發(fā)芽指數(shù)影響很大。低溫萌發(fā)所需要的時(shí)間長(zhǎng)，高溫導(dǎo)致種子基本不萌發(fā)2.2赤霉素對(duì)種子萌發(fā)的影響2.1.1在25℃和30℃條件下不同濃度GA3對(duì)棉花種子的影響由溫度對(duì)棉花種子萌發(fā)的試驗(yàn)可見，棉花最適宜的發(fā)芽溫度是25℃~30℃，將種子置于恒溫25℃和30℃的條件下。表2在25℃表2在25℃和30℃條件下不同濃度GA3對(duì)棉花種子的影響溫度（℃）Tm（℃）赤霉素（mg/L）GA3（mg/L）發(fā)芽率（%）Germinationrate（%）發(fā)芽勢(shì)（%）Germinativeforce（%）發(fā)芽指數(shù)（%）Germinativeindex(%)25℃083.33±3.34c66.67±3.34c4.62±0.01d10091.11±1.92b83.33±3.34b5.05±0.05c20098.89±1.92a93.33±3.34a5.31±0.06a30095.56±1.93ab90.00±3.33a5.22±0.44b40092.22±1.92b88.89±1.92ab5.17±0.07b30℃077.78±1.92c65.56±1.93c4.54±0.05c10090.00±3.33a81.11±1.92a5.11±0.02a20087.78±1.92ab77.78±1.92ab5.07±0.02a30086.67±3.34ab74.44±3.34b4.91±0.01bb40084.44±1.93b73.33±3.34b4.87±0.02b由表2可知，25℃時(shí)，用100mg/L、200mg/L、300mg/L和400mg/L赤霉素溶液對(duì)棉花種子進(jìn)行處理可以發(fā)現(xiàn)，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)與其對(duì)照相比都有顯著性的差異，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用濃度為200mg/L的赤霉素進(jìn)行浸種處理后，發(fā)芽率高達(dá)98.89%，顯著大于對(duì)照、100mg/L和400mg/L赤霉素處理后所測(cè)得的結(jié)果，用不同濃度的赤霉素處理棉花種子所測(cè)得的發(fā)芽率都得到了大幅度提高。然而，隨著赤霉素濃度的增加，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和其他種子的發(fā)芽指標(biāo)并未始終呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，而是緩慢降低，這與其它大多數(shù)種子表現(xiàn)一致。此外，30℃時(shí)，用不同濃度的赤霉素處理棉花種子后，發(fā)芽完成時(shí)所測(cè)得的發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照處理均存在顯著性的差異(p<0.5)，其中100mg/L的赤霉素處理后的發(fā)芽率為90.00%，是清水組種子發(fā)芽率的1.16倍。用100mg/L與200mg/L的赤霉素處理，對(duì)棉花種子發(fā)芽率的影響并無(wú)顯著的差異，實(shí)踐中，在30℃左右進(jìn)行播種棉花時(shí)，可用濃度為100mg/L的赤霉素溶液，從而提高棉花的萌芽指標(biāo)。綜合比較，在25℃和30℃條件下，實(shí)踐中可根據(jù)播種季節(jié)，用100~200mg/L的赤霉素處理棉花種子，一般隨著溫度的升高，可降低赤霉素處理濃度。2.1.2在10℃和40℃條件下不同濃度GA3對(duì)棉花種子的影響溫度（℃）Tm（℃）赤霉素（mg/L）GA3（mg/L）發(fā)芽率（%）Germinationrate（%）發(fā)芽勢(shì)（%）Germinativeforce（%）發(fā)芽指數(shù)（%）Germinativeindex(%)10℃016.67±3.34d5.56±1.93d0.92±0.05c10042.22±5.09c28.89±5.09c1.58±0.02b20054.44±1.93ab44.44±1.93ab1.97±0.03a30057.78±1.92a47.78±1.92a2.02±0.02a40051.11±1.92b41.11±1.92b1.64±0.03b40℃021.11±1.92d12.22±1.92d1.04±0.01d10054.44±1.92ab31.11±1.92ab2.28±0.01b20057.78±11.45a34.44±1.93a2.30±0.01a30051.11±1.92bc27.78±1.92bc1.9±0.005c40046.67±3.34c23.33±3.34c1.89±0.02c表3表3在10℃和40℃條件下不同濃度GA3對(duì)棉花種子的影響由表3可知，10℃時(shí)，用濃度為300mg/L的赤霉素浸種棉花種子，其發(fā)芽率可達(dá)57.78%，后續(xù)在第16天時(shí)，棉花種子的發(fā)芽率高達(dá)80%，用濃度為200mg/L與濃度為300mg/L的赤霉素處理棉花種子后的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)為差異不顯著，實(shí)踐中，10℃左右播種可用200mg/L處理棉花種子，即可顯著提高種子發(fā)芽率。40℃時(shí)，未經(jīng)赤霉素浸種的種子基本不萌發(fā)，然而，經(jīng)200mg/L赤霉素浸種后的種子發(fā)芽率高達(dá)57.78%，打破了高溫對(duì)棉花種子萌發(fā)的抑制作用。綜上所述，完全可利用赤霉素解除極端溫度（高溫和低溫）對(duì)棉花種子發(fā)芽的抑制，實(shí)現(xiàn)棉花周年播種生產(chǎn)，從而降低播種育苗的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)直接在初春和夏季露天育苗的生產(chǎn)。3結(jié)論溫度是種子的發(fā)芽和出苗所必須遵循的基礎(chǔ)條件。適宜的溫度可以促進(jìn)種子的吸水，加強(qiáng)酶促反應(yīng)過(guò)程及呼吸功能，使得貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)很快轉(zhuǎn)化為胚體能直接利用的有機(jī)物。從10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃這7個(gè)溫度梯度的棉花萌芽試驗(yàn)結(jié)果可以看出，棉花種子在15℃~35℃均可萌發(fā)，在10℃以下極端低溫和40℃以上極端高溫條件下基本不萌發(fā)。10℃的低溫使得棉花種子發(fā)芽延遲，萌發(fā)時(shí)間比較長(zhǎng)，發(fā)芽周期也大幅增加，而當(dāng)在40℃時(shí)，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)等指標(biāo)也較低。不同溫度條件下棉花種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和其發(fā)芽指數(shù)表明：棉花種子在25℃~30℃時(shí)發(fā)芽所用時(shí)間最短，最整齊，發(fā)芽情況也是最好，低溫和高溫都可能不同程度地抑制棉花種子的萌發(fā)。赤霉素是一種非常常見的植物生長(zhǎng)激素，在促進(jìn)植物生長(zhǎng)的過(guò)程中它有著十分重要的意義。赤霉素的浸泡育種可以有效地解除植物種子的休眠，還能夠通過(guò)調(diào)節(jié)植物種子體內(nèi)的激素的平衡，從而大大增強(qiáng)植物種子的生長(zhǎng)活力，因此被廣泛應(yīng)用于我國(guó)的各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。本試驗(yàn)中，在25℃和30℃時(shí)，用100~400mg/L赤霉素溶液處理棉花種子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在25℃和30℃條件下，實(shí)踐中可根據(jù)播種季節(jié)，用100~200mg/L的赤霉素處理棉花種子，一般隨著溫度的升高，可降低赤霉素處理濃度。此外，本實(shí)驗(yàn)在10℃和40℃時(shí)，用100~400mg/L的赤霉素溶液進(jìn)行棉花種子的處理，結(jié)果表明：在實(shí)踐中，10℃左右播種可采用200mg/L濃度的赤霉素處理棉花種子，即可顯著地提高棉花的種子發(fā)芽率。40℃時(shí)，用200mg/L赤霉素處理種子，發(fā)芽率就可以高達(dá)57.78%，打破了高溫對(duì)棉花種子萌發(fā)的抑制作用。參考文獻(xiàn)[1]孟秋