溫度對(duì)4 種秋眠型苜蓿種子萌發(fā)的影響

劉皓玥，張曉萌，杜玉賢，王麗宏

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 071001；2.河北省作物生長(zhǎng)調(diào)控實(shí)驗(yàn)室 071001）

紫花苜蓿（Medicagosativa）又稱苜蓿，多年生優(yōu)質(zhì)豆科牧草，素有“牧草之王”的美譽(yù)。 苜蓿在我國(guó)主要產(chǎn)區(qū)在西北、華北、東北、江淮流域。 苜蓿品種類型，對(duì)溫度、水分脅迫的適應(yīng)性，是決定苜蓿播種出苗的主要因素，我國(guó)苜蓿主要種植在水分虧缺、雨養(yǎng)旱作為主的北方地區(qū)和鹽堿地相對(duì)嚴(yán)重的黃淮海平原農(nóng)區(qū)， 播種出苗與建植已經(jīng)成為影響苜蓿標(biāo)準(zhǔn)化栽培管理應(yīng)用的主要因素。 種子萌發(fā)期是苜蓿生長(zhǎng)發(fā)展的關(guān)鍵階段，影響到種子本身的播種品質(zhì)和生長(zhǎng)， 同時(shí)也可能影響到種子下一代的正常生長(zhǎng)發(fā)育。 溫度、光照、水分是種子萌發(fā)的主要影響因素[1-3]，其中播種時(shí)候溫度條件決定種子萌發(fā)速度和出苗率， 過(guò)高或過(guò)低的溫度都不利于種子的萌發(fā)[4-5]。 研究表明，在光照、溫度、水等生態(tài)因子都處于一個(gè)相對(duì)適宜的狀態(tài)，種子才能完成萌發(fā)[3，5，6，7]。 本研究以華北地區(qū)苜蓿主栽品種中苜1 號(hào)、敖漢、草原2 號(hào)、中草3號(hào)4 個(gè)秋眠型苜蓿種子為材料， 探討溫度條件對(duì)苜蓿種子萌發(fā)特性的影響，以期為苜蓿標(biāo)準(zhǔn)化栽培技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為苜蓿種子，品種為中苜1 號(hào)、敖漢、草原2 號(hào)，中草3 號(hào)，品種主要適應(yīng)區(qū)域及基本情況介紹見(jiàn)表1，參照《苜蓿秋眠性分級(jí)評(píng)定》（GB/T37069-2018）[8]，4 個(gè)品種均為秋眠型苜蓿品種。

表1 供試苜蓿種子基本情況

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

發(fā)芽試驗(yàn)在人工氣候室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)計(jì)3 個(gè)處理：白天溫度15℃、25℃和30℃（夜間15℃，L/D=14 光照/10h 黑暗，濕度為60%），每個(gè)處理各設(shè)3 次重復(fù)。 試驗(yàn)處理前用水浸泡種子0.5h，取30 粒種子置于鋪有2 層濾紙的培養(yǎng)皿中， 加入適量水分讓濾紙充分吸濕，另外在上面加蓋一層濾紙。

1.2.2 測(cè)量項(xiàng)目與方法

每天定時(shí)觀察統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)， 以種子發(fā)芽的芽長(zhǎng)突破種子自身長(zhǎng)度的1/2 作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn) （連續(xù)3d 沒(méi)有種子發(fā)芽時(shí)結(jié)束試驗(yàn)），實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保證濾紙濕潤(rùn)，待種子開(kāi)始萌發(fā)后拿出蓋種子的濾紙。 每日記錄正常萌發(fā)的種子數(shù)， 試驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)定其胚根重。 試驗(yàn)第4 天計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽率為發(fā)芽終期全部正常種苗數(shù)占供試種子數(shù)的百分比，發(fā)芽勢(shì)為發(fā)芽試驗(yàn)第4 天正常發(fā)芽的種子數(shù)占供試種子的百分比。 試驗(yàn)第8 天測(cè)量各處理胚芽長(zhǎng)度和胚根長(zhǎng)度，每個(gè)培養(yǎng)皿各測(cè)5 組數(shù)據(jù)。

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

發(fā)芽勢(shì)（%）=4 天內(nèi)供試種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%

（Gt 是第t 天的發(fā)芽數(shù)，Dt 是相應(yīng)天數(shù)）

活力指數(shù)（VI）＝GI×S

（S 為一定時(shí)期內(nèi)平均胚根長(zhǎng)度（cm）；GI 發(fā)芽指數(shù)）?

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用EXCEL2010 和SPSS19.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)苜蓿種子萌發(fā)特性的影響

2.1.1 發(fā)芽率比較

4 個(gè)苜蓿種子發(fā)芽率變化見(jiàn)表2，中苜1 號(hào)在15℃、25℃和30℃的發(fā)芽率明顯高于其他3 個(gè)品種，均達(dá)到90%以上，其中敖漢品種發(fā)芽率在25℃最高，為64.45%，顯著低于中苜1 號(hào)，草原2 號(hào)，中草3 號(hào)。 草原2 號(hào)和中苜1 號(hào)在3 個(gè)溫度處理下發(fā)芽率均能達(dá)到83.33%以上。

表2 不同溫度對(duì)苜蓿種子發(fā)芽率的影響

2.1.2 發(fā)芽勢(shì)比較

如圖1 所示，在15℃、25℃和30℃之間，中苜1 號(hào)的發(fā)芽勢(shì)變化不明顯，其中在25℃的條件下最高，為90%；敖漢的發(fā)芽勢(shì)變化差異不明顯， 在25℃時(shí)最高達(dá)到63%； 草原2 號(hào)在25℃和30℃的條件下發(fā)芽勢(shì)相近，15℃的發(fā)芽勢(shì)最低為77%； 中草3 號(hào)的發(fā)芽勢(shì)隨溫度的升高逐漸遞增，30℃發(fā)芽勢(shì)最高為87%。 在相同溫度不同品種之間，中苜1 號(hào)的發(fā)芽勢(shì)最好，敖漢的發(fā)芽勢(shì)最低，其中在30℃的條件下草原2 號(hào)和中草3 號(hào)的發(fā)芽勢(shì)相同，為87%。

圖1 不同溫度對(duì)苜蓿種子發(fā)芽勢(shì)的影響

2.1.3 活力指數(shù)和發(fā)芽指數(shù)

4 個(gè)苜蓿種子的活力指數(shù)和發(fā)芽指數(shù)見(jiàn)圖2， 在15℃、25℃、30℃三個(gè)溫度下， 中苜1 號(hào)的活力指數(shù)在25℃最低為137.76，在30℃條件下，活力指數(shù)最高為293.75；敖漢的活力指數(shù)趨勢(shì)和中苜1 號(hào)相似，在25℃下最低為57.43，在30℃的條件下最高為155.28；草原2 號(hào)的活力指數(shù)隨溫度的升高而逐步升高，30℃最高為227.94； 中草3 號(hào)的活力指數(shù)趨勢(shì)與草原2 號(hào)相同，30℃最高為281.64。 在15℃的溫度下，草原2 號(hào)的活力指數(shù)最低為77.83，中苜1 號(hào)的活力指數(shù)最高為228.91；在25℃的溫度下，敖漢的活力指數(shù)最低57.43，草原2 號(hào)的活力指數(shù)最高為149.97；在30℃的溫度下，敖漢的活力指數(shù)最低為155.28，中苜1 號(hào)的活力指數(shù)最高為293.75。 同一溫度中，敖漢的活力指數(shù)低于其他三個(gè)品種。

中苜1 號(hào)的發(fā)芽指數(shù)隨溫度的升高緩慢遞增，變化不明顯，在30℃的發(fā)芽指數(shù)最高為43.71；敖漢的發(fā)芽指數(shù)在3 個(gè)溫度條件下也較為相近，其中在25℃的條件下溫度最高為27.68；草原2號(hào)的發(fā)芽指數(shù)隨溫度的升高而升高， 在30℃的發(fā)芽指數(shù)最高43.20，25℃和30℃的條件下， 草原2 號(hào)的發(fā)芽指數(shù)差異相對(duì)于15℃和25℃的發(fā)芽指數(shù)差異較?。?中草3 號(hào)的發(fā)芽指數(shù)隨溫度的升高而逐漸升高，30℃的發(fā)芽指數(shù)最高為42.75。 在同一溫度不同草種之間， 敖漢的發(fā)芽指數(shù)最低， 中苜1 號(hào)的發(fā)芽指數(shù)最高。

2.2 溫度對(duì)苜蓿種子種苗生長(zhǎng)的影響

溫度對(duì)種子芽長(zhǎng)和重量有顯著影響，30℃處理芽長(zhǎng)明顯高于其他溫度處理，15℃和25℃差異不顯著。 15℃溫度條件下，中苜1 號(hào)芽長(zhǎng)最長(zhǎng)為5.5cm，草原2 號(hào)芽長(zhǎng)最短為2.2cm。25℃溫度條件下，中苜1 號(hào)芽長(zhǎng)最長(zhǎng)為5.46cm，敖漢芽長(zhǎng)最短為2.03cm。30℃溫度條件下，中苜1 號(hào)芽長(zhǎng)最長(zhǎng)為6.74cm。

圖2 不同溫度對(duì)苜蓿種子活力指數(shù)和發(fā)芽指數(shù)的影響

表3 不同溫度對(duì)苜蓿種子芽長(zhǎng)和重量的影響

3 討論與結(jié)論

在通常情況下，種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)是一致的，種子發(fā)芽率高，其發(fā)芽勢(shì)也高，對(duì)種子田間出苗率的影響程度也基本一致[9，10]但發(fā)芽勢(shì)并不等同于發(fā)芽率。 發(fā)芽率是指正常發(fā)芽的種子量占種子總量的百分比； 發(fā)芽勢(shì)指規(guī)定天數(shù)內(nèi)正常發(fā)芽的種子量占種子總量的百分比[11，12]。 種子活力更能表示種子在田間成苗的質(zhì)量，尤其是在不利的環(huán)境條件下，種子活力比發(fā)芽率更能表示種子質(zhì)量的好壞。

不同溫度下，苜蓿種子萌發(fā)試驗(yàn)表明，在15℃～30℃內(nèi)均能發(fā)芽，隨著溫度的升高，30℃時(shí)中苜1 號(hào)、草原2 號(hào)和中草3 號(hào)的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)最高；25℃時(shí)敖漢的活力指數(shù)和發(fā)芽指數(shù)最好。 中苜1 號(hào)、敖漢和草原2 號(hào)在25℃時(shí)發(fā)芽整齊、迅速且發(fā)芽勢(shì)較高、芽長(zhǎng)適宜。 因此，25℃是中苜1 號(hào)、敖漢和草原2 號(hào)繁殖的最佳溫度條件；中草3 號(hào)在30℃時(shí)發(fā)芽率高且發(fā)芽勢(shì)較好，有較高的活力指數(shù)和發(fā)芽指數(shù)。

影響種子萌發(fā)的主導(dǎo)因子是溫度， 由于種子在生理生化等各個(gè)方面存在的一些差異，其最適發(fā)芽溫度也有所不同。 本次實(shí)驗(yàn)探究了不同溫度對(duì)苜蓿種子萌發(fā)的影響， 了解其生態(tài)適應(yīng)性和種子萌發(fā)所需的適宜條件， 便于在實(shí)際生產(chǎn)中選用適宜環(huán)境的種子，保證出苗率及種植密度，同時(shí)可以計(jì)算實(shí)際播種量，節(jié)約用種，減少生產(chǎn)中的損失，提高草業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義并為優(yōu)質(zhì)苜蓿品種推廣應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化栽培管理提供參考。