溫度對西藏3種野生披堿草屬牧草種子萌發(fā)的影響

王傳旗 梁 莎 扎西次仁 赤列催珍 德吉卓瑪 苗彥軍 徐雅梅

（西藏農(nóng)牧學(xué)院 西藏林芝 860000）

溫度對西藏3種野生披堿草屬牧草種子萌發(fā)的影響

王傳旗 梁 莎 扎西次仁 赤列催珍 德吉卓瑪 苗彥軍 徐雅梅

（西藏農(nóng)牧學(xué)院 西藏林芝 860000）

文章選取西藏野生老芒麥（Elymussibiricu s)、披堿草(Elymusdahuricus)和垂穗披堿草(Elymusnutans)牧草種子作為試驗材料，在4種溫度培養(yǎng)條件下進行了萌發(fā)試驗。探討了溫度對西藏披堿草屬牧草種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，溫度對西藏3種野生牧草種子萌發(fā)影響很大；垂穗披堿草和披堿草種子發(fā)芽率隨晝夜溫度的升高而升高；15℃/25℃為西藏野生老芒麥種子發(fā)芽率由高到低的溫度拐點；披堿草種子最適宜萌發(fā)的溫度為20℃/30℃；垂穗披堿草和老芒麥種子最適宜萌發(fā)溫度為15℃/25℃。

溫度；披堿草屬；種子萌發(fā)；西藏

披堿草屬牧草(Elymus)是禾本科(Poaceae)小麥族(Triticeae)中重要的一種多年生旱生牧草[1]。該屬牧草垂直分布從海拔幾米的低地一直到海拔5200m以上的喜馬拉雅山區(qū)[2]，是草原和草甸的重要組成成分，也是維持高寒地區(qū)生態(tài)平衡的重要植物種群之一，具有較高的飼用價值。在防風(fēng)固沙、水土保持等方面，披堿草屬牧草的一些種也能起到重要作用[3]。

種子萌發(fā)是植物生活史中的重要階段[4]。溫度的高低是影響種子發(fā)芽的重要因素[5-7]。不同植物的種子由于習(xí)性、生境和生理生態(tài)學(xué)等方面的差異，其最適的發(fā)芽溫度差異較大[8-10]。關(guān)于溫度對種子發(fā)芽的影響報道很多[11-13]，但溫度對披堿草屬牧草種子萌發(fā)的影響研究較少，尤其是溫度對西藏野生老芒麥、披堿草和垂穗披堿草等3種野生披堿草屬牧草的研究，尚未見報道。

本文以溫度為影響因子，探討了不同溫度對西藏3種野生披堿草屬牧草種子萌發(fā)的影響，為西藏披堿草屬牧草生態(tài)及經(jīng)濟價值提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試的野生披堿草種子于2013年采集于西藏不同地區(qū)，見表1。

表1 供試的西藏野生牧草種子情況

1.2 試驗方法

分別選取籽粒飽滿、大小均等、成熟的種子各400粒，用2%的NaClO消毒15min，再用蒸餾水沖洗干凈，自然晾干備用。在光照∶黑暗=12h∶12h下，設(shè)晚上和白天的溫度分別為5℃/15℃、10℃/20℃、15℃/ 25℃、20℃/30℃共4個變溫處理。試驗采用紙上發(fā)芽法，取野生披堿草種子30粒置于墊有兩層濾紙直徑為9cm的培養(yǎng)皿中，每組重復(fù)3次，將其放入人工氣候箱中，每隔24 h觀察一次種子發(fā)芽情況，補充一次水分以防干燥。第5天統(tǒng)計發(fā)芽勢，第7天統(tǒng)計發(fā)芽率，第10天結(jié)束發(fā)芽試驗。

1.3 測定指標(biāo)

種子發(fā)芽率（Gp）=（n/N)×100%，其中n為發(fā)芽的種子數(shù)，N為供試種子總數(shù)[14]；

發(fā)芽勢（Ge）=（種子發(fā)芽最高峰時的發(fā)芽總數(shù)/供試種子數(shù)）×100%[15]；

萌發(fā)指數(shù)（Gi）=∑（Gt/Dt)，式中，Gt為第t天的發(fā)芽粒數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)[16]；

活力指數(shù)（Vi）=平均胚根長度×Gi[17]。

種子千粒重測定：從凈度分析后的純凈種子中隨機取100粒，稱重，重復(fù)8次，其平均值×10即為千粒重[18]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)均采用Excel2010和DPS6.0軟件進行統(tǒng)計處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 千粒重

依據(jù)種子千粒重測定指標(biāo)，測得的披堿草、老芒麥和垂穗披堿草種子的千粒重分別為：2.08g、2.6g和3.6g。千粒重的大小與種子的萌發(fā)是否相關(guān)，目前尚無定論，需要做進一步研究。

2.2 溫度對西藏3種野生牧草種子發(fā)芽率的影響

圖1 溫度對西藏3種野生披堿草屬牧草種子發(fā)芽率的影響

圖2 溫度對西藏3種野生披堿草屬牧草種子發(fā)芽勢的影響

在4種波動溫度培養(yǎng)條件下，西藏3種野生披堿草屬牧草種子萌發(fā)狀況存在較大差異（見圖1）。野生披堿草和垂穗披堿草種子的發(fā)芽率隨晝夜溫度的升高而升高，在20℃/30℃時分別達到最高點（76.67%和 64.44%）；5℃/15℃～10℃/20℃之間，兩種野生牧草種子的發(fā)芽率上升幅度最大。老芒麥種子發(fā)芽率隨晝夜溫度的升高而升高，但在20℃/30℃時出現(xiàn)了下降現(xiàn)象，說明過高的溫度不利于其種子的萌發(fā)；在15℃/25℃時，老芒麥發(fā)芽率達到最高點，為36.67%。

2.3 溫度對西藏3種野生牧草種子發(fā)芽勢的影響

西藏3種野生披堿草種子在不同溫度處理下發(fā)芽勢存在顯著差異（P＜0.05）。披堿草和垂穗披堿草種子的發(fā)芽勢隨溫度的升高而升高（見圖2），在5℃/15℃時發(fā)芽勢最低；在20℃/30℃時發(fā)芽勢達到最高點，分別為76.67%和62.22%。其中，垂穗披堿草種子在5℃/15℃～10℃/20℃發(fā)芽勢上升幅度最大。老芒麥種子的發(fā)芽勢隨溫度的升高呈先上升后下降趨勢（見圖2），在15℃/25℃時發(fā)芽勢最高。總體而言，在不同溫度處理下發(fā)芽勢由高到低排序依次為：披堿草＞垂穗披堿草＞老芒麥。

2.4 溫度對西藏3種野生牧草種子萌發(fā)指數(shù)與活力指數(shù)的影響

西藏野生披堿草和垂穗披堿草的萌發(fā)指數(shù)差異不顯著（P＞0.05）（見圖3）。野生披堿草、老芒麥和垂穗披堿草種子的萌發(fā)指數(shù)分別在20℃/30℃、10℃/20℃和15℃/25℃時最高，為2.33、1.30和2.07。西藏3種野生牧草種子的活力指數(shù)在20℃/30℃時存在顯著差異（P＜0.05）（見圖4），其中披堿草的活力指數(shù)最高，為9.02。垂穗披堿草和老芒麥種子活力指數(shù)最高點在15℃/25℃，分別為5.38和2.47。

圖3 溫度對西藏3種野生披堿草屬牧草種子萌發(fā)指數(shù)的影響

圖4 溫度對西藏3種野生披堿草屬牧草種子活力指數(shù)的影響

3 結(jié)論與討論

發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)等均可反映種子發(fā)芽的速度和整齊度，是衡量種子發(fā)芽質(zhì)量的重要指標(biāo)[19]。研究表明，種子的大小(質(zhì)量)是每個后代物質(zhì)與能量投資的指數(shù)，大種子可以貯藏更多的營養(yǎng)物質(zhì)，為種子萌發(fā)提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)和能量，保證幼苗能夠有充足的資源用于生長，在種間競爭中處于優(yōu)勢[20-23]。在各種影響種子萌發(fā)的因素中，溫度的波動與種子萌發(fā)的關(guān)系不僅體現(xiàn)了溫度對種子萌發(fā)的季節(jié)性反應(yīng)，而且還與植物的區(qū)域分布有很大關(guān)系[24]。發(fā)芽試驗對草種生產(chǎn)和草地建設(shè)具有重要的意義，發(fā)芽試驗的目的是測定種子的最大發(fā)芽潛力，據(jù)此比較不同種批的質(zhì)量，同時用來估測田間播種質(zhì)量，確定播種量[25]。

在其它條件一致的前提下，溫度通過影響種子萌發(fā)過程中相關(guān)酶的活性而進一步影響呼吸作用、水分吸收和氣體交換等代謝活動，最終影響種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢[26]。過高的溫度不利于種子的萌發(fā)，本次試驗中老芒麥種子的發(fā)芽率在20℃/30℃時出現(xiàn)了下降趨勢，可能是高溫引起病菌蔓延，影響種子萌發(fā)過程中部分酶的活性，使部分種子不能正常萌發(fā)甚至死亡，導(dǎo)致發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均降低，這與劉小金[27]、丁佳紅[28]等人的研究結(jié)論一致。而過低的溫度也不利于種子的萌發(fā)，在5℃/15℃時，西藏3種野生披堿草屬牧草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)等均處于最低水平。

對一般栽培草種而言，發(fā)芽率的測定均有一定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程[29]。對于垂穗披堿草而言，常規(guī)的技術(shù)規(guī)程很難準(zhǔn)確測出真實的發(fā)芽率，這是因為實驗室設(shè)定的條件不是其最佳的發(fā)芽條件，而野生環(huán)境條件可能更有利于其種子萌發(fā)條件[30]。本研究也證明，披堿草、垂穗披堿草和老芒麥種子萌發(fā)適宜的溫度條件更接近于其所處自然環(huán)境，這可能是由于其野生特性的存在，而不能等同于一般的栽培牧草。

本試驗以溫度為影響因子，在不同的變溫處理條件下，對西藏3種野生披堿草屬牧草種子萌發(fā)進行了研究。結(jié)果表明，不同變溫處理對西藏披堿草屬牧草種子的萌發(fā)有顯著影響。西藏野生披堿草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)等隨晝夜溫度的升高而升高，在20℃/30℃時均達到最高點，分別為76.67%、76.67%、2.33和9.03。垂穗披堿草種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨晝夜溫度的升高而升高；萌發(fā)指數(shù)與活力指數(shù)以15℃/25℃為拐點，呈先上升后下降趨勢，最高點分別為：2.07和5.38。老芒麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和活力指數(shù)在15℃/25℃時均達到最高點分別為64.44%、62.22%和2.47；萌發(fā)指數(shù)在10℃/20℃時最高，為1.30。西藏3種野生披堿草屬牧草在10℃/20℃、15℃/25℃和20℃/30℃均有較高的發(fā)芽率，其中披堿草種子最適宜萌發(fā)的溫度為20℃/30℃；垂穗披堿草和老芒麥種子的最適宜萌發(fā)溫度為15℃/ 25℃。不同種類種子的最適萌發(fā)溫度差異較大，很可能是由于內(nèi)部相關(guān)酶活性的最適溫度不同引起的。

種子在適宜溫度下發(fā)芽率高、長勢好且發(fā)芽整齊。在不同波動溫度培養(yǎng)條件下，綜合種子萌發(fā)相關(guān)指標(biāo)，西藏野生披堿草表現(xiàn)較好，可作為推廣優(yōu)良牧草的重要品種。

[1][2]秦愛瓊.西藏那曲野生披堿草生物學(xué)特性及生產(chǎn)性能研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2012.

[3]張東暉.加拿大披堿草與老芒麥及其種間雜種F1代生物學(xué)特性及抗旱耐鹽性的研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

[4]Tobe K,Lixm,Omasa K.Seed germination and radicle growth of a halophyte,Kalidium caspicum(Chenopodiaceae)[J].Annals of Botany,2000,85(3)：391-396.

[5]王俊年,李得祿.4種補血草屬植物種子發(fā)芽對溫度的響應(yīng)[J].草業(yè)科學(xué),2012,29(2)：249-254.

[6]張慶霞,杜彥斌,紀(jì)瑛,等.溫度和光照對苦參種子萌發(fā)的影響[J].種子,2009,28(12)：52-54.

[7]葛慶征,張衛(wèi)國,張靈菲,等.溫度對垂穗披堿草種子萌發(fā)的影響[J].草業(yè)科學(xué),2012,29(5)：759-767.

[8]Kumar B,Verma SK,Sing H P.Effectof temperature on seed germination parameters in Kalmegh(Andrographis paniculataWall. exnees.)[J].IndustrialCropsand Products,2011,34(1)：1241-1244.

[9]徐亮,包維楷,龐學(xué)勇.溫度對四川小金縣崛江柏種子發(fā)芽的影響[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報,2005,14(3)：21-25.

[10]盧杰,鄭維列,張建新.溫度對長鞭紅景天種子發(fā)芽的影響[J].西北林學(xué)院學(xué)報,2010,25(3)：101-106.

[11]韓春梅,李春龍.不同溫度條件對豇豆和蘿卜種子萌發(fā)的影響[J].長江蔬菜(學(xué)術(shù)版),2009(22)：27-28.

[12]孫坤,唐潔涓,蘇雪,等.青藏高原特有植物肋果沙棘種子萌發(fā)對不同溫度的響應(yīng)[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009, 45(3)：83-86.

[13]金曉明,艾琳,盧欣石.溫度變化下兩種冰草種子萌發(fā)的動態(tài)特征[J].種子,2010,29(4)：1-4.

[14]孫時軒.林木種苗手冊（上冊）[M].北京：中國林業(yè)出版社,1985.

[15]劉樂,盤里軍.廣東省幾種野生杜鵑花植物的種子發(fā)芽條件研究[J].廣東園林,2007,(5)：41-43.

[16]張聃,曹昀,鄭林.濕地松種子萌發(fā)對模擬水分脅迫的響應(yīng)[J].水上保持研究,2011,18(1)：188-191.

[17]鄒瑜.植物生理生化實驗指導(dǎo)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,1995.

[18]肖蘇萍,陳敏,黃璐琦,等.大黃果實形態(tài)和種子發(fā)芽特性的初步研究[J].中國中藥雜志,2007(3)：196-197.

[19]顏啟傳.種子檢驗原理與技術(shù)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社,2006.

[20]魚小軍,王彥榮,孫建華,等.無芒隱子草和條葉車前種子萌發(fā)特性的研究[J].草原與草坪,2004,(4)：55-58.

[21]傅家瑞.種子生理[M].北京：科學(xué)出版社,1985.

[22]賴江山,李慶梅,謝宗強.瀕危植物秦嶺冷杉種子萌發(fā)特性的研究[J].植物生態(tài)學(xué)報,2003,27(5)：661-666.

[23]丁雪梅,李海燕,楊允菲等.溫度對兩種野生禾草種子發(fā)芽的影響[J].草原與草坪,2004(1)：25-29.

[24]彭文君,朱茜,李岳,等溫度對4種雜草種子萌發(fā)的影響[J].雜草科學(xué),2011,29(3)：26-29.

[25]王慧君,馬爾孜亞.不同溫度對紅豆草種子萌發(fā)的影響[J].新疆畜牧業(yè),2015,12：6-8.

[26]葉創(chuàng)興,朱念德,廖文波,等.植物學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社,2007.

[27]劉小金,徐大平,楊曾獎,張寧南,陳美紅.溫度對越南黃花梨種子萌發(fā)的影響[J].林業(yè)科學(xué)研究,2014,27(5)：707-709.

[28]丁佳紅,薛正蓮,楊超英.水楊酸對銅脅迫下水稻幼苗膜脂過氧化作用的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(1)：14-18.

[29]唐懷建,陳威,王伶俐,等.GB/T 5520-2011糧油檢驗籽粒發(fā)芽試驗[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

[30]Rabotcaux N N G,Andcrson N O.Germination of Cle-ome hassleriana and Polaoisia dodecandra seed lots inresponse to light, temperatureand stratification[J].Re-search JournalofSeed Scicnce,2010,3(1)：1-17.

Effectsof temperature on seed germination of threewild Elymus species in Tibet

Wang Chuan-qi Liang Sha ZhaxiCiren Chilie Cuizhen DejiZhuoma Miao Yan-jun Xu Ya-mei

(Departmentof PlantScience,AnimalHusbandry Collegeof TibetUniversity,Linzhi 860000,Tibet)

Elymussibiricus,Elymusdahuricus and Elymusnutans as the experimentalmaterials,the seed germinationtestwas conducted at four different temperature conditionsand the effectsof temperature on seed germination of four Elymus species was discussed.The results showed that the temperature has greatly affectedon the seed germination ofwild forage grass,the seed germination rates of Elymusdahuricus and E.nutansincrease with temperature increased atday and night,15℃/25℃was the temperature inflection pointofhigh seed germination rate to low of Elymussibiricus.20℃/30℃was the optimal temperature for seed germination of Elymusdahuricus, 15℃/25℃was theoptimal temperature for seed germination of Elymusnutans and E.sibiricus.

temperature;Elymus;seed germination;Tibet

10.16249/j.cnki.54-1034/c.2016.02.009

G652.4

A

1005-5738（2016）02-063-005

[責(zé)任編輯：張建偉]

2016-06-09

2016年度國家重點研發(fā)計劃項目“西藏野生優(yōu)良牧草選育及生態(tài)恢復(fù)研究與示范”（項目號：2016YFC0502002）；2015年度西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院雪域英才工程支持項目(項目號：2015XYB03)階段性成果。

王傳旗，男，漢族，河南焦作人，西藏農(nóng)牧學(xué)院植物科學(xué)院碩士研究生，主要研究方向為西藏高原農(nóng)業(yè)生態(tài)與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

簡介：徐雅梅，女，漢族，內(nèi)蒙古四子王旗人，西藏農(nóng)牧學(xué)院植物科學(xué)院副教授，主要研究方向為牧草栽培及野生牧草種質(zhì)資源。