不同地區(qū)苜蓿種子活力的探討

王曉龍 ，李 紅 ，米福貴 ，王雪婷 ，靳慧卿 ，賈振宇 ，孟 凱 ，孫 娜 ，閆士元

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院 飼草栽培、加工與高效利用農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 草地資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011；2.黑龍江省畜牧研究所，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

苜蓿不僅是世界上種植面積最大的優(yōu)良牧草，也是我國(guó)分布最廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的牧草［1］。隨著苜蓿栽培面積的逐漸擴(kuò)大，苜蓿良種缺乏已成為限制苜蓿生產(chǎn)的主要因素之一［2］。苜蓿種子的產(chǎn)量和質(zhì)量具有明顯的地域性，在灌溉條件良好、氣候溫暖、光照充足、降雨稀少的地區(qū)可獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的苜蓿種子［3］。不同苜蓿品種在不同的生態(tài)環(huán)境和栽培條件下，也會(huì)形成活力不同的種子。只有選用種子活力高的苜蓿品種，才能確保苜蓿出苗良好、植株生長(zhǎng)健壯，進(jìn)而達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。

近年來(lái)，在種子生產(chǎn)上通常采用發(fā)芽率作為確定種子質(zhì)量的一項(xiàng)指標(biāo)，并作為種子部門(mén)收貯、銷售的依據(jù)。種子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的貯存后，發(fā)芽率雖然達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但其種子活力卻在逐漸下降，播種后常常出現(xiàn)田間出苗率低、基本苗不足等問(wèn)題。該研究以國(guó)內(nèi)審定的苜蓿品種為研究對(duì)象，分析其在內(nèi)蒙古呼和浩特地區(qū)和黑龍江齊齊哈爾地區(qū)2個(gè)不同生態(tài)區(qū)苜蓿種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及簡(jiǎn)化活力指數(shù)差異，探討不同生態(tài)環(huán)境對(duì)苜蓿種子質(zhì)量的影響，從而為苜蓿良種繁育基地建設(shè)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

呼和浩特地區(qū)的試驗(yàn)地設(shè)在呼和浩特市農(nóng)業(yè)科技研究中心基地， 地處 N 40°39′，E 111°58′，平均氣溫6.2℃，年均降水量390 mm左右，年平均無(wú)霜期132 d。土壤以栗鈣土為主，土壤pH值為8.3。

齊齊哈爾地區(qū)的試驗(yàn)地設(shè)在黑龍江省畜牧研究所富拉爾基科研基地，地處 N 47°15′，E 123°41′，年均氣溫3.0℃，年均降水量450 mm左右，年平均無(wú)霜期130 d。土壤以黑風(fēng)沙土為主，土壤pH值為7.4。

1.2 試驗(yàn)材料

該研究選取了在我國(guó)東北地區(qū)分布與利用較為廣泛的苜蓿品種——公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿和龍牧806苜蓿為試驗(yàn)材料，這2種苜蓿均具有較強(qiáng)的耐寒性，飼用品質(zhì)優(yōu)良。2016年，在內(nèi)蒙古（呼和浩特）和黑龍江（齊齊哈爾）2個(gè)地區(qū)分別進(jìn)行種植試驗(yàn)，在苜蓿種子成熟期隨機(jī)選取生長(zhǎng)良好的植株，采集成熟莢果帶回實(shí)驗(yàn)室備用。

1.3 種子萌發(fā)試驗(yàn)方法

種子萌發(fā)試驗(yàn)選取均勻一致、成熟飽滿的供試種子100粒，2017年11月9日鋪有雙層濾紙直徑9 cm培養(yǎng)皿，分別加入10 mL蒸餾水，材料A代表：公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿（呼和浩特）、B代表：龍牧806苜蓿（呼和浩特）、C代表：公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿（齊齊哈爾）、D代表：龍牧806苜蓿（齊齊哈爾），每個(gè)材料 3次重復(fù)。每日 16：00—17：00用稱量法根據(jù)水分蒸發(fā)量加入蒸餾水，調(diào)節(jié)恒溫光照培養(yǎng)箱，濕度80%，恒溫25℃，光照間隔12 h，第2天開(kāi)始觀察并記錄種子萌發(fā)情況，第7天統(tǒng)計(jì)總發(fā)芽率。

發(fā)芽率：第2天至第7天每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù)（發(fā)芽以胚根突破種皮2 mm為標(biāo)準(zhǔn)）［4］；發(fā)芽指數(shù)（GI）：GI=∑GT/DT（GT 為 T 天的發(fā)芽數(shù)；DT 為相應(yīng)的天數(shù)）；簡(jiǎn)化活力指數(shù)（G.S.）：G.S.=發(fā)芽率×生物量（S表示生物量，即胚芽和胚根的干重；G表示發(fā)芽率）［5］。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS 9.1數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析。采用Excel 2003數(shù)據(jù)處理，Sigma Plot作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地區(qū)苜蓿發(fā)芽率的比較

圖1 不同地區(qū)苜蓿種子發(fā)芽率的變化

圖2 不同地區(qū)苜蓿種子發(fā)芽率差異

由圖1可以看出，隨著發(fā)芽天數(shù)的增加，苜蓿種子發(fā)芽數(shù)呈現(xiàn)先增加后平緩的變化趨勢(shì)。發(fā)芽第2天，公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿（呼和浩特）種子發(fā)芽率明顯高于其他苜蓿種子的發(fā)芽率；發(fā)芽至第3天，大部分苜蓿種子基本萌發(fā)；發(fā)芽至第7天，公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿（呼和浩特）和龍牧806苜蓿（呼和浩特）發(fā)芽率最高，分別為96.3%、94.7%，而公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿（齊齊哈爾）發(fā)芽率較低（90.3%）。由圖2可以看出，同一苜蓿品種在不同地區(qū)苜蓿種子發(fā)芽率存在明顯差異，在呼和浩特地區(qū)種植的公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿和龍牧806苜蓿種子發(fā)芽率顯著高于齊齊哈爾地區(qū)種植的苜蓿種子 （P＜0.05）。

2.2 不同地區(qū)苜蓿發(fā)芽指數(shù)的比較

發(fā)芽指數(shù)可以作為衡量植物種子發(fā)芽能力及活力的重要指標(biāo)［6］。由圖3可以看出，不同苜蓿品種在同一地區(qū)發(fā)芽指數(shù)不同，公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿（呼和浩特）種子的發(fā)芽指數(shù)最高（38.47），顯著高于龍牧806苜蓿（呼和浩特）種子的發(fā)芽指數(shù)（P＜0.05），而龍牧806苜蓿（齊齊哈爾）種子的發(fā)芽指數(shù)最低（35.22）。在呼和浩特地區(qū)種植的公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿和龍牧806苜蓿種子發(fā)芽指數(shù)高于齊齊哈爾地區(qū)，說(shuō)明公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿和龍牧806苜蓿較適應(yīng)呼和浩特地區(qū)干旱的氣候環(huán)境。

圖3 不同地區(qū)苜蓿種子發(fā)芽指數(shù)的比較

2.3 不同地區(qū)苜蓿簡(jiǎn)化活力指數(shù)的比較

由圖4可以看出，簡(jiǎn)化活力指數(shù)是判斷種子發(fā)芽質(zhì)量的一種方法。在不同地區(qū)苜蓿種子簡(jiǎn)化活力指數(shù)變化明顯，其中，龍牧806苜蓿（呼和浩特）簡(jiǎn)化活力指數(shù)最大（0.159），與公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿（呼和浩特）相比，存在顯著性差異（P＜0.05）。同一品種在不同地區(qū)苜蓿種子簡(jiǎn)化活力指數(shù)存在顯著差異（P＜0.05），在呼和浩特地區(qū)種植的公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿和龍牧806苜蓿種子簡(jiǎn)化活力指數(shù)明顯高于齊齊哈爾地區(qū)生產(chǎn)的苜蓿種子。

3 討論

有研究表明，種子的萌發(fā)能力與生境有關(guān)，如氣候、地形、土壤、植被等都會(huì)影響種子萌發(fā)［7］。不同地區(qū)的溫度、降雨、土壤等因素對(duì)苜蓿種子質(zhì)量影響較大。在呼和浩特地區(qū)種植的公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿和龍牧806苜蓿種子發(fā)芽率較高、發(fā)芽較快，而在齊齊哈爾地區(qū)種植的苜蓿種子發(fā)芽率相對(duì)較低；就發(fā)芽指數(shù)而言，呼和浩特地區(qū)種植的公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿發(fā)芽指數(shù)顯著高于齊齊哈爾地區(qū)種植的公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿（P＜0.05），并且在呼和浩特地區(qū)種植的公農(nóng)1號(hào)紫花苜蓿種子發(fā)芽指數(shù)明顯高于龍牧806苜蓿。

圖4 不同地區(qū)苜蓿種子簡(jiǎn)化活力指數(shù)的比較

在農(nóng)業(yè)生態(tài)類型較復(fù)雜的地區(qū)，年均氣溫、積溫、海拔、作物生育期等因素會(huì)因地區(qū)的不同而不同。具有同一遺傳特性的苜蓿種子在不同的生態(tài)條件下種植時(shí)，在其種子形成和成熟過(guò)程中，因受不同生態(tài)環(huán)境條件的影響和栽培條件的制約，會(huì)導(dǎo)致種子活力有很大差異。該研究中，在呼和浩特地區(qū)生產(chǎn)的苜蓿種子簡(jiǎn)化活力指數(shù)明顯高于齊齊哈爾地區(qū)種植的苜蓿種子，呼和浩特地區(qū)種植的苜蓿種子活力高于齊齊哈爾地區(qū)，可能與呼和浩特地區(qū)熱量充足，干物質(zhì)積累多有關(guān)。盡管呼和浩特地區(qū)苜蓿種子活力較高，但這2個(gè)地區(qū)不適宜種子繁育，可能與這2個(gè)地區(qū)近幾年雨熱不同期，收獲時(shí)出現(xiàn)持續(xù)降雨有關(guān)，影響苜蓿種子的產(chǎn)量和質(zhì)量。

我國(guó)苜蓿種子生產(chǎn)主要集中在甘肅中、東部以及河西地區(qū)、寧夏南部、陜西關(guān)中、新疆、內(nèi)蒙古西部等地，在西北灌區(qū)生產(chǎn)的苜蓿種子產(chǎn)量較高、質(zhì)量?jī)?yōu)良［3］。由于苜?；ㄆ谳^長(zhǎng)，種子成熟時(shí)間不一致，容易造成因收獲不及時(shí)導(dǎo)致早熟的莢果脫落或遭遇接連陰雨天氣造成嚴(yán)重?fù)p失。毛培勝等［8］的研究表明，不同地域的氣候因素對(duì)苜蓿種子產(chǎn)量和質(zhì)量有較大影響，年日照時(shí)數(shù)與苜蓿種子產(chǎn)量明顯正相關(guān)；年降雨量與苜蓿種子的產(chǎn)量和質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)，年降雨量在400 mm以下，較適宜苜蓿種子生產(chǎn)。在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，同一地區(qū)收獲時(shí)降雨對(duì)苜蓿種子萌發(fā)率和發(fā)芽指數(shù)有一定的影響，收獲時(shí)遭雨淋的苜蓿種子比正常收獲的種子發(fā)芽率要低，這是由于雨淋后的苜蓿種子水分過(guò)高、雜質(zhì)過(guò)多，嚴(yán)重影響了其產(chǎn)量和質(zhì)量。一般情況下，可根據(jù)苜蓿莢果的顏色來(lái)確定苜蓿種子的適宜收獲時(shí)間，苜蓿種子收獲方法有2種，一種是刈割后草條晾曬干燥，然后脫粒或聯(lián)合收割機(jī)直接收獲，當(dāng)田間莢果有70%變?yōu)楹稚珪r(shí)進(jìn)行刈割，晾曬至葉片含水量降到12%～18%時(shí)進(jìn)行脫粒；另一種是聯(lián)合收割機(jī)直接收獲，收獲前5～10 d需用接觸性除草劑（敵草快、草胺磷等）進(jìn)行干燥處理，當(dāng)苜蓿莢果的含水量降到10%～20%時(shí)收獲。降雨對(duì)苜蓿種子產(chǎn)量和質(zhì)量影響較大，因此，收獲時(shí)要盡量避開(kāi)降雨時(shí)期，特別是在我國(guó)北方地區(qū)，當(dāng)苜蓿種子含水量超過(guò)13%時(shí)還要進(jìn)行干燥處理，且在干燥后須進(jìn)行清選，除去雜質(zhì)和塵土，以使苜蓿種子達(dá)到國(guó)家種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，然后依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)苜蓿種子進(jìn)行包裝、運(yùn)輸和貯藏［9］。