溫度對10個白三葉品種種子萌發(fā)特性的影響

高婷婷，毛培春，郭強(qiáng)，田小霞，孟林，劉漢云

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，山西 太谷 030801；2.北京市農(nóng)林科學(xué)院 草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心，北京 100097)

白三葉(TrifoliumrepensL.)，又名白車軸草、荷蘭翹揺、匍匐三葉草等，系豆科(Leguminosae)車軸草族(Trifolieae)三葉草屬(Trifolium)的一年生或多年生草本植物，原產(chǎn)于歐洲和小亞細(xì)亞，后被引入英國、美國、新西蘭等國家。我國自20世紀(jì)20年代引種以來，白三葉主要在長江以南地區(qū)大面積栽培種植[1,2]。

白三葉是優(yōu)質(zhì)的綠肥、飼用和蜜源植物，種子可供藥用，有清熱、涼血、寧心的功效[3]。白三葉植株低矮，綠期長，可凈化空氣、降低噪音、調(diào)節(jié)溫濕度，是城市園林景觀建設(shè)中的優(yōu)良綠色地被植物[4]。白三葉種子發(fā)芽率的高低是影響園林景觀草坪綠地質(zhì)量的關(guān)鍵因素。目前，主要采用硫酸[5]、吲哚乙酸和萘乙酸[6]、衛(wèi)星搭載[7]和溫度[8]等種子處理的手段，對白三葉種子萌發(fā)特性進(jìn)行研究，但白三葉的生態(tài)幅較窄，抗逆性較弱，高溫和低溫在一定程度上影響其種子萌發(fā)和生長發(fā)育，影響城市園林綠化及生態(tài)功能的發(fā)揮。本試驗(yàn)以10個白三葉品種種子為材料，測定分析5個不同溫度處理?xiàng)l件下種子萌發(fā)特性的相關(guān)指標(biāo)，揭示溫度對其種子萌發(fā)特性的影響，旨在為不同溫度地區(qū)規(guī)模種植適宜的白三葉品種提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的白三葉品種種子分別由百綠國際草業(yè)有限公司、克勞沃集團(tuán)和北京華奧物種科技有限公司提供，詳見表1。

表1 供試材料來源

1.2 試驗(yàn)方法

利用5個RXZ智能型人工氣候箱，分別設(shè)置30℃、25℃、20℃、15℃和10℃共5個溫度，從每個白三葉品種中分別選擇籽粒飽滿、大小基本一致的白三葉種子1500粒，每品種每溫度3次重復(fù)，每重復(fù)100粒，將挑選好的種子用清水沖洗3～4遍，洗去表面污物，用濾紙吸干，放入2%的次氯酸鈉溶液中浸泡消毒15 min，再用清水沖洗3～4遍，用濾紙吸干后，置于4℃的冰箱內(nèi)，放置12～24 h。然后，分別置入直徑為12 cm鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，放入RXZ智能型人工氣候箱，光照培養(yǎng)16 h，暗培養(yǎng)8 h，相對濕度80%。期間每天加水1～2次，以保持發(fā)芽床濕潤。每天在相同的時(shí)間觀察記錄發(fā)芽種子數(shù)，以胚根突破種皮1 mm作為種子發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)，第12天計(jì)算其發(fā)芽勢，第16天統(tǒng)計(jì)其發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，并測定其根尖長。

發(fā)芽勢/%=(前12 d發(fā)芽種子數(shù)/播種種子數(shù))× 100%

發(fā)芽率/%=(前16 d發(fā)芽數(shù)/播種種子數(shù))× 100%

發(fā)芽指數(shù)(Gi)=Σ(Gt/Dt)[9～11]

其中：Gt-在時(shí)間t的發(fā)芽數(shù)/個；Dt-相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)/d。

生物學(xué)性狀測定：幼苗根尖長/cm。待發(fā)芽結(jié)束后，將植物幼苗橫放，用精度為0.1 cm的刻度尺量取根系基部至最長根尖的長度。每個品種和處理各測定10株。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel2007和Spss11.5對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan′s法進(jìn)行多重比較檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度處理對10個白三葉品種種子發(fā)芽勢的影響

由表2可見，不同溫度條件下，白三葉品種的種子發(fā)芽勢不同。Rivendel、Tahora II和Dutch White在30℃時(shí)種子發(fā)芽勢均最高，分別為55.56%、55.56%和71.11%，之后隨著溫度的降低發(fā)芽勢呈逐漸下降趨勢，10℃時(shí)顯著下降為26.27%、8.89%和37.78%。Durana、Prop、Barbzan、Haifa和Alice的發(fā)芽勢均于25℃時(shí)達(dá)最高，分別為75.56%、48.89%、53.33%、53.33%和66.67%，之后隨著溫度的降低發(fā)芽勢也呈下降趨勢，10℃時(shí)顯著下降為6.67%、17.78%、13.33%、11.11%和24.44%。Huia的發(fā)芽勢在20℃和15℃時(shí)均為84.44%，與30、25和10℃差異顯著。

由表2可見，同一溫度條件下，不同白三葉品種間種子發(fā)芽勢也不同。30℃時(shí)，Dutch White發(fā)芽勢高達(dá)71.11%，與Prop(40.00%)、Barbzan(33.33%)和Haifa(40.00%)相比差異顯著，其余品種的發(fā)芽勢均在48.89%～55.56%。25℃時(shí)，Durana發(fā)芽勢高達(dá)75.56%，與Rivendel(51.11%)、Tahora II(35.56%)和Prop(48.89%)相比差異顯著，其余品種居于53.33%～66.67%。20℃和15℃時(shí)，Huia發(fā)芽勢均為84.44%，而Tahora II、Prop和Haifa僅為35.56%～38.89%。其中20℃時(shí)，Huia與Durana、Tribute間差異不顯著，15℃時(shí)，Huia與Durana差異不顯著。10℃時(shí)，10個參試品種的發(fā)芽勢均低于37.78%，特別是Durana和Tahora II僅為6.67%和8.89%。

表2 不同溫度處理對10個白三葉品種種子發(fā)芽勢的影響

注：同行數(shù)據(jù)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，同列數(shù)據(jù)不同大寫字母表示差異顯著(P<0.05)。表3～表5同。

Note: In the same row, values with different small letter mean significant difference(P<0.05), in the same column, values with different capital letter mean significant difference(P<0.05). The same as in table 3～table 5.

2.2 不同溫度處理對10個白三葉品種種子發(fā)芽率的影響

由表3可見，10℃～30℃下，10個白三葉品種的種子均可發(fā)芽，但同一品種在不同溫度條件下其發(fā)芽率不同。Revendel、Tahora II和Dutch White在30℃時(shí)種子發(fā)芽率均最高，分別為93.33%、93.33%和100.00%，之后隨著溫度的降低發(fā)芽率呈逐漸下降趨勢，10℃時(shí)除Dutch White(86.67%)外，其余均顯著下降為55.56%和8.89%。Durana、Tribute、Prop、Haifa和Alice的發(fā)芽率均于25℃時(shí)達(dá)最高，分別為97.78%、100.00%、71.11%、75.56%和93.33%，之后隨著溫度的降低發(fā)芽率也呈下降趨勢，10℃時(shí)，除Prop(46.67%)外，其余品種均顯著下降為11.11%、60.00%、11.11%和13.33%。除Tahora II(15℃下為73.33%)和Barbzan(30℃下為66.67%)外，其余8個品種在30℃、25℃、20℃和15℃不同溫度間的種子發(fā)芽率均無顯著差異。Barbzan和Huia在20℃時(shí)種子發(fā)芽率最高，達(dá)91.11%和100.00%。10℃時(shí)，除Dutch White(86.67%)外，其余品種的發(fā)芽率較其它溫度下均有大幅下降，不利于種子正常發(fā)芽。

由表3可見，同一溫度條件下，不同白三葉品種間發(fā)芽率不同。30℃時(shí)，除Prop、Barbzan和Haifa的發(fā)芽率(均為66.67%)較低外，其余品種的種子發(fā)芽率均在80.00%以上。25℃時(shí)，除Prop (71.11%)和Haifa (75.56%)、Rivendel (80.00%)、Tahora II (82.22%)和Barbzan (83.33%)外，其余5個品種的發(fā)芽率均在90%以上，20℃下仍在80%以上。10℃時(shí)，除Dutch White (86.67%)外，其余品種的發(fā)芽率均在60%以下，特別是Durana、Tahora II和Haifa種子發(fā)芽率分別降至11.11%、8.89%和11.11%。

表3 不同溫度處理對10個白三葉品種種子發(fā)芽率的影響

2.3 不同溫度處理對10個白三葉品種種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由表4可見，不同溫度條件下，白三葉品種的種子發(fā)芽指數(shù)不同。Rivendel、Tahora II和Dutch White在30℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)最高，分別達(dá)10.88、10.87和17.36，之后隨著溫度的降低，其發(fā)芽指數(shù)呈逐漸下降趨勢，10℃時(shí)分別顯著降至1.89、0.08和5.13。Durana、Tribute、Prop、Haifa和Alice于25℃時(shí)達(dá)到最大值，分別為15.01、12.76、10.60、10.44和12.69，除Prop 20℃(6.47)與15℃(5.35)差異不顯著外，其余4個品種均隨溫度下降呈顯著下降趨勢，10℃時(shí)分別降至0.18、0.92、2.40、0.10和0.20。20℃時(shí)，Barbzan(10.89)和Huia(13.13)呈峰值，與15和10℃相比差異顯著。

表4 不同溫度處理對10個白三葉品種種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由表4可見，同一溫度條件下，不同白三葉品種間發(fā)芽指數(shù)也不同。30℃時(shí)，Dutch White發(fā)芽指數(shù)最高，達(dá)17.36，Barbzan和Prop發(fā)芽指數(shù)最低，僅為7.10和7.27，其余均介于9.03～12.18，Dutch White與其余9個品種相比差異顯著。25℃時(shí)，除Rivendel、Tahora II和Dutch White較30℃時(shí)小幅降低外，其余品種的發(fā)芽指數(shù)均升高，特別是Durana和Prop分別由30℃時(shí)的11.08和7.27急增至15.01和10.60。Durana、Tribute、Alice 和Dutch White間差異不顯著。20℃、15℃和10℃時(shí)，所有參試品種的發(fā)芽指數(shù)均呈下降趨勢。10℃時(shí)，Dutch White的發(fā)芽指數(shù)顯著高于其余9個品種。

2.4 不同溫度處理對10個白三葉品種根尖長的影響

由表5可見，10個白三葉品種根尖長均隨發(fā)芽溫度的降低呈逐漸下降的趨勢，Rivendel、Tahora II、Barbzan和Haifa在30℃時(shí)，根尖長為8.33～9.43 cm，顯著高于同品種的其它處理。Durana、Tribute、Prop、Alice、Ducth White和Huia在25℃和30℃時(shí)根尖長達(dá)6.26～9.43 cm，均顯著高于20℃、15℃和10℃條件下，但同一品種兩溫度間無顯著差異。15℃和10℃下，10個白三葉品種的根尖長為0.58～2.20 cm(10℃下各品種根尖長均小于0.81 cm)，且與20℃、25℃和30℃條件下相比差異顯著。

由表5可見，同一溫度條件下，不同品種間根尖長也不同。30℃時(shí)，10個白三葉品種的根尖長為6.77～9.43 cm，各品種間無顯著差異。25℃和15℃時(shí)，Tribute根尖長均最大，分別達(dá)9.10 cm和2.20 cm。20℃時(shí)，Alice根尖長達(dá)6.07 cm，與Durana、TahoraII和Haifa差異顯著。10℃時(shí)，Prop根尖長達(dá)0.81 cm，與Durana(0.42 cm)和Tribute(0.58 cm)相比，差異顯著。

表5 不同溫度處理對10個白三葉品種根尖長的影響

3 討論與結(jié)論

種子萌發(fā)是植物生活史的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，種子發(fā)芽能力的高低受多種環(huán)境因素的影響，其中對溫度變化的響應(yīng)是最為重要的環(huán)節(jié)[12,13]。張志勤等[14]對陜西省鳳縣黨參(Codonopsispilosula)種子發(fā)芽特性研究表明超過25℃黨參種子萌發(fā)明顯受到抑制，超過30℃其種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率急劇下降。李凱輝等[15]研究認(rèn)為的恒溫較高(28℃)和變溫較低(5月上半月土壤表面溫度：9.66℃、10.21℃、0.15℃～0.83℃)溫度下輪葉馬先蒿(Pedicularisverticilata)種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均較低。本研究結(jié)果表明，Durana、Prop、Haifa和Alice在25℃時(shí)各品種種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均達(dá)最大值，隨溫度的降低呈下降趨勢，這與上述研究具有一致性。楊期和等[16]對滇南256種熱帶植物的種子萌發(fā)研究表明，能萌發(fā)的125種植物中，有80%以上的植物種子萌發(fā)的適宜溫度為18～30℃。本實(shí)驗(yàn)顯示Rivendel、Tahora II和Dutch White種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)在30℃時(shí)表現(xiàn)較好，且隨溫度降低呈下降趨勢。20℃時(shí)，Barbzan和Huia的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)較好。Tribute 的種子發(fā)芽勢在30℃時(shí)表現(xiàn)較好，25℃時(shí)其種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)達(dá)最大值。15℃時(shí)，各品種種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)較20℃略顯遜色，雖Durana、Tribute、Barbzan、Dutch White和Huia的種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率降幅不顯著，但所有10個品種的種子發(fā)芽指數(shù)和根尖長均較20℃時(shí)顯著下降，10℃時(shí)降幅更為顯著。這與傅家瑞[17]報(bào)道的煙草(Nicotianatabacum)種子發(fā)芽的低限溫度為10℃具有一致性。

溫度是決定種子萌發(fā)的主要條件之一，對幼苗形成的整個過程均起著重要的作用[18]。本實(shí)驗(yàn)研究表明，隨著發(fā)芽溫度的降低，10個白三葉品種的根尖長呈逐漸降低的趨勢，30℃時(shí)，Rivendel和Tribute根尖長相等且生長較長，達(dá)9.43 cm，25℃時(shí)，Tribute根尖長達(dá)9.10 cm，Dutch White和Huia次之。Durana、Tribute、Prop、Alice、Dutch White和Huia 在30℃和25℃時(shí)，表現(xiàn)為同一品種兩溫度間差異不顯著。宋采博[8]研究表明，25℃時(shí)白三葉種子的發(fā)芽速度、發(fā)芽率和發(fā)芽勢最好，株高和地上部生物量也最大； 30℃時(shí)，發(fā)芽速度則顯著降低，發(fā)芽勢小幅下降，而發(fā)芽率、株高和地上部生物量與25℃處理下無顯著差異； 15℃時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、株高和地上部生物量則顯著下降。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Rivendel、Tahora II、Barbzan和Haifa在30℃和25℃時(shí)，同一品種兩溫度間差異顯著，產(chǎn)生差異的原因除溫度是影響種子萌發(fā)和幼苗生長的主要因素外，供試種子本身的生理學(xué)差異也會對種子萌發(fā)和幼苗生長產(chǎn)生影響。20℃條件下10個品種的幼苗根尖長為4.14～6.07 cm， 15℃(幼苗根尖長僅為0.97～2.20 cm)和10℃(幼苗根尖長僅為0.42～0.81 cm)較20℃時(shí)，10個白三葉品種幼苗根尖長均顯著降低，可見15℃和10℃均不利于幼苗根尖的生長。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王躍東．三葉草[M]．昆明：云南科技出版社,2000：41．

[2]陳寶書．牧草飼料作物栽培學(xué)[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2001：224．

[3]何能學(xué),朱朝壁．白三葉草種植技術(shù)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值[J]．四川畜牧獸醫(yī),2003,30(2)：42-42．

[4]馬鶴林．功能多樣的優(yōu)良草種三葉草[J]．中國花卉園藝,2002,17：36-36．

[5]孔鄭,李秋娜,李甲甲．不同硫酸處理對白三葉種子發(fā)芽的影響[J]．安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,16(23)：27-28．

[6]吳麗芳,朱永友,王義彰．IAA，NAA對白三葉種子發(fā)芽的影響[J]．草業(yè)科學(xué),2000,17(1)：60-61．

[7]王健,張?zhí)N薇,王賀春,等．衛(wèi)星搭載白三葉種子發(fā)芽及其植株生長和生理特性初探[J]．草原與草坪,2011,31(2)：65-68．

[8]宋采博,王波．不同溫度對白三葉種子發(fā)芽及幼苗生長的影響[J]．湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,48(11)：2772-2774．

[9]程宏波,李新榮,郭鳳霞．唐古特白刺種子浸提液對小麥種子發(fā)芽及生長的抑制效應(yīng)[J]．甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,45(1)：58-61．

[10]石有太,陳垣,郭鳳霞,等．掌葉大黃種子灌漿動態(tài)及其發(fā)芽特性研究[J]．草業(yè)學(xué)報(bào),2009,18(3)：178-183．

[11]顏紅波．不同溫度對多年生禾草種子發(fā)芽的影響[J]．草業(yè)科學(xué),1998,15(4)：22-26．

[12]楊慧玲,劉建全．重要藏藥川西獐芽菜種子萌發(fā)的研究[J]．云南植物研究,2005,27(3)：295-300．

[13]任艷萍,古松,江莎,等．溫度、光照和鹽分對外來植物黃頂菊種子萌發(fā)的影響[J]．云南植物研究,2008,30(4)：477-484．

[14]張志勤,王喆之,馬峰旺,等．鳳黨種子發(fā)芽特性的研究[J]．陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2007(1)：53-55．

[15]李凱輝,胡玉昆,阿德力·麥地,等．溫度對輪葉馬先蒿種子發(fā)芽的影響[J]．云南植物研究,2006,28(4)：421-424．

[16]楊期和,楊威,李秀榮．熱帶植物種子萌發(fā)影響因素初探[J]．種子,2001(5)：45-48．

[17]傅家瑞．種子生理[M]．北京：科學(xué)出版社,1985：66-76．

[18]Benech-Arnold R L，Snchez R A，F(xiàn)orcella F．Environmental control of dormancy in weed seed banks in soil[J]．Field Crops Research,2000,67：105-122．