昆明常見的10種草坪草種子發(fā)芽實驗

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(1.西南林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院 國家林業(yè)局風(fēng)景園林工程技術(shù)研究中心， 云南 昆明 650224； 2.西南綠色發(fā)展研究院， 云南 昆明 650224)

草坪草是構(gòu)成草坪植被的草本植物，是建造草坪的基本材料[1]。根據(jù)草種的高矮，可將其分為高型草和矮型草。矮型草類植株高度一般在20 cm以下，如結(jié)縷草，細葉結(jié)縷草，狗牙根等；高型草類植株高度一般為30～100 cm，如早熟禾、黑麥草等。根據(jù)草坪對溫度的適應(yīng)性，可將其分為冷季型草坪和暖季性草坪[2]。本實驗的研究對象為昆明地區(qū)常見草坪草。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，昆明地區(qū)主要有細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、結(jié)縷草、匍匐翦股穎、細弱翦股穎、草地早熟禾、黑麥草、高羊茅、紫羊茅、狗牙根等多種草種，其中，屬于暖季性的有狗牙根、結(jié)縷草、細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草；屬于冷季型的有匍匐翦股穎、細弱翦股穎、草地早熟禾、黑麥草、高羊茅、紫羊茅[3-5]。

近年來，昆明對草坪數(shù)量和質(zhì)量要求越來越高[6]，適宜的溫度和光照是提高草坪數(shù)量和質(zhì)量的有效方法。目前，種子萌發(fā)實驗趨向于采用變溫處理，變溫處理更契合種子萌發(fā)的生長環(huán)境，在玉米[7]、水稻[8]、刺槐[9]上已有報道。本實驗采用恒溫，快速變溫，緩慢變溫3種控溫方式對昆明常見的10種草坪草種進行發(fā)芽實驗研究，通過對草種在不同溫度條件下的生長狀況進行研究，分析10種昆明常見草坪草種最適生長的溫度環(huán)境條件，以期為昆明草種遺傳改良、種質(zhì)保護以及核心種植的構(gòu)建提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗材料為昆明常見的10種草坪草種子：細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、草地早熟禾、匍匐翦股穎、細弱翦股穎、結(jié)縷草、黑麥草、紫羊茅、高羊茅、狗牙根。

1.2 實驗器材與用具

主要儀器：PQX型多短可編程人工氣候箱[10]、種子發(fā)芽器、培養(yǎng)皿、濾紙、標(biāo)簽紙、鑷子。

種子發(fā)芽器主要由培養(yǎng)皿、玻片和玻璃罩3個部分組成，在使用過程中，首先在培養(yǎng)皿中放入3/4的水；用紗布折成小條，一頭放入培養(yǎng)皿中，另一頭從玻片中伸出用以連接玻片上的濾紙和培養(yǎng)皿，以保障濾紙上的草種有充足的水分；最后在玻片上蓋上玻璃罩，保濕保溫，促進和保障種子的發(fā)芽。種子發(fā)芽器是種子發(fā)芽實驗必不可少的器具，可提高實驗的科學(xué)性和可信度。

所有器具均需預(yù)先消毒。

圖1 草種排列方式

1.3 實驗方法

1.3.1 草種排列

將種子均勻整齊地排列在發(fā)芽床上，粒與粒之間保持與種子大小相同的間距(圖1)，然后放進發(fā)芽箱，等候發(fā)芽。

1.3.2變溫條件

每種草種重復(fù)3組，分別放進恒溫(25 ℃)，快速變溫(光照2 h 20 ℃，8 h 30 ℃；暗12 h 20 ℃，2 h 30 ℃)，緩慢變溫(光照10 h 30 ℃，黑暗14 h 20 ℃)條件的發(fā)芽箱培養(yǎng)。每個控溫條件有3組重復(fù)，每組100粒，使用90個種子發(fā)芽器。每個發(fā)芽床上貼上標(biāo)簽，注明品種名稱、編號。

1.3.3 發(fā)芽情況觀測及數(shù)據(jù)記錄

發(fā)芽床放進發(fā)芽箱后，每天記錄其發(fā)芽種子數(shù)，并檢查溫度、水分是否合適。發(fā)芽床每天用滴管滴入或用小噴壺進行加水。高溫條件下，如有發(fā)霉種子，應(yīng)隨時揀出并登記；如僅種皮發(fā)霉，可取出用干凈水沖洗后再放回發(fā)芽床；如果在發(fā)芽床內(nèi)有5%以上的種子發(fā)霉，則應(yīng)進行消毒或更換發(fā)芽床。種子開始發(fā)芽后，每天定時觀察，測量記錄發(fā)芽后的胚根及胚芽長度，并記錄發(fā)芽種子數(shù)，用以計算發(fā)芽勢和發(fā)芽率。

發(fā)芽勢(%)=發(fā)芽初期(規(guī)定日期內(nèi))正常種子發(fā)芽數(shù)/100×100%；

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽終期(規(guī)定日期內(nèi))全部正常種子發(fā)芽數(shù)/100×100%。

本實驗中，發(fā)芽勢的計算日期為發(fā)芽器放入發(fā)芽箱的第20天，此時草種發(fā)芽達到最旺盛狀態(tài)，觀測的3組數(shù)據(jù)取其平均數(shù)可用于計算草種發(fā)芽勢；發(fā)芽率的計算日期為發(fā)芽器放入發(fā)芽箱的第14天，此時發(fā)芽器內(nèi)的草種均已發(fā)芽，達到相對平衡的狀態(tài)，取3組數(shù)據(jù)的平均數(shù)計算草種發(fā)芽率。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子千粒重

由表1可以看出，在10種草坪草種子中千粒重最大的是細葉結(jié)縷草和狗牙根，均為3.150 g，但狗牙根屬于細小型的草種，且為包衣種，種子本身千粒重并沒有這么大；匍匐翦股穎和結(jié)縷草的千粒重是10種草坪草種子中最小的，屬于細小型的草種。種子千粒重的大小對于種子的活力和種子撒播有重要的意義。

2.2 控溫條件下不同草種的發(fā)芽率

種子發(fā)芽率高，表明有生活力的種子多，播后出苗數(shù)多。種子發(fā)芽能力的高低，是種子播種質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。

表1 昆明常見10種草坪草種子千粒重

序號種名 重量(g)1細葉結(jié)縷草3.1502溝葉結(jié)縷草2.9983匍匐翦股穎0.1144細弱翦股穎0.120 5草地早熟禾0.2896結(jié)縷草0.1117黑麥草2.1318高羊茅2.5229紫羊茅1.07910狗牙根3.150

圖2 控溫條件下不同草種的發(fā)芽率

在快速變溫(光照2 h 20 ℃，8 h 30 ℃；黑暗12 h 20 ℃，2 h 30 ℃)條件下，細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、黑麥草、高羊茅的發(fā)芽率均達到95%，發(fā)芽能力高，種子質(zhì)量好；狗牙根、紫羊茅、結(jié)縷草和草地早熟禾的發(fā)芽率較低，在70%～80%之間；匍匐剪股穎的發(fā)芽率低于50%，播后種子萌發(fā)數(shù)量較少，發(fā)芽能力低，表明匍匐剪股穎不適合在快速變溫條件下發(fā)芽。在緩慢變溫(光照10 h 30 ℃，黑暗14 h 20 ℃)條件下，細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、細弱翦股穎、結(jié)縷草、高羊茅和黑麥草的發(fā)芽率均高于90%，發(fā)芽能力高，種子質(zhì)量好；草地早熟禾的發(fā)芽率低于30%，有生活力的種子數(shù)少，發(fā)芽能力低，種子質(zhì)量低。在恒溫(25 ℃)條件下，細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、黑麥草、高羊茅和紫羊茅的發(fā)芽率高于90%，適合在恒溫(25 ℃)條件下發(fā)芽；匍匐剪股穎的發(fā)芽率低于30%，有活力的種子數(shù)和萌發(fā)數(shù)少。

由圖2可知，細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、黑麥草、高羊茅、紫羊茅等5個草種在這3種不同溫度條件下的發(fā)芽率差異不顯著；匍匐翦股穎、細弱翦股穎、結(jié)縷草、草地早熟禾、狗牙根在不同溫度條件下的發(fā)芽率差異顯著，表明3種溫度條件對這5個草種發(fā)芽率影響大。

2.3 控溫條件下不同草種的發(fā)芽勢

在種子發(fā)芽實驗中，發(fā)芽勢是一個很重要的指標(biāo)，發(fā)芽勢高，說明種子發(fā)芽整齊、出苗迅速、活力高，增產(chǎn)潛力大。

由圖3可知，在快速變溫(光照2 h 20 ℃，8 h 30 ℃；黑暗12 h 20 ℃，2 h 30 ℃)條件下，細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、匍匐翦股穎、細弱翦股穎、黑麥草、高羊茅、紫羊茅的發(fā)芽勢均高于93%，發(fā)芽勢較高，差異不顯著，種子發(fā)芽整齊，出苗迅速，在快速變溫的條件下適合快速建坪；草地早熟禾、結(jié)縷草、狗牙根3個草種的發(fā)芽勢低于90%，在該條件下不適合快速建坪；狗牙根發(fā)芽勢低于80%，是10種草坪草種子發(fā)芽勢最低的，表明種子活力低于其他草種，在該條件下不適合快速建坪。在緩慢變溫(光照10 h 30 ℃，黑暗14 h 20 ℃)條件下，除了狗牙根，其他9個草種發(fā)芽勢均高于90%，緩慢變溫對于草種的發(fā)芽勢影響較小。在恒溫(25 ℃)條件下，10個草種的發(fā)芽勢可達90%，恒溫對草種的發(fā)芽勢影響較小。

圖3 控溫條件下不同草種的發(fā)芽勢

細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、黑麥草、高羊茅、紫羊茅在3個控溫條件下發(fā)芽勢變化較小，表明這5種草種發(fā)芽勢高低受溫度變化的影響較小；其中溝葉結(jié)縷草、黑麥草、紫羊茅在3個控溫條件下發(fā)芽勢均高于93%，高于其他草種，在3種溫度條件下均適合快速建坪。匍匐翦股穎、細弱剪股穎、草地早熟禾、結(jié)縷草、狗牙根等5個草種在不同溫度下發(fā)芽勢有高低變化，說明3種溫度條件對該5種草種發(fā)芽勢的高低有影響，匍匐翦股穎、結(jié)縷草和狗牙根在恒溫條件下發(fā)芽勢高于其他2個溫度條件下，適合在恒溫條件下快速建坪；草地早熟禾在緩慢變溫條件下發(fā)芽勢高于其他2個溫度，適合在緩慢變溫條件下快速建坪；細弱剪股穎在快速變溫條件下發(fā)芽勢高于其他2個溫度，適合在快速變溫條件下快速建坪。

2.4 10種草坪草葉片高度變化

以恒溫條件為例，測量10種草坪草葉片高度變化。由圖4可知，細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草2個草種發(fā)芽速度最快，細葉結(jié)縷草第1天開始萌發(fā)，溝葉結(jié)縷草第2天開始萌發(fā)，且在第10天時葉片高度最高，可達到12 cm，適合快速建坪；狗牙根的萌發(fā)速度最慢，第6天開始發(fā)芽，第10天高度僅為2.2 cm；其他7個草種從第3天開始萌發(fā)，第10天時，黑麥草、紫羊茅和高羊茅的葉片高度可達到6 cm，而草地早熟禾、細弱剪股穎、匍匐剪股穎、結(jié)縷草未達到6 cm。

圖4 恒溫條件下10種草坪草葉片高度變化

3 結(jié)論與討論

本實驗采用昆明常見的10種草坪草為材料，采用恒溫(25 ℃)，快速變溫(光照2 h 20 ℃，8 h 30 ℃；黑暗12 h 20 ℃，2 h 30 ℃)，緩慢變溫(光照10 h 30 ℃，黑暗14 h 20 ℃)3種控溫方式對草種進行試驗研究。結(jié)果表明：匍匐翦股穎、細弱翦股穎、狗牙根和結(jié)縷草適合在緩慢變溫(光照10 h 30 ℃，黑暗14 h 20 ℃)條件下發(fā)芽，以提高種子發(fā)芽率；草地早熟禾適宜在快速變溫(光照2 h 20 ℃，8 h 30 ℃；黑暗12 h 20 ℃，2 h 30 ℃)條件下發(fā)芽，以提高種子的發(fā)芽能力；紫羊茅適宜在恒溫(25 ℃)條件和緩慢變溫條件下發(fā)芽，在2種溫度條件下，草種發(fā)芽率和發(fā)芽勢較高，適合草種的生長；細葉結(jié)縷草、溝葉結(jié)縷草、黑麥草、高羊茅在3種控溫條件下均有高發(fā)芽率與發(fā)芽勢，3種控溫條件對草種發(fā)芽影響小，均適合草種生長。研究結(jié)果表明，不同草種在不同控溫條件下的發(fā)芽率和發(fā)芽勢不相同。實驗結(jié)果可為各草種選擇相應(yīng)的環(huán)境及溫度條件提供參考。