温度对4种杂草种子萌发的影响

彭文君， 朱 茜， 李 岳， 汤东生

(云南农业大学植物保护学院,云南昆明 650201)

温度对4种杂草种子萌发的影响

彭文君， 朱 茜， 李 岳， 汤东生

(云南农业大学植物保护学院,云南昆明 650201)

研究了20 ℃/15 ℃和25 ℃/20 ℃两种日波动温度对棒头草(PolypogonfugaxNees ex steud.)、大瓜草(SpergulaarvensisL.)、红花月见草(OenotheraroseaL’Herit. ex Ait.)和紫茎泽兰(EupatoriumadenophorumSpreng.)种子的发芽率、发芽势和发芽指数的作用。结果表明，4种杂草种子萌发对两种波动温度的反应存在差异。前4 d高温有利于棒头草种子萌发，而3 d以后，种子在低温时的发芽率均高于高温处理。前3 d高温促进大瓜草种子的发芽势，而4 d后两种温度下种子的发芽率维持不变，且低温处理的发芽率比高温处理高10%左右。红花月见草和紫茎泽兰种子萌发对温度的反应很相似，即在种子萌发的早期高温和低温种子发芽率差异很大，随着发芽时间的进一步延长，两种温度处理的发芽率逐渐接近。

温度； 种子； 萌发； 棒头草； 大瓜草； 红花月见草； 紫茎泽兰

大多数杂草种子成熟以后都要经过一段时间的休眠。当休眠破除以后，种子在适宜的条件(主要包括温度、水分和氧气，有些种子还需要光照)下开始萌发。这些因素中温度对种子萌发的影响最为特殊，首先温度具有季节性特征，即特定时期的最高、最低温度不一样，其次温度具昼夜波动性即白天和夜晚的温度有差异。此外，温度反应在海拔和纬度上也有差异。尽管现在种子的研究多在恒温情况下，但在自然情况下恒温是不可能的。而实际上来源不同区域的种子萌发的最适温度的日变化差异也是很大的[1]。过去许多的研究结果表明，变温比恒温更有利于种子萌发[2-3]，增加温度的波动幅度，可提高种子的萌发率。因此，研究种子萌发对温度变化的反应不仅对杂草的防除具有参考意义，也为研究入侵杂草的入侵机制提供了依据。

本研究选定4种在云南具有区域性特征的杂草棒头草(PolypogonfugaxNees ex steud.)、大瓜草(SpergulaarvensisL.)、红花月见草(OenotheraroseaL’Herit. ex Ait.)和紫茎泽兰(EupatoriumadenophorumSpreng.)作为研究对象，探讨这4种杂草在两种变温下种子的发芽率、发芽势和发芽指数，以期发现这些杂草种子萌发对不同温度的反应规律。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试棒头草、红花月见草和紫茎泽兰种子于2010年4—6月采自云南农业大学后山农场，大瓜草于2009年9月采自云南省昭通市永善县玉米田。

1.2 试验方法

1.2.1 种子处理 各处理均取种子30粒，3次重复。试验采用20 ℃/15 ℃(处理Ⅰ)和25 ℃/20 ℃(处理Ⅱ)两种日夜温差处理。两种处理均设置为白天光照处理14 h，晚上黑暗处理10 h。

1.2.2 种子发芽测定 种子在试验前用75%酒精消毒15 min，5%次氯酸钠消毒5 min，将消毒过的种子放在垫有两层定性滤纸的培养皿中，加适量灭菌蒸馏水，放入预先设置好温度的光照培养箱中，每日观察记录种子发芽数。

1.3 数据处理

所有数据采用Excel 2007处理，计算发芽势、发芽率、发芽指数[4]。

发芽势是指种子开始发芽后的某天之前所有发芽的种子数占测定样品种子总数的百分率。

发芽率是指样品种子测试结束时所有发芽的种子占样品种子总数的百分率。

发芽指数=∑(Gt/Dt)，Gt为在t日内的发芽数；Dt为发芽日数；∑为总数。

2 结果与分析

2.1 温度对棒头草种子萌发的影响

棒头草是云南广泛分布的一种一年生杂草，多发生于潮湿地，为夏熟作物田杂草。棒头草种子在两种波动温度下萌发存在较大差异(图1)。处理Ⅰ，4 d之内均没有种子发芽，而处理Ⅱ有13.35%的种子发芽，发芽势在前4天高于处理Ⅰ。5 d后，处理Ⅰ的发芽率迅速超过处理Ⅱ，在第5天时，处理Ⅰ的发芽势为28.35%，而处理Ⅱ的发芽势仍维持第4天的水平。之后，两种处理的种子发芽势均有增加，但处理Ⅰ始终高于处理Ⅱ。到调查的最后1天，处理Ⅰ的发芽率为58.33%，而处理Ⅱ为48.33%。计算两种处理的发芽指数，处理Ⅰ为9.59，而处理Ⅱ为8.30，处理Ⅰ高于处理Ⅱ。本试验结果表明，棒头草在种子吸水后一段时间的低温处理虽然降低了早期的发芽速度，而在发芽后期却有效提高了种子的发芽率和发芽指数。

2.2 温度对大瓜草种子萌发的影响

大瓜草是一种原产于欧洲的一年生杂草，大约于20世纪80年代随牧草调运传入云南省北部昭通一带，主要分布于海拔较高的山区，现为云南省昭通地区高海拔山区一种重要农田和草原杂草。国外于20世纪90年代以前对大瓜草做过少量的研究[5-8]，但对其种子萌发的生物学研究很少。而国内目前仍未见公开文献研究大瓜草的报道。由图2可知，大瓜草种子萌发对温度的响应机制类似于棒头草，即在发芽初期，处理Ⅱ的种子发芽率高于处理Ⅰ。在第3天处理Ⅱ的种子发芽率为55.00%，而处理Ⅰ只有13.33%。而在第4天时，处理Ⅰ显示出极强的发芽势，发芽率迅速超过处理Ⅱ，达到85.00%，而处理Ⅱ为71.67%。第4天后，两种处理的发芽率都比较稳定，处理Ⅰ在第5天后发芽率基本不变，而处理Ⅱ在第9天时发芽率也只有78.33%。计算两种处理种子的发芽指数可以得出处理Ⅰ为23.03，处理Ⅱ为27.76。通过以上分析可以看出，大瓜草种子萌发初期适当的低温处理，可以增加种子的发芽势，提高发芽率。大瓜草种子的这种萌发特性可能与其生长在高海拔冷凉地带有关。

2.3 温度对红花月见草种子萌发的影响

红花月见草原产于中美洲温带地区，我国曾作为花卉引种栽培，现在云南已逸生为杂草，成为云南省中部地区次生地和草坪中重要的杂草种类。除了我国韦美玉研究过其繁殖特性外[9]，目前国际上还未发现将其作为杂草的研究报道。本试验表明(图3)红花月见草的种子萌发需要一定的高温条件，处理Ⅱ的种子发芽势、发芽率和发芽指数明显高于处理Ⅰ。在第5天时，处理Ⅱ的发芽率已经达到70%，而处理Ⅰ几乎没有发芽。到第6天以后，处理Ⅱ的发芽率达到86.67%，而后增长比较缓慢。而处理Ⅰ在第6天后显示种子的发芽率的增长较快，直到第10天一直有较快增长，种子发芽率达到75%，与处理Ⅱ的差距进一步缩小。可见，较高的温度(处理Ⅱ)可明显增强红花月见草的发芽势和发芽指数，较低温度(处理Ⅰ)在一定程度上影响了种子的发芽速度，但并不能降低种子最终发芽率。

2.4 温度对紫茎泽兰种子萌发的影响

紫茎泽兰是云南省危害最为严重的入侵杂草之一，对其防除研究几乎成为我国研究入侵杂草的模板植物。尽管种子的萌发特性仍是对紫茎泽兰研究的热点之一[10-12]，但紫茎泽兰种子萌发对温度的适应性仍有待开展相应的研究。本试验结果(图4)很明显地表明高温和低温对紫茎泽兰种子萌发的影响较大。尽管处理Ⅱ在前5 d显示出较高的发芽势，发芽率达70.00%，而这时处理Ⅰ的种子发芽率几乎为0。但在第10天时，低温处理(处理Ⅰ)和高温处理(处理Ⅱ)发芽率几乎相等，约为80.00%。以上结果表明，低温处理虽然影响了紫茎泽兰种子的发芽势和发芽指数，但并不影响最终的发芽率。

3 结论与讨论

在各种影响种子萌发的因素中，温度的波动与种子萌发的关系不仅体现了温度对种子萌发的季节性反应，而且还与植物的区域分布有很大关系。本研究探讨了4种杂草种子在两种波动温度下的反应，结果表明昼夜平均温度影响着棒头草和大瓜草的种子发芽率、发芽势和发芽指数。而红花月见草和紫茎泽兰这两种适应性很广的入侵杂草，昼夜平均温度的大小主要影响着发芽势和发芽指数，随着发芽时间的延长，不同温度下的种子发芽率逐渐缩小，甚至达到相同水平。

植物对温度的反应虽然是植物生物学研究的一个基本内容。但近年来，外来杂草入侵带来的问题越来越突出，在入侵杂草对生物多样性和生态环境危害逐年加重的情况下，研究植物对温度的反应和适应机制，对了解杂草的入侵机制具有重要作用。同时对一些适应性非常强的恶性杂草的危害性与其对温度的适应性也引起关注。Willis等分析了英国2种外来植物紫凤仙(Impatiensglandulifera)和Heracleummantegazzianum的种子萌发对气候和温度的反应，并提出温度是影响植物入侵的重要因素之一[13]。温度对植物的影响不仅包括最高温度、最低温度，昼夜温差也是一个重要因素。但目前还缺乏更多的关于温度与植物入侵关系的相关报道。我国幅员辽阔、气候类型多样，昼夜温度变化多样，为多种外来恶性杂草入侵创造了适宜的环境条件。本研究仅测定了两种波动温度对4种杂草种子发芽的影响，不同恒温和波动温度对种子萌发的差异均需进一步探讨。

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TemperatureEffectsonSeedGerminationofFourWeeds

PENG Wen-jun,ZHU Qian,LI Yue,TANG Dong-Sheng

(College of Plant Protection,Yunnan Agricultural University,Kunmin 650201,China)

Effects of the two kinds of diurnal fluctuate temperature (25 ℃/20 ℃ and 20 ℃/15 ℃) treatment on seed germinating rates,germinating energys and germinating indexes of the four weed speciesPolypogonfugaxNees ex steud.,SpergulaarvensisL.,OenotheraroseaL’ Herit. ex Ait. andEupatoriumadenophorumSpreng. were studied. The results show that responses of the four weeds’ seed germination to the two kinds of temperature freatment are different. High temperature is useful for germination ofP.fugaxin the first 4 days,however,germination rate in low temperature is higher than that of high temperature freatment after 3 days. Germination energy ofS.avensisis lower than that of low temperature freatment in the first 3 days,wherever,germination rate unchange after 3 days under two kinds of temperature freatment,and it is 10% higher under low temperature than that of high temperature. The seed germination response ofO.roseato temperature is similar to that ofE.adenophorum,i.g. the seed germination rates of the two species under low temperature are quite different from that of high temperature freatment,and the germination rates of the two kinds of temperature freatment are similar gradually as the germination period of extension

temperature;seed;germination;Polypogonfugax;Spergulaarvensis;Oenotherarosea;Eupatoriumadenophorum

Q945.6+5

A

1003-935X(2011)03-0026-04

彭文君，朱 茜，李 岳，等. 温度对4种杂草种子萌发的影响[J]. 杂草科学，2011，29(3)：26-29.

2011-07-05

国家“973”项目(编号：2011CB100400)。

彭文君(1986—)，女，云南景洪人，硕士研究生，主要从事植物保护研究工作。E-mail:junzilan2009happy@163.com。

汤东生，博士，讲师，从事植物生理生态学研究。Tel：(0871)5220591; E-mail:eastuptang@126.com。