光照、温度、土壤水分和播种深度对披针叶黄华种子萌发及幼苗生长的影响

王 进，张 勇，颜 霞，鄂利锋，王桔红

(1.河西学院农学系, 甘肃 张掖 734000；2.河西学院生物系，甘肃 张掖 734000)

披针叶黄华(Thermopsislanceolate)别名“牧马豆”，是豆科野决明属植物[1]，广泛分布于内蒙古、 甘肃、宁夏、青海等省区。牧马豆是有毒植物，可引起牲畜中毒,但也是药用植物,具有兴奋呼吸、抗辐射及祛痰止咳等功效[2]。种子和全草可提取金雀花碱、黄华碱和臭豆碱等，该类生物碱多具有抗癌、 抗心率失调、 抗微生物等作用，具有潜在的应用前景[3-6]。开展披针叶黄华人工栽培是当前解决原料问题的关键。本研究结合生产实践，分析环境因子对披针叶黄华种子萌发的影响,探索其种子萌发的适宜条件,为栽培披针叶黄华提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1材料 试验所用种子于2008年8月采于甘肃张掖市黑河中下游的草地群落(312国道510处方圆1 km)。

种子处理：将披针叶黄华种子用90%的H2SO4处理120 min，以破除硬实。

1.2方法 设置温度、光照、土壤水分和播种深度等不同条件，每个处理4次重复，每重复100粒种子。温、光试验用培养皿滤纸上培养；土壤水分和播深试验在沙中培养。发芽过程中每天统计萌发数，连续观察10 d，然后计算发芽率、出苗率、平均发芽日数、发芽指数、活力指数，测量苗高和根长，称苗质量。

1.2.1温度和光照设置

恒温下光照设置:披针叶黄华种子在15、20、25和30 ℃恒定温度下,分别在持续光照, 持续黑暗或昼/夜变换光照下(16 h/8 h)萌发，光照强度为4 000 lx。

一定光照下昼/夜变温设置:在光照条件(16 h/8 h光暗交替)不变情况下,萌发温度随昼/夜而变换,分别是30 ℃/20 ℃、25 ℃/15 ℃、20 ℃/10 ℃和15 ℃/8 ℃不同变温。

1.2.2土壤水分含量设置 称取120 g高温消毒后的沙放入培养盒中，分别加入蒸馏水,使沙中水分含量分别为5%、7%、8%、10%、12%、13%、15%、20% 8个处理,以1 cm深度播种。将培养皿置于气候箱内，在25 ℃光照条件下培养10 d。培养期间每天称量，补充因蒸发而丧失的水分，使之保持恒定的土壤湿度。每天统计种子出苗率。

1.2.3播种深度试验 将20 cm×15 cm×15 cm的培养盒内盛入过筛消毒的沙，用蒸馏水保持其湿润，然后把90% H2SO4处理120 min后的披针叶黄华种子以0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0和8.0 cm的深度点播，每盒播种100粒，每个处理4次重复，将培养盒置于25 ℃的发芽室内光照培养10 d，逐日计算其出苗数,最后统计出苗率。

1.3统计分析 发芽率以最终达到正常幼苗的百分率计；出苗速率以达到50%出苗的平均天数表示；按照公式[7-11]计算发芽指数(GI)、活力指数(VI)和平均发芽天数(MLIT)。

GI=∑(Gt/Dt)；

VI=GI×S；

MLIT=∑(Gt×Dt)/G。

式中，Gt为逐日发芽数，Dt为相应的发芽天数,S为幼苗的平均鲜质量，G为发芽率。

数据采用DPS进行差异显著性分析,用Excel作图。

2 结果与分析

2.1温度和光照对披针叶黄华种子萌发及幼苗生长的影响

2.1.1在不同恒温下光照对种子萌发和幼苗生长的影响 在不同恒温的光照、黑暗和光暗交替设置下，种子发芽率很高，为96%～97%，差异不显著(P>0.05)；从发芽起始天数来看，30和25 ℃恒温下，种子第1天就萌发，20和15 ℃恒温下，种子第2～3天萌发；从发芽速度来看，在持续光照条件下，30 ℃最快，其次是25、20、15 ℃，在黑暗和光暗交替下，25 ℃最快，其次是20、30、15 ℃，各发芽速度间差异显著(P<0.05)；从幼苗活力来看，在持续光照条件下，25 ℃恒温下活力最高，其次是30、20、15 ℃，在光暗交替下，25 ℃活力最高，其次是20、30、15 ℃，各活力指数间差异显著(表1)。

在持续光照条件下，25 ℃恒温时子叶平展,羽状复叶可见,次生根多,幼苗根最长，生长量最大，30 ℃时幼苗苗高、根长、次生根及幼苗鲜质量显著(P<0.05)小于25 ℃的状态。在20 ℃时子叶呈锐角展开,顶芽初露；15 ℃下,种皮紧裹子叶,初生根露出。在持续黑暗条件下，各温度处理下子叶均未展开，幼苗乳白色，下胚轴生长迅速，幼苗生长量大(类似大豆豆根菜)，30 ℃下，幼苗最高，次生根最多，25 ℃下根最长，幼苗生长量最大。在16 h/8 h光暗交替下，30 ℃单苗鲜质量和苗高最大，25 ℃根长最大，次生根最多,幼苗状态类似持续光照(表2)。

综上所述，披针叶黄华种子属喜温且发芽快的种子，25 ℃是其在持续光照、持续黑暗和16 h/8 h光暗交替下的最适发芽温度，其萌发对光照不敏感，光照有利于幼苗形态建成。

表1 在不同恒温下光照对披针叶黄华种子萌发的影响

表2 在不同恒温下光照对披针叶黄华幼苗生长的影响

2.1.216 h/8 h光照交替下变温对披针叶黄华种子发芽的影响 披针叶黄华种子在昼/夜变换光照条件下，温度变化对种子发芽率结果无显著差异(P>0.05)。在30 ℃/20 ℃温度变化下，发芽速度最快，种子活力最强，其次是25 ℃/15 ℃、20 ℃/10 ℃和15 ℃/8 ℃，各处理的发芽指数和活力指数差异显著(P<0.05)(表3)。从发芽起始天数看，30 ℃/20 ℃变温变光条件下，置床第1天就开始萌发，其次是25 ℃/15 ℃、20 ℃/10 ℃和15 ℃/8 ℃，分别在第2、3和第5天开始萌发。

15 ℃/8 ℃条件下，初生根初露，下胚轴未伸长，种皮紧裹子叶；20 ℃/10 ℃条件下，下胚轴有伸长，种皮初脱落，子叶呈锐角展开，零星有次生根；25 ℃/15 ℃条件下，子叶平展，心叶露出，幼苗健壮，根长，次生根多而发达；30 ℃/20 ℃条件下，幼苗生长快，下胚轴细长，心叶露出，根生长受抑制，无次生根(表4)。综上所述，在昼/夜变换光照的条件下，25 ℃/15 ℃的变温是披针叶黄华种子发芽的最适温度。

表3 16 h/8 h光暗交替下变温对披针叶黄华种子发芽的影响

表4 16 h/8 h光暗交替下变温对披针叶黄华幼苗生长的影响

2.2土壤含水量对披针叶黄华种子萌发的影响 在25 ℃光照条件下，土壤含水量从5%～15%，种子第2天开始出苗，在第3～6天出苗速度最快，含水量在5%～12%，表现出土壤含水量越高，其发芽率越高，发芽指数也越大，之后随含水量的升高，种子发芽率下降，发芽指数减小。在7%～12%的含水量下，发芽指数高且无显著差异(P>0.05)(表5)。因此，披针叶黄华种子萌发的适宜土壤含水量为7%～12% 。

2.3播种深度对披针叶黄华种子出苗的影响 披针叶黄华的幼苗为子叶出土型幼苗。播于沙表面的种子第2天开始长出胚根(图1)，以后随播深加深，出苗天数延迟，次生根数减少。在0.5～2.0 cm田间出苗率最高且无差异(P>0.05)，3.0～5.0 cm，随播深加深，出苗率极显著(P<0.01)降低，播深6 cm时，田间不出苗。从幼苗生长情况看，0～5.0 cm时,幼苗高度随播深的加大而增加，0 cm播深的幼苗根系生长受到抑制，下胚轴歪斜，生长不健壮。0.5～2.0 cm深的幼苗根长随播种深度的加深而增加，以后随播种深度的增加苗高和根长降低(表6)。

表5 土壤含水量对披针叶黄华种子发芽的影响

图1 播种深度对披针叶黄华种子出苗的影响

播深0 cm处理的披针叶黄华苗高与根长的比值为1.15，之后随播深的增加该比值呈现增加趋势，且在3.0～5.0 cm处理尤为突出(表6)。综上所述，披针叶黄华种子的最适宜播深为0.5～2.0 cm。

3 讨论

3.1种子发芽适宜温度的选择 依据 Woodstock[12]、徐本美和龙雅宜[13]、孙群等[14]关于发芽最适宜温度的判定，结合幼苗生长，将披针叶黄华种子萌发的最适温度在恒温下确定为25 ℃，在16 h/8 h光暗交替下确定为25 ℃/15 ℃。本研究表明，幼苗形态评定更能表现不同发芽条件下豆类种子发芽的差异。 因此，在确定最适发芽温度及光照条件时，均结合幼苗形态指标进行评价。从种子发芽过程来看，披针叶黄华种子萌发的温度范围较宽，对光照要求不敏感，在恒温条件下萌发率很高，这有利于其在大棚内人工直播育苗繁殖。

表6 播种深度对披针叶黄华种子出苗率的影响

3.2昼/夜变换光照条件下，温度变化对其种子萌发和幼苗生长的影响 披针叶黄华种子在昼/夜变换光照条件下，温度变化对其种子萌发和幼苗生长的影响显著，说明变温和光暗交替条件不利于种子萌发，这是披针叶黄华种子在自然生态系统中发芽率不高的又一个原因。

3.3土壤含水量对种子发芽的影响 土壤含水量是调节种子萌发的重要因素之一，其高低调节着种子萌发速度和发芽率[15-16]。披针叶黄华种子萌发对水分反应敏感，在荒漠中直播时要考虑自然降水和土壤的含水状态，在夏季阴雨连绵时节播种有利于成苗，但要防止土壤积水或含水量过高，从而影响种子萌发。在退耕还林地上直播，要考虑底墒适宜，确保种子萌发过程中适宜的土壤含水量。

3.4播种深度对种子田间出苗率的影响 播深是影响披针叶黄华种子田间出苗的重要因素之一，也调节着田间出苗率与出苗速度[17]。随播种深度的增加，出苗率与出苗速度降低，苗高与根长的比值增加，表明播深增加对幼苗生长构成了胁迫。在这种胁迫下，种子通过某种生理响应机制调整了能量分配[18]，以减少根的生长为代价而确保胚芽尽早出土。此外，播于地表时披针叶黄华幼根生长受到抑制，可能是因为初生根与土壤接触不充分，影响吸水而导致根系生长不良。

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