變溫與采后貯藏時(shí)間協(xié)同作用對(duì)紫花苜蓿種子萌發(fā)的影響

張麗輝+蔣遠(yuǎn)玲+張學(xué)凡+申雄

摘要：以貯藏7、19、26個(gè)月的紫花苜蓿種子為材料，采用人工氣候箱法模擬研究溫度變化（15 ℃/10 ℃、25 ℃/20 ℃、35 ℃/30 ℃）、貯藏時(shí)間及其協(xié)同作用對(duì)紫花苜蓿種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，當(dāng)年收獲的種子具有休眠現(xiàn)象。貯藏19個(gè)月的種子在25 ℃/20 ℃下發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)最高，且隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)逐漸降低；長(zhǎng)時(shí)間貯藏抑制了下胚軸的生長(zhǎng)，從而降低了芽長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，不適宜的溫度和長(zhǎng)時(shí)間貯藏都會(huì)抑制種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿；種子萌發(fā)；溫度；貯藏時(shí)間；協(xié)同作用

中圖分類號(hào)： S542.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

文章編號(hào)：1002-1302（2016）08-0313-03

近年來(lái)全球氣候變暖是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，由此引發(fā)了一系列生態(tài)安全問(wèn)題[1]。政府部門的評(píng)估報(bào)告預(yù)測(cè)，截至2100年，全球平均氣溫將升高1.8～4.0 ℃[2]，我國(guó)內(nèi)蒙古地區(qū)氣溫有所升高[3]。紫花苜蓿（Medicago sativa）具有價(jià)值高、品質(zhì)優(yōu)良、再生性強(qiáng)、耐旱性等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為“牧草之王”，也是我國(guó)種植面積最大的人工牧草[4]。紫花苜蓿的主要繁殖方式是種子繁殖，種子質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系到牧草的產(chǎn)量。種子發(fā)芽除與植物自身的生物學(xué)特性有關(guān)，還與其所處的外界環(huán)境密切相關(guān)。在眾多影響因子中，溫度和貯藏時(shí)間是影響種子萌發(fā)的主要因子[5-7]。溫度是控制生理生化反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)境要素[8]，適宜的溫度可以提高種子吸水膨脹的速度、加快種子萌發(fā)過(guò)程中的新陳代謝[9-10]。同時(shí)，貯藏方式和貯藏時(shí)間會(huì)影響種子壽命，不妥當(dāng)?shù)馁A藏環(huán)境和貯藏措施會(huì)降低種子的發(fā)芽率和活力，影響播種質(zhì)量[11]。但迄今為止，我國(guó)對(duì)于紫花苜蓿種子的研究還主要集中在單因子變化（溫度、降水、鹽分、光照等）上，關(guān)于貯藏時(shí)間和溫度交互作用條件下紫花苜蓿種子萌發(fā)的研究鮮有報(bào)道。因此，研究貯藏時(shí)間和溫度對(duì)紫花苜蓿種子萌發(fā)的影響，有助于增進(jìn)苜蓿對(duì)全球氣候變化下的響應(yīng)與適應(yīng)的理解，提高苜蓿的產(chǎn)量與品質(zhì)，為農(nóng)作物對(duì)氣候的響應(yīng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1試驗(yàn)材料供試材料為威納爾紫花苜蓿種子，購(gòu)于吉林省長(zhǎng)春參茸種子商店，放置于4 ℃冰箱中低溫儲(chǔ)藏7、19、26個(gè)月。

1.1.2主要儀器光照培養(yǎng)箱（上海精宏GZP-750S）。

1.2方法

試驗(yàn)于2015年4月在長(zhǎng)春師范大學(xué)生態(tài)與應(yīng)用工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。將不同貯藏時(shí)間的紫花苜蓿種子取出，分別選取大小一致、形狀、色澤一致且飽滿的種子，先用75%乙醇消毒5 min，再用蒸餾水沖洗3次，用濾紙吸干種子表面的水分后備用。按常規(guī)的紙上發(fā)芽法進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，培養(yǎng)皿直徑為 9 cm，內(nèi)置3層濾紙，濾紙用無(wú)菌水濕潤(rùn)，每個(gè)培養(yǎng)皿播種50粒種子。把培養(yǎng)皿置于GZP-250型光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)箱共設(shè)3個(gè)溫度處理，為35 ℃（14 h）/30 ℃（10 h）、25 ℃（14 h）/20 ℃（10 h）、15 ℃（14 h）/10 ℃（10 h），每個(gè)處理3次重復(fù)。每天觀察記錄發(fā)芽情況，以胚根長(zhǎng)度等于種子長(zhǎng)度時(shí)作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，共調(diào)查7 d。試驗(yàn)結(jié)束后每個(gè)重復(fù)隨機(jī)抽取10株幼苗，測(cè)定其根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)。

1.3指標(biāo)測(cè)定

發(fā)芽率=第7天種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；發(fā)芽勢(shì)=第3天種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt），其中Gt為t時(shí)間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)發(fā)芽日數(shù)；活力指數(shù)（VI）=GI×S，其中S為平均芽長(zhǎng)；變異系數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)差/平均數(shù)×100%。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 16.0進(jìn)行2因素方差分析（Two-way ANOVA）和差異顯著性分析（Duncan多重比較法），顯著性水平為0.05。用Excel軟件繪圖。

2結(jié)果與分析

2.1溫度和貯藏時(shí)間協(xié)同作用對(duì)紫花苜蓿種子萌發(fā)的影響

由圖5可知，紫花苜蓿芽長(zhǎng)隨貯藏時(shí)間的增加呈先上升而后下降的趨勢(shì)。相同溫度下，貯藏19個(gè)月的紫花苜蓿幼苗芽長(zhǎng)達(dá)到最大值，其次是貯藏7個(gè)月的種子。在低溫（15 ℃/10 ℃）培養(yǎng)下，貯藏19個(gè)月紫花苜蓿芽長(zhǎng)達(dá)到最大值，為367 cm，比貯藏26個(gè)月和貯藏7個(gè)月的種子顯著高30420%和 134.96%（P<0.05）。在適溫（25 ℃/20 ℃）培養(yǎng)下，貯藏19個(gè)月的紫花苜蓿幼苗芽長(zhǎng)較貯藏26個(gè)月和貯藏7個(gè)月的紫花苜蓿幼苗分別增加294.03%和131.84%。在高溫（35 ℃/30 ℃）培養(yǎng)下，貯藏19個(gè)月的紫花苜蓿幼苗芽長(zhǎng)較貯藏26個(gè)月和貯藏7個(gè)月的紫花苜蓿幼苗分別增加196.18%和 97.52%。說(shuō)明適當(dāng)?shù)臏囟扰c貯藏時(shí)間能顯著增加紫花苜蓿幼苗的生長(zhǎng)。

2.2.2對(duì)幼苗根長(zhǎng)的影響2因素方差分析結(jié)果（表1）顯示，溫度和貯藏時(shí)間協(xié)同作用對(duì)紫花苜蓿根長(zhǎng)有極顯著的交互作用（P<0.01）。

由圖6可知，紫花苜蓿芽長(zhǎng)隨貯藏時(shí)間的增加而增加。在相同溫度下，貯藏26個(gè)月的紫花苜蓿幼苗根長(zhǎng)達(dá)到最大值。在低溫（15 ℃/10 ℃）培養(yǎng)下，貯藏7個(gè)月紫花苜蓿根長(zhǎng)達(dá)到最大值，為2.47 cm，比貯藏19個(gè)月和貯藏7個(gè)月種子高12427%和184.54%，但貯藏19個(gè)月和貯藏7個(gè)月的種子處理間無(wú)顯著差異（P>0.05）。在適溫（25 ℃/20 ℃）培養(yǎng)下，貯藏26個(gè)月的紫花苜蓿根長(zhǎng)較貯藏19個(gè)月和貯藏7個(gè)月的紫花苜蓿根長(zhǎng)分別增加157.23%和258.41%。在高溫（35 ℃/30 ℃）培養(yǎng)下，貯藏26個(gè)月的紫花苜蓿幼苗根長(zhǎng)較貯藏19個(gè)月和貯藏7個(gè)月的紫花苜蓿幼苗分別增加 39.92% 和10005%。說(shuō)明貯藏時(shí)間能顯著提高紫花苜蓿根的生長(zhǎng)。

2.3溫度和貯藏時(shí)間協(xié)同作用對(duì)紫花苜蓿幼苗生長(zhǎng)的敏感性分析

由表2可知，不同培養(yǎng)溫度條件下，根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)隨貯藏時(shí)間變化的變異程度不同。從根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)的變異系數(shù)來(lái)看，各

處理根長(zhǎng)的變異系數(shù)最大，為27.49%，即根長(zhǎng)對(duì)溫度和貯藏時(shí)間協(xié)同作用最敏感。在各溫度處理下，貯藏26個(gè)月的紫花苜蓿根長(zhǎng)的變異系數(shù)大于芽長(zhǎng)，表明長(zhǎng)時(shí)間貯藏后，其根長(zhǎng)最敏感；貯藏7個(gè)月的紫花苜蓿的芽長(zhǎng)的變異系數(shù)大于根長(zhǎng)，表明短時(shí)間貯藏后的幼苗芽長(zhǎng)最敏感；貯藏19個(gè)月后，紫花苜蓿的根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)的變異系數(shù)基本不變，保持在1.59%～909%，說(shuō)明適宜的種子貯藏時(shí)間，根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)均較為穩(wěn)定。

3結(jié)論

種子萌發(fā)期是植物生活史周期中最重要和最脆弱的階段[12]，在各脅迫因子中，貯藏時(shí)間和溫度是影響種子萌發(fā)的主要因子。在貯藏過(guò)程中，種子不斷進(jìn)行呼吸作用，溫度是影響種子新陳代謝作用的主要因素，它通過(guò)控制種子的吸水能力、酶活性等生理代謝進(jìn)程，從而影響種子的發(fā)芽率[13]。溫度對(duì)打破或者加深種子休眠起著重要作用[14]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，新采收的紫花苜蓿種子存在休眠現(xiàn)象，這與張東暉等的研究結(jié)果[15-16]一致。貯藏19個(gè)月的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)最高，長(zhǎng)時(shí)間貯藏降低了種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，抑制了下胚軸的生長(zhǎng)，從而降低了芽長(zhǎng)，這與肖杰易等的研究結(jié)果[17-19]一致。

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