黑麥草種子萌發(fā)特性研究

(滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與環(huán)境工程系，安徽 滁州 239000)

草坪草種子是建植草坪最基本的生產(chǎn)資料，其活力的高低直接影響到草坪草的生產(chǎn)[1]。黑麥草種子發(fā)芽快，成坪速度快，一般在5～7d出苗，30～40d初步成坪，是廣泛應(yīng)用在冬季不大寒冷的南方地區(qū)以及南北過渡帶四季常綠的混播材料[2～4 ]。植物種子萌發(fā)過程從吸水開始，經(jīng)過物理吸水及生理代謝吸水等過程，促進(jìn)種子胚乳的營養(yǎng)物質(zhì)分解與轉(zhuǎn)化，最終種子開始萌發(fā)[5，6]。因此，吸水特性是種子活力的重要指標(biāo)，種子吸水特性直接關(guān)系種子發(fā)芽特性，且種子發(fā)芽特性是影響種用價值的關(guān)鍵指標(biāo)，通常采用發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)等來表示。關(guān)于經(jīng)濟(jì)作物種子吸水特性和發(fā)芽特性的研究較多[7～10]，而黑麥草(LoliurnperenneL.)種子的吸水特性、發(fā)芽特性及兩者的相關(guān)性報道較少。為此，筆者以黑麥草“金石”種子為試驗材料，研究其動態(tài)的吸水和發(fā)芽規(guī)律，并對兩者間的相關(guān)性進(jìn)行了分析，以期通過間接方法或早期觀測來鑒定或評價種子萌發(fā)特性，為黑麥草種子質(zhì)量檢測和播種建植提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用市售的黑麥草“金石”種子。種子為2018年7月新繁殖的干種子，含水量為8.6%，千粒重為3.3901g。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子吸水特性的測定

選取選粒徑適中、顆粒飽滿的100粒凈種子放置培養(yǎng)皿中，加25℃蒸餾水，要求水全部淹沒種子，用密封袋密封培養(yǎng)皿，在光照培養(yǎng)箱(“廣大”LRH-250-G)進(jìn)行培養(yǎng)，白天8h(25℃)，黑暗16h(15℃)條件下進(jìn)行吸水與發(fā)芽試驗。前6h，每2h取出種子，吸水紙吸干，稱重；6h后每隔3h稱重，直到39h。重復(fù)4次。

分別計算各時間段的種子吸水量W和吸水率R：

W=Wt-W0

式中:Wt為吸水t時后的種子質(zhì)量，g；W0為試驗前干種子質(zhì)量，g。

1.2.2 種子發(fā)芽特性測定

根據(jù)牧草種子檢測規(guī)程，在第6天進(jìn)行初次計數(shù)，第14天進(jìn)行末次計數(shù)，第20天測定各處理正常幼苗的長度，并進(jìn)行計算發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、平均發(fā)芽時間、發(fā)芽值。計算方法參見文獻(xiàn)[11]和[12]中的種子發(fā)芽特性指標(biāo)測定方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑麥草種子萌發(fā)動態(tài)吸水特性研究

圖1 黑麥草“金石”種子的動態(tài)吸水量變化

從圖1可知，黑麥草種子的吸水量隨著時間呈現(xiàn)出逐漸上升，浸泡到36h，黑麥草種子的吸水量基本趨于飽和狀態(tài)，吸水量達(dá)到2.225g，即充分吸水后的質(zhì)量達(dá)到干種子質(zhì)量的1.7倍；黑麥草動態(tài)吸水過程可以分為3個階段，即“快-慢-快”，第1階段0～9h為快速階段，吸水速度快，平均速度達(dá)到0.14g/h,此過程主要是物理吸脹過程，干種子在水中浸泡的狀態(tài)下，吸收水分速度快；第2階段9～24h為慢速階段，平均吸水速度為0.02g/h,此階段主要是原生質(zhì)的吸水趨向飽和；細(xì)胞膨壓增加，阻礙了細(xì)胞的進(jìn)一步吸水；第3階段24～36h的吸水速度又有所上升，平均吸水速度為0.05g/h，其原因是種子代謝活躍，細(xì)胞吸水進(jìn)一步加快，這也是具有種子活力的吸水特征。采用常見曲線函數(shù)分別對其進(jìn)行回歸分析(見表1)，其相關(guān)性最大的是三次函數(shù)，回歸方程為y=0.0019x3-0.044x2+0.4066x+0.1088，R2= 0.994。

表1 黑麥草“金石”種子吸水量(Y)隨吸水時間(X)變化的曲線估計

2.2 黑麥草草坪草種子動態(tài)發(fā)芽率變化

黑麥草種子在第6天就開始發(fā)芽，發(fā)芽率達(dá)到8%，這說明黑麥草種子發(fā)芽速度快；第14天末次計數(shù)發(fā)芽率為93%，其中從第8天開始進(jìn)入快速發(fā)芽階段，黑麥草種子發(fā)芽勢強(qiáng)(見圖2)。利用相應(yīng)回歸方程進(jìn)行分析，相關(guān)性最大的是三次函數(shù)，回歸方程為y=-0.001x3+0.0276x2-0.1173x+ 0.0503，R2= 0.9508。

2.3 黑麥草草坪草種子吸水特性與發(fā)芽特性的相關(guān)性

圖2 黑麥草“金石”種子的動態(tài)發(fā)芽率變化

通過表2的相關(guān)性分析可知，黑麥草種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、平均發(fā)芽時間、發(fā)芽值與種子的吸水量并不存在相關(guān)性，各個時間段吸水量多少不能衡量種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢等指標(biāo)。15～36h吸水量與種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，相關(guān)性大小基本一致，且隨著時間的推移，這種相關(guān)性越大，說明15～36h吸水量直接關(guān)系種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，這也表明15～36h間種子吸水量可以預(yù)測發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)；而種子的吸水率與發(fā)芽特性不存在顯著相關(guān)(見表3)。

表2 黑麥草“金石”種子吸水量與種子發(fā)芽特性的相關(guān)性

表3 黑麥草“金石”種子吸水率與種子發(fā)芽特性的相關(guān)性

3 討論與結(jié)論

種子是種子植物繁殖的重要材料，從形態(tài)發(fā)生的觀點看，種子的發(fā)育是比較特殊的，因為它由雌雄配子體的協(xié)調(diào)發(fā)育，最后形成由基因組不同的細(xì)胞所組成的嵌合體，一般較大種子物種在種子萌發(fā)和幼苗生長階段具有較大優(yōu)勢[13，14]。該研究結(jié)果表明，黑麥草種子的吸水量也呈現(xiàn)“快-慢-快”的規(guī)律，此規(guī)律與其他植物的吸水特性具有一致性[15～17]。黑麥草種子較大，發(fā)芽快，第6天就開始發(fā)芽，發(fā)芽率達(dá)到8%，第14天末次計數(shù)發(fā)芽率為93%，發(fā)芽勢強(qiáng)，發(fā)芽整齊，也驗證大粒種子具有較強(qiáng)萌發(fā)特性[14]。黑麥草種子動態(tài)吸水量、發(fā)芽率隨時間都可以用三次函數(shù)進(jìn)行擬合，相關(guān)性達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。相關(guān)性分析結(jié)果表明，15～36h間種子吸水量與發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)呈現(xiàn)出正相關(guān)性，15～36h間種子吸水量可以預(yù)測發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，可能15h前主要是種子吸漲吸水，與種子死活無關(guān)的緣故[18，19]，因而種子的吸水率與發(fā)芽特性不存在顯著相關(guān)。種子發(fā)芽是復(fù)雜的過程，受到多因素影響，其發(fā)芽特性與種子形態(tài)特性、發(fā)芽外界環(huán)境的關(guān)系有待于進(jìn)一步深入研究。