不同溫度和赤霉素濃度對(duì)百脈根種子萌發(fā)及植株萌蘗生長(zhǎng)的影響

錢(qián)長(zhǎng)江 蔡輝明 張紅艷 杜勇 張文香 王宏偉 陳志萍

摘要：【目的】研究不同溫度和赤霉素（GA3）濃度對(duì)百脈根種子萌發(fā)及其植株萌蘗生長(zhǎng)的影響，為百脈根豐產(chǎn)栽培和綜合利用提供理論依據(jù)。【方法】分別在10、15、20和25 ℃下開(kāi)展百脈根種子萌發(fā)試驗(yàn)，并在20 ℃恒溫條件下開(kāi)展100.0、200.0、300.0、400.0和500.0 mg/L GA3溶液浸種萌發(fā)試驗(yàn)，對(duì)比分析百脈根種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)及其植株萌蘗和根系生長(zhǎng)情況?！窘Y(jié)果】10 ℃處理的百脈根種子發(fā)芽率（64.44%）最高，20 ℃處理的發(fā)芽勢(shì)（40.00%）和發(fā)芽指數(shù)（7.17）最高；25 ℃處理的發(fā)芽率最低（42.22%），與10 ℃處理差異顯著（P<0.05，下同）；10 ℃處理下發(fā)芽勢(shì)（10.00%）和發(fā)芽指數(shù)（0.50）最低，與15、20和25 ℃處理的差異顯著。在20 ℃恒溫條件下，100.0 mg/L GA3處理的百脈根種子發(fā)芽率（52.22%）、發(fā)芽勢(shì)（45.56%）和發(fā)芽指數(shù)（7.41）均顯著高于300.0、400.0和500.0 mg/L GA3處理。以秋季的平均凈萌蘗株數(shù)最多，為4.73株，其他季度平均凈萌蘗株數(shù)分別為2.23株（春季）、3.40株（夏季）和2.53株（冬季）。【結(jié)論】百脈根種子以100.0 mg/L GA3浸種24 h后在20 ℃恒溫條件下的萌發(fā)效果最佳，秋季萌蘗生長(zhǎng)株數(shù)最多，可在百脈根生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 百脈根；種子萌發(fā)試驗(yàn)；溫度；赤霉素（GA3）；植株萌蘗

中圖分類號(hào)： S541.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2017）06-0997-06

Effects of different temperatures and gibberellin with different concentrations on seed germination and sprout tiller

growth of Lotus corniculatus L.

Abstract：【Objective】Effects of different temperatures and gibberellin（GA3） with different concentrations on seed germination and seedling sprout tillers growth of Lotus corniculatus L. were studied in order to provide theoretical basis for high yield cultivation and comprehensive application of L. corniculatus L. 【Method】Seed germination test of L. corniculatus L. was carried out at 10， 15， 20 and 25 ℃ respectively，and seed soaking germination test with 100.0， 200.0， 300.0， 400.0 and 500.0 mg/L GA3 solution was carried out under constant temperature condition of 20 ℃.The germination rate， germination potential， germination index，seedling sprout tillers and root growth of seedlings in the two tests were comparatively analyzed. 【Result】The germination rate（64.44%） of L. Corniculatus L. seeds was the highest at 10 ℃. Germination potential（40.00%） and germination index（7.17） were the highest at 20 ℃. Germination rate（42.22%） was the lowest when treated by 25 ℃，and it was significantly different（P<0.05，the same below） from that treated by 10 ℃. The germination potential（10.00%） and germination index（0.50） was the lowest at 10 ℃，and was significant different from those treated at 15，20 and 25 ℃. Under the condition of constant temperature at 20 ℃， for seedlings in 100.0 mg/L GA3 treatment， germination rate（52.22%），germination potential（45.56%） and germination index（7.41） of L. corniculatus L. seeds were significantly higher than those in 300.0，400.0 and 500.0 mg/L GA3 treatments. The average net sprout tillers were the highest（4.73） in autumn. The average net sprout tillers were 2.23 in spring， 3.40 in summer and 2.53 in winter. 【Conclusion】The best germination effects of L. corniculatus L. seeds is achieved in 100.0 mg/L GA3 soaking treatment for 24 h at 20 ℃ constant temperature. In this treatment， the number of sprout tillers growth in autumn is the most. Therefore， it can be applied in L. corniculatu L. cultivation.

Key words： Lotus corniculatus L.； seed germination test； temperature； gibberellin（GA3）； plant sprout tiller

0 引言

【研究意義】百脈根（Lotus corniculatus L.）是蝶形花科（Papilionoideae）百脈根屬（Lotus L.）多年生草本植物，在我國(guó)云南、四川、陜西、甘肅、湖北、湖南、廣西和貴州等地均有分布（李永康，1989），是具有自然繁衍力強(qiáng)、耐踐踏（劉法濤等，1996）、抗旱性和抗瘠薄性強(qiáng)（董長(zhǎng)根和原雅玲，2013；王琪等，2014），且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高、牲畜適口性較好、再生能力強(qiáng)及耐牧等特點(diǎn)的優(yōu)良飼料牧草和果園牧草，在綠化、保持水土、改良人工草場(chǎng)及防止荒漠化方面均有獨(dú)特作用（閆向忠，2007）。百脈根全草可藥用，有止咳平喘、清熱解毒功效；外用可治濕疹、瘡癤和痔瘡（國(guó)家中醫(yī)藥管理局和中華本草編委會(huì)，1999）。但百脈根種子細(xì)小且硬實(shí)率高，播種前需進(jìn)行特殊處理才能提高出苗整齊度，生產(chǎn)中在不適宜溫度條件下刈割或采挖獲得的生物量較少。因此，開(kāi)展不同溫度和赤霉素（GA3）濃度對(duì)百脈根種子萌發(fā)及植株萌蘗生長(zhǎng)影響的研究，對(duì)其豐產(chǎn)栽培和綜合利用具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展百脈根細(xì)胞學(xué)（李玉株等，2010）、抗性（趙海明等，2011；趙麗麗等，2012；宋麗梅等，2014）、生物特性及栽培技術(shù)（杜桂娟等，2006；陳明，2008）、遺傳多樣性（孫艷香等，2006）、根形態(tài)學(xué)（閆向忠等，2007；崔亞飛等，2009）、基因工程（習(xí)程星等，2009）和ISSR分子標(biāo)記（富新年等，2012）等相關(guān)研究。在藥材和牧草種子萌發(fā)及其幼苗生長(zhǎng)方面，宋淑明等（1994）研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)擦破種皮或硫酸浸種處理百脈根種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率顯著提高，隨貯藏期的延長(zhǎng)，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、活力指數(shù)及直播出苗率、幼苗存活率下降；董青松等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，適宜黃花蒿（Artemisia annua）種子發(fā)芽的溫度為15～30 ℃，2～3月適宜進(jìn)行大田播種；趙麗麗等（2012）的研究結(jié)果顯示，干旱脅迫對(duì)百脈根種子萌發(fā)具有明顯的抑制作用，對(duì)幼苗生長(zhǎng)勢(shì)和種子萌發(fā)速度的影響大于對(duì)發(fā)芽能力的影響；郭喬儀等（2016）研究認(rèn)為，藥用植物紫金龍（Dactylicapnos scandens）種子發(fā)芽的適宜溫度為20～25 ℃，在50～400 mg/L GA3范圍內(nèi)隨著濃度的升高，種子萌發(fā)效果增強(qiáng)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，針對(duì)不同溫度條件下不同GA3濃度處理對(duì)百脈根種子萌發(fā)影響及其幼苗萌蘗生長(zhǎng)的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】探討百脈根種子萌發(fā)的最適溫度及促進(jìn)其萌發(fā)和萌蘗的GA3最適使用濃度，旨在為百脈根豐產(chǎn)栽培和綜合利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2014～2015年在貴陽(yáng)市貴州師范學(xué)院進(jìn)行。于貴州師范學(xué)院后山采集百脈根成熟莢果曬干后收集種子，以100粒/袋裝于小紙袋中，室溫下保存?zhèn)溆谩A3購(gòu)自杭州臨安木木生物技術(shù)有限公司，純度為99%；高錳酸鉀購(gòu)自成都金山化學(xué)試劑有限公司。主要儀器設(shè)備：電子天平（上海仁沃實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司）、電子游標(biāo)卡尺（深圳市千久電子科技有限公司）、SPX-250B-G型光照恒溫培養(yǎng)箱（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司）、種子發(fā)芽床（墊有3層濕潤(rùn)濾紙、內(nèi)徑為75 mm的有蓋培養(yǎng)皿）。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 種子消毒 在放大鏡下挑選大小均勻、飽滿的百脈根種子，裝入6.2 cm×8.0 cm的玉米纖維抽線茶葉袋內(nèi)，放入盛有0.2%高錳酸鉀溶液的燒杯中，使種子全部浸泡在溶液中消毒15 min后提住袋子的抽線用蒸餾水沖洗10次，備用。

1. 2. 2 不同溫度處理下種子萌發(fā)試驗(yàn) 將經(jīng)消毒處理的種子置于墊有3層濕潤(rùn)濾紙的有蓋培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿中放置30粒百脈根種子，分別置于10、15、20和25 ℃光照恒溫培養(yǎng)箱中，在暗條件下開(kāi)展萌發(fā)試驗(yàn)，每個(gè)溫度梯度設(shè)3個(gè)重復(fù)。在培養(yǎng)箱中放置一杯蒸餾水，每天適時(shí)加入蒸餾水以保證萌發(fā)環(huán)境濕度。參照《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》（1996年版），以胚根突出種皮長(zhǎng)度超過(guò)種子直徑作為萌發(fā)標(biāo)志（趙金輝等，2009），以連續(xù)5 d無(wú)種子萌發(fā)作為發(fā)芽結(jié)束標(biāo)志（董玲玲等，2010），每24 h觀察記錄發(fā)芽種子數(shù)，從種子發(fā)芽當(dāng)天開(kāi)始，記錄每天總的發(fā)芽種子數(shù)，直到連續(xù)5 d種子萌發(fā)數(shù)不再增加，計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)，篩選最適百脈根種子萌發(fā)溫度。

發(fā)芽率（%）=正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

發(fā)芽勢(shì)（%）=規(guī)定天數(shù)內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

發(fā)芽指數(shù)GI=∑（Gt/Dt）

式中，Gt為第t天發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1. 2. 3 不同GA3濃度處理種子萌發(fā)試驗(yàn) 將經(jīng)消毒的百脈根種子分別用100.0、200.0、300.0、400.0和500.0 mg/L GA3浸種24 h（分別設(shè)為C1～C5處理）。每個(gè)濃度梯度浸泡90粒種子，在相同條件下以蒸餾水浸種90粒為對(duì)照（CK），分別將各處理百脈根種子放在墊有3層濕潤(rùn)濾紙的有蓋培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿30粒種子，每個(gè)濃度梯度和CK均設(shè)3個(gè)重復(fù)，置于1.2.2中最適百脈根種子萌發(fā)溫度（20 ℃）光照恒溫培養(yǎng)箱中，在暗條件下進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，每天適時(shí)添加蒸餾水以保證萌發(fā)環(huán)境濕度。發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的計(jì)算方法與1.2.2相同。

1. 2. 4 植株萌蘗生長(zhǎng)記錄 2015年3月30日將種子萌發(fā)的幼苗全部轉(zhuǎn)移到花盆中，對(duì)成活的30株分別編號(hào)為1～30，記錄每個(gè)季度萌蘗株（長(zhǎng)度大于1.0 cm的新植株）數(shù)量，用當(dāng)季萌蘗總數(shù)減去上一季度萌蘗數(shù)得到當(dāng)季度新萌蘗株數(shù)。根據(jù)貴州氣候特征，參照李洪勝（2002）的四季劃分方法，分別于2015年7月10日和10月10日記錄夏季和秋季植株的萌蘗情況，在2016年1月10日和4月10日記錄冬季和春季植株的萌蘗情況。

1. 2. 5 主根直徑和一級(jí)側(cè)根數(shù)量與萌蘗數(shù)關(guān)系分析 2016年4月10日記錄最后1次萌蘗株數(shù)后，傾斜花盆，將植株帶土從花盆中取出，用自來(lái)水洗去根部泥土，用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量其主根直徑（以第1條一級(jí)側(cè)根生長(zhǎng)處為測(cè)量點(diǎn)），一級(jí)側(cè)根的數(shù)量直接計(jì)數(shù)。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2013進(jìn)行整理和制圖，采用SPSS 22.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同溫度對(duì)百脈根種子萌發(fā)的影響

由表1可知，隨著處理溫度的升高，百脈根種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，在20 ℃的時(shí)發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)最高，分別為40.00%和7.17，說(shuō)明此溫度下種子發(fā)芽活力強(qiáng)、發(fā)芽整齊、萌發(fā)一致、發(fā)芽速度快；10 ℃處理的百脈根種子發(fā)芽率最高，隨著溫度升高發(fā)芽率呈下降趨勢(shì)，25 ℃時(shí)發(fā)芽率最低且顯著低于10 ℃處理（P<0.05，下同），與15和20 ℃處理的發(fā)芽率差異不顯著（P>0.05，下同）；20 ℃處理的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均顯著高于10 ℃處理，與15和25 ℃處理差異不顯著。綜合分析百脈根種子萌發(fā)的各項(xiàng)指標(biāo)認(rèn)為，促進(jìn)百脈根種子萌發(fā)的最適溫度為20 ℃。

2. 2 20 ℃恒溫條件下不同GA3濃度對(duì)百脈根種子萌發(fā)的影響

由表2可知，在20 ℃恒溫條件下百脈根種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均隨著GA3濃度的增加呈先降低后升高再降低的變化趨勢(shì)。其中，C1處理的百脈根種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)與C3、C4和C5處理差異顯著，與CK和C2處理差異不顯著；CK、C2、C3、C4和C5處理的發(fā)芽率無(wú)顯著差異；C2、C3、C4和C5處理的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)無(wú)顯著差異；C4處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均高于C3處理，但差異不顯著。說(shuō)明100.0 mg/L GA3最適宜百脈根種子萌發(fā)。

2. 3 不同季節(jié)百脈根的萌蘗及根系生長(zhǎng)情況

2. 3. 1 萌蘗生長(zhǎng)情況分析 從圖1可看出，夏季和秋季萌蘗的百脈根植株無(wú)死亡現(xiàn)象，說(shuō)明夏季和秋季百脈根植株一直處于萌蘗生長(zhǎng)狀態(tài)，且秋季平均萌蘗株數(shù)（4.73株）多于夏季（3.40株）。在春季和冬季既有萌蘗植株產(chǎn)生，也有萌蘗植株死亡，說(shuō)明春季和冬季是百脈根萌蘗更新季節(jié)，且冬季平均死亡株數(shù)、平均凈萌蘗株數(shù)和平均新萌蘗株數(shù)均多于春季，萌蘗更新更快；秋季為百脈根最佳萌蘗季節(jié)，冬季為百脈根主要萌蘗更新季節(jié)。

從圖2可看出，百脈根在春季萌蘗數(shù)為3.00株的母株數(shù)最多，有7株，萌蘗數(shù)為4.00株的母株數(shù)最少；夏季萌蘗數(shù)為3.00株的母株數(shù)最多，有11株，萌蘗數(shù)為5.00、6.00、7.00、8.00和9.00株的母株數(shù)最少，均為1株；秋季萌蘗數(shù)為5.00株的母株數(shù)最多，有10株，萌蘗數(shù)為1.00、8.00、9.00株的母株數(shù)最少，均為1株；冬季萌蘗株數(shù)為4.00和5.00株的母株數(shù)最多，均為7株，萌蘗數(shù)為2.00、6.00、7.00的母株數(shù)最少，均為1株。說(shuō)明百脈根母株春季和夏季萌蘗數(shù)多數(shù)為3.00株左右，而秋冬季萌蘗株數(shù)多數(shù)為5.00株左右；冬季存在萌蘗更新情況，萌蘗速度以秋季最快。

2. 3. 2 主根直徑和一級(jí)側(cè)根數(shù)量與萌蘗株數(shù)關(guān)系分析 由表3可知，百脈根一年生苗主根直徑最大為6.84 mm，其對(duì)應(yīng)的萌蘗總株數(shù)為39.00株，主根直徑最小為1.73 mm，其對(duì)應(yīng)的萌蘗總株數(shù)僅9.00株。結(jié)合圖3分析可看出，萌蘗株數(shù)隨主根直徑的增粗而增加，說(shuō)明萌蘗株數(shù)受主根直徑的影響。由表3還可看出，萌蘗株數(shù)≥15.00株的母株有21株，占母株總數(shù)的70.0%，萌蘗株數(shù)<10.00株的母株有1株，僅占母株總數(shù)的3.3%，說(shuō)明在一年中多數(shù)百脈根植株均能萌蘗出10.00株以上的新植株；一級(jí)側(cè)根數(shù)量與萌蘗總株數(shù)、主根直徑均無(wú)明顯的關(guān)聯(lián)規(guī)律。

3 討論

本研究結(jié)果表明，20 ℃下百脈根種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)最高，與宋采博和王波（2009）對(duì)白三葉（Trifolum repens）種子、張慶霞等（2009）對(duì)苦參（Sophora flavescens）種子萌發(fā)的研究結(jié)果一致。百脈根、白三葉和苦參均為蝶形花科植物，種子萌發(fā)的最適溫度存在差別，可能與不同種植物種子的遺傳特性不同有關(guān)。

本研究中，100.0 mg/L GA3處理的百脈根種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均達(dá)最大值，與陳慧等（2014）對(duì)黃葵（Abelmoschus moschatus）種子的研究結(jié)果一致，與閆芳等（2012）對(duì)苦豆子（Sophora alopecuroides）種子、陳慧等（2014）對(duì)豬屎豆（Crotalaria pallida）種子的研究結(jié)果不一致，原因可能是百脈根和黃葵種子均比較細(xì)小，GA3能更好地發(fā)揮催芽作用，而苦豆子和豬屎豆種子較粗大，GA3不能充分促進(jìn)其萌發(fā)。本研究?jī)H對(duì)貴州采集的百脈根種子進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，不同地域百脈根種子發(fā)芽是否存在差異，還有待進(jìn)一步研究。

百脈根在秋季萌蘗株數(shù)最多，一年內(nèi)多數(shù)植株均能萌蘗10.00株以上，其萌蘗株數(shù)隨主根直徑的增粗而增加，進(jìn)一步證實(shí)了劉法濤等（1996）研究認(rèn)為百脈根自然繁衍力強(qiáng)、耐踐踏的觀點(diǎn)。本研究還發(fā)現(xiàn)，部分百脈根植株一級(jí)側(cè)根數(shù)量較少，粗度基本與主根相當(dāng)，可能是早期生長(zhǎng)過(guò)快而引起。

本研究中，百脈根母株春季和夏季萌蘗數(shù)多數(shù)為3.00株左右，而秋冬季萌蘗株數(shù)多數(shù)為5.00株左右；冬季存在萌蘗更新情況，萌蘗速度以秋季最快。因此，百脈根生產(chǎn)中可通過(guò)秋季追肥來(lái)提高產(chǎn)量，達(dá)到增產(chǎn)的目的。

4 結(jié)論

百脈根種子以100.0 mg/L GA3浸種24 h后在20 ℃恒溫條件下的萌發(fā)效果最佳，可在百脈根種子播種育苗中推廣應(yīng)用；百脈根植株秋季萌蘗株數(shù)多，春季萌蘗株數(shù)少，生產(chǎn)中可通過(guò)秋季追肥提高百脈根產(chǎn)量。

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（責(zé)任編輯 思利華）