温度对10个白三叶品种种子萌发特性的影响

2014-03-25高婷婷毛培春郭强田小霞孟林刘汉云

山西农业大学学报（自然科学版） 2014年1期

高婷婷，毛培春，郭强，田小霞，孟林，刘汉云

(1.山西农业大学林学院，山西太谷 030801；2.北京市农林科学院草业与环境研究发展中心，北京 100097)

白三叶(TrifoliumrepensL.)，又名白车轴草、荷兰翘揺、匍匐三叶草等，系豆科(Leguminosae)车轴草族(Trifolieae)三叶草属(Trifolium)的一年生或多年生草本植物，原产于欧洲和小亚细亚，后被引入英国、美国、新西兰等国家。我国自20世纪20年代引种以来，白三叶主要在长江以南地区大面积栽培种植[1,2]。

白三叶是优质的绿肥、饲用和蜜源植物，种子可供药用，有清热、凉血、宁心的功效[3]。白三叶植株低矮，绿期长，可净化空气、降低噪音、调节温湿度，是城市园林景观建设中的优良绿色地被植物[4]。白三叶种子发芽率的高低是影响园林景观草坪绿地质量的关键因素。目前，主要采用硫酸[5]、吲哚乙酸和萘乙酸[6]、卫星搭载[7]和温度[8]等种子处理的手段，对白三叶种子萌发特性进行研究，但白三叶的生态幅较窄，抗逆性较弱，高温和低温在一定程度上影响其种子萌发和生长发育，影响城市园林绿化及生态功能的发挥。本试验以10个白三叶品种种子为材料，测定分析5个不同温度处理条件下种子萌发特性的相关指标，揭示温度对其种子萌发特性的影响，旨在为不同温度地区规模种植适宜的白三叶品种提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试的白三叶品种种子分别由百绿国际草业有限公司、克劳沃集团和北京华奥物种科技有限公司提供，详见表1。

表1 供试材料来源

1.2 试验方法

利用5个RXZ智能型人工气候箱，分别设置30℃、25℃、20℃、15℃和10℃共5个温度，从每个白三叶品种中分别选择籽粒饱满、大小基本一致的白三叶种子1500粒，每品种每温度3次重复，每重复100粒，将挑选好的种子用清水冲洗3～4遍，洗去表面污物，用滤纸吸干，放入2%的次氯酸钠溶液中浸泡消毒15 min，再用清水冲洗3～4遍，用滤纸吸干后，置于4℃的冰箱内，放置12～24 h。然后，分别置入直径为12 cm铺有2层滤纸的培养皿内，放入RXZ智能型人工气候箱，光照培养16 h，暗培养8 h，相对湿度80%。期间每天加水1～2次，以保持发芽床湿润。每天在相同的时间观察记录发芽种子数，以胚根突破种皮1 mm作为种子发芽的标准，第12天计算其发芽势，第16天统计其发芽率和发芽指数，并测定其根尖长。

发芽势/%=(前12 d发芽种子数/播种种子数)× 100%

发芽率/%=(前16 d发芽数/播种种子数)× 100%

发芽指数(Gi)=Σ(Gt/Dt)[9～11]

其中：Gt-在时间t的发芽数/个；Dt-相应的发芽天数/d。

生物学性状测定：幼苗根尖长/cm。待发芽结束后，将植物幼苗横放，用精度为0.1 cm的刻度尺量取根系基部至最长根尖的长度。每个品种和处理各测定10株。

1.3 数据处理

用Excel2007和Spss11.5对数据进行统计分析，用Duncan′s法进行多重比较检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同温度处理对10个白三叶品种种子发芽势的影响

由表2可见，不同温度条件下，白三叶品种的种子发芽势不同。Rivendel、Tahora II和Dutch White在30℃时种子发芽势均最高，分别为55.56%、55.56%和71.11%，之后随着温度的降低发芽势呈逐渐下降趋势，10℃时显著下降为26.27%、8.89%和37.78%。Durana、Prop、Barbzan、Haifa和Alice的发芽势均于25℃时达最高，分别为75.56%、48.89%、53.33%、53.33%和66.67%，之后随着温度的降低发芽势也呈下降趋势，10℃时显著下降为6.67%、17.78%、13.33%、11.11%和24.44%。Huia的发芽势在20℃和15℃时均为84.44%，与30、25和10℃差异显著。

由表2可见，同一温度条件下，不同白三叶品种间种子发芽势也不同。30℃时，Dutch White发芽势高达71.11%，与Prop(40.00%)、Barbzan(33.33%)和Haifa(40.00%)相比差异显著，其余品种的发芽势均在48.89%～55.56%。25℃时，Durana发芽势高达75.56%，与Rivendel(51.11%)、Tahora II(35.56%)和Prop(48.89%)相比差异显著，其余品种居于53.33%～66.67%。20℃和15℃时，Huia发芽势均为84.44%，而Tahora II、Prop和Haifa仅为35.56%～38.89%。其中20℃时，Huia与Durana、Tribute间差异不显著，15℃时，Huia与Durana差异不显著。10℃时，10个参试品种的发芽势均低于37.78%，特别是Durana和Tahora II仅为6.67%和8.89%。

表2 不同温度处理对10个白三叶品种种子发芽势的影响

注：同行数据不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，同列数据不同大写字母表示差异显著(P<0.05)。表3～表5同。

Note: In the same row, values with different small letter mean significant difference(P<0.05), in the same column, values with different capital letter mean significant difference(P<0.05). The same as in table 3～table 5.

2.2 不同温度处理对10个白三叶品种种子发芽率的影响

由表3可见，10℃～30℃下，10个白三叶品种的种子均可发芽，但同一品种在不同温度条件下其发芽率不同。Revendel、Tahora II和Dutch White在30℃时种子发芽率均最高，分别为93.33%、93.33%和100.00%，之后随着温度的降低发芽率呈逐渐下降趋势，10℃时除Dutch White(86.67%)外，其余均显著下降为55.56%和8.89%。Durana、Tribute、Prop、Haifa和Alice的发芽率均于25℃时达最高，分别为97.78%、100.00%、71.11%、75.56%和93.33%，之后随着温度的降低发芽率也呈下降趋势，10℃时，除Prop(46.67%)外，其余品种均显著下降为11.11%、60.00%、11.11%和13.33%。除Tahora II(15℃下为73.33%)和Barbzan(30℃下为66.67%)外，其余8个品种在30℃、25℃、20℃和15℃不同温度间的种子发芽率均无显著差异。Barbzan和Huia在20℃时种子发芽率最高，达91.11%和100.00%。10℃时，除Dutch White(86.67%)外，其余品种的发芽率较其它温度下均有大幅下降，不利于种子正常发芽。

由表3可见，同一温度条件下，不同白三叶品种间发芽率不同。30℃时，除Prop、Barbzan和Haifa的发芽率(均为66.67%)较低外，其余品种的种子发芽率均在80.00%以上。25℃时，除Prop (71.11%)和Haifa (75.56%)、Rivendel (80.00%)、Tahora II (82.22%)和Barbzan (83.33%)外，其余5个品种的发芽率均在90%以上，20℃下仍在80%以上。10℃时，除Dutch White (86.67%)外，其余品种的发芽率均在60%以下，特别是Durana、Tahora II和Haifa种子发芽率分别降至11.11%、8.89%和11.11%。

表3 不同温度处理对10个白三叶品种种子发芽率的影响

2.3 不同温度处理对10个白三叶品种种子发芽指数的影响

由表4可见，不同温度条件下，白三叶品种的种子发芽指数不同。Rivendel、Tahora II和Dutch White在30℃时发芽指数最高，分别达10.88、10.87和17.36，之后随着温度的降低，其发芽指数呈逐渐下降趋势，10℃时分别显著降至1.89、0.08和5.13。Durana、Tribute、Prop、Haifa和Alice于25℃时达到最大值，分别为15.01、12.76、10.60、10.44和12.69，除Prop 20℃(6.47)与15℃(5.35)差异不显著外，其余4个品种均随温度下降呈显著下降趋势，10℃时分别降至0.18、0.92、2.40、0.10和0.20。20℃时，Barbzan(10.89)和Huia(13.13)呈峰值，与15和10℃相比差异显著。

表4 不同温度处理对10个白三叶品种种子发芽指数的影响

由表4可见，同一温度条件下，不同白三叶品种间发芽指数也不同。30℃时，Dutch White发芽指数最高，达17.36，Barbzan和Prop发芽指数最低，仅为7.10和7.27，其余均介于9.03～12.18，Dutch White与其余9个品种相比差异显著。25℃时，除Rivendel、Tahora II和Dutch White较30℃时小幅降低外，其余品种的发芽指数均升高，特别是Durana和Prop分别由30℃时的11.08和7.27急增至15.01和10.60。Durana、Tribute、Alice 和Dutch White间差异不显著。20℃、15℃和10℃时，所有参试品种的发芽指数均呈下降趋势。10℃时，Dutch White的发芽指数显著高于其余9个品种。

2.4 不同温度处理对10个白三叶品种根尖长的影响

由表5可见，10个白三叶品种根尖长均随发芽温度的降低呈逐渐下降的趋势，Rivendel、Tahora II、Barbzan和Haifa在30℃时，根尖长为8.33～9.43 cm，显著高于同品种的其它处理。Durana、Tribute、Prop、Alice、Ducth White和Huia在25℃和30℃时根尖长达6.26～9.43 cm，均显著高于20℃、15℃和10℃条件下，但同一品种两温度间无显著差异。15℃和10℃下，10个白三叶品种的根尖长为0.58～2.20 cm(10℃下各品种根尖长均小于0.81 cm)，且与20℃、25℃和30℃条件下相比差异显著。

由表5可见，同一温度条件下，不同品种间根尖长也不同。30℃时，10个白三叶品种的根尖长为6.77～9.43 cm，各品种间无显著差异。25℃和15℃时，Tribute根尖长均最大，分别达9.10 cm和2.20 cm。20℃时，Alice根尖长达6.07 cm，与Durana、TahoraII和Haifa差异显著。10℃时，Prop根尖长达0.81 cm，与Durana(0.42 cm)和Tribute(0.58 cm)相比，差异显著。

表5 不同温度处理对10个白三叶品种根尖长的影响

3 讨论与结论

种子萌发是植物生活史的关键环节之一，种子发芽能力的高低受多种环境因素的影响，其中对温度变化的响应是最为重要的环节[12,13]。张志勤等[14]对陕西省凤县党参(Codonopsispilosula)种子发芽特性研究表明超过25℃党参种子萌发明显受到抑制，超过30℃其种子发芽势和发芽率急剧下降。李凯辉等[15]研究认为的恒温较高(28℃)和变温较低(5月上半月土壤表面温度：9.66℃、10.21℃、0.15℃～0.83℃)温度下轮叶马先蒿(Pedicularisverticilata)种子发芽率和发芽指数均较低。本研究结果表明，Durana、Prop、Haifa和Alice在25℃时各品种种子发芽势、发芽率和发芽指数均达最大值，随温度的降低呈下降趋势，这与上述研究具有一致性。杨期和等[16]对滇南256种热带植物的种子萌发研究表明，能萌发的125种植物中，有80%以上的植物种子萌发的适宜温度为18～30℃。本实验显示Rivendel、Tahora II和Dutch White种子的发芽势、发芽率和发芽指数在30℃时表现较好，且随温度降低呈下降趋势。20℃时，Barbzan和Huia的种子发芽势、发芽率和发芽指数表现较好。Tribute 的种子发芽势在30℃时表现较好，25℃时其种子发芽率和发芽指数达最大值。15℃时，各品种种子的发芽势、发芽率和发芽指数较20℃略显逊色，虽Durana、Tribute、Barbzan、Dutch White和Huia的种子发芽势和发芽率降幅不显著，但所有10个品种的种子发芽指数和根尖长均较20℃时显著下降，10℃时降幅更为显著。这与傅家瑞[17]报道的烟草(Nicotianatabacum)种子发芽的低限温度为10℃具有一致性。

温度是决定种子萌发的主要条件之一，对幼苗形成的整个过程均起着重要的作用[18]。本实验研究表明，随着发芽温度的降低，10个白三叶品种的根尖长呈逐渐降低的趋势，30℃时，Rivendel和Tribute根尖长相等且生长较长，达9.43 cm，25℃时，Tribute根尖长达9.10 cm，Dutch White和Huia次之。Durana、Tribute、Prop、Alice、Dutch White和Huia 在30℃和25℃时，表现为同一品种两温度间差异不显著。宋采博[8]研究表明，25℃时白三叶种子的发芽速度、发芽率和发芽势最好，株高和地上部生物量也最大； 30℃时，发芽速度则显著降低，发芽势小幅下降，而发芽率、株高和地上部生物量与25℃处理下无显著差异； 15℃时，发芽率、发芽势、株高和地上部生物量则显著下降。本实验结果显示Rivendel、Tahora II、Barbzan和Haifa在30℃和25℃时，同一品种两温度间差异显著，产生差异的原因除温度是影响种子萌发和幼苗生长的主要因素外，供试种子本身的生理学差异也会对种子萌发和幼苗生长产生影响。20℃条件下10个品种的幼苗根尖长为4.14～6.07 cm， 15℃(幼苗根尖长仅为0.97～2.20 cm)和10℃(幼苗根尖长仅为0.42～0.81 cm)较20℃时，10个白三叶品种幼苗根尖长均显著降低，可见15℃和10℃均不利于幼苗根尖的生长。

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